DE19922534A1 - Gießform mit druckbeaufschlagbarer Speiserkammer - Google Patents
Gießform mit druckbeaufschlagbarer SpeiserkammerInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Gießform mit einer von Formsand umgebenen, zur Beaufschlagung mit Druckgas vorgesehenen Speiserkammer (5). Erfindungsgemäß ist wenigstens ein mit dem Druckgas in Kontakt kommender Wandteil der Speiserkammer (5) gegen Entweichen von Druckgas in den Formsand abgedichtet. Vorzugsweise ist die Speiserkammer (5) in der Art verbundener Gefäße an den Formhohlraum (2) der Gießform (1) angeschlossen und ein die Speiserkammer (5) nach oben hutartig begrenzendes Dichtelement (8) vorgesehen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gießform mit einer von Formsand umgebenen, zur Beaufschla
gung mit Druckgas vorgesehenen Speiserkammer.
Bekanntermaßen unterliegt das in eine Gießform eingegossene Gußmaterial während der
Abkühlung und Erstarrung einer Volumenverringerung. Um zu verhindern, daß ein Gußstück
infolge Schrumpfung von den durch die Gießform vorgegebenen Abmessungen abweicht,
muß in der Abkühl- und Erstarrungsphase daher Gußmaterial nachgefüllt werden. Als Reser
voir für nachzufüllendes Gußmaterial werden eine oder mehrere beim Eingießen des Guß
materials neben dem Formhohlraum zu füllende Speiserkammern vorgesehen, die gegen
über dem Formhohlraum derart wärmeisoliert sind, daß das Gußmaterial in ihnen erst dann
vollständig erstarrt, wenn bereits sämtliches Gußmaterial im Formhohlraum oder einem der
Speiserkammer zugeordneten Teil des Formhohlraums erstarrt ist. Bei Anordnung einer Spei
serkommer oberhalb des Formhohlraums kann zum Nachfüllen von Gußmaterial in den
Formhohlraum die Schwerkraft des Gußmaterials genutzt werden. Aus der WO 95/18689 ist es
ferner bekannt Speiserkammern mit Druckgas zu beaufschlagen, um Gußmaterial während
der Abkühlungs- und Erstarrungsphase aus der Speiserkammer in den Formhohlraum zu
drücken. Dabei kann das Druckgas der Speiserkammer über eine Leitung zugeführt oder in
der Kammer selbst erzeugt werden.
Um zur Vermeidung von Schrumpfung stets den erforderlichen Zustrom von Gußmaterial in
den Formhohlraum sicherzustellen, müssen während der gesamten Abkühl- und Erstar
rungsphase definierte Druckverhältnisse aufrechterhalten werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Gießform der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, welche die Herstellung von Gußstücken mit gegenüber dem
Stand der Technik erhöhter Qualität und Fertigungssicherheit ermöglicht.
Die diese Aufgabe lösende Gießform nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein mit dem Druckgas in Kontakt kommender Wandteil der Speiserkammer
gegen Entweichen von Druckgas in den Formsand abgedichtet ist.
Durch diese Erfindungslösung können Druckschwankungen, welche in der Speiserkammer
die Nachführung von Gußmaterial in den Formhohlraum beeinträchtigen, wirksam vermie
den und dadurch Qualität und Fertigungssicherheit gesteigert werden. Insbesondere bei
Aluminiumlegierungen mit niedrig schmelzenden eutektischen Restschmelzen, wie z. B. AlSi9
Cu3 (226), kann so vermieden werden, daß durch die breiartige oder schwammartige
Erstarrung der Druck nicht aufgebaut werden kann. Die Luft würde sich vielmehr durch die
Restschmelze drücken und zu einer perforierten Schale führen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Speiserkammer in der Art ver
bundener Gefäße an den Formhohlraum der Gießform angeschlossen und ein die Speiser
kammer nach oben hutartig begrenzendes Dichtelement vorgesehen. Der Speiserkammer
zugeführtes oder in der Speiserkammer erzeugtes Druckgas nimmt dann innerhalb der Spei
serkammer ein ausschließlich durch den Gußmaterialspiegel und das Dichtelement begrenz
tes Volumen ein, von wo aus Druckgas nicht in den Formsand entweichen kann. Die Tiefe
des Dichtelements richtet sich letztlich danach, wie weit der Gußmaterialspiegel in der Spei
serkammer bei vollständigem Ausgleich der Schrumpfung absinken muß, wobei die Tiefe des
Dichtelements geringer als dieser Niveauunterschied sein kann, weil sich während des
Abkühlvorgangs unterhalb des Dichtelements bereits ein die Innenwand der Speiserkammer
abdichtender Belag aus erstarrtem Gußmaterial bildet.
