專利名稱：過濾器組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的背景及概要本發(fā)明與熔融金屬的過濾相關，例如熔化鋁。特別地，本發(fā)明提供一過濾器組件，形成過濾器組件的一組零件，及一包括過濾器組件的模具。
美國專利號4708326(Swiss Aluminium Ltd)公開了一種熔融金屬澆注杯，該杯具有一過濾器和可圍繞過濾器外側表面的彈性周邊墊圈，該墊圈可密封過濾器和澆注杯以阻止在過濾器周圍泄漏出熔融金屬。
美國專利號5004545(Foseco International Ltd)公開了一種發(fā)泡陶瓷過濾器，該過濾器的外側表面由纖維材料制成的墊圈圍繞，在墊圈外部周圍有金屬薄片與墊圈固定。
本發(fā)明的發(fā)明人認為有必要確保過濾器緊密和適當?shù)匕惭b在模具內并同時在插入過濾器時過濾器不被損壞。
按照第一方面，本發(fā)明提供一用于過濾傾倒入模具內的熔融金屬的過濾器組件，該過濾器組件包括(a)一由耐火材料制成的過濾器，該過濾器具有熔融金屬可流過的第一和第二多孔表面(即過濾表面)，和一外側表面；以及(b)一適于將過濾器定位于模具內的定位裝置，至少在使用時該定位裝置位于該過濾器的該第一，第二和外側表面中的至少一個表面上并布置成從該過濾器的該第一，第二和外側表面中的該至少一個表面向該過濾器的該第一，第二和外側表面中的另一表面或該過濾器的該第一，第二和外側表面的另外部分延伸。
該過濾器組件的該定位裝置最好與該過濾器的該第一和/或第二和/或外側表面相連接，例如該定位裝置可以粘在該表面上，通常是用粘性物質或其它連接方式(例如，在該過濾器成型時與表面熔合在一起)。
按照第二方面，本發(fā)明提供一組組成過濾器組件的零件，它包括(a)一由耐火材料制成的過濾器，該過濾器具有熔融金屬可流過的第一和第二多孔表面，和一外側表面；以及(b)一定位裝置適用于過濾器定位于模具內，該定位裝置連接在該過濾器的該第一，第二和外側表面中的至少一個表面上并布置成從該過濾器的該第一，第二和外側表面中的該至少一個表面向該過濾器的該第一，第二和外側表面中的另一表面或該過濾器的該第一，第二和外側表面的另外部分延伸，在使用時，該定位裝置適于將該過濾器固定在一模具中。
按照第三方面，本發(fā)明提供一用于鑄造的模具，它包括一熔融金屬可以流過并注入模具的開口，和一位于該開口中按照本發(fā)明第一方面的過濾器組件，使得該定位裝置位于該過濾器的該外側表面和該開口內表面之間。
該過濾器組件最好位于該模具開口提供的一邊或其他突起上。
這里要陳述的是該過濾器位于一模具內，或一模具的開口內，此位置包括該過濾器直接位于該模具內的位置(例如，如鑄鋁的金屬模具這樣的永久性模具)和包括該過濾器位于一模具的插塞套或澆注杯的位置。
本發(fā)明與已知帶有圓周墊圈的過濾器相比較有一個優(yōu)點，因為該定位裝置布置為從該過濾器一個表面到另一個表面，或從一個表面的一部分到該表面的另一部分延伸，該過濾器在這樣的表面和/或區(qū)域和該表面的該部分之間的一個邊或多個邊，通常在把該過濾器插入該模具時受到保護。另外，這種安排有助于把該過濾器插入該模具，和在使用時保持該過濾器就位。
在該定位裝置位于過濾器的第一和/或第二過濾表面的實施例中，該定位裝置最好位于該表面的周邊區(qū)域上。從而該過濾器的該第一和/或第二過濾表面的內部主要部分保持敞開用以接收熔融金屬。無論該或每個定位裝置位于該過濾器的一個過濾表面或一個外側表面，在使用時，該定位裝置大致上可以覆蓋整個，或只有部分，該過濾器的外側表面。
迄今為止，涉及到的是定位裝置而不是墊圈。這是因為，正如先前指出的，發(fā)明人認為根本上來說，需要該過濾器嚴密和正確地位于模具內(除了保護該過濾器以外)而不是需要在該過濾器和該模具之間形成密封。然而，盡管不是最基本，通常該過濾器還是最好與該模具的內壁密封。因此該定位裝置最好帶有墊圈。
