DE8711468U1

DE8711468U1 - Gießform

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Publication number: DE8711468U1
Application number: DE8711468U
Authority: DE
Original assignee: Foseco International Ltd
Current assignee: Foseco International Ltd
Priority date: 1986-11-21
Filing date: 1987-08-24
Publication date: 1987-10-08
Also published as: JPS63132748A; JPH0422657B2

Description

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Birmingham

Die Erfindung befaßt sich mit senkrecht geteilten Gieß* formen mit darin befindlichen KerämikschaumfiItefn.

Keramikschäume sind hochporöse, aus feuerfesten Materialien hergestellte Stoffe» Oa die Zellen eines Keramikschaums miteinander verbunden sind, kann der Schaum als Filtrationsmaterial, d.h« als ein Filter, verwendet wer^ den. Deshalb kann durch Einsetzen eines Keramiksehaumfilters in eine Gießform vor dem Eingießen des geschmolzenen Metalls ein Abfiltrieren von Einschlüssen, die sich in dem geschmolzenen Metall befinden,durchgeführt werden» Das Keramikschaumfilter, das in die Gießform eingesetzt ^f werden soll, ist in die gewünschte Form vorgeformt und kann nicht in der benötigten Form und Größe durch Ausschneiden aus einem größeren Keramikschaumkörper hergestellt werden, da Keramikschaumfilter wegen ihrer feinen dreidimensionalen Zellstruktur leicht brechen und in einheitlichen Größen durch Schneiden schwierig genau herzustellen sind. Zusätzlich verbleiben als Ergebnis des Schneidevorgangs kleine Stücke des Schaummaterials in den Poren und verstopfen entweder die Poren oder werden in das gefilterte Metall aufgenommen, so daß der Filtra-^ tionsprozeß nachteilig beeinflußt wird.

Keramikschaumfilter werden durch Einbringen eines organischen Schaums, zum Beispiel eines Polyurethanschaums, in eine Aufschlämmung eines Keramikmaterials hergestellt. Der von der Aufschlämmung; durchdrungene Schaum wird durch ein Walzenpaar hindurchgeführt, und die Menge der anhaltenden Aufschlämmung wird eingestellt. Anschließend wird der imprägnierte Schaum getrocknet und gebrannt, um eine Keramikschaumnachbildung durch Ausbrennen des organischen Schaums zu erzeugen.

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KeramiksGhäUfnf i lter sind in Scheibenform benutzt worden. Da es aber notwendig ist, Scheibenförmen aus dem organischen Material herauszustanzen, was einen zusätzlichen Verfahrensschritt und erhöhte Produktionskosten mit sich bringt, werden wegen ihrer leichteren Herstellbarkeit üblicherweise Keramikschaumplatten in Form eines recht-Winkligen Vierecks verwendet.

Um ein Keramikschaumfilter in Form einer dicken Platte mit einem rechtwinkligen tetragonalen horizontalen Querschnitt in eine senkrecht geteilte Gießform einzusetzen, ist dafür an der freiliegenden Verbindungsfläche der zwei Hälften der Gießform eine nutförmige Aussparung im Einguß vorgesehen, und das Keramikschaumfilter wird in diese nutförmige Aussparung eingesetzt. Nutförmige Aussparungen, wie sie gewöhnlich zum Einsetzen von Keramikschaumfiltern verwendet werden, werden in Fig. 4 bis 6 der beiliegenden Zeichnungen gezeigt, die senkrechte Schnitte durch senkrecht geteilte Gießformen darstellen. Gemäß Fig. 4 bis &dgr; besteht eine senkrecht geteilte Gießform aus einem Gießformhohlraum 1 , einer Verbindungsfläche 2 und einem Einguß 3, der mit dem Gießformhohlraum 1 verbunden ist. Eine nutförmige Aussparung 4 zur Aufnahme eines rechtwinkligen viereckigen Keramikschaumfilters 5 ist im Einguß 3 geformt oder geschnitten.

