(19) |
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(11) |
EP 1 706 515 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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18.07.2007 Patentblatt 2007/29 |
(22) |
Anmeldetag: 18.01.2005 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/CH2005/000022 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2005/071122 (04.08.2005 Gazette 2005/31) |
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(54) |
MISCHVORRICHTUNG
MIXING DEVICE
DISPOSITIF DE MELANGE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU MC NL PL PT RO SE SI
SK TR |
(30) |
Priorität: |
23.01.2004 DE 102004003743
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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04.10.2006 Patentblatt 2006/40 |
(73) |
Patentinhaber: Bühler Druckguss AG |
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9240 Uzwil (CH) |
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(72) |
Erfinder: |
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- NIEDERMANN, Benno
CH-9240 Niederglatt (CH)
- FREI, Jörg
CH-8404 Winterthur (CH)
- BINDER, Ulrich
CH-9242 Oberuzwil (CH)
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(74) |
Vertreter: Frommhold, Joachim et al |
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Bühler AG
Patentabteilung 9240 Uzwil 9240 Uzwil (CH) |
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Entgegenhaltungen: :
WO-A-02/060621 DE-B- 1 164 102
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DE-A1- 10 104 339 US-A1- 2002 112 838
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- ASHBY M F ET AL: "Making metal foams" METAL FOAMS: A DESIGN GUIDE, XX, XX, 2000, Seiten
6-9, XP002294753
- BANHART J: "MANUFACTURE, CHARACTERISATION AND APPLICATION OF CELLULAR METALS AND METAL
FOAMS" PROGRESS IN MATERIALS SCIENCE, PERGAMON PRESS, GB, Bd. 46, 2001, Seiten 559-632,
XP008031000 ISSN: 0079-6425
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung, insbesondere zum mischen von Leichtmetallschmelzen
mit pulver- oder granulatförmigen Stoffen, bevorzugt zum mischen von Aluminiumschmelze
mit einem Treibmittel.
[0002] Gemäss der
DE-A-2810537 wird ein Pulver einer Kupferlegierung in einen Draht gefüllt und dieser wird dann
einer geschmolzenen Metallmasse zugeführt. Nach der
DE-A-3508620 wird ein pulverförmiger oder körniger Stoff aus einem Behälter in eine Metallschmelze
dosiert, wobei der Behälter ein sich nach unten verjüngendes Teil aufweist, an dessen
Boden wenigstens eine Düse und oberhalb desselben ein Ejektor vorgesehen sind. Die
Düse ist an eine Trägergasleitung und der Ejektor ist an eine gemischtransportierende
Leitung angeschlossen.
[0003] Bei einem Verfahren gemäss
DE-A-2326603 wird ein Gasstrom kontinuierlich und unabhängig von Feststoffen in eine Mischkammer
geleitet. Durch den als Treibmittel dienenden Gasstrahl werden die Feststoffe in das
Innere einer Metallschmelze getragen, wobei zwischen Zuleitung und Metallschmelze
eine Rotationsbewegung erzeugt wird.
[0004] Die
DE-A-3612613 lehrt eine Vorrichtung, bei die einer Rinne für Roheisenschmelze Blasdüsen oder Blassteine
aufweist.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischvorrichtung zu schaffen, die
ein effizientes vermischen eines pulverförmigen Treibmittels mit einer Aluminiumschmelze
kurz vor bzw. während des Einfüllens der Schmelze in ein Druckgiesswerkzeug ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs.
[0006] Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es zur Herstellung von geschäumten
Metallkörpern, insbesondere aus lntegralschaum, zum Beispiel gemäss der
WO-A-02/060621 erforderlich ist, das Treibmittel während des Einfüllvorganges gleichmässig in der
Schmelze zu verteilen und ein vollständiges ausschäumen in der Form zu erreichen.
Dies wird mit dem erfindungsgemäss mit Mischelementen ausgestalteten Angusskanal in
einem einstufigen Misch- und Schäumprozess erreicht. Das Mischelement ist mehrstufig
aufgebaut und an unterschiedliche Volumina anpassbar.
[0007] Der Angusskanal ist mit einer Erhöhung bzw. Verengung versehen, an der ein Staudruck
entsteht, gefolgt von einem Druckabfall.
[0008] Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
[0009] Die Erhöhung kann über die gesamte Breite (Innendurchmesser) des Angusskanales oder
auch nur teilweiseausfüllend ausgebildet sein. Bevorzugt wird das Treibmittel mittels
eines hydraulischen Zylinders im Angusskanal mit mindestens einem Stift dem flüssigen
Leichtmetallstrom beigegeben, bevorzugt im Zentrum des Angusskanals. Auf die Erhöhung
bzw. Verengung kann mindestens eine weitere Schikane folgen.
[0010] Die Elemente der Mischvorrichtung sowie Umschichtungen im Metallschmelzestrom bewirken
eine ausreichende Verteilung des Treibmittels im Metallstrom. Die pulver- bzw. granulatförmigen
Stoffe können auch andere Metalle oder Keramikteilchen u. a. umfassen. Durch die Treibmittelzuführung
mittels Mischer bzgl. Weg und Zeitpunkt in Abhängigkeit vom Griesskolbenweg wird eine
bessere Prozessstabilität erreicht.
[0011] Die Mischerelemente sind als Verschleissteil austauschbar.
[0012] Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung
näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt die Mischvorrichtung in einem Angusskanal.