該定位裝置優(yōu)先選用的材料包括陶瓷纖維，玻璃纖維，陶瓷紙張，和/或帶有彎曲線條的石墨。該定位裝置最好具有彈性可壓縮性和/或彈性柔韌性。
如先前提到那樣，該過濾器由耐火材料制成。該過濾器最好是發(fā)泡陶瓷過濾器和/或多孔陶瓷過濾器。
在許多本發(fā)明的優(yōu)先實施例中，該定位裝置的一部分由一所在表面向外延伸，離開該表面和該過濾器的一個或多個其它表面，該定位裝置應具有柔性使其可以變形從而與同表面的另一部分或該過濾器的一個或多個其它表面充分接觸。例如，該定位裝置的一部分由所在的一個過濾表面向外延伸，離開該過濾器的該外側表面，該定位裝置應具有柔性使其可以變形從而與該外側表面充分接觸。這一變形，例如，可以出現(xiàn)在該過濾器插入該模具時。該定位裝置能向外延伸的該部分，例如，包括許多可以變形從而與該過濾器的該外側表面充分接觸的凸耳。作為選擇，該定位裝置的向外延伸的該部分可以是大致上連續(xù)的，也可以在某一或多個區(qū)域形成折皺以適應變形。
該定位裝置可以位于在該過濾器插入該模具時的前表面上。作為選擇，該定位裝置也可以位于在該過濾器插入該模具時的后表面上。這些表面可以是該過濾器的過濾表面，但特別在使用垂直分離式零件組成的模具時，這些表面可以包括該過濾器的該外側表面的部分區(qū)域。
在本發(fā)明另外的優(yōu)選實施例中，該定位裝置已經從上述所在表面向外延伸至該過濾器的另一表面，或同一表面的另一部分，使得該定位裝置一部分覆蓋了至少該過濾器的其它表面的一部分，或同一表面的另一部分(即該定位裝置可以預先變形)。與前一實施例相同，覆蓋了該過濾器的其它表面或該過濾器的一部分的該定位裝置的該部分包括許多凸耳，或向外延伸大致上可以連續(xù)的，也可以在某一或多個區(qū)域形成折皺以適應預先變形。
非常有利的是，在該定位裝置的一部分覆蓋了該過濾器的該外側表面的至少一部分的實施例中，該定位裝置本身的該部分折疊使得其具有橫截面通常為V或U的形狀。
該過濾器的該第一和第二表面最好大致上是平的且大致上相互平行。該過濾器的該外側表面大致上垂直于該第一和第二表面。例如，該過濾器大致上成直立圓柱體的形狀，該第一和第二表面大致上成圓形。作為選擇，該過濾器的該外側表面相對于該第一和第二表面有一傾斜角度。例如，該過濾器大致上成圓錐的形狀，該第一和第二表面大致上成圓形。
按照本發(fā)明的另一方面它提供了一種用帶有一開口的模具鑄造金屬的方法，通過該開口澆注熔融金屬，并使用一過濾注入該模具的熔融金屬的過濾器組件，該過濾器組件包括一由耐火材料制成的過濾器，該過濾器具有熔融金屬可流過的第一和第二多孔表面，和一外側表面；和一用于將該過濾器定位于該模具內的定位裝置。其方法包括(a)將該定位裝置放置在該過濾器的該第一，第二表面和外側表面中的至少一個表面上，在使用時，從該過濾器的該第一，第二表面和外側表面中的該至少一個表面到該過濾器的該第一，第二表面和外側表面中的另一表面，或到該表面的另外部分延伸；和(b)通過該過濾器澆注熔融金屬(例如，鋁，或含鋁金屬)，使得熔融金屬可以流過該開口并注入模具中以形成金屬鑄造件。
附圖簡介現(xiàn)在通過舉例，參考附圖詳細描述本發(fā)明，圖中

圖1表示為根據(jù)本發(fā)明的過濾器組件的平面和橫截面視圖；圖2表示為根據(jù)本發(fā)明的另一種過濾器組件的橫截面視圖；圖3表示為根據(jù)本發(fā)明的另一過濾器組件的平面和橫截面視圖；圖4表示為根據(jù)本發(fā)明的另一種過濾器組件側面視圖；圖5(a)到(d)表示為根據(jù)本發(fā)明的過濾器組件另外四個實施例；圖6(a)到(e)表示為根據(jù)本發(fā)明的過濾器組件另外五個實施例；以及圖7(a)到(b)表示為根據(jù)本發(fā)明的過濾器組件另兩個實施例。