Bei dem Dichtelement kann es sich um ein vorzugsweise durch Tiefziehen herstellbares Form
teil aus einer Metallfolie, z. B. einer Aluminiumfolie handeln, wobei die Folie aus Gründen der
Materialersparnis möglichst dünn sein sollte. Jedoch sollte das Formteil wenigstens eine sol
che Stabilität aufweisen, daß es automatisch mit Hilfe der zum Einsetzen von Gießformker
nen verwendenden Einrichtungen (Coresetter) in der Gießform plaziert werden kann. In der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Dichtelement daher geeignete Sicken
auf, durch die bei geringem Materialeinsatz ein hohes Maß an Stabilität erreichbar ist.
Alternativ wäre es denkbar, das Dichtelement besonders stabil als wiederverwendbares Teil
auszubilden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das hutartige Dichtelement mit
einem zur Verankerung im Formsand in den Formsand hinein vorstehenden Teil verbunden,
das bei dem hutartigen Dichtelement vorzugsweise durch einen umlaufenden Kragen am
Öffnungsrand gebildet ist, welcher insbesondere bei konischer Ausbildung des hutartigen
Dichtelements verhindert, daß sich das Dichtelement von der Wand ablöst.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist zur Druckbeaufschlagung der Spei
serkammer eine in die Gießform unter Vordringen bis zur Speiserkammer einstechbare
Druckleitung vorgesehen. Vorzugsweise ist diese Druckleitung als Druckleitungslanze mit
einem schneidenförmig oder spitz zulaufenden Ende und vorzugsweise seitlichen Druckgas
austrittsöffnungen ausgebildet. Mit einer solchen Lanze läßt sich die Gießform und insbeson
dere das Dichtelement leicht durchstoßen, wobei das Dichtelement vorteilhaft eine dieses
Einstechen noch weiter erleichternde Schwachstelle aufweisen kann. Durch die Anordnung
der Druckgasaustrittsöffnungen am Umfang der Druckleitung kommt es beim Einstechen in
den Formsand, währenddessen die Leitung schon unter Druck stehen kann, kaum zum Ein
dringen von Formsand in die Druckleitung.
Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden, sich auf
dieses Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Gießform in schematischer Darstellung,
Fig. 2 ein in der Gießform von Fig. 1 verwendetes Dichtelement, und
Fig. 3 eine bei der Gießform von Fig. 1 verwendete Druckleitungslanze in einer Teilansicht.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist in Fig. 1 allgemein eine Sandgießform mit einem Formhohlraum
2 und einem in dem Formhohlraum 2 angeordneten Formkern 3 bezeichnet. Der Formhohl
raum 2 steht mit einem Entlüftungskanal 4 in Verbindung.
Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine ein Reservoir für Gußmaterial bildende Speiserkam
mer, die bei 6 mit dem Formhohlraum 2 in Verbindung steht.
In die Speiserkammer 5 mündet ein Füllkanal 7 ein, über welchen die Speiserkammer 5 und
der Formhohlraum 2 unter Druckanwendung von unten mit Gußmaterial befüllbar sind.
Mit dem Bezugszeichen 8 ist ein in dem gezeigten Ausführungsbeispiel becherförmiges, koni
sches Dichtelement bezeichnet, welches einen oberen Teil der von Formsand umgebenden
Speiserkammer 5 abdichtet. Das anhand von Fig. 2 näher beschriebene Dichtelement
besteht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Aluminiumfolie und ist im Tiefziehver
fahren hergestellt.
In die Gießform ist eine Rohrleitungslanze 9 eingestochen, deren Spitze das Dichtelement 8
durchstoßen hat und in die Speiserkammer 5 vorgedrungen ist.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, weist die Rohrleitungslanze 9 an ihrer Spitze eine Schneide 10 auf,
zu deren Herstellung durch axiale Endeinschnitte gebildete Rohrwandschenkel unter Bildung
seitlicher Öffnungen 11 zusammengedrückt worden sind.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, wo mit dem Bezugszeichen 12 eine Schwachstelle
in der Bodenwand des becherförmigen Dichtelements 8 bezeichnet ist, welche das Vordrin
gen der Rohrleitungslanze 9 in die Speiserkammer 5 erleichtert. Um den Umfang des Dicht
elements 8 herum sind Sicken 13 vorgesehen. An seinem Öffnungsrand weist das Dichtele
ment einen umlaufenden Kragen 14 auf. Das Dichtelement kann ferner Luftlöcher, z. B. in
Form einer Perforierung, aufweisen.
Zur Herstellung eines Gußstücks mit Hilfe der Gießform 1 werden die Speiserkammer 5 und
der Formhohlraum 2 über die Fülleitung 7 mit Gußmaterial befüllt, wobei das Gußmaterial
jeweils unter einem Druck zugeführt wird, der den durch das schon eingefüllte Material
erzeugten Schweredruck wenigstens ausgleicht. Gegebenenfalls vorhandene Entlüftungs
löcher im Dichtelement setzen sich durch die Schmelze zu.
