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EP0055210A1 - Apparatus and process for low-pressure casting - Google Patents

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Publication number
EP0055210A1
EP0055210A1 EP81810421A EP81810421A EP0055210A1 EP 0055210 A1 EP0055210 A1 EP 0055210A1 EP 81810421 A EP81810421 A EP 81810421A EP 81810421 A EP81810421 A EP 81810421A EP 0055210 A1 EP0055210 A1 EP 0055210A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold
casting
low
pressure
crucible
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP81810421A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0055210B1 (en
Inventor
Hans Lüthy
Eugen Isler
Ewald Meier
Max Zimmermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Egro AG
Original Assignee
Egro AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Egro AG filed Critical Egro AG
Priority to AT81810421T priority Critical patent/ATE11748T1/en
Publication of EP0055210A1 publication Critical patent/EP0055210A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0055210B1 publication Critical patent/EP0055210B1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D33/00—Equipment for handling moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould

Definitions

  • the casting device is shown while the mold 17 is being lowered onto a cover plate 33 of the crucible 25.
  • the pouring hole 27 of the crucible 25 and the pouring opening 30 of the mold 17 are shown schematically.
  • a shaft 26 serving to feed the crucible 25 is also shown schematically Flap shown.
  • the two mold halves 17a, 17b are immersed in the emulsion 42 consisting of cooling water and size, as shown in FIG. 6.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

Bei Niederdruck-Giessverfahren treten beim Übergang der Schmelze vom Schmelztiegel zur Kokille häufig Undichtigkeiten auf. Diese führen oft zu schweren Unfällen und entsprechenden Betriebsunterbrüchen. Erfindungsgemäss werden diese Nachteile durch ein Giessverfahren behoben, bei welchem alle Bewegungsabläufe der Kokille (17) in einer Vertikalebene (V) ablaufen. In einer bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird die Kokille formschlüssig mit ihrer Giessöffnung (30) auf einem Giessloch eines Schmelztiegels (25) positioniert und mittels eines pneumatischen Hubzylinders (6) flüssigkeitsdicht angepresst. Daraus ergibt sich einerseits der Vorteil einer einfachen und ohne Kupplungsmechanismus auskommenden Verbindung zwischen Kokille (17) und dem Schmelztiegel (25) sowie andererseits der Wegfall einer üblicherweise durch eine Gasheizung erfolgenden Erwärmung des Steigrohrs und/oder Tauchrohrs.In low-pressure casting processes, leaks often occur when the melt moves from the crucible to the mold. These often lead to serious accidents and corresponding business interruptions. According to the invention, these disadvantages are eliminated by a casting process in which all the motion sequences of the mold (17) take place in a vertical plane (V). In a preferred device for carrying out the method, the mold is positively positioned with its pouring opening (30) on a pouring hole of a crucible (25) and pressed on in a liquid-tight manner by means of a pneumatic lifting cylinder (6). On the one hand, this results in the advantage of a simple connection between the mold (17) and the crucible (25), which does not require a coupling mechanism, and, on the other hand, the elimination of heating of the riser pipe and / or immersion pipe, which is usually carried out by gas heating.

Description

Die Erfindung betrifft ein Niederdruck-Giessverfahren gemäss dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 sowie eine Niederdruck-Giessvorrichtung nach Anspruch 6.The invention relates to a low-pressure casting method according to the preamble of claims 1 and 2 and a low-pressure casting device according to claim 6.

Seit vielen Jahren wird Kokillenformguss in Handarbeit hergestellt. Dabei wird aus einem Schmelzofen mittels einer Schöpfkelle Schmelze direkt in die Kokille eingegossen, welche zur Verhinderung von Lunkerbildung während des Füllvorgangs sorgfältig von Hand aufgerichtet (aufgezogen) wird. Das Ausformen, Kühlen und Beschlichten der Kokille erfolgt ebenfalls in Handarbeit. Diese Arbeit erfordert grosse Uebung und Konzentration vom Giesser und stellt ein beträchtliches Sicherheitsrisiko dar.Mold casting has been made by hand for many years. Here, melt is poured directly from a melting furnace into the mold using a ladle, which is carefully set up (pulled up) by hand to prevent voids from forming during the filling process. The mold, cooling and sizing is also done by hand. This work requires great practice and concentration from the caster and poses a considerable security risk.

Dementsprechend wurde versucht den Giessvorgang zu mechanisieren, d.h. das zeitgerechte Aufstellen der Kokille während des Giessens wurde durch eine Maschine übernommen, ebenso das Ausformen, Kühlen und Beschlichten. Das Einfüllen der Schmelze erfolgte wiederum mit einer Schöpfkelle von Hand, was immer noch eine entsprechende Gefahrenquelle darstellt.Accordingly, an attempt was made to mechanize the casting process, i.e. The timely installation of the mold during casting was carried out by a machine, as was the shaping, cooling and sizing. The melt was again filled by hand with a ladle, which is still a corresponding source of danger.