附圖詳細說明圖1表示為根據(jù)本發(fā)明的過濾器組件1的一個實施例，包括一直立圓柱體形發(fā)泡陶瓷過濾器3，該過濾器具有第一和第二圓形(過濾)表面5和一外側表面7，和一定位裝置(在此例中是墊圈9)與該過濾器的一個圓形過濾表面相連。(過濾表面是指在使用時熔融金屬將流過過濾器的一個表面)。墊圈9通常是取環(huán)形狀并有略微小于該過濾器外徑的內徑，和比該過濾器外徑大得多的外直徑。因此墊圈9只與該過濾器3的過濾表面的周緣(即，徑向向外)區(qū)域相連接。
墊圈9向外伸出該過濾器的區(qū)域包括許多(如圖六個)凸耳11。該墊圈是柔性的，該凸耳可以圍繞該過濾器的周邊變形從而與該過濾器的外側表面充分接觸；該墊圈的變形可以在該過濾器插入該模具之前完成，但最好是在插入時自動產生。因此，至少在使用時該墊圈從該過濾器的圓形過濾表面(與之連接的表面)向該過濾器的外側表面延伸。使得在該過濾器插入一模具開口時可以保護該過濾器，特別是它脆弱的導向周邊。(不管直接插入，例如永久型模具，還是插入一砂模的插塞套或澆注杯，或類似物中)該墊圈不僅具有柔性，同樣具有彈性，特別地既彈性柔韌又彈性可壓縮。在使用時該墊圈這兩個物理特怔確使在該過濾器和該模具開口內表面之間形成一緊閉密封。不管位于一組模具內的模具開口尺寸的變化，還是位于一組過濾器組件內的過濾器尺寸的變化(即加工誤差)，這兩個物理特征同樣能形成這種密封。
圖2表示為根據(jù)本發(fā)明的與圖1類似的過濾器組件13，但具有修改過墊圈的設計。過濾器組件的墊圈15同樣與一圓柱體過濾器的過濾表面的周邊區(qū)域相連接，該墊圈從該過濾器向外伸出。盡管沒在圖中表示，該墊圈向外伸出的區(qū)域包括許多類似于圖1中墊圈的凸耳。然而，在此例中每個凸耳向外靠近該過濾器的該外側表面延伸并包括一折疊，使得凸耳本身對折且其橫截面通常成V型。此V型布置可為一系列尺寸的模具開口提供有效的密封，即良好的尺寸適應性。每個墊圈凸耳徑向向外的末端19也同樣折疊，使得該末端大致位于該過濾器的該過濾表面相同的平面上；例如，這可以提供一種利用模具開口的突起或凸緣來幫助安放該過濾器的定位裝置。
圖3表示為根據(jù)本發(fā)明的另一種過濾器組件21的平面和橫截面視圖。然而，在此例中，盡管過濾器23具有直立的圓柱體形狀，該過濾器組件不包括上述墊圈而是以許多細長股線27形式的“定位裝置”25，該細長股線從該過濾器的圓形過濾表面中的一個表面的中心徑向向外延伸。每條股線27沿平行該軸線方向圍繞該過濾器邊緣延伸并與該過濾器的外側表面充分接觸。這些股線幫助該過濾器定位于一模具開口內，同時在該過濾器插入該開口時可以保護該過濾器，特別是它的導向周邊。
圖4表示為圖3中過濾器組件的改進型的側向視圖，在本圖中定位裝置以纏繞整個該過濾器的網狀結構29的形式，也就是纏繞兩個過濾表面和該過濾器的外側表面。由于在圖3和圖4中的該過濾器組件其定位裝置是多個細長股線或網狀結構的形式，它們對于流過該過濾器的過濾表面的熔融金屬沒有顯著阻礙。在圖3和圖4中的該定位裝置可以由玻璃纖維或其它具有類似于玻璃纖維特性的材料制成。
圖5中視圖(a)到(d)表示為根據(jù)本發(fā)明的過濾器組件的另外四個實施例。實施例(a)和(b)包括橫截面為方形的過濾器31，和連接在過濾器的外側表面上并圍繞整個過濾器的圓周的墊圈33。在實施例(a)中，墊圈33越過兩個過濾表面35和37上延伸，而在實施例(b)中，墊圈33越過兩個過濾表面中的一個延伸，如表面37。在兩個實施例中，墊圈33實際包括四個單獨的墊圈部件33’，33’’，33’’’和33’’’’，每個墊圈部件分別與橫截面為方形的過濾器的外側表面相連。做為選擇，兩個實施例中的墊圈33可以做成一個部件也可以做成任何合適數(shù)目的獨立部件。
