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Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckgussvorrichtung, insbesondere zum Vergiessen von Metallen und deren Legierungen, mit einem Vorratsbehälter, aus welchem die zu vergiessende Schmelze unter Einfluss ihres Gewichtes durch eine Eintrittsöffnung in eine langgestreckte Kammer strömt, an die über eine Austrittsöffnung die Giessform angeschlossen ist und in die ein Verdrängungskörper eindringt, wobei die Eintrittsöffnung durch einen Verschluss abschliessbar ist.
Es ist bekannt, einen Pumpenkörper in die Schmelze zu versenken, in den über ein Ventil die Schmelze aus einem Vorratsbehälter eintreten kann (deutsche Patentschrift Nr. 246267). In diesen Pumpenkörper taucht ein Verdrängungskörper ein. Im Inneren des Pumpenkörpers ist eine längliche Kammer vorgesehen, die in eine Druckkammer, eine Giesskammer und einen diese beiden Kammern verbindenden Kanal unterteilt ist und demzufolge verschiedene Querschnitte und verschieden gerichtete Achsen aufweist. Dies hat unkontrollierbare Strömungsverhältnisse zur Folge, die ihrerseits beim Giessen erhöhten Ausschuss bedeuten.
Weiters ist ein solcher Pumpenkörper sehr schwer herzustellen und bringt im Betrieb, insbesondere beim Vergiessen von hochschmelzendem Material, durch Ausspülungen grosse Schwierigkeiten mit sich, die zu Reparaturarbeiten führen und daher die Produktivität der Anlage beeinträchtigen.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden und eine Druckgussvorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei welcher kontrollierbare Strömungsverhältnisse vorliegen, so dass nicht nur die Qualität der Gussstücke erhöht wird, sondern auch die Produktivität der Anlage durch Vermeidung von Reparaturarbeiten gesteigert wird. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass die Kammer als Ausgleichsbehälter für die zu vergiessende Schmelze ausgebildet ist und mindestens von der Eintrittsöffnung bis zur Austrittsöffnung für die Schmelze eine gerade Achse aufweist und dass der Ausgleichsbehälter entlang dieser Achse einen stets gleichbleibenden Querschnitt hat.
Dadurch werden kontrollierbare Strömungsverhältnisse der Schmelze in diesem Ausgleichsbehälter geschaffen, so dass die Schmelze die Austrittsöffnung des Ausgleichsbehälters in laminarer Strömung verlässt. Dadurch werden gleichmässige Ergebnisse auch bei grossen Gussstückserien gewährleistet, so dass der Ausschuss wesentlich verringert wird. Ein solcher Ausgleichsbehälter ist auch wesentlich einfacher herzustellen und bringt im Betrieb wesentlich weniger Schwierigkeiten mit sich als jener der oben erwähnten bekannten Konstruktion. x Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung verläuft die Achse des Ausgleichsbehälters horizontal. Dadurch ergeben sich nicht nur die einfachsten konstruktiven Verhältnisse für die Lagerung des Ausgleichsbehälters, sondern es kann auch dadurch auf die beste Weise eine wirbelfreie Strömung der Schmelze erzielt werden.
Vorzugsweise ist erfindungsgemäss der Ausgleichsbehälter in Form eines Rohres ausgebildet. Eine solche Konstruktion ist besonders einfach und kostensparend. Wenn erfindungsgemäss der Ausgleichsbehälter zumindest an einem Ende in einer Wand des Vorratsbehälters gelagert und von der im Vorratsbehälter befindlichen Schmelze umspült ist, ergibt sich eine einfache Halterung des Ausgleichsbehälters, wobei zugleich die im Ausgleichsbehälter befindliche Schmelze durch die im Vorratsbehälter befindliche Schmelze warm gehalten wird, ohne dass hiebei die Strömungsverhältnisse der-Schmelze im Ausgleichsbehälter nachteilig beeinflusst werden. Dies ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine gleichbleibende Temperatur der zu vergiessenden Schmelze.
Im Rahmen der Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, dass die Eintrittsöffnung für die zu vergiessende Schmelze in der Deckenwandung des Ausgleichsbehälters angeordnet ist und durch einen an sich bekannten Verschlusskörper, beispielsweise einen Stopfen verschliessbar ist. Im allgemeinen ist ein solcher Stopfen an einer die Schmelze nach oben durchsetzenden Stange angeordnet. Die erfindungsgemässe Ausbildung erspart nun die Abdichtungsprobleme für diese Stange, die an ihrem oberen Ende aus der Schmelze herausragt und in beliebiger an sich bekannter Weise auf-und abbewegbar ist.
Die Erfindung eignet sich nicht nur für den Druckguss metallischer Schmelzen, worunter auch Eisen zu verstehen ist, sondern auch für den Druckguss von Kunststoffschmelzen.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt im Vertikalschnitt eine Ausführungsform, die nach dem Pumpensystem arbeitet, wogegen Fig. 2 im Vertikalschnitt eine Ausführungsform zeigt, bei welcher die Füllung der Form durch den ferrostatischen Druck der Schmelze erfolgt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist das Giessgefäss mit einem Unterteil --1-- und einem Oberteil --2-- versehen, die mittels Flanschen --5-- miteinander lösbar verspannt sind. Der von den beiden Teilen
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bildet. Weiters weist das Rohr-6-eine Eintrittsöffnung-13-auf, die mit einem Stopfen-14verschliessbar ist und durch welche die Schmelze aus dem Vorratsbehälter --3-- in den vom Ausgleichsbehälter - -7-- umschlossenen Raum (Ausgleichsraum) eintritt.
Weiters ist das Rohr-6-mit einer Austrittsöffnung --15-- four die Schmelze versehen, welche Öffnung über eine Giessdüse-16-zu einer Form-17-
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Beispielsweise kann diese Kammer kreisförmigen Querschnitt haben. Ferner weist die vom Ausgleichsbehälter --7-- umschlossene Kammer mindestens zwischen den Öffnungen-13, 15- eine gerade Achse auf. Der Querschnitt der vom Ausgleichsbehälter --7-- umschlossenen Kammer zwischen der Eintrittsöffnung --13-und der Austrittsöffnung --15-- sowie die Entfernung zwischen diesen beiden Öffnungen werden so gewählt,
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auftritt.
In der Wand des vorratsbehälters --3--, der auch von einem Schmelzofen gebildet sein kann, sind Öffnungen --18-- zum Anschluss einer Induktionsheizanlage vorgesehen, mittels der eine beliebige Temperatur
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Strömungsverhältnisse im Ausgleichsbehälter --7-- oder in der Düse--16--beeinflusst werden. Der Vorratsbehälter --3-- ist ferner über eine Rinne --19-- mit dem nicht dargestellten Ofen verbunden.
Die Kolbenstange --12-- des Verdrängungskörpers ist in einem Zylinder --20-- und die mit dem Stopfen --14-- verbundene Stange in einem Zylinder-21-geführt. Diese beiden Zylinder-20, 21--
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der seinerseits von einem elektrischen Steuerteil --24-- gesteuert wird. An der Kolbenstange --12-- ist ein Anschlag --25-- angeordnet, der mit einem ortsfesten Endausschalter --26-- und einem unteren verstellbaren Endausschalter--27--zusammenwirkt. Der untere Endausschalter--27--wird entsprechend der Grösse des Gussstückes in seiner Höhenlage eingestellt und fixiert. Weiters ist ein Einschalter--28-vorgesehen.
Ist nun die Form--17--auf die Giessdüse--16--aufgesetzt und soll die Anlage in Betrieb genommen werden, so wird der Einschalter --28-- betätigt, worauf im Steuerteil --24-- ein Relais geschaltet wird, welches den die Eintrittsöffnung --13-- vershliessenden Stopfen --14-- in die Schliessstellung absenkt und anschliessend ein weiteres Relais schaltet, welches die Kolbenstange--12--absenkt. Ist die gewünschte Absenkung der Kolbenstange--12--erreicht, so schaltet der Anschlag --25-- den unteren Endausschalter - und bringt den Kolben --12-- zum Stehen. Ist die zu vergiessende Schmelze in der Gussform
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.