In der Folge wurde die Mechanisierung mittels eines Rundtisches weitergeführt, die Kokille über ein gasbeheiztes Kupplungssystem auf dem Ofen aufgesetzt und mittels Druckluft Schmelze aus dem Ofen in die Kokille gepresst. Durch Weiterdrehen des Rundtisches wurden in entsprechenden Stationen die weiteren vom Handgiessen her bekannten Arbeitsgänge teils automatisch, teils manuell ausgeführt.Subsequently, the mechanization was continued using a rotary table, the mold was placed on the furnace via a gas-heated coupling system and the melt was pressed out of the furnace into the mold using compressed air. By rotating the rotary table further, the other work steps known from manual casting were carried out partly automatically, partly manually.

Es hat sich gezeigt, dass bei einer derartigen Giess-Einrichtung Dichtungsprobleme am Kupplungssystem auftreten. Unter den bekanntlich besonders harten Anforderungen eines Giessereibetriebs kann man einen Rundtisch nur während eines sehr beschränkten Zeitraums präzise führen. In der Folge treten sehr oft Betriebsunterbrüche und schwere Unfälle durch ausfliessende oder herausgepresste Schmelze auf.It has been shown that with such a pour-in direction sealing problems occur on the coupling system. Under the known particularly tough requirements of a foundry, a rotary table can only be guided precisely for a very limited period of time. As a result, business interruptions and serious accidents very often occur as the melt flows out or is pressed out.

Es ist dementsprechend Aufgabe der Erfindung ein Niederdruck-Giessverfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche wenig störanfällig sind und eine hohe Leistung aufweisen. Ausserdem soll das Sicherheitsrisiko gegenüber bekannten Systemen verringert werden.It is accordingly an object of the invention to provide a low-pressure casting method and an apparatus for carrying out the method, which are less susceptible to faults and have high performance. In addition, the security risk compared to known systems is to be reduced.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kokille vor und nach dem Giessvorgang in einer Vertikalebene bewegt wird.This object is achieved in that the mold is moved in a vertical plane before and after the casting process.

Ebenfalls wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kokille vor dem Giessvorgang in einer Vertikalebene bewegt wird, dass die Kokille mit ihrer Eingiessöffnung über einem Giessloch des Schmelztiegels formschlüssig und kongruent abgesenkt und auf dessen Abdeckplatte angepresst wird und dass nach dem Giessvorgang und dem Erstarren des Gussstücks und der Entlastung des Gasraums die Kokille in der Vertikalebene weiterbewegt wird.This object is also achieved in that the mold is moved in a vertical plane before the casting process, that the mold with its pouring opening is positively and congruently lowered over a pouring hole in the crucible and pressed onto its cover plate and that after the casting process and the solidification of the casting and the relief of the gas space, the mold is moved further in the vertical plane.

Eine Vorrichtung zur Durchführung eines Niederdruck-Giessverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille über ein Fahrwerk mittelbar an einer Laufschiene befestigt ist, welche über den Schmelztiegel, die Ausformstation und die Wasch-, Trocknungs- und Beschlichtungsstation geführt ist.A device for carrying out a low-pressure casting process is characterized in that the mold is indirectly attached to a running rail via a chassis, which is guided over the crucible, the molding station and the washing, drying and sizing station.

Die erfindungsgemässen Verfahren sowie die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens lassen sich in einfacher Weise realisieren und sicher kontrollieren. Durch ein genaues Positionieren der Kokille über dem Giessloch des Schmelztiegels ergibt sich eine kurze, formschlüssige Verbindung, welche das Weglassen eines Kupplungssystems erlaubt; damit erübrigt sich ein Beheizen des Steigrohrs.The method according to the invention and the device for carrying out the method can be implemented in a simple manner and can be reliably checked. By precisely positioning the mold over the pouring hole of the crucible, a short, form-fitting connection results, which allows the omission of a coupling system; this eliminates the need to heat the riser pipe.

In nachfolgend beschriebenen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung charakterisiert.Advantageous developments of the invention are characterized in the claims described below.

Das Niederdruck-Giessverfahren nach Anspruch 3 erlaubt ein rationelles Arbeiten und lässt sich teilweise oder ganz automatisieren.The low-pressure casting method according to claim 3 allows efficient work and can be partially or completely automated.

Das Verfahren nach Anspruch 4 ergibt den Vorteil eines gleichmässigen Abkühlens der Kokillenhälften, verhindert deren Verziehen und bewirkt auch bei Dauerbetrieb reproduzierbare thermische Verhältnisse beim Giessvorgang.The method according to claim 4 gives the advantage of a uniform cooling of the mold halves, prevents them from warping and brings about reproducible thermal conditions during the casting process even during continuous operation.

Das Giessverfahren gemäss Anspruch 5 lässt ein einfaches Einlegen eines Giesskerns, ohne Hilfsmittel bei geöffneter Kokille zu.The casting process according to claim 5 allows a simple insertion of a casting core without tools with the mold open.

Die Vorrichtung nach Anspruch 7 lässt sich besonders betriebssicher steuern.The device according to claim 7 can be controlled in a particularly reliable manner.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der beispielsweise zum Einlegen eines Giesskerns dienenden Schwenkeinrichtung ist gemäss Anspruch 8 mit je einem pneumatischen, auf einen Hebel wirkenden Schwenkzylinder ausgerüstet.An advantageous embodiment of the swiveling device, which is used, for example, to insert a casting core, is equipped according to claim 8, each with a pneumatic swiveling cylinder acting on a lever.

Die Vorrichtung nach Anspruch 9 ergibt den Vorteil einer zeitgerecht schliessbaren Kokille.The device according to claim 9 gives the advantage of a mold that can be closed in time.

Die Weiterbildung nach Anspruch 10 dient der präzisen Führung der Kokillenhälften beim Schliessvorgang und bewirkt damit eine Erhöhung der Standzeit der Kokille.The development according to claim 10 serves for the precise guidance of the mold halves during the closing process and thus brings about an increase in the service life of the mold.

Die Säulenführungen gemäss Anspruch 11 erlauben ein genaues lotrechtes Absenken der Kokille über einem Schmelztiegel. Dadurch wird ein reproduzierbarer, kongruenter Uebergang zwischen dem Giessloch des Schmelztiegels und der Eingiessöffnung der Kokille realisiert.The column guides according to claim 11 allow an exact vertical lowering of the mold over a crucible. This creates a reproducible, congruent transition between the pouring hole of the crucible and the pouring opening of the mold.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von vereinfachten, beispielsweisen Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of simplified, exemplary drawings.

Es zeigt

  • Fig. 1 eine an einer Laufschiene aufgehängte Giessvorrichtung über der zentralen Ausformstation einer Giess-Einheit,
  • Fig. 2 die Giessvorrichtung Fig. 1 in geneigter Lage mit eingelegtem Giesskern,
  • Fig. 3 die Giessvorrichtung Fig. 1 in einer Seitenansicht,
  • Fig. 4 eine Giess-Einheit in einer vereinfachten Ansicht von oben, ohne eingezeichnete Giessvorrichtung,
  • Fig. 5 einen Schmelztiegel mit zwei Kammern in Schnittdarstellung,
  • Fig. 6 eine Teilansicht der Giessvorrichtung Fig. 1 während des Kühl- und Beschlichtungsvorgangs und
  • Fig. 7 einen charakteristischen Operationsablauf bei der Herstellung von Formteilen mit Hohlräumen.
It shows
  • 1 a casting device suspended from a running rail above the central shaping station of a casting unit,
  • 2 shows the casting device in FIG. 1 in an inclined position with the casting core inserted,
  • 3 the casting device FIG. 1 in a side view,
  • 4 shows a casting unit in a simplified view from above, without the casting device shown,
  • 5 shows a crucible with two chambers in a sectional view,
  • Fig. 6 is a partial view of the casting device Fig. 1 during the cooling and sizing process and
  • Fig. 7 shows a characteristic operational sequence in the production of molded parts with cavities.

In Fig. 1 ist die Laufschiene über einer Giess-Einheit mit 1 bezeichnet. Diese Laufschiene 1 bildet mittels hier nicht dargestellen Trägern ein Joch 4. Ein Fahrwerk 2 ist in bekannter Weise an der Laufschiene 1 in den angegebenen Pfeilrichtungen bewegbar angeordnet. Am Fahrwerk 2 ist eine Aufhängung 5 bestehend aus zwei Doppel-T-Trägern mit Stützplatten befestigt. Vertikal im Zentrum der Aufhängung 5 befindet sich ein Hubzylinder 6, welcher einerseits an einer Aufhängeplatte 15 fixiert ist und andererseits mittels eines Kolbens auf eine absenkbare Trägerplatte 14 wirkt. Vier konzentrisch zum Hubzylinder 6 angeordnete vertikale Säulenführungen 8 sind ebenfalls an der Trägerplatte 14 und der Aufhängeplatte 15 angebracht.In Fig. 1, the running rail is designated by 1 over a casting unit. This running rail 1 forms a yoke 4 by means of supports (not shown here). A carriage 2 is arranged in a known manner on the running rail 1 so as to be movable in the arrow directions indicated. On the chassis 2, a suspension 5 consisting of two double T-beams is fastened with support plates. A lifting cylinder 6 is located vertically in the center of the suspension 5, which is fixed on the one hand to a suspension plate 15 and on the other hand acts on a lowerable support plate 14 by means of a piston. Four vertical column guides 8 arranged concentrically to the lifting cylinder 6 are likewise attached to the carrier plate 14 and the suspension plate 15.