圖6中視圖(a)到(e)表示為根據(jù)本發(fā)明的過濾器組件的另五個實施例。在每個實施例中，墊圈只連接在該過濾器的外側表面的一個部分上，并從該過濾器延伸出去。墊圈具有柔性，在使用時墊圈可以變形從而分別與該過濾器的外側表面另一部分充分接觸，如在該過濾器插入該模具開口時。這些實施例尤其適用于如立式分離的模具。
更明確地，圖6中每個視圖(a)到(d)都有一橫截面為方形的過濾器31，而圖6中視圖(e)包括橫截面為圓形的過濾器39。實施例(a)中有一對墊圈41與該過濾器的相對表面43和45連接，墊圈沿相反方向從該過濾器延伸出去，也就是越過相對的過濾器的外側表面47和49。實施例(b)中有一對墊圈51與該過濾器的相對外側表面47和49連接，但該實施例的每個墊圈均越過相對的過濾器的外側表面47和49延伸。實施例(c)為一變化型，其中墊圈53并沒有越過該過濾器延伸，但另一墊圈55離開相對的過濾器的外側表面47和49同時向外延伸出去。實施例(d)為一進一步變化型，其中兩個墊圈57與該過濾器的相鄰外側表面45和49連接，每個墊圈分別越過該過濾器的外側表面47和43互相成直角延伸出去。在實施例(e)中，兩個墊圈59與橫截面為圓形的過濾器的直徑上相對的圓周側連接，每個墊圈分別以兩個相反方向離開該過濾器延伸。在所有的實施例中，在使用時，離開該過濾器延伸的那部分墊圈可以變形從而與該過濾器相應的外側表面部分充分接觸，如在該過濾器組件插入該模具開口時。
圖7中表示為根據(jù)本發(fā)明的過濾器組件的另兩個實施例。圖7(a)中表示為圓柱形過濾器，其有一大體成“I”型的墊圈63，與該過濾器的外側表面65連接。墊圈的凸耳部分67離開該過濾器的外側表面65延伸，從而與該過濾器的外側表面69和71充分接觸。圖7(b)中的過濾器組件類似于圖7(a)中過濾器組件，唯一區(qū)別在于過濾器73橫截面為方形而不是圓形，墊圈63與正方體一側的該過濾器的外側表面連接。
迄今為止本發(fā)明以最實用和優(yōu)選的實施例示出和描述，顯而易見對于本技術領域的技術人員可以在本發(fā)明的范圍內設計出許多改型，其范圍與對附后的包涵了所有等同的結構和方法的權利要求書作的最廣義的解釋相一致。
權利要求
1.一用于過濾傾倒入模具內熔融金屬的過濾器組件，它包括(a)一由耐火材料制成的過濾器，該過濾器具有熔融金屬可以流過的第一和第二多孔表面，和一外側表面；以及(b)一用于幫助該過濾器定位于一模具內的定位裝置，至少在使用時該定位裝置位于該過濾器的該第一表面，第二表面和外側表面中的至少一個表面上并布置成從該過濾器的該第一表面，第二表面和外側表面中的該至少一個表面上向該過濾器的第一表面，第二表面和外側表面的中的另一表面或該表面的另外部分延伸。
2.權利要求1的過濾器組件，其特征在于，該定位裝置與該過濾器的該第一表面，第二表面和外側表面中的該至少一個表面相連接。
3.權利要求2的過濾器組件，其特征在于，該定位裝置與該過濾器的該第一表面，第二表面和外側表面中的該至少一個表面相粘接。
4.上述權利要求任一項的過濾器組件，其特征在于，該定位裝置只位于該過濾器的該第一表面和/或第二表面的周邊區(qū)域上。
5.上述權利要求任一項的過濾器組件，其特征在于，該定位裝置的一部分從一所在的所述表面向外延伸，離開該過濾器的一個或多個其它表面，該定位裝置應具有柔性使其可以變形從而與該過濾器的所述其它表面充分接觸。
6.權利要求5的過濾器組件，其特征在于，該定位裝置的向外延伸部分包括許多可以變形從而與該過濾器的上述其它表面充分接觸的凸耳。
7.上述權利要求任一項的過濾器組件，其特征在于，該定位裝置從該過濾器的該第一表面和/或第二表面向外延伸到該過濾器的該外側表面，使得該定位裝置的一部分覆蓋了該過濾器的該外側表面的至少一部分。