Gemäss Fig. 2 erfolgt jedoch die Füllung der Form --17-- durch ferrostatischen Druck der Schmelze. Hiezu ist der Vorratsbehälter --3-- oberhalb des Ausgleichsbehälters --7-- angeordnet, so dass das Schmelzenniveau - eine Füllung der Form --17-- gewährleistet, die horizontal über die mit horizontaler Achse
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Bei dieser Ausführungsform wird im Betrieb zuerst der Stopfen--14--gehoben, bis die Form--17-- gefüllt ist. Anschliessend wird der Stopfen --14-- wieder abgesenkt, so dass die Eintrittsöffnung--13--für die Schmelze wieder verschlossen wird. Hierauf wird der Kolben --11-- mit seiner Kolbenstange--12-entsprechend dem gewünschten Druck auf die Schmelze und entsprechend der Volumsveränderung beim Erstarren der Schmelze abgesenkt. Nach Erstarren des Gusses wird die Form --17-- gewechselt, der Stopfen - angehoben und der Kolben --11-- mit seiner Kolbenstange --12-- hochgehoben, worauf der Ausgleichsraum --7-- von neuem mit Schmelze gefüllt wird.
Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 2 können der Vorratsbehälter --3-- und der Ausgleichsbehälter --7-- beheizt werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 kann die Düse selbstverständlich auch vertikal, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 angeordnet sein.
Bei beiden Ausführungsformen besteht die Vorlage vorteilhaft aus einem oder mehreren gestampften Bauteilen.
Die intermittierende Zufuhr der Schmelze kann bei beiden Ausführungsformen so erfolgen, dass der Badspiegel--29 bzw. 29'-- konstant gehalten wird. Dies kann entweder durch direkte Verbindung mit dem Ofen oder über eine Pfanne in Abhängigkeit der Taktfolge beim Giessen bewirkt werden.
Selbstverständlich kann auch der Vorratsbehälter nach Fig. 1 so ausgebildet sein, dass die Förderung der Schmelze durch ferrostatischen Druck in die Form erfolgt.
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The invention relates to a die-casting device, in particular for casting metals and their alloys, with a storage container from which the melt to be cast flows under the influence of its weight through an inlet opening into an elongated chamber to which the casting mold is connected via an outlet opening and into which a displacement body penetrates, the inlet opening being closable by a closure.
It is known to sink a pump body into the melt, into which the melt can enter from a storage container via a valve (German Patent No. 246267). A displacement body is immersed in this pump body. In the interior of the pump body, an elongated chamber is provided which is divided into a pressure chamber, a casting chamber and a channel connecting these two chambers and consequently has different cross-sections and differently directed axes. This results in uncontrollable flow conditions, which in turn mean increased rejects during casting.
Furthermore, such a pump body is very difficult to manufacture and during operation, in particular when pouring refractory material, causes major problems due to flushing, which lead to repair work and therefore impair the productivity of the system.
The object of the invention is to avoid these disadvantages and to create a die-casting device of the type described at the beginning, in which controllable flow conditions exist, so that not only the quality of the castings is increased, but also the productivity of the system is increased by avoiding repair work . The invention consists essentially in the fact that the chamber is designed as a compensation tank for the melt to be cast and has a straight axis at least from the inlet opening to the outlet opening for the melt and that the compensation tank has a constant cross-section along this axis.
This creates controllable flow conditions for the melt in this expansion tank, so that the melt leaves the outlet opening of the expansion tank in a laminar flow. This ensures consistent results even with large series of castings, so that rejects are significantly reduced. Such an expansion tank is also much simpler to manufacture and presents considerably fewer difficulties in operation than that of the known construction mentioned above. According to a further development of the invention, the axis of the expansion tank runs horizontally. This not only results in the simplest structural conditions for the storage of the expansion tank, but also in the best way an eddy-free flow of the melt can be achieved.
Preferably, according to the invention, the expansion tank is designed in the form of a tube. Such a construction is particularly simple and cost-saving. If, according to the invention, the expansion tank is mounted at least at one end in a wall of the storage tank and the melt in the storage tank flows around it, the result is a simple holding of the expansion tank, while at the same time the melt in the expansion tank is kept warm by the melt in the storage tank without that the flow conditions of the melt in the expansion tank are adversely affected. This is particularly advantageous with regard to a constant temperature of the melt to be cast.