Nach dem Füllvorgang wird die Rohrleitungslanze 9 mit einer Druckquelle verbunden, über
welche der Speiserkammer 5 aus den seitlichen Öffnungen 11 in die Speiserkammer austre
tende Druckluft zugeführt wird. Der Luftdruck ist dabei wenigstens gleich dem Schweredruck
des noch flüssigen Gußmaterials an der sich in der Speiserkammer 5 bildenden Grenze zwi
schen Druckluft und Gußmaterial.
Mit der Abkühlung des Gußmaterials in der Gießform kommt es zu einer Volumenverringe
rung des Gußmaterials. Um im Formhohlraum 2 diese Volumenverringerung auszugleichen,
wird über die Verbindung 6, die einen verhältnismäßig großen Strömungsquerschnitt auf
weist, aus der Speiserkammer Gußmaterial nachgeliefert, wobei durch den Luftdruck gesi
chert ist, daß sich dieser Schrumpfungsausgleich auch auf das oberhalb der Speiserkammer
gelegene Volumen des Formhohlraums erstreckt. Mit absinkendem Gußmaterialspiegel in
der Speiserkammer 5 wächst der hierfür erforderliche Druck an.
Durch das Dichtelement 8 wird dafür gesorgt, daß der in der Speiserkammer 5 jeweils erfor
derliche Druck aufrechterhalten wird, und es nicht zu einem Druckabfall durch Entweichen
von Druckluft in den umliegenden, nicht gasdichten Formsand kommt.
Wenn der Gußmaterlalspiegel unter das Dichtelement abgesunken ist, hat sich an dem nur
durch Formsand gebildeten unteren Teil der Kammerwand durch Erstarren des Gußmaterials
bereits eine Haut gebildet, welche die Kammerwand abdichtet.
Durch den umlaufenden Kragen 14, der in den Formsand vorsteht, findet das Dichtelement
8 in der Gießform einen ausreichenden Halt, so daß sich das Dichtelement 8 beim Einste
chen der Rohrleitungslanze 9 nicht aus der in Fig. 1 gezeigten Position lösen kann. Ferner
verleihen die Sicken 13 dem Dichtelement 8 eine trotz geringer Materialdicke (0,2 mm) aus
reichende Stabilität, durch die eine unerwünschte Verformung des Dichtelements beim
Einstechen der Rohrleitungslanze ausgeschlossen ist. Der der Rohrleitungslanze durch das
Dichtelement entgegengebrachte, für eine eventuelle Verformung maßgebende Wider
stand ist durch die Schwachstelle 12 vorteilhaft weiter abgeschwächt.
Das Dichtelement 8 ist im übrigen so stabil, daß es mit Hilfe der für das Einsetzen von Kernen
üblicherweise verwendeten Vorrichtungen in die Gießform eingesetzt werden kann.
Claims (9)
1. Gießform (1) mit einer von Formsand umgebenen, zur Beaufschlagung mit Druckgas vor
gesehenen Speiserkammer (5),
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein mit dem Druckgas in Kontakt kommender Wandteil der Speiserkam
mer (5) gegen Entweichen von Druckgas in den Formsand abgedichtet ist.
2. Gießform nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Speiserkammer (5) in der Art verbundener Gefäße an den Formhohlraum (2) der
Gießform (1) angeschlossen und ein die Speiserkammer (5) nach oben hutartig begren
zendes Dichtelement (8) vorgesehen ist.
3. Gießform nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtelement (8) ein vorzugsweise durch Tiefziehen herstellbares Formteil aus
einer Metallfolie ist.
4. Gießform nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtelement (8) durch Sicken (13) stabilisiert ist.
5. Gießform nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtelement mit einem zur Verankerung im Formsand vorstehenden Teil (14)
verbunden ist.
6. Gießform nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das vorstehende Teil durch einen Kragen (14) am Öffnungsrand des hutartigen
Dichtelements (8) gebildet ist.
7. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Druckbeaufschlagung der Speiserkammer (5) in die Gießform (1) eine in die Spei
serkammer (5) vordringende Druckleitung (9) einsteckbar ist.
8. Gießform nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckleitung als Druckleitungslanze (9) mit einem schneidenförmig (10) oder spitz
zulaufenden Ende und vorzugsweise am Leitungsumfang angeordneten Druckgasaus
triltsöffnungen (11) ausgebildet ist.
9. Gießform nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtelement (8) eine das Einstecken der Druckleitung in die Speiserkammer (5)
erleichternde Schwachstelle (12) aufweist.
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Family Applications (1)
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DE1999122534 Withdrawn DE19922534A1 (de) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | Gießform mit druckbeaufschlagbarer Speiserkammer |
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- 1999-05-11 DE DE1999122534 patent/DE19922534A1/de not_active Withdrawn
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