8.權利要求7的過濾器組件，其特征在于，覆蓋了該過濾器的該外側表面的至少一部分的該定位裝置的該部分包括許多凸耳。
9.權利要求7或權利要求8的過濾器組件，其特征在于，覆蓋了該過濾器的該外側表面的至少一部分的該定位裝置的該部分本身對折，使得該部分具有橫截面大致成V或U的形狀。
10.上述權利要求任一項的過濾器組件，其特征在于，該定位裝置是彈性可壓縮的。
11.上述權利要求任一項的過濾器組件，其特征在于，該定位裝置由陶瓷纖維，玻璃纖維，陶瓷紙張，和/或有彎曲線條的石墨制成。
12.上述權利要求任一項的過濾器組件，其特征在于，該定位裝置包括一用于在該過濾器和在使用時該過濾器所在的模具的內表面之間形成密封的墊圈。
13.上述權利要求任一項的過濾器組件，其特征在于，該過濾器的該第一表面和第二表面大致上是平的且大致上互相平行。
14.權利要求13的過濾器組件，其特征在于，該過濾器的該外側表面大致上與該過濾器的該第一表面和第二表面垂直。
15.權利要求14的過濾器組件，其特征在于，該過濾器大致上成直立圓柱體形狀，該第一表面和第二表面大致上成圓形。
16.權利要求13的過濾器組件，其特征在于，該過濾器的該外側表面與該過濾器的該第一表面和第二表面有一傾斜角度。
17.權利要求16的過濾器組件，其特征在于，該過濾器大致上成圓錐體形狀，該第一表面和第二表面大致上成圓形。
18.一組形成過濾器組件的部件，包括(a)一由耐火材料制成的過濾器，該過濾器具有熔融金屬可流過的第一和第二多孔表面，和一外側表面；以及(b)定位裝置適于固定在該過濾器的該第一表面，第二表面和外側表面上中的至少一個表面上并布置成從該過濾器的該第一表面，第二表面和外側表面中的該至少一個表面上向該過濾器的該第一表面，第二表面和外側表面中的另一個表面或上述表面的另外部分延伸，在使用時該定位裝置適于將該過濾器定位于一模具內。
19.一用于鑄造金屬的模具，包括一熔融金屬可以流過并注入模具的開口，和一定位于開口中的根據(jù)上述權利要求任一項的過濾器組件，該定位裝置位于該過濾器和該模具的開口的內表面之間。
20.權利要求19的過濾器組件，其特征在于，該過濾器組件位于設在該開口的突起上。
21.權利要求19或權利要求20的過濾器組件，其特征在于，該定位裝置包括一用于在該過濾器和該模具開口的內表面之間形成密封的墊圈。
22.一種在一具有開口的模具中鑄造金屬的方法，通過該開口將熔融金屬注入該模具中，并使用將注入該模具的熔融金屬過濾的過濾器組件，過濾器組件包括一由耐火材料制成的過濾器，該過濾器具有熔融金屬可流過的第一和第二多孔表面，和一外側表面；以及一用于幫助該過濾器定位于該模具內的定位裝置，該方法包括將該定位裝置定位，使得在使用時該定位裝置至少位于該過濾器的該第一表面，第二表面和外側表面中的至少一個表面上并布置成從該過濾器的該第一表面，第二表面和外側表面中的該至少一個表面向該過濾器的該第一表面，第二表面和外側表面中的另一表面或上述表面的另外部分延伸，以及通過該過濾器澆注熔融金屬(如鋁，或含鋁金屬)，使得熔融金屬流過上述開口并注入該模具，以形成金屬鑄造件。
全文摘要
一用于過濾注入模具的熔融金屬的過濾器組件(1)包括:(a)一由耐火材料制成的過濾器(3),該過濾器具有熔融金屬可流過的第一和第二多孔表面(5),和一外側表面(7);和(b)一定位裝置(9)連接在該過濾器的該第一,第二和外側表面中的至少一個表面上并布置成從該過濾器的該第一,第二和外側表面中的該至少一個表面向該過濾器的該第一,第二和外側表面中的另一表面或上述表面的另外部分延伸,在使用時該定位裝置適于將該過濾器定位于該模具內。
文檔編號B01D35/02GK1351526SQ00807699
公開日2002年5月29日 申請日期2000年5月16日 優(yōu)先權日1999年5月18日
發(fā)明者P·桑德福德, R·B·威廉斯, B·E·貝甘 申請人:福塞科國際有限公司