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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum mechanischen Transport von insbesondere mehrmals verwendbaren Gussformen an einer Giessvorlage, bei der die Schmelze in einem Vorratsraum gestaut wird und von diesem durch den eigenen ferrostatischen Druck der Schmelze einer Giessdüse mit nach aufwärts, insbesondere vertikal, gerichteter Mündung zugeführt wird, wobei vor jedem Guss der verschlusslose Anschnitt der Gussform auf einem über der Giessdüsenmündung liegenden Niveau über die Giessdüse gebracht wird, sodann der Anschnitt der Gussform und die Giessdüsenmündung miteinander in deckende Anlage gebracht werden und hierauf die Gussform gefüllt wird,
worauf die Gussform wieder auf einem über der Giessdüsenmündung liegenden Niveau seitlich von der Giessdüse entfernt wird und wobei auch zwischen aufeinanderfolgenden Güssen die Oberfläche der Schmelze im Bereich der Giessdüsenmündung gehalten wird.
Es sind Giessverfahren bekannt, bei denen die Schmelze aus einem Gefäss, in welchem sie unter Druck gehalten wird, durch ein im Druckgefäss angeordnetes, vertikales Steigrohr einer Gussform zugeführt wird. Dieser Druck wird zumeist durch Einbringen eines inerten Gases in das Gefäss erzeugt. Die Gussformen werden bei diesem Verfahren von Hand aus oben auf das Druckgefäss aufgesetzt und mit diesem verschraubt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass es sich infolge der Verschraubung zwischen Druckgefäss und Gussform für eine automatische Produktion nicht eignet, so dass seine wirtschaftliche Anwendung begrenzt ist.
Weiters wird die Steigrohrmündung während des Giessvorganges bzw. beim Wechseln der Gussformen immer wieder der Atmosphäre ausgesetzt, wodurch sich Oxydationserscheinungen an der Steigrohrmündung und gegebenenfalls
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Gussform gespült und führen zu Fehlern am Gussstück.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Gussform auf einer Gleitbahn auf die Giessdüse zu schieben. Dazu sind verhältnismässig hohe Kräfte nötig, insbesondere dann, wenn mehrere Gussformen gleichzeitig transportiert werden sollen. Ein weiterer Nachteil dieser Vorgangsweise ist, dass die Reibung zwischen Gussform einerseits und der Gleitbahn anderseits einen starken Verschleiss an diesen Bauteilen bedingt. Dasselbe gilt für das Düsenmundstück der Giessvorlage und die dieses Düsenmundstück umgebende Deckplatte der Giessvorlage, da auch auf diesen Bauteilen die Unterseite der Gussform beim Transportvorgang gleitet. Die Verschleisserscheinungen an diesen Bauteilen beeinträchtigen die Dichtung bei auf das Düsenmundstück aufgesetzter Gussform, und es kann daher zum unerwünschten Schmelzenaustritt imm Bereiche des Düsenmundstückes kommen.
Ausserdem können Schmelzenreste und Bärte zwischen die aufeinander gleitenden Oberflächen gelangen und eine frühzeitige Zerstörung der aufeinander gleitenden Bauteile hervorrufen. Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, dass bei einem derartigen Verfahren das Gussende sehr genau derart bestimmt werden muss, dass die Erstarrungsfront im Anschnitt der Gussform verbleibt und nicht in die Giessdüse fortschreitet, da sonst nicht nur das Verschieben der Gussform auf der Düsenmündung erschwert wird, sondern eine Verletzung der Giessdüse beim Abscheren des Bartes bzw. des von der fortschreitenden Erstarrungsfront gebildeten Stoppels erfolgt, was wieder zur Beschädigung der Anlage und zu langdauernden Stillstandzeiten führt.
Schliesslich ist auch noch zu beachten, dass der nach dem beschriebenen Abschervorgang in der Giessdüsenmündung verbleibende Stoppel beim nächsten Guss den Abschnitt der Gussform verstopft.