An einem Rahmen 16 - teilweise aufgeschnitten dargestellt - ist eine Kokillenhalterung 11 mit Schliesszylinder 12, horizontaler Säulenführung 13 und Flansch 13' angeordnet. Im Zentrum des Rahmens 16 befindet sich eine Drehachse 10 mit einem zweiarmigen Hebel 9, auf welchen je endseitig - im Gegentakt - zwei Schwenkzylinder 7 wirken.A mold holder 11 with a locking cylinder 12, a horizontal column guide 13 and a flange 13 'is arranged on a frame 16 - shown partially cut away. In the center of the frame 16 there is an axis of rotation 10 with a two-armed lever 9, on each of which two pivot cylinders 7 act at the ends - in push-pull.

Eine in bekannter Weise ausgeführte Kokille 17 mit Trennstelle 17' sowie einer Eingiessöffnung 30 ist an der Kokillenhalterung 11 angeflanscht und gestrichelt gezeichnet.A mold 17 designed in a known manner with a separating point 17 'and a pouring opening 30 is flanged to the mold holder 11 and drawn in dashed lines.

Die Giessvorrichtung Fig. 1 ist über ihrer Ausformstation A mit der von der Bedienungsperson abgewandten Seite dargestellt. Links befindet sich ein Kühl- und Schlichtebad 28, rechts ein Schmelztiegel 25 mit Doppelkammern.The casting device Fig. 1 is shown above its molding station A with the side facing away from the operator. On the left is a cooling and sizing bath 28, on the right a melting pot 25 with double chambers.

Die Giessvorrichtung ist durch die Laufschiene 1 mit dem Fahrwerk 2 und deren Trägern in x -Richtung sowie durch ein Fundament 20 in z -Richtung in ihrem Bewegungsablauf begrenzt. Sämtliche Bewegungen vollziehen sich in einer Vertikalebene V (Tafelebene). Der Rahmen 16 mit Kokille 17 ist hier parallel zu einer Horizontalebene H ausgerichtet.The casting device is limited in its movement sequence by the running rail 1 with the undercarriage 2 and its supports in the x direction and by a foundation 20 in the z direction. All movements take place in a vertical plane V (board level). The frame 16 with mold 17 is aligned parallel to a horizontal plane H.

In den nachfolgenden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.In the following figures, the same parts are provided with the same reference numbers.

In Fig. 2 ist die Giessvorrichtung Fig. 1 in einer um ca. 200 gegenüber der Horizontalebene H geneigten Lage dargestellt. Dies wurde durch gegensinniges Steuern der Schwenkzylinder 7 mit entsprechendem Verdrehen des zweiarmigen Hebels 9 und seiner mit dem Rahmen 16 festverbundenen Drehachse 10 erzielt.In Fig. 2 is shown in an approximately 20 0 to the horizontal plane H. inclined position, the casting apparatus to FIG. 1. This was achieved by controlling the swivel cylinder 7 in opposite directions with corresponding rotation of the two-armed lever 9 and its axis of rotation 10 which is firmly connected to the frame 16.

Diese Position dient dem Einlegen eines Giesskerns 31 in eine der beiden Kokillenhälften 17a und 17b.This position serves to insert a casting core 31 into one of the two mold halves 17a and 17b.

Ferner sind am Rahmen 16 Schwenkachsen 16' ersichtlich, deren Funktion später beschrieben wird.Furthermore, 16 pivot axes 16 'can be seen on the frame, the function of which will be described later.

Die seitliche Darstellung gemäss Fig. 3 zeigt weitere Einzelheiten der Giessvorrichtung und ihrer Aufhängung.3 shows further details of the casting device and its suspension.

Die hier ersichtlichen beiden Laufschienen 1 sind endseitig an einem Laufschienenträger 23 mit Verstrebungen 24 verschweisst.The two running rails 1 shown here are welded at the end to a running rail support 23 with struts 24.

Der Laufschienenträger 23 ist ebenfalls mit einer Stützplatte 21 und einer Stütze 22 verschweisst. Das Ganze ist lösbar mit einer in einem Fundament 18 durch Verankerungen 19 fixierten Fundamentplatte 20 verbunden.The running rail support 23 is also welded to a support plate 21 and a support 22. The whole is releasable with anchoring in a foundation 18 gen 19 fixed foundation plate 20 connected.

Oberhalb des Fahrwerks 2 sind vier Rollen 3 mit Seitenführungen 3' angeordnet. Darunter befindet sich ein Steuerungsblock S, welcher der elektro-pneumatischen Steuerung sämtlicher Zylinder dient.Four rollers 3 with side guides 3 'are arranged above the chassis 2. Below this is a control block S, which is used for the electro-pneumatic control of all cylinders.

Dargestellt ist die Giessvorrichtung während des Absenkens der Kokille 17 auf eine Abdeckplatte 33 des Schmelztiegels 25. Schematisch gezeichnet sind dabei das Giessloch 27 des Schmelztiegels 25 sowie die Eingiessöffnung 30 der Kokille 17. Ausserdem ist ebenfalls schematisch ein der Beschickung des Schmelztiegels 25 dienender Schacht 26 mit Klappe eingezeichnet.The casting device is shown while the mold 17 is being lowered onto a cover plate 33 of the crucible 25. The pouring hole 27 of the crucible 25 and the pouring opening 30 of the mold 17 are shown schematically. In addition, a shaft 26 serving to feed the crucible 25 is also shown schematically Flap shown.