In jeder der Gießformen, die in Fig. 4 bis 6 zu sehen sind, muß das Keramikschäumfilter manuell eingesetzt werden. Im Falle der Fig. 4 muß man das Keramikschaumfilter nach dem Schließen der zwei Hälften der geteilten Gießform in den Einguß hineinfallen lassen, um es in seine Position zu bringen, da es nicht praktisch ist, das Filter vor dem Schließen der Gießform mechanisch einzusetzen.

&Bgr;\>&iacgr; den Gießformen gemäß Fig. 5 und 6 scheint es, daß in der Praxis das Einsetzen des Filters in die nutförmige Aussparung mechanisch im Prinzip leicht durchgeführt werden kann. Dies trifft aber nicht zu, da das Filter so eingesetzt werden muß, daß eine seiner Seiten parallel zu der Verbindungsfläche 2 verläuft. Da es schwierig ist, Keramikschaumfilter einer gegebenen Nenngröße genau herzustellen, ist es ebenso schwierig, Filter auf eine mechanische Einsetzvorrichtung aufzubringen und sicherzustellen, daß das Filter bezüglich der Aussparung richtig zentriert ist, und so können beim Einsetzen des Filters in die Aussparung durch Reiben der Filteroberflache auf der die Aussparung umgebenden Gießformoberfläche das Filter und die Gießform beschädigt werden. Da überdies eine mechanische Einsetzvorrichtung gewöhnlich vakuumbetrieben wäre und das Filter durch Saugwirkung gehalten würde> wäre es schwierig, der Maschine eine Filterfläche anzubieten, die durch die Saugwirkung gehalten werden kann.

Es ist vorgeschlagen worden, die oben beschriebenen Probleme so zu bewältigen, daß man das Keramikschaumfilter in einen Rahmen aus einem feuerfesten Material, wie gebundenen Sand, einsetzt und dann den Rahmen in die nutförrjiige Aussparung einführt. Der Vorschlag hat jedoch keine große Zustimmung gefunden, da er die Verwendung zusätzlicher Materialien und einen zusätzlichen Verfahrensschritt erfordert.

Gemäß der Erfindung wird eine Gießform bereitgestellt, die senkrecht in zwei Hälften geteilt ist sowie einen Gießformhohlraum und einen Einguß aufweist, wobei die eine Hälfte der Gießform in dem Einguß eine Aussparung mit einem dreieckigen horizontalen Querschnitt hat, die sich gegenüber einer Aussparung von im wesentlichen gleicher

Form'und Größe im Einguß der anderen Hälfte befindet, und wobei jede dieser Aussparungen etwa die Hälfte des gesamten Volumens eines Kerämikschaumfilters umfaßt* dessen horizontaler Querschnitt ein rechtwinkliges Viereck darstellt.

Bei der Herstellung eines Keramikschaumfilters in Form einer Platte, dessen horizontaler Querschnitt ein rechtwinkliges Viereck ist₄ werden, obwohl die Platte durch ihr Herstellungsverfahren hochporös ist, die Zellen oder \ Poren an benachbarten Nebenflächen der Platte geschlossen*

S Beim Durchlauf einer mit einer Keramikaufschlämmung ge-

&iacgr; tränkten Platte der oben erwähnten Form durch Walzen sind

eine Nebenfiäche der Platte parallel und benachbarte Neben-

* flächen senkrecht zu der Walzenachse angeordnet, und die

Poren an den zwei Nebenflächen, die senkrecht zu der WaI-zenächse liegen, werden durch den Quetschvorgang geschlos-

sen, während die Poren ah den anderen zwei Nebenflächen offen bleiben. Ein solches Filter kann an einer der geschlossenen Nebenflächen durch Saugwirkung mechanisch gehalten werden.