Wird lie Gussform von der Giessdüsenmündung weggeschoben, bevor die Erstarrungsfront in die Giessdüse eingetreten ist, können zwar die zuletzt geschilderten Nachteile vermieden werden, jedoch ist dann stets die Gefahr des Auslaufens der Gussform und in der Folge des Verschmierens der aufeinander gleitenden Oberflächen gegeben, was gleichfalls Ausschuss und Stillstandzeiten bedeutet.
Bei einem bekannten Druckgussverfahren (USA-Patentschrift Nr. 3, 090, 090) ist die Angussmündung der Gussform mit einer profilierten Stirnfläche versehen, die als Schieber ausgebildet ist und auf der entsprechend profiliert ausgebildeten Giessdüsenmündung aufsitzt. Durch diese Profilierung soll eine bessere Abdichtung erzielt werden. Bei einer solchen Ausbildung kann die Gussform nicht seitlich herangeschoben werden, da die Profilierung dies verhindert. Die Gussform wird daher auf einem Wagen herangefahren, welcher auf über der Giessdüsenmündung angeordneten Schienen läuft. Der im Bereiche der Giessdüsenmündung liegende Abschnitt der Schienen ist absenkbar, wodurch die Gussform in Anlage an die Giessdüsenmündung gebracht werden kann.
Auch bei diesem Verfahren ist aber die oben erwähnte Problematik der Oxydation der in der Giessdüsenmündung befindlichen Schmelze voll vorhanden. Ausserdem verschmutzt beim Abheben der Gussform die abtropfende Schmelze die Profilierung der Giessdüse, wobei besonders nachteilig ist, dass diese Profilierung schwer zu reinigen ist.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, die geschilderten Schwierigkeiten und Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass nicht nur ein rascher automatischer Ablauf des Verfahrens sichergestellt werden kann, sondern auch die Qualität der Gussstücke verbessert wird. Die Erfindung löst diese Aufgabe im wesentlichen dadurch, dass nach Füllen der Gussform diese solange mit der Giessdüse in Berührung gehalten wird, bis die Erstarrungsfront der Schmelze in die Giessdüse eingedrungen und dort ein Zapfen aus erstarrter Schmelze gebildet ist.
Dadurch werden nun die Vorteile der oben erwähnten Verfahren kombiniert, ohne dass deren Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Vor allem wird eine bessere Qualität der Gussstücke erzielt. Dies ist auf folgendes zurückzuführen : Der Luftzutritt zur Schmelze erfolgt im wesentlichen während drei Phasen des
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Arbeitsvorganges. Die erste Phase ist diejenige, während welcher die Schmelze aus der Giessdüse in die Gussform strömt. Die zweite Phase ist diejenige, während welcher die Gussform auf der Giessdüse stehengelassen wird, bis die Schmelze im Anschnitt der Gussform erstarrt ist. Die dritte Phase ist diejenige, während welcher der Wechsel der Gussform erfolgt.
Zwar kann der Luftzutritt während dieser drei Phasen auch beim erfindungsgemässen Verfahren an sich nicht vermieden werden, wirkt sich jedoch nicht so stark aus wie bei den bekannten Verfahren. Die erstgenannte Phase ist nämlich sehr kurz, so dass der hiebei auftretende Luftzutritt vernachlässigt werden kann. Der während des Stehenlassens der Gussform auf der Giessdüse erfolgende Luftzutritt wirkt sich nicht nachteilig aus, da die hiebei oxydierte Schmelze im Bereiche des Ansatzes der Gussform bzw. im Bereiche der Giessdüsenmündung liegt und daher in den Bereich des erstarrten Ansatzes bzw. des mit diesem Ansatz verbundenen Zapfens fällt, der zusammen mit dem Ansatz beim Entfernen der Gussform von der Giessdüse von der Gussform mitgenommen und zusammen mit dem Ansatz und dem Gussstück aus der Gussform ausgestossen wird.
Beim in üblicher Weise durchgeführten Putzen des Gussstückes wird dann dieser Zapfen zusammen mit dem Anschnitt abgetrennt. Die während des Gussformwechsels auftretende Oxydation der Schmelze wird durch die Absenkung des Schmelzenspiegels in der Giessdüsenmündung wesentlich verringert. Die in der Giessdüse nach Entfernung des Zapfens zurückbleibende Schmelze ist rein und im wesentlichen nicht oxydiert, da sie beim Wechsel der Gussform noch verhältnismässig tief in der Giessdüsenmündung liegt und daher der Oxydation nicht so stark ausgesetzt ist wie die unmittelbar an der Mündung der Giessdüse liegende Schmelze. Wenn auch in der Praxis dieser Niveauunterschied nur wenige Zentimeter, im allgemeinen 1 bis 2 cm beträgt, so spielt dieser Niveauunterschied doch eine wesentliche Rolle.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass dann, wenn der den Schmelzenstrom zur Giessdüsenmündung steuernde Verschluss, z. B. ein Stopfenverschluss, undicht wird, sich zwar ebenfalls ein Nachsickern der Schmelze unter dem Einfluss ihres statischen Druckes, d. h. des Druckes ihres Eigengewichtes, ergibt, dieses Schmelzennachsickern jedoch nicht sofort zu einem überströmen der Schmelze an der Giessdüsenmündung führt, da ja die Schmelze nach dem Entfernen der Gussform samt des von dieser mitgenommenen Zapfens erst den erwähnten Niveauunterschied in der Giessdüsenmündung überwinden muss.
Steuert man also die Anlage so, dass man die Gussform so lange stehen lässt, dass das beim Gussformwechsel nachsickernde Volumen an Schmelze gleich oder kleiner ist als das Volumen des beim Abheben der Gussform mitgezogenen Schmelzenzapfens, so kann die Anlage, wenn auch gegebenenfalls mit verminderter Produktionsgeschwindigkeit, auch bei Auftreten der erwähnten Undichtheiten noch in Betrieb gelassen werden.
Weiters wird der Vorteil gewahrt, dass durch die Vermeidung einer Gleitbewegung der Gussform auf der Giessdüsenmündung nicht nur der Gussformboden und der Bereich der Giessdüsenmündung sowie der diese umgebende Bereich der Giessvorlage geschont wird, sondern dass auch ein Verschmieren dieser Bauteile durch beim Entfernen der Gussform mitgenommene Schmelze vermieden wird. Etwa noch von der Gussform abtropfende flüssige Schmelze kann nämlich in die Giessdüsenmündung zurücktropfen, so dass die Umgebung der Giessdüse nicht verschmutzt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich der Auflagedruck der Gussform auf der Giessvorlage auf einen beliebigen Wert (gegebenenfalls bis auf null herab) einstellen lässt, was die Verwendung von keramischen Deckplatten auf der Giessvorlage ermöglicht, auf welchen die Gussform zur Anlage kommt.
Solche keramische Deckplatten haben eine besonders günstige Wärmedämmung, was wieder die Gefahr eines unerwünschten Erstarrens der Schmelze in der Giessdüse verringert. Solche keramische Deckplatten waren bisher nicht anwendbar, da sie beim Schieben der Gussform zu sehr verkratzt wurden.
Der Niveauunterschied zwischen Giessdüsenmündung und Anschnittmündung der Gussform, der überwunden werden muss, um den Anschnitt der Gussform deckend zur Anlage an die Giessdüsenmündung zu bringen, kann auf verschiedene Weise überwunden werden. Beispielsweise ist es möglich, die Gussform und die Giessdüse durch Absenken der Gussform miteinander zur Anlage zu bringen. Diese Vorgangsweise hat den Vorteil, dass die geringen Massen der Gussform und deren Halterung bewegt werden müssen. In vielen Fällen ist es jedoch günstiger, die Gussform und die Giessdüse durch Anheben der Giessdüse, insbesondere der gesamten Giessvorlage, miteinander zur Anlage zu bringen. Auf diese Weise kann die Gussform in horizontaler Richtung durchlaufen gelassen werden, ohne dass diese Horizontalbewegung der Gussform durch eine Vertikalbewegung derselben unterbrochen werden muss.
Dadurch werden die Antriebe für die Gussform wesentlich vereinfacht. Insbesondere bei umlaufenden Kokillentransportvorrichtungen ist es in vielen Fällen schwierig, die für eine Absenkbewegung der Gussform nötigen Steuerleitungen, die ja mitrotieren müssen, unterzubringen. Wird aber statt der Gussform die Giessdüse bzw. die Giessvorlage in vertikaler Richtung bewegt, so kann man sich die für die Auf- und Abbewegung der Gussform nötigen Steuerleitungen sowie die entsprechenden Antriebe ersparen, wodurch nicht nur der konstruktive Aufwand, sondern auch der Platzbedarf verringert wird.
Ausserdem bringt die erwähnte Überwindung des Niveauunterschiedes durch Bewegung der Giessvorlage den Vorteil, dass die hiefür nötigen Antriebe besser gegen die Hitzeeinwirkung von der Giessdüse her geschützt untergebracht werden können, als dies für Antriebe für eine Vertikalbewegung der Gussform möglich ist. Wenn die Giessvorlage nicht zu gross und schwer ist, kann der Nachteil, dass die Giessvorlage eine grössere Masse aufweist als die Gussform, in Kauf genommen werden.
Im Rahmen der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Güssen die
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Giessdüsenmündung und gegebenenfalls auch deren Umgebung automatisch zu reinigen. Auf diese Weise können ohne weiteres geringe Undichtheiten an der Trennfläche zwischen Ansatzmündung der Gussform und Giessdüsenmündung in Kauf genommen werden, da man ja jeweils zwischen zweii Güssen automatisch reinigen kann. Auf diese Weise kann nicht nur auf eine Profilierung der Ansatzmündung bzw. der Giessdüsenmündung verzichtet werden, wodurch deren konstruktive Ausbildung vereinfacht wird, sondern auch die Reinigung leichter durchgeführt werden, da nunmehr die Giessdüsenmündung mit deren Umgebung plan abschliessen kann, so dass durch ein einfaches Abbürsten od. dgl. eine vollkommene Reinigung erzielbar ist.
Hiebei ist vorteilhaft, dass die meisten Verunreinigungen, die an der erwähnten Fläche auftreten, beim Abheben der Gussform zusammen mit dem von dieser mitgenommenen Zapfen ebenfalls abgehoben werden.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeigneten Anlage schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt die Anlage in teilweise geschnittener Seitenansicht und Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1.
Die Giessvorlage--l--weist einen Vorratsbehälter--2--für die zu vergiessende Schmelze auf, welche
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B.Grundgestell--10--gelagert, und die Giessdüse--6--ist von einer wärmeisolierenden Schicht--11-umgeben, die oben durch eine Deckplatte --12-- aus keramischem Material abgedeckt ist.
Die Gussform --9-- ist von einem Schwenkarm --13-- getragen, der um eine Achse --14-- an einem Träger-15-schwenkbar gelagert ist. Der Träger --15-- hat oben eine Konsole-16-, an deren freiem Ende ein Hydraulikzylinder --17-- angelenkt ist, der über Steuerleitungen --18-- mit
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Zahnkranz kämmt mit einem Ritzel--25-, das von einem Motor --26-- unter Zwischenschaltung eines Getriebes gedreht wird. Der Motor --26-- ist am Lagerbock--22--befestigt.
Mit dieser Vorrichtung kann etwa wie folgt gearbeitet werden : Seitlich der Giessvorlage --1--, z.B. an der Stelle--27-- (Fig. 2), werden die Gussformen für den Guss hergerichtet. Der Arm --13-- wird nun so verschwenkt, dass die an der Stelle --27-- befindliche Gussform an dem Arm --13-- befestige werden kann.
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gebracht wird, derart, dass sich der Anschnittquerschnitt der Gussform mit dem Querschnitt der Giessdüsenmündung deckt. Während dieser Vorgänge wird der Stopfenverschluss --5-- in seiner Schliessstellung gehalten, wobei die Schmelze in der Giessdüse --6-- auf einem Niveau gehalten wird, welches im Bereich der Giessdüsenmündung liegt, vorzugsweise etwa 1 bis 2, maximal etwa 5 cm, je nach der Grösse des Querschnittes der Giessdüse unterhalb der Oberkante der Mündung --7-- der Giessdüse --6--.
Sobald die Gussform --9-- in dichte Anlage an die Giessdüsc --6-- gebracht ist, wird der Stopfen --5-- hochgezogen, wodurch der Schmelzenstrom in den Ausgleichsbehälter --4-- und in die Giessdüse--6--freigegeben wird. Die Schmelze strömt in den Hohlraum--8--der Gussform--9--ein und füllt diesen. Ist der Hohlraum --8--
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--9-- noch--6-- eingedrungen ist und dort einen Zapfen --28-- festen Materials gebildet hat. Hierauf oder bereits unmittelbar nach dem Füllen der Gussform wird der Stopfen-5-- wieder in seine Schliessstellung gebracht und anschliessend der Hydraulikzylinder --17-- so beaufschlagt, dass die Gussform --9-- angehoben wird. Sie zieht hiebei den erwähnten Zapfen --28--, der annähernd kegelstumpfförmig ist, aus der Mündung - 7-- der Giessdüse --6-- heraus.
Etwaige abtropfende flüssige Schmelze fällt in die Mündung --7-- der Giessdüse --6-- zurück, so dass Verunreinigungen der Giessdüsenstirnfläche vermieden werden. Dies wird dadurch begünstigt, dass die Schwenkachse --14-- des Schwenkarmes --13-- etwas oberhalb der Stirnfläche
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--9-- wird- abgesetzt werden kann. An dieser Stelle kann das öffnen der zweckmässig zwei- oder mehrteilig ausgebildeten Gussform erfolgen, wodurch das Gussstück freigegeben wird. Der Schwenkarm --13-- kann hierauf durch Weiterdrehen des Drehtellers --21-- in Richtung der Pfeile--29, 30--, jedoch auch in hiezu entgegengesetzter Drehrichtung, wieder in die Stellung --27-- zurückgebracht werden, in der er zur Aufnahme einer neuen Gussform --9-- berit ist.
Der Vorgang beginnt von neuem.
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der Stelle --31-- wieder zur Giessdüse verschwenkt wird, wo die Gussform erneut gefüllt und durch Weiterschwenkung des Schwenkarmes --13-- in die stellung --27-- gebracht wird. Dort kann die Gussform entleert und erneut für den nächsten Gussvorgang hergerichtet werden.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, schliesst die Stirnfläche der Giessdüse --6-- eben mit der Oberseite der Deckplatte --12-- ab. Dadurch ergibt sich keine Profilierung im Bereich der Giessdüsenmündung, und es wird
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werden.
Der Drehzap[fen --35-- ist zweckmässig mittels einer Konsole--39--an der Giessvorlage--l-- befestigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum mechanischen Transport von insbesondere mehrmals verwendbaren Gussformen an einer Giessvorlage, bei der die Schmelze in einem Vorratsraum gestaut wird und von diesem durch den eigenen ferrostatischen Druck der Schmelze einer Giessdüse mit nach auswärts, insbesondere vertikal, gerichteter Mündung zugeführt wird, wobei vor jedem Guss der verschlusslose Anschnitt der Gussform auf einem über der Giessdüsenmündung liegenden Niveau über die Giessdüse gebracht wird, sodann der Anschnitt der Gussform und die Giessdüsenmündung miteinander in deckende Anlage gebracht werden und hierauf die Gussform gefüllt wird,
worauf die Gussform wieder auf einem über der Giessdüsenmündung liegenden Niveau seitlich von der Giessdüse entfernt wird und wobei auch zwischen aufeinanderfolgenden Güssen die Oberfläche der Schmelze im Bereich
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so lange mit der Giessdüse in Berührung gehalten wird, bis die Erstarrungsfront der Schmelze in die Giessdüse eingedrungen und dort ein Zapfen aus erstarrter Schmelze gebildet ist.
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