Nach dem vollständigen Absenken der Kokille 17 auf die Abdeckplatte 33 übt der Hubzylinder 6 eine vertikal nach unten wirkende Anpresskraft K aus, womit eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Giessloch 27 und der Eingiessöffnung 30 der Kokille entsteht. Nun kann der Giessvorgang erfolgen.After the mold 17 has been completely lowered onto the cover plate 33, the lifting cylinder 6 exerts a vertically downward pressing force K, which creates a positive connection between the pouring hole 27 and the pouring opening 30 of the mold. Now the casting process can take place.

Die Uebersichtsdarstellung der gesamten Giess-Einheit 32, Fig. 4, zeigt wiederum die Fundamentplatten 20, Stützen 22, die beiden Laufschienenträger 23 sowie eine vereinfacht gezeichnete Laufschiene 1. Davor befindet sich der Schmelztiegel 25, daneben ein aus zwei Behältern bestehendes, durch Umwälzleitungen 29 verbundenes, notorisch bekanntes Kühl- und Schlichtebad 28 mit einer Schlichte-Emulsion 42. Die eine Kante - mit 0-0 bezeichnet - des Schmelztiegels 25 stellt dabei den Nullpunkt des Koordinatensystems in der Horizontalebene dar. Das Giessloch 27 ist von diesem Nullpunkt aus vermessen, ebenso die entsprechenden Steuerungsfunktionen der Giessvorrichtung.The overview of the entire casting unit 32, FIG. 4, again shows the foundation plates 20, supports 22, the two slide rail supports 23 and a slide rail 1 shown in simplified form. In front of it there is the crucible 25, next to it a circulation tank 29 consisting of two containers connected, notoriously known cooling and sizing bath 28 with a sizing emulsion 42. One edge - designated 0-0 - of the crucible 25 represents the zero point of the coordinate system in the horizontal plane. The pouring hole 27 is measured from this zero point, also the corresponding control functions of the casting device.

Der Raum zwischen dem Schmelztiegel 25 und einem mit W = Waschstation bezeichneten Teil des Kühl- und Schlichtebads 28 ist eine Ausformstation A. Hier wird von Hand der entsprechende Giesskern bei Schräglage (vgl. Fig. 2) der Giessvorrichtung eingelegt; ebenso wird hier bei wiederum geöffneter Kokille der Giessling entnommen.The space between the melting crucible 25 and a part of the cooling and sizing bath 28 designated W = washing station is a shaping station A. Here, the corresponding casting core is inserted by hand at an inclined position (cf. FIG. 2) of the casting device; Likewise, the casting is removed here when the mold is opened again.

Anhand der Fig. 5 lässt sich der eigentliche Giessvorgang näher erläutern:

  • Der Schmelztiegel 25 ist als gasdicht abgeschlossener Doppelkammer-Ofen ausgebildet. Schmelze 37 wird hier durch eine elektrische Heizung 36 über dem Schmelzpunkt des Giessmaterials, im vorliegenden Fall ein Buntmetall, erhitzt. Eine keramische Ausmauerung 35 dient dabei der Wärmeisolation. Eine metallische Abdeckplatte 33 ist auf ihrer Unterseite mit einer Feinkeramik 34 ebenfalls als Wärmeisolation belegt. Ein Steigrohr 27' ebenso aus einer Feinkeramik bestehend, taucht in die Schmelze 37 und ist an seiner Oberseite mittels eines Flansches bündig in die Abdeckplatte 33 eingelassen. Ueber dem Giessloch 27 befindet sich die Eingiessöffnung 30 der Kokille 17. Die beiden Kokillenhalterungen 11 erfahren dabei eine Anpresskraft K', welche sich auf die angeflanschte Kokille 17 überträgt und formschlüssig einen flüssigkeitsdichten Uebergang zwischen der Kokille und dem Schmelztiegel ergibt.
The actual casting process can be explained in more detail with reference to FIG. 5:
  • The crucible 25 is designed as a gas-tight double chamber furnace. Melt 37 is heated here by an electric heater 36 above the melting point of the casting material, in the present case a non-ferrous metal. A ceramic lining 35 is used for thermal insulation. A metallic cover plate 33 is also covered on its underside with a fine ceramic 34 as thermal insulation. A riser pipe 27 ', also made of a fine ceramic, dips into the melt 37 and is flush with the cover plate 33 on its upper side by means of a flange. The pouring opening 30 of the mold 17 is located above the pouring hole 27. The two mold holders 11 experience a pressing force K 'which is transmitted to the flanged mold 17 and results in a form-fitting, fluid-tight transition between the mold and the crucible.