In the context of the invention, the arrangement can be such that the inlet opening for the melt to be cast is arranged in the top wall of the expansion tank and can be closed by a closure body known per se, for example a stopper. In general, such a stopper is arranged on a rod penetrating upwardly through the melt. The design according to the invention now saves the sealing problems for this rod, which protrudes from the melt at its upper end and can be moved up and down in any known manner.
The invention is not only suitable for the die-casting of metallic melts, which also includes iron, but also for the die-casting of plastic melts.
In the drawings, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically. Fig. 1 shows in vertical section an embodiment that works according to the pump system, whereas Fig. 2 shows in vertical section an embodiment in which the mold is filled by the ferrostatic pressure of the melt.
In the embodiment according to FIG. 1, the casting vessel is provided with a lower part --1-- and an upper part --2--, which are releasably braced with one another by means of flanges --5--. The one of the two parts
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forms. Furthermore, the pipe 6 has an inlet opening 13 which can be closed with a stopper 14 and through which the melt from the storage container 3 enters the space enclosed by the compensation tank 7 (compensation chamber).
Furthermore, the pipe-6-is provided with an outlet opening -15- for the melt, which opening via a casting nozzle-16-to a mold-17-
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For example, this chamber can have a circular cross-section. Furthermore, the chamber enclosed by the expansion tank -7- has a straight axis at least between the openings -13, 15-. The cross-section of the chamber enclosed by the expansion tank --7-- between the inlet opening --13 - and the outlet opening --15-- and the distance between these two openings are selected so that
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occurs.
In the wall of the storage container --3--, which can also be formed by a melting furnace, openings --18-- are provided for connecting an induction heating system, by means of which any temperature
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Flow conditions in the expansion tank --7 - or in the nozzle - 16 - can be influenced. The storage container --3-- is also connected to the furnace, not shown, via a channel --19--.
The piston rod --12-- of the displacement body is guided in a cylinder --20-- and the rod connected to the plug --14-- in a cylinder -21-. These two cylinders - 20, 21--
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which in turn is controlled by an electrical control unit --24--. On the piston rod --12-- there is a stop --25-- which interacts with a stationary limit switch --26-- and a lower adjustable limit switch - 27 -. The lower limit switch - 27 - is set and fixed in its height position according to the size of the casting. An on / off switch - 28 - is also provided.
If the mold - 17 - is now placed on the pouring nozzle - 16 - and the system is to be put into operation, the on switch --28-- is activated, whereupon a relay is switched in the control part --24-- , which lowers the plug --14-- which closes the inlet opening --13-- into the closed position and then switches a further relay which lowers the piston rod - 12 -. When the desired lowering of the piston rod - 12 - has been reached, the stop --25-- switches the lower limit switch - and brings the piston --12-- to a stop. Is the melt to be cast in the mold
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In the embodiment according to FIG. 2, the same parts are denoted by the same reference numerals as in FIG.
According to Fig. 2, however, the mold --17 - is filled by ferrostatic pressure of the melt. For this purpose, the storage tank --3-- is arranged above the expansion tank --7--, so that the melt level - a filling of the mold --17-- ensures that it is horizontal above the horizontal axis
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In this embodiment, the stopper - 14 - is first lifted during operation until the mold - 17 - is filled. The stopper --14 - is then lowered again so that the inlet opening - 13 - for the melt is closed again. The piston --11 - with its piston rod - 12 - is then lowered in accordance with the desired pressure on the melt and in accordance with the change in volume when the melt solidifies. After the casting has solidified, the mold --17-- is changed, the stopper - is lifted and the piston --11-- with its piston rod --12-- is lifted, whereupon the compensation chamber --7-- is again filled with melt .
In the embodiment according to FIG. 2, the storage tank --3-- and the equalizing tank --7-- can also be heated. In the embodiment according to FIG. 2, the nozzle can of course also be arranged vertically, similar to the embodiment according to FIG.
In both embodiments, the template advantageously consists of one or more stamped components.
The intermittent supply of the melt can take place in both embodiments in such a way that the bath level - 29 or 29 '- is kept constant. This can be achieved either through a direct connection to the furnace or via a pan depending on the cycle sequence during casting.
Of course, the storage container according to FIG. 1 can also be designed such that the melt is conveyed into the mold by ferrostatic pressure.