[0013] Ein Angusskanal 1 einer Druckgiessform ist innen mit einer Erhöhung 4 versehen, die
eine Verengung des Querschnittes und somit einen Staudruck bewirkt. In der Erhöhung
4 münden drei Stiftkanäle 2 in den Angusskanal. In Fliessrichtung 5 des Aluminiumschmelzestromes
folgen auf die Erhöhung 4 beabstandet zwei Schikanen 6. Die Fliessgeschwindigkeit
des Schmelzestromes ist verfahrensgemäss hoch.
[0014] Auf den Staudruck an der Erhöhung 4 folgt ein Druckabfall zwischen Erhöhung 4 und
den Schikanen 6.
[0015] Bevorzugt wird das Treibmittel in den Stiftkanälen 2 gleichzeitig mittels eines Zylinders
3 in den Schmelzestrom injiziert. Die Stiftkanäle 2 weisen einen Innendurchmesser
in Abhängigkeit von der Grösse des zu giessenden Teiles auf. Die Stiftkanäle 2 können
nebeneinander oder zueinander versetzt angeordnet sein. Das Mittelteil 10 des Angusskanales
1 kann als Verschleissteil leicht auswechselbar ausgebildet sein.
[0016] Die Erhöhung 4 ist als Buckel bzw. Rampe ausgebildet, an der der Schmelzestrom je
nach Gestaltung der Erhöhung 4 links und rechts oder über diesen hinweg vorbeifliessen
kann. Die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten befördern die Durchmischung
der Schmelze mit dem Treibmittel.
[0017] Es können automatische Korrekturen während des Einspressvorganges am Giessprofil
und dem Einfahren des/der Zylinder 3 mit Treibmittel realisiert werden.
[0018] Durch einen Sensor im Giesskanal wird die Metallfront erfasst und in ein Signal umgewandelt,
dieses Signal dient als Basis für die automatischen Korrekturen für Giessprofil und
Einfahren des/der Zylinder 3 unabhängig von der Metallmenge die eingefüllt wird.
[0019] Das gleiche Sensorsignal wird eingesetzt um den Einpressvorgang zu beenden bevor
die Kavität zu 100% gefüllt ist.
[0020] Die Signale können zur Visualisierung auf das Giessdiagramm aufgelegt werden und
dort kontrolliert werden und können somit einem Giesskolben-Wegpunkt zugeordnet werden.
[0021] Die Erfindung ist nicht auf diese konkrete Ausführungsform begrenzt.
Bezugszeichen
[0022]
- 1
- Angusskanal
- 2
- Stiftkanal
- 3
- Zylinder
- 4
- Erhöhung
- 5
- Fliessrichtung
- 6
- Schikane
- 10
- Mittelteil
1. Mischvorrichtung, insbesondere zum mischen von Leichtmetallschmelze mit pulver- oder
granulatförmigen Stoffen in einem Angusskanal (1) einer Form, wobei der Angusskanal
(1) innen eine Erhöhung (4) aufweist, der mindestens ein Kanal zum injizieren eines
pulver- oder granulatförmigen Stoffes zugeordnet ist.
2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (4) über die gesamte Breite des Angusskanales (1) ausgebildet ist.
3. Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei Stiftkanäle (2) zur Injektion des Treibmittels angeordnet sind.
4. Mischvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kanal zur Injektion in der Erhöhung (4), bevorzugt an der stromabwärts
gerichteten Seite angeordnet ist.
5. Mischvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Flussrichtung beabstandet auf die Erhöhung (4) mindestens eine Schikane (6) folgt.
6. Mischvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Giesskanal/Angusskanal ein Metallfrontsensor angeordnet ist.
1. A mixing device, in particular for mixing light molten metal with powdery or granular
materials in a feed channel (1) of a mold, wherein the inside of the feed channel
(1) exhibits an elevation (4), to which at least one channel for injecting a powdery
or granular material is allocated.
2. The measuring device according to claim 1, characterized in that the elevation (4) is formed over the entire width of the feed channel (1).
3. The measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that three pin channels (2) are provided for injecting the blowing agent.
4. The measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one channel for injection in the elevation (4) is preferably situated
on the side facing downstream.
5. The measuring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one baffle plate (6) follows a distance from the elevation (4) in the direction
of flow.
6. The measuring device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a metal front sensor is arranged in the casting channel/feed channel.
1. Dispositif mélangeur, notamment pour mélanger des masses fondues de métaux légers
avec des matières pulvérulentes ou granuleuses dans un conduit d'arrachage (1) d'un
moule, le conduit d'arrachage (1) comportant à l'intérieur une élévation (4), à laquelle
est associé au moins un conduit pour l'injection d'une matière pulvérulente ou granuleuse.
2. Dispositif mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élévation (4) est conçue sur toute la largeur du conduit d'arrachage (1).
3. Dispositif mélangeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que trois broches (2) sont disposées pour l'injection de l'agent propulseur.
4. Dispositif mélangeur selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le au moins un conduit pour l'injection est disposé dans l'élévation (4), de préférence
sur le côté dirigé en aval.
5. Dispositif mélangeur selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, en direction d'écoulement, au moins une chicane (6) fait suite à l'élévation (4)
avec un écart.
6. Dispositif mélangeur selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, un capteur de front métallique est disposé dans le conduit de coulée/conduit d'arrachage.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
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In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente