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Maschine zum Giessen von Metallgegenständen unter Druck.
Die Herstellung von Fassonteilen aus Metall nach dem Warmpressverfahren erfolgt unter Friktions- spindel-, Exzenter-, hydraulischen oder sonstigen Pressen, zuweilen auch unter Fall-oder sonstigen
Hämmern in der Weise, dass auf die Presstemperatur erhitzte Abschnitte von Metallstangen, manchmal auch in Sand oder Kokillen gegossene Rohlinge, in zwei-, drei-oder auch mehrteiligen Gesenken, welche im geschlossenen Zustande eine Hohlform entsprechend der Fasson des herzustellenden Gegenstandes bilden, plastisch verformt werden. Alle zum Warmpressen verwendeten Maschinen weisen einen Tisch zur Aufnahme der fixen Gesenkhälfte und ein bewegliches Huborgan auf, mit welchem die zweite (beweg- liche) Gesenkhälfte fest verbunden ist und welches die zur plastischen Verformung erforderliche Energie auf den eingelegten Rohling während des Pressvorganges überträgt.
Bei der Herstellung von Fassonteilen nach dem Spritzgussverfahren wird schmelzflüssiges Metall mit grosser Geschwindigkeit, die mittels eines auf die Schmelze einwirkenden Druckmittels erzeugt wird, in die in der Regel aus Stahl angefertigte, meistens zweiteilige und während des Spritzvorganges geschlossen gehaltene Form eingebracht. Alle zur Herstellung von Spritzgussteilen verwendeten Maschinen weisen einen Tisch zur Aufnahme der fixen Formenhälfte und ein bewegliches Organ auf, mit welchem die zweite (bewegliche) Formenhälfte fest verbunden ist und welches dazu dient, die bewegliche Formenhälfte an die fixe heranzubringen und mit einem bestimmten Druck, dem sogenannten Schliessdruck, die bewegliche
Formenhälfte an die fixe in der Arbeitsstellung anzudrücken.
An die feste Formenhälfte angeschlossen und mit ihr durch eine druckdicht anliegende Düse oder einen Kanal verbunden, ist in der Regel ein
Behälter oder eine Kammer, in welcher sich die flüssige Schmelze befindet, auf welche im Arbeitsmoment das oben erwähnte Druckmittel einwirkt, wodurch das schmelzflüssige Metall durch die Düse oder den
Kanal mit grosser Geschwindigkeit in die Stahlform einschiess. Der Druck wird entweder durch unmittel- bar auf die Schmelze einwirkende komprimierte Luft oder durch einen Stempel erzeugt, der selbst ent- weder mit Druckluft oder hydraulisch oder mechanisch oder von Hand aus angetrieben wird.
Dem Brems- druck des in die Form einschiessenden Metalls sowie den Trägheitskräften der den Spritzdruck erzeugenden bzw. übertragenden Massen (vom plötzlich abgebremsten Kolben, Gestänge usw. herrührend) muss die früher erwähnte Schliesskraft Stand halten.
Gegenstand der Erfindung ist eine Maschine, die es gestattet, nach Einbau entsprechender Gesenke oder Formen sowohl Metallgegenstande nach dem Warmpressverfahren als auch nach dem Spritz-bzw.
Pressgussverfahren herzustellen. In den Fig. 1 bis 10 sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
1 (Fig. 1) stelle den Maschinentisch vor, mit welchem durch einen Rahmen oder durch Säulen die Zylinder 2 und 3 starr verbunden sind. In den beiderseitig druckdicht verschlossenen Zylindern bewegen sich die hydraulisch angetriebenen Kolben 4 und 5. Der Kolben 4 trägt an seinem unteren Ende einen plattenförmigen Körper 6. Sollen Warmpressteile hergestellt werden, so wird die fixe Hälfte 7 eines Warmpressgesenkes mit dem Tisch 1 und die bewegliche Hälfte 8 mit dem plattenförmigen Körper 6 fest verbunden und der Rohling 9 eingelegt. Die Kolbenbewegung 4 verrichtet in diesem Falle die reine
Arbeitsbewegung, der Kolben J betätigt zweckmässig die Ausstosser 10 zum Auswerfen des gepressten
Stückes aus dem Untergesenk 7.
Sollen Spritzgussteile hergestellt werden, so wird die fixe Hälfte 11 (Fig. 2) einer Spritzgussform mit dem Tisch 1 und die bewegliche Formenhälfte 12 mit der Platte 6 fest verbunden. Die fixe Formen-
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hälfte enthält eine durchgehende zylindrische Bohrung 13, in welcher die mit dem Kolben 5 starr ver- bundene Kolbenstange 14 bewegbar passt. Die Bohrung 13 ist durch einen Kanal 15 mit der eigentlichen
Hohlform 16 (des herzustellenden Fassonstückes) in Verbindung. In den durch die Kolbenstange 14 nach unten abgeschlossenen Hohlraum 13 wird flüssiges Metall eingebracht, hierauf bringt der Kolben 4 die bewegliche Formenhälfte 12 an die Hälfte 11 heran und hält die Hälfte 12 gegen die Hälfte 11 mit der
Schliesskraft geschlossen.
Hierauf wird der Kolben 5 von unten unter Druck gesetzt, wodurch die Kolben- stange 14 nach aufwärts schnellt und das flussige Metall über den Kanal 15 in die Hohlform 16 drückt.
An Stelle der Druckflüssigkeit können die Kolben auch mit Druckluft, Dampf, aber auch mechanisch angetrieben werden.
Die Achse der Maschine muss nicht vertikal, sondern kann horizontal oder im Raume geneigt sein.
Weiters ist durchaus nicht erforderlich, dass die beiden Zylinder eine gemeinsame Achse haben ; die Zy- linder-bzw. die Bewegungsachsen können parallel gegeneinander versetzt, aber auch unter einem rechten
Winkel oder beliebig gegeneinander geneigt sein.
Mit einer derartigen Maschine ist es auchmöglieh, einemherzustellenden Metallgegenstande nach dem
Spritzgussverfahren seine annähernde Gestalt zu geben und dieses nach dem Spritzgussverfahren her- gestellte Fassonstück unmittelbar nachdem es seine Fasson erhalten hat im selben Werkzeug nach-bzw. fertigzupressen. Hiezu ist lediglich beispielsweise notwendig, auf das Formenunterteil H (Fig. 3) eine
Platte 17 aufzusetzen, welche einen Durchbruch hat, der dem Querschnitt entspricht, welchen das her- zustellende Fassonstück in der Teilungsebene der Form aufweist. Hiedurch wird der gespritze Gegenstand um die Dicke der eingelegten Platte stärker.
Die eingelegte Platte wird unmittelbar nach der Spritz- gussoperation entfernt und die bewegliche Formenhälfte 12 gegen die fixe gepresst, wodurch das über- schüssige Material abfliesst und den Pressgrat bildet. Diese Art der Verwendung der Maschine soll im folgenden noch näher beschrieben werden.
Es sei eine Düse gemäss Fig. 4 nach dem kombinierten Verfahren herzustellen. Fig. 5 stellt einen
Längsschnitt parallel zur Aufrissebene durch das komplette Werkzeug (Form) im geschlossenen Zustande dar, Fig. 6 einen Schnitt parallel zur Kreuzrissebene ; in Fig. 7 ist die Draufsicht auf das Werkzeugunter- teil und in Fig. 8 die Draufsicht auf die zwischen Formunterteil und Formoberteil eingelegte Platte ab- gebildet.
Das Formenunterteill1, aus welchem ein Hohlraum entsprechend der äusseren Kontur der unteren Hälfte der Düse ausgenommen ist, ist mit dem Maschinentisch 1 fest verbunden ; das Formenoberteil 12, aus welchem ein Hohlraum entsprechend der äusseren Kontur der oberen Hälfte der Düse ausgenommen ist, ist mit dem plattenförmigen Körper 6 des einen Bewegungsorgans fest verbunden. Die Platte 17 besteht aus zwei Teilen 17 a und 17 b, die in der Richtung der Pfeile (Fig. 6 und 8) bewegt werden können.
18 stellt den in der Pfeilrichtung (Fig. 5 und 7) beweglichen Kern dar, der zur Erzeugung des Düsenhohlraumes 19 (Fig. 4) erforderlich ist. 14 stellt wie in Fig. 2 die mit dem zweiten Bewegungsorgan verbundene
Stange dar, welche in die zylindrische Bohrung 13 im Formenunterteil bewegbar passt.
Die Arbeitsweise ist nun folgende : Zu Beginn des Arbeitszyklusses befindet sich das Huborgan 6
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Unterteil fort genommen, so dass dieses frei liegt. In den durch die Stange 14 nach unten abgeschlossenen , Hohlraum13 wird aus einem beispielsweise neben der Maschine aufgestellten Schmelzofen mittels eines
Schöpflöffels flüssiges Metall eingegossen. Hierauf werden die beiden Plattenhälften 17 a und 17b auf das Unterteil aufgelegt und alsdann wird das Organ 6 mit dem Formenoberteil 12 gesenkt und gegen das Formenunterteil 22 mit der Schliesskraft angedrückt.
(Dieser Augenblick des Arbeitszyklusses entspricht dem in den Fig. 5 und 6 abgebildeten Zustande des geschlossenen Werkzeuges. ) Hierauf wird die Stange 14 nach aufwärts bewegt und das flüssige Metall über den Kanal 15 in den Hohlraum 16 gedrückt. Dieser
Hohlraum 16 wird gebildet aus den Hohlräumen im Formenober-und unterteil, von den seitlichen Be- grenzungen der Plattenhälften 17 a und 17b sowie von einem Teil des Kernes 18.
Die nächste Phase ist Aufwärtsbewegen des Organs 6 mit dem Formenoberteil 12, Entfernen der Plattenhälften 1 7a und 17b durch Wegziehen derselben in der Pfeilrichtung (Fig. 6 und 8) ; hierauf wird das Organ 6 mit dem Formoberteil 12 gesenkt und gegen das sich im Unterteil 11 befindliche bereits erstarrte jedoch noch glühende
Gussstück gepresst, wodurch das überschüssige Material abfliesst und den Pressgrat bildet und wodurch das vorgegossene Stück seine endgültige Fasson erhält. Hierauf wird das Organ 6 mit dem Formenober- teil 12 gehoben, der Kern 18 in der Pfeilrichtung (Fig. 5 und 7) herausgezogen. Durch weitere Aufwärts- bewegung des Stempels 14 wird das gepresste Stück aus dem Formenunterteil 11 ausgeworfen.
Es ist in diesem Zustande noch mit dem Pressgrat und dem Einguss behaftet, von welchen es alsdann in der bekannten Weise von Hand oder maschinell befreit wird.
Mit einer derartigen Maschine ist es weiter auch möglich, Metallstangen und Rohre nach dem Warm- pressverfahren herzustellen. Fig. 9 zeigt die Einrichtung zur Herstellung von Stangen. 1 bedeutet wieder den Maschinentisch, mit welchem das Werkzeugunterteil 7 fest verbunden ist und welches die Matrize 20 enthält. Diese ist eine kreisförmige Scheibe aus Stahl mit einem Durchbruch 21 in der Mitte, welcher dem Querschitt des herzustellenden Stangenprofils entspricht. 10 sind wie in Fig. 1 Auswerfer, die auf der unteren Kolbenstange 14 aufsitzen. Die Kolbenstange 14 ist mit einer durchgehenden Bohrung 22
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versehen. Das Werkzeugoberteil ist der zylindrische Stempel 8, welcher mit dem Druekorgan 6 fest verbunden ist.
Die Arbeitsweise ist nun folgende : In das Werkzeugunterteil 7 wird der in Sand, Kokille oder sonstwie vorgegossene zylindrische Rohling 19, der auf die Presstemperatur erhitzt ist, eingelegt. Durch I Niedergehen des Werkzeugoberteils 8 wird der eingelegte Rohling gestaucht, so dass er das Werkzeug- unterteil ganz ausfüllt, und durch die Öffnung M der Matrize 20 gepresst, wodurch die Stange entsteht. (Um deren ungehinderte Bewegung zu ermöglichen, ist, wie oben erwähnt, die Kolbenstange 14 mit einer entsprechenden durchgehenden Ausnehmung 22 versehen.) Nach beendeter Pressung ist der im Werk- zeugunterteil 7 zurückbleibende Rückstand noch in Verbindung mit der ausgepressten Stange.
Durch
Aufwärtsgehen des Kolbens 5 wird dieser Rückstand von den Ausstossern 10 aus dem Werkzeugunterteil ausgehoben und von der ausgepressten Stange abgeschnitten. Die gepresste Stange wird dann nach unten durch die im Boden befindliche Ausnehmung 23 abgezogen.
Die Herstellung von Rohren ist analog. Das Werkzeugoberteil besteht ausser aus dem zylindrischen
Stempel 8 noch aus einem dünneren Stempel 8a (Fig. 10), welcher dem inneren Durchmesser des herzu- stellenden Rohres entspricht. Der eingelegte Rohling wird zuerst gelocht und erst dann drückt der Stempel 8 den durch die Lochung entstandenen Hohlzylinder durch die Öffnung 21 der Matrize 20 über den Dorn 8a, so dass ein Rohr entsteht. Die Öffnung 21 der Matrize 20 entspricht dem äusseren Durchmesser des her- zustellenden Rohres. Fig. 10 zeigt das Werkzeug mit dem eingelegten Rohling 19 im Momente des Be- ginns der eigentlichen Pressung.
Die Maschine dient zur Herstellung von Fassonteilen aus allen technischen Metallen und Legie- rungen, die nach dem Warmpress-bzw. nach dem Spritzgussverfahren verarbeitbar sind ; im besonderen seien angeführt Blei-, Zinn-, Zink-, Aluminium-, Magnesium-, Kupfer-, Eisen-, Nickel-, Silberlegierungen.
Die Formgebungsmöglichkeiten der herzustellenden Teile sind durch diejenigen Möglichkeiten bestimmt, die das Warmpress-bzw. das Spritzgussverfahren bieten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Maschine zum Giessen von Metallgegenständen unter Druck mit mindestens zwei Organen zur Betätigung des Schliessens der Form und zur Erzeugung des Giessdruckes bzw. zum Auswerfen des fertigen Gussstückes, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine so ausgebildet ist, dass sie nach Einbau entsprechender Vorrichtungen (Gesenke, Formen) entweder zur Ausführung des Warmpressverfahrens oder des Spritzgussverfahrens oder eines kombinierten Verfahrens, bestehend aus unmittelbar aufeinander- folgendem Spritzgiessen und Warmpressen, verwendet werden kann.