Eine Zuleitung 39 verbindet die linke Kammer des Schmelztiegels 25 mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle, welche einen Ueberdruck p abgibt. Zwischengeschaltet ist ein steuerbares Elektroventil 38, das den Giesszyklus steuert. Eine Ableitung 40 für den Restdruck p' ist durch ein Ablassventil 41 abgeschlossen.A supply line 39 connects the left chamber of the crucible 25 with a compressed air source, not shown, which emits an excess pressure p. A controllable solenoid valve 38, which controls the casting cycle, is interposed. A discharge line 40 for the residual pressure p 'is closed by a drain valve 41.

Während des Giessvorgangs wird das Elektroventil 38 geöffnet, so dass sich in dem oberhalb der Schmelze 37 befindlichen Gasraum G der Druck p aufbaut, welcher die Schmelze 37 in die zweite Kammer des Schmelztiegels 25 presst. Dadurch wird der auf dieser Seite befindliche Gasraum G komprimiert und die Schmelze durch das Steigrohr 27', die Oeffnung 27, die Eingiessöffnung 30 in den Hohlraum der Kokille 17 gepresst. Der Giesskern 31, hier eine Halbkugel, befindet sich je zur Hälfte in den durch die Trennstelle 17' geteilten Kokillenhälften.During the casting process, the electrovalve 38 is opened so that the pressure p builds up in the gas space G located above the melt 37, which presses the melt 37 into the second chamber of the crucible 25. As a result, the gas space G located on this side is compressed and the melt is pressed through the riser pipe 27 ′, the opening 27, the pouring opening 30 into the cavity of the mold 17. The casting core 31, here a hemisphere, is located half in the mold halves divided by the separation point 17 '.

Nach erfolgtem Ausformen der Kokille 17 wird diese mittels der Giessvorrichtung über das Kühl- und Schlichtebad 28 gefahren. Hier werden die beiden Kokillenhälften 17a, 17b samt ihren Schliesszylindern 12 und den vier Säulenführungen 13 mittels zweier, aus Uebersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten, weiteren pneumatischen Schwenkzylindern um ihre Schwenkachse 16' um 90° nach unten gedreht.After the mold 17 has been formed, it is moved over the cooling and size bath 28 by means of the casting device. Here, the two mold halves 17a, 17b, together with their locking cylinders 12 and the four column guides 13, are rotated 90 ° downward about their pivot axis 16 'by means of two further pneumatic pivoting cylinders (not shown for reasons of clarity).

Durch Absenken des Hubzylinders 6 tauchen die beiden Kokillenhälften 17a, 17b in die Emulsion 42 bestehend aus Kühlwasser und Schlichte, wie in Fig. 6 dargestellt, ein.By lowering the lifting cylinder 6, the two mold halves 17a, 17b are immersed in the emulsion 42 consisting of cooling water and size, as shown in FIG. 6.

Anhand von Fig. 7 lässt sich der zum Giessen von Hohlkörpern charakteristische Operationsablauf verfolgen:

  • Als erste Operation wird bei geöffneter um ca. a = 200 gegenüber der Horizontalebene H gedrehter Kokille 17 in die Kokillenhälfte 17a ein Giesskern 31 eingelegt; Operation 1. Durch einen von der Bedienungsperson ausgelösten elektrischen Schaltimpuls werden die Kokillenhälften 17a, 17b geschlossen; Op. 2. Hierauf wird die Kokille 17 in ihre Horizontallage gedreht und arretiert; Op. 3.
The characteristic operational sequence for casting hollow bodies can be followed with the aid of FIG. 7:
  • The first operation is = 20 0 relative to the horizontal plane H of rotated mold inserted a casting core 31 in the die half 17a is open, 17 by approximately a; Operation 1. The mold halves 17a, 17b are closed by an electrical switching pulse triggered by the operator; Op. 2. Then the mold 17 is rotated into its horizontal position and locked; Op. 3rd

Durch horizontales Verschieben in Pfeilrichtung wird die Eingiessöffnung 30 über dem Giessloch 27 des Schmelztiegels 25 positioniert; Op. 4. Die Kokille 17 wird hierauf abgesenkt und auf dem Giessloch 27 angepresst; Op. 5. Hierauf wird die Schmelze in der vorgängig beschriebenen Weise in die Kokille 17 gepresst; Op. 6. Nach einer dem Giessling angepassten Erstarrungszeit wird die Kokille 17 vertikal vom Giessloch 27 abgehoben; Op. 7. Hierauf erfolgt ein horizontales Verschieben der Giessvorrichtung bis zur Ausformstation A; Op. 8. Der Giessling wird hier manuell der Kokille 17 entnommen; Op. 9. Durch einen weiteren manuell ausgelösten Schaltimpuls wird die Kokille 17 zur Wasch-, Trocknungs- und Beschlichtungsstation W verbracht, die Kokillenhälften 17a, 17b, wie vorerwähnt um 900 gedreht und abgesenkt; Op. 10, 11. Nach dem Trocknen der beiden Kokillenhälften 17a, 17b wird die Kokille erneut in ihre Ausgangslage gefahren; Op. 12.By moving horizontally in the direction of the arrow, the pouring opening 30 is positioned over the pouring hole 27 of the crucible 25; Op. 4. The mold 17 is then lowered and pressed onto the pouring hole 27; Op. 5. Then the melt is pressed into the mold 17 in the manner described above; Op. 6. After a solidification time adapted to the casting, the mold 17 is lifted vertically from the casting hole 27; Op. 7. This is followed by a horizontal displacement of the casting device up to the molding station A; Op. 8. The casting is here manually removed from the mold 17; Op. 9. By a further manually triggered switching pulse, the mold 17 for washing, drying and Beschlichtungsstation spent W, the die halves 17a, 17b, as mentioned before turned by 90 0 and lowered; Op. 10, 11. After the two mold halves 17a, 17b have dried, the mold is again moved into its starting position; Op. 12th

Die am Beispiel der Herstellung von Messing-Armaturen beschriebenen Verfahrensabläufe lassen sich in nahezu beliebiger Weise auf andere Giesslinge und Werkstoffe adaptieren. Selbstverständlich können bei der Herstellung von vollen Giesslingen die Operationsschritte, Drehen der Koki-lle und Einlegen des Kerns, weggelassen werden.The process sequences described using the example of the manufacture of brass fittings can be adapted to other castings and materials in almost any way. Of course, in the production of full castings, the operational steps, turning the mold and inserting the core, can be omitted.

Claims (11)

1. Niederdruck-Giessverfahren für Gussstücke in einer beweglich angeordneten Kokille (17), mit einem druckdicht geschlossenen Schmelztiegel (25), welcher an seiner Oberseite ein Giessloch (27) aufweist, welches mit einem in einen Teil der Schmelze (37) eintauchenden Steigrohr (27') versehen ist, wobei der Gasraum (G) oberhalb der Schmelze*(37) während des Giessvorgangs mit einem Gasdruck (p) beaufschlagt wird, wodurch die Schmelze (37) in die Kokille (17) gedrückt und nach dem Erstarren des Gussstücks der Gasraum (G) im Schmelztiegel (25) von dem Gasdruck (p) entlastet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (17) vor und nach dem Giessvorgang in einer Vertikalebene (V) bewegt wird. (Fig. 1)1. Low-pressure casting process for castings in a movably arranged mold (17), with a pressure-tightly closed crucible (25), which has a pouring hole (27) on its upper side, which is provided with a riser pipe (dipping into part of the melt (37)) 27 ') is provided, the gas space (G) above the melt * (37) being subjected to a gas pressure (p) during the casting process, as a result of which the melt (37) is pressed into the mold (17) and after the casting has solidified the gas space (G) in the crucible (25) is relieved of the gas pressure (p), characterized in that the mold (17) is moved in a vertical plane (V) before and after the casting process. (Fig. 1) 2. Niederdruck-Giessverfahren für Gussstücke in einer beweglich angeordneten Kokille-(17), mit einem druckdicht geschlossenen Schmelztiegel (25), welcher an seiner Oberseite ein Giessloch (27) aufweist, welches mit einem in einen Teil der Schmelze (37) eintauchenden Steigrohr (27') versehen ist, wobei der Gasraum . (G) oberhalb der Schmelze (37) während des Giessvorgangs mit einem Gasdruck (p) beaufschlagt wird, wodurch die Schmelze (37) in die Kokille (17) gedrückt und nach dem Erstarren des Gussstücks der Gasraum (G) im Schmelztiegel (25) von dem Gasdruck (p) entlastet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (17) vor dem Giessvorgang in einer Vertikalebene (V) bewegt wird, dass die Kokille (17) mit ihrer Eingiessöffnung (30) über einem Giessloch (27) des Schmelztiegels (25) formschlüssig und kongruent abgesenkt und auf dessen Abdeckplatte (33) angepresst wird, und dass nach dem Giessvorgang und dem Erstarren des Gussstücks und der Entlastung des Gasraums (G) die Kokille (17) in der Vertikalebene (V) weiterbewegt wird. (Fig. 1, Fig. 5)2. Low-pressure casting process for castings in a movably arranged mold (17), with a pressure-tightly closed crucible (25), which has a pouring hole (27) on its upper side, which has a riser pipe which is immersed in part of the melt (37) (27 ') is provided, the gas space. (G) above the melt (37) is subjected to a gas pressure (p) during the casting process, as a result of which the melt (37) is pressed into the mold (17) and, after the casting has solidified, the gas space (G) in the crucible (25) is relieved of the gas pressure (p), characterized in that the mold (17) is moved in a vertical plane (V) before the casting process, that the mold (17) with its pouring opening (30) over a pouring hole (27) of the crucible (25) positively and congruently lowered and pressed onto the cover plate (33), and that after the Casting process and the solidification of the casting and the relief of the gas space (G) the mold (17) is moved further in the vertical plane (V). (Fig. 1, Fig. 5) 3. Niederdruck-Giessverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Entlastung des Gasraums (G) die Kokille (17) in vertikaler Richtung abgehoben und durch horizontales, lineares Verschieben zu einer Ausformstation (A) transportiert wird, und dass nach dem Oeffnen der Kokille (17) und Entnehmen des Gussstücks diese in einem weiteren Verfahrensschritt durch lineares Verschieben zu einer Wasch-, Trocknungs- und Beschlichtungsstation (W) transportiert wird. (Fig. 1, Fig. 4)3. Low-pressure casting method according to claim 1 or 2, characterized in that after relieving the gas space (G) the mold (17) is lifted in the vertical direction and transported to a molding station (A) by horizontal, linear displacement, and that after opening the mold (17) and removing the casting, it is transported in a further process step by linear displacement to a washing, drying and sizing station (W). (Fig. 1, Fig. 4) 4. Niederdruck-Giessverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokillenhälften (17a, 17b) der Kokille (17) in der Vertikalebene (V) je um 900 gedreht werden und mit ihren Schnittflächen frontal in eine Kühl-Beschlichtungs Emulsion (42) der Waschstation (28) abgesenkt und eingetaucht werden. (Fig. 6)4. low-pressure casting method according to claim 3, characterized in that the die halves (17a, 17b) of the mold (17) in the vertical plane (V) are each rotated by 90 0 and with their cut faces frontally in a cooling Beschlichtungs emulsion (42 ) the washing station (28) are lowered and immersed. (Fig. 6) 5. Niederdruck-Giessverfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (17) in einem ersten Verfahrensschritt, bei geöffneten Kokillenhälften (17a, 1.7b) in eine Schräglage gedreht, dass ein Giesskern (31) eingelegt, die Kokille (17) geschlossen und in ihre Horizontallage (H) zurückgedreht wird. (Fig. 2)5. Low-pressure casting process according to one of claims 1-4, characterized in that the mold (17) in a first process step, with the mold halves (17a, 1.7b) open, turned into an inclined position that a casting core (31) is inserted The mold (17) is closed and turned back to its horizontal position (H). (Fig. 2) 6. Vorrichtung zur Durchführung eines Niederdruck-Giessverfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (17) über ein Fahrwerk (2) mittelbar an einer Laufschiene (1) befestigt ist, welche über den Schmelztiegel (25), die Ausformstation (A) und die Wasch-, Trocknungs- und Beschlichtungsstation (W) geführt ist. (Fig. 1, Fig. 4)6. Device for carrying out a low-pressure casting method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the mold (17) is indirectly attached to a running rail (1) via a running gear (2) which is guided over the crucible (25), the shaping station (A) and the washing, drying and sizing station (W). (Fig. 1, Fig. 4) 7. Vorrichtung zur Durchführung eines Niederdruck-Giessverfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fahrwerk (2) und der Kokille (17) eine hydraulische und/oder pneumatische Hub- und Schwenkeinrichtung (6,7,9,10) zwischengeschaltet ist. (Fig. 1)7. The device for carrying out a low-pressure casting method according to claim 6, characterized in that a hydraulic and / or pneumatic lifting and swiveling device (6, 7, 9, 10) is interposed between the undercarriage (2) and the mold (17) . (Fig. 1) 8. Vorrichtung zur Durchführung eines Niederdruck-Giessverfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hub- und Schwenkeinrichtung (6-10/13-15) wenigstens einen pneumatischen Hubzylinder (6) und zwei auf einen zweiarmigen Hebel (9) wirkende Schwenkzylinder (7) aufweist. (Fig. 1)8. Device for carrying out a low-pressure casting method according to claim 7, characterized in that the lifting and swiveling device (6-10 / 13-15) has at least one pneumatic lifting cylinder (6) and two swiveling cylinders acting on a two-armed lever (9) ( 7). (Fig. 1) 9. Vorrichtung zur Durchführung eines Niederdruck-Giessverfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an Kokillenhalterungen (11) der Kokillenhälften (17a, 17b) der Kokille (17) je ein Schliesszylinder (12) vorgesehen ist. (Fig. 1, Fig. 2)9. A device for carrying out a low-pressure casting method according to claim 6, characterized in that a mold cylinder (12) is provided on mold holders (11) of the mold halves (17a, 17b) of the mold (17). (Fig. 1, Fig. 2) 10. Vorrichtung zur Durchführung eines Niederdruck-Giessverfahrens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokillenhälften (17a, 17b) mittels vier Säulenführungen (13) parallel geführt sind. (Fig. 1, Fig. 2)10. The device for carrying out a low-pressure casting method according to claim 9, characterized in that the mold halves (17a, 17b) are guided in parallel by means of four column guides (13). (Fig. 1, Fig. 2) 11. Vorrichtung zur Durchführung eines Niederdruck-Giessverfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung (6,8,14,15) mittels vier Säu- lenführungen (8) vertikal geführt ist. (Fig. 1,Fig, 2)11. Device for carrying out a low-pressure casting method according to claim 6, characterized in that the lifting device (6, 8, 14, 15) is guided vertically by means of four column guides (8). (Fig. 1, Fig, 2)
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