Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gießen von Gußeisen in einer Kokille mit einer mehrteiligen metallischen Kokille, die eine Sandform umschließt, in deren Hohlraum das geschmolzene Gußeisen eingefüllt wird. Eine solche Vorrichtung ist aus
Bei dieser bekannten Vorrichtung soll eine gesteuerte Abkühlung des Werkstoffs nach Füllung der Sandform dadurch erreicht werden, daß die mehreren Kokillenteile kühlmitteldurchströmte Hohlräume aufweisen und diese entsprechend den gewünschten Kühlbedingungen vom Kühlmittel beaufschlagt werden.
Eine vollkommene Erreichung des Ziels der gesteuerten Abkühlung ist jedoch schwer erreichbar, da der Wärmeabtransport hier erst über die zwischen Gußteil und Kokilleninnenseite gelegene Sandformwand und dann auch noch über die Innenwände der Kokillenteile stattfindet.
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Aufgabe der Erfindung ist die Erzielung nicht nur einer besseren Kühlung sondern auch einer besseren Steuerbarkeit dieser Kühlung. Die auf diese Weise gelenkte Erstarrung des Gußteils soll die Erzielung optimaler, reproduzierbarer Material- und Gefügeeigenschaften im Gußteil/Bauteil ermöglichen. Schließlich sollen durch die verbesserte Kühlung auch kürzere Taktzeiten und damit erhöhte Leistung der Fertigung erzielt werden.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich aus den Patentansprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigegebenen Zeichnung weiter erläutert werden. Diese zeigt schnittbildlich eine Gießvorrichtung der vorgeschlagenen Zusammenstellung.
Die zweigeteilte metallische Kokille 1 umschließt eine Sandform 3, in der der Gießraum bzw. nach aufsteigender Befüllung durch Anschnitte 6 das Gußteil sich befindet. Diese Sandform kann in einem üblichen Verfahren wie Croning-, Coldbox- oder Hotboxverfahren hergestellt werden. In der Innenwand der Kokille 1 und in der Außenwand der Sandform 3 sind, sich einander gegenüberliegend im Querschnitt halbkreisförmige Rinnen ausgebildet, die sich zu einem Kanal 2 ergänzen, welcher schraubenlinienförmig von einem Kühlmitteleintritt 5 zu einem Kühlmittelaustritt 8 verläuft. Es versteht sich, daß je nach der Gestalt von Kokille und Sandform andere Verläufe des Kühlmittelkanals bzw. -raums zweckmäßig sein können, etwa ein mäanderformiger Verlauf.
Ein weiterer Kühlmittelkanal 7, der hier eine sekundäre Kühlung bewirkt, durchzieht die Kokille 1 und ist mit nicht gezeigten Zufuhr- und Abfuhranschlüssen verbunden.
Die primäre Kühlung erfolgt durch ein den Kühlmittelkanal 2 durchströmendes Kühlmittel. Als solches dient bevorzugt Luft oder, bei Führung in einem geschlossenen Kreislauf, ein inertes Gas. Um die Abkühlung des Gußteils optimal verlaufen zu lassen wird vor allem diese Primärkühlung entsprechend gesteuert, insbesondere über die Menge und Anfangstemperatur, die Durchströmungsgeschwindigkeit und den Druck des eingeleiteten Kühlmittels. Da dieses vorliegend maximal an das Gußteil heranreicht und von diesem nur durch die verbleibende Dicke der Sandform getrennt ist, wird eine gezielte schnelle Abkühlung erreicht, die wiederum die Erzielung optimaler Gefügeeigenschaften wie Festigkeit, Dehnung, Zähigkeit, Feinkörnigkeit u. a. ermöglicht.
Bei vorteilhaften Weiterbildungen ist das Kühlmittel ein Gas, vorzugsweise Luft.
Bei vorteilhaften Weiterbildungen wird die Strömung des Kühlmittels durch Einleitung desselben unter Druck am Kühlmitteleintritt bewirkt.
Bei vorteilhaften Weiterbildungen wird die Strömung des Kühlmittels durch Absaugen desselben am Kühlmittelaustritt bewirkt.
Bei vorteilhaften Weiterbildungen durchströmt das Kühlmittel vor der Entlassung in die Atmosphäre einen Filter.
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