Die erfindungsgemäße Gießform kann durch das folgende Verfahren hergestellt werden:

Ein Werkzeug zum Einsetzen des Filters in seine Position hat eine Haltevorrichtung für das Filter und Mittel für das Anlegen eines Sogs an das Filter in der Haltevorrichtung. Ein solches Werkzeug kann leicht durch Modifizieren einer Kerneinsetzvorrichtung, die zum Einsetzen von Kernen in senkrecht geteilte Gießformen verwendet wird, feerc·· :i.ellt werden. Die Haltevorrichtung hat ein-en dreieckigen horizontalen Querschnitt und eine geeignete Größe zur Aufnahme einer Hälfte oder im wesentlichen einer Hälfte des gesamten

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Volumens des rechtwinkligen viereckigen Keramikschaumfilters, und die Saugmittel sind so angeordnet, daß ein Sog an zwei benachbarte Nebenflächen des Filters angelegt werden kann.

Jede Hälfte der senkrecht geteilten Gießform hat in ihrem Einguß eine Aussparung von ähnlicher Form und Größe wie die Form und Größe der Haltevorrichtung in dem Werkzeug.

Das Keramikschaumfilter wird in die Haltevorrichtung des Werkzeugs eingelegt, und Vakuum wird angelegt, um das Filter in seiner Position zu halten. Das Werkzeug wird dann zu einer Gießformhälfte bewegt, und die vorspringende Ecke des Filters wird in die dreieckig geformte Aussparung des Eingusses eingeführt. Das Vakuum wird dann abgeschaltet und das Werkzeug zurückgezogen. Das Filter ist somit zur Hälfte oder zur Hälfte seines Volumens in der Aussparung angeordnet und steht mit der anderen Hälfte oder etwa der anderen Hälfte seines Volumens vor. Die zweite Gießformhälfte wird dann mit der ersten Hälfte, die das Filter enthält, in Verbindung gebracht, und der vorstehende Teil des Filters wird in die Aussparung der zweiten Gießformhälfte eingeführt.

Der Winkel zwischen den Wänden der Aussparung kann ein rechter Winkel sein, aber in einer bevorzugten Ausführung der Gießform gemäß der Erfindung ist der Winkel kleiner als 90°, insbesondere 80 bis 88°. Wenn das Keramikschaumfilter in eine solche Aussparung eingesetzt wird, ist am Eingang der Aussparung zwischen der· Nebenflächen des Filters und den Wänden der Aussparung ein enger Kontakt gewähriöistet* und da Sich ein schmaler Zwischenraum zwischen dem Filter und den Wänden der Aus* sparung am innerste^ Teil der Aussparung befindet, wer-

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den ' irgendwelche kleinen Teilchen des Filtermaterials
oder von Sand (wenn die Gießform eine Sandform ist), die
beim Einführen des Filters entstehen, in dem Zwischenraum
festgehalten und können von dem geschmolzenen Metall, das
durch den Einguß fließt, nicht mitgerissen werden.

Wenn gewünscht, kann das Volumen des Zwischenraums zwischen dem Filter und den Wänden der Aussparung zum Sammeln
irgendwelcher Filtermaterial- oder Sandteilchen, die beim
Einführen des Filters gebildet werden, durch Vergrößern
der Ecke, die zwischen den senkrechten Wänden der Aussparung gebildet wurde, vergrößert werden.

Gewünschtenfalls kann die Höhe der Aussparung an oder in ! der Nähe ihrer Ecke kleiner als die Höhe des Filters sein, i so daß, wenn der Filter eingelegt ist, dessen Ecke stärker
festgehalten wird. &igr;

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die waagerechte | Querschnittsfläche der Aussparung in derjenigen Gießform- j hälfte, in die das Filter zuerst eingelegt wird, größer ! als die waagerechte Querschnittsfläche der Aussparung in
der anderen Gießformhälfte. Wenn das Filter in die größere | Aussparung eingesetzt wird, liegt der Schwerpunkt des FiI- ! ters mehr innerhalb der Aussparung als an deren Eingang, J und der Filter wird stabiler festgehalten.

Gießformen gemäß der Erfindung können leicht und zuver- j lässig und ohne Zerstörung des Keramikschaumfilters, wenn I es sich in der Gießform befindet, hergestellt werden.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, Es zeigen;

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Fig.· 1 perspektivisch einen Teil einer Hälfte einer senkrecht geteilten Sandgießform, ein Keramikschaumfilter und ein Haltewerkzeug für das Keramikschaumfilter zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gießform;

Fig. 2 einen Teil eines horizontalen Querschnitts einer Hälfte einer senkrecht geteilten Sandgießform, die eine Aussparung zum Halten eines Keramikschaumfilters aufweist, dessen waagerechter Querschnitt ein rechtwinkliges Viereck ist;

Fig. 3 einen Teil eines waagerechten Querschnitts einer senkrecht geteilten Sandgießform mit Aussparungen zum Halten eines Keramikschaumfilters, dessen waagerechter Querschnitt ein rechtwinkliges Viereck ist.

Gemäß Fig. 1 besteht eine Hälfte einer senkrecht geteilten Gießform aus einem Gießformhohlraum 1 zur Herstellung eines Metallgußstückes, einer Oberfläche 2, die an die entsprechende Oberfläche der anderen Hälfte der Gießform angrenzt, einem Einguß 3, der eine Aussparung 4 mit einem dreieckigen horizontalen Querschnitt zur Aufnahme einer Hälfte des Volumens eines Keramikschaumfilters 5 aufweist, dessen waagerechter Querschnitt ein rechtwinkliges Viereck darstellt. Die Aussparung 4 nimmt die Hälfte des Filters auf, die sich durch dessen Teilung entlang einer Diagonale 52 quer über eine Hauptfläche 51 des Filters ergibt. Die Hauptfläche 51 und die ihr gegenüberliegende Hauptfläche des Filters haben beide offene Zellen, und von den benachbarten Nebenflächen 53 und 54 hat die Nebenfläche geschlossene und die Nebenfläche 54 offene Zellen, Von den beiden anderen, nicht gezeigten Nöbenf lachen hat die eitle

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offene und die andere geschlossene Zellen. Ein Werkzeug 7 für das Einsetzen des Filters 5 in seine Lage in der Aussparung 4 weist eine Haltevorrichtung 6 zum Halten des Filters und Mittel zum Ausüben einer Saugwirkung auf die Nebenflächen 53 und 54 auf. Das Filter 5 wird so in die Haltevorrichtung 6 eingesetzt, daß eine Hälfte seines Volumens aus der Fläche 8 des Werkzeugs 7 herausragt und das Filter fest in dieser Position durch AusüL^n der Saugwirkung auf die Nebenflächen 53 und 54 gehalten wird. Das Werkzeug 7 wird dann so gegen die Oberfläche 2 der Gießform geführt, daß die vorötehende Hälfte des Filters 5 in die Aussparung 4 eingeführt wird. Die Saugwirkung wird dann beendet, und das Werkzeug 7 wird von der Gießform zurückgezogen und läßt das Filter 5 zurück, das aus der Aussparung 4 hervorsteht. Die andere Hälfte der Gießform (nicht gezeigt), die eine Aussparung mit einer Form und Größe ähnlich der Aussparung 4 aufweist und im Einguß an einer Position liegt, die der Aussparung 4 im Einguß 3 entspricht, wird dann mit der Oberfläche 2 derjenigen Hälfte der Gießform, die dns Filter 5 enthält, so in Verbindung gebracht, daß die vorstehende Hälfte des Filters 5 in der Aussparung angeordnet wird. Wenn die Gießform in dieser Weist? geschlossen wird, ist das Filter 5 so angeordnet, daß seine Hauptfläche 51 und die gegenüberliegende Hauptfläche in einer horizontalen Ebene liegen und die waagerechte Querschnittsfläche des Eingusses 3 vollständig ausfül len.

in Fig. 1 ist die Aussparung 4 so dargestellt, daß sie genau die Hälfte des Volumens des rechtwinkligen viereckigen Keramikschaumfilters aufnimmt, d.h. im waagerechten Querschnitt ist die Aussparung ein rechtwinkliges Dreieck. In der Praxis ist es nicht notwendig, daß der¹ horizontale Querschnitt der Aussparung ein rechtwinkliges

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Dreieck 1st, und tatsächlich ist ein Winkel, der* etwas
kleider als 90° ist, wünschenswert. Gemäß Fig. 2 beträgt
der Winkel zwischen den Wänden 41 und 42 der Aussparung 4
80 bis 88°. Wenn ein Keramikschaumfilter, dessen waagerechter Grundriß ein rechtwinkliges Viereck ist, in die
Aussparung 4 eingesetzt wird, ist am Eingang der Aussparung 4 ein starker Kontakt zwischen den Nebenflächen des I Filters und den Wänden der Aussparung 4 gewährleistet, und das FiU | ter wird in dieser Position stärker festgehalten. §

Weiterhin werden, da sich ein kleiner Zwischenraum zwi- |

Sehen dem Filter und den Wänden der Aussparung 4 an deren t

innerstem Teil befindet, irgendwelche kleinen Filtermate- |

rial- oder Sandteilchen, die während des Einlegens des I

Filters entstehen» in dem Zwischenraum zurückgehalten »■

und können deshalb nicht in das geschmolzene Metall, das I

durch den Einguß 3 fließt, hineingerissen werden. Die |

Höhe der Aussparung in ihrem Eckbereich, der in Fig. 2 |

durch Kreuzschraffierung hervorgehoben ist, ist geringer |

als die Dicke des Filters, so daß, wenn das Filter einge- f führt wird, seine Ecke stärker festgehalten wird. In Fig.2

ist der durch das Keramikschaumfilter besetzte Bereich I

f durch gestrichelte Linien dargestellt. |

Es ist nicht notwendig, daß die Form und Größe der Ausspa- f

s runq in jeder Hälfte der senkrecht geteilten Gießform ge^ta | nau der Form und Größe von genau einer Hälfte des Keramikschaumfilters entsprechen. Gemäß Fig. 3 ist die Aussparung 4 in einer Hälfte a der Gießform größer als die
Aussparung 40 in der anderen Hälfte b. Wenn das Filter
in die Aussparung 4 der Gießformhälfte a eingesetzt wird,
liegt der Schwerpunkt des Filters mehr innerhalb der Aussparung 4 als an deren Eingang, und das Filter wird deshalb besser festgehalten. Die durch das Filter eingenom- f mene Position ist durch gestrichelte Linien dargestellt. |

Die Ecke 43 der Aussparung 4 ist so vergrößert, daß das Volumen des Zwischenraums zwischen dem Filter und den Wänden der Aussparung erhöht Wird, Um irgendwelche FiI^ termaterial- und fcdndteilchen beim Einsetzen des Filters aufzunehmen*

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Claims

Schutzansprüche

1. Gießform, die senkrecht in zwei Hälften geteilt ist, sowie einen Gießf orinhohlraum (1),einen Einguß (3) und in dem Einguß (3) ein Keramikschaumfilter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hälfte (a) der Gießform in dem Einguß (3) eine Aussparung (4) mit einem dreieckigen waagerechten Querschnitt hat, und diese Aussparung (4) gegenüber einer Aussparung (40) mit im wesentlichen gleicher Form und Größe in einem Einguß (3) der anderen Hälfte (b) der Gießform vorgesehen ist, wobei jede dieser Aussparungen (4,40) wenigstens im wesentlichen eine Hälfte des gesamten Volumens eines Keramikschaumfilters (5), dessen horizontaler Querschnitt ein rechtwinkliges Viereck ist, enthält.

2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (4,40) senkrechte Wände hat, die sich in einem Winkel von 90° treffen.

3. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (4,40) senkrechte Wände hat, die sich in einem Winkel von 80 bis 88° treffen.

4. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (4,40) an einer Ecke (43), die zwischen den senkrechten Wänden gebildet wird, so vergrößert ist, daß ein Zwischenraum zwischen der Ecke (43) der Aussparung (4,40) und dem Filter (5) besteht.

5. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet» daß die Höhe der Aussparung (4,40) in oder in der Nähe der Ecke (43) kleiner ist als die Höhe des Keramikschaumfliters (5)_ä

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6. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Querschnittsfläche der Aussparung (4) in einer Hälfte (a) der Gießform größer ist als die horizontale Querschnittsfläche der Aussparung (40) in der anderen Hälfte (b) der Gießform.