Metallspritzgussvorrichtung mit Tauchdruckkammer für vorzugsweise horizontale Spritzrichtung. Bei bekannten Tauchgiessmaschinen mit horizontaler Spritzrichtung wird eine beweg liche Tauchdruckkammer von meist teekan- nenförmiger Gestalt verwendet, die eine oder mehrere Bewegungen ausführt, um in rler Schöpflage (eingetaucht in den mit fissigem Metall gefüllten Schmelzkessel) Schmelzgut durch den Druckkanal in sich arufzunehmen und in der Giesslage (heraus gehoben aus dem Schmelzkessel und an die Giessform angepresst) das Schmelzgut unter Einwirkung von Pressgas oder Pressluft in die Giessform überzuführen.
Bei der möglichst schnellen Aufeinander folge von Schöpflage und Giesslage müssen von den Bewegungsorganismen folgende Arbeitsbedingungen erfüllt werden: 1. Die Bewegungen der Druckkammer müssen so erfolgen, dass das darin befind liche Schmelzgut möglichst wenig auf gewühlt und durcheinandergeschüttelt wird.
Das Heranführen der Druckkammer an die Giessform, d. h. des Spritzmund- stückes an den Formeneinguss, muss so erfol gen, dass beide Teile axial und genau fluch , tend aufeinandertreffen.
3. Das Anpressen der Druckkammer an die Giessform während des Gusses soll durch einen in der Achse des Spritzmundstückes ausgeübten Druck erfolgen, um nachteilige Biegungsbeanspruchungen der Druckkam mer zu vermeiden. Von den bisher bekannten Antriebs mechanismen der Tauchgiessmaschinen wer den die vorstehenden Arbeitsbedingungen meist nur teilweise erfüllt. Bei einem bekannten Antriebsmechanismus zum Beispiel musste, um die Aufhängevorrichtungen der Druckkammer beim Schöpfvorgang nicht in das flüssige Metall eintauchen zu lassen, eine Kippbewegung der Druckkammer wäh rend des Tauchens um einen oberhalb des Schmelzgutspiegels verbleibenden Dreh punkt eingeführt werden, wag der oben genannten Arbeitsbedingung 1 zuwider läuft.
Bei einer andern. bekannten Vorrich tung, bei welcher eine solche Kippbewegung der Druckkammer beim Schöpfen vermie den isst und die Druckkammer in waagrecht zur Spritzrichtung ausgerichteter Lage in die Schmelze eingetaucht wird, sind aber die Mittel zum Anpressen des Spritzmund- stüel,:
es gegen den Formeneinguss weit ober halb der Achse des Spritzmundstückes an einer vom flüssigen Metall nicht benetzten Stelle an der Druckkammer angelenkt. Damit wird der oben unter 3 erwähnten Arbeitsbedingung nicht entsprochen. Als Folgeerscheinungen traten eine schnelle, einseitige Abnützung des Spritzmundstückes ein sowie eine Beanspruchung der Druck kammer auf Biegung, welche bei der schon durch die hohe Temperatur in ihrer Festig- keit geschwächten Druckkammer uner wünscht ist.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine Metallspritzgussvorrichtung geschaffen, welche die Nachteile der bisher bekannten Anordnungen nicht mehr aufweist. Erfin dungsgemäss ist die Bewegung der Tauch druckkammer von der Schöpf- in die Giess lage rein translatorisch und die Tauchdruck kammer weist an der Rückseite eine in der Achse der Spritzdüse liegende Anpress- fläche auf, an die erst nach dem Austau chen aus dem Schmelzgut ein Anpressorgan angelegt werden kann.
Die translatorische Bewegung der Tauch- druckkammer kann vorzugsweise dadurch erzielt werden, dass die Druckkammer fest mit einem dauernd in zueinander parallelen Lagen bleibenden Lenker eines Gelenk parallelogramms verbunden und so ange trieben ist, dass sie beim Austauchen einen Kreisbogen mit Endbewegung in der Rich tung der Spritzmundstückachse beschreibt. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Giesslage, Fig. 2 dasselbe in der Schöpflage, je zum Teil im Schnitt.
Fig. 3 veranschaulicht eine Einzelheit. Fig. 4 zeigt schematisch perspektivisch ein zweites Ausführungsbeispiel und Fig. 5 ein Detail desselben.
Oberhalb einer das schmelzflüssige Me tall aufnehmenden Schmelzkammer 1 ist in in gleicher Höhe liegenden Lagern 2 und 2' je ein Paar Lenker 3 und 3' gelagert. Diese sind in den Punkten 4 und 4' durch hori zontale Lenker 5 miteinander verbunden, so dass sich ein Gelenkparallelogramm ergibt. Die Lenker 3 und 3' sind überdies in den Punkten 6 und 6' durch ein weiteres Paar horizontaler Lenker 7 verbunden, an wel chen eine Tauchdruckkammer 8 befestigt ist. In der in Fig. 1 gezeichneten Giesslage ist das Spritzmundstück 9 an einen For meneinguss 10 angedrückt. Der Anpressdruck wird durch eine kleine Walze 11 übertra gen, die an der lotrechten Anpressfläche 12 der Druckkammerrückwand anliegt.
Die Fläche 12 befindet sich an einer Stelle, wo die Achse des Spritzmundstückes die Rück wand der Druckkammer schneidet. Die Walze 11 sitzt an einem Hebelarm 13, der im Läger 16 gelabert und mit einem Hand betätigungshebel 14 verbunden ist. Ein ähnlicher Handbetätigungshebel 15 greift auch am Lenker 3 an.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist die folgende: Um die Tauchdruckkammer 8 von der in Fig. 1 gezeichneten Giesslage in die Schöpflage nach Fig. 2 überzuführen, wird zunächst der Handhebel 14 um 90 Grad nach rechts umgelegt und damit die Anpressung der Druckkammer 8 an die Giessform aufge hoben. Dann wird auch Handhebel 15 in gleicher Weise um 90 Grad nach rechts verdreht. Dabei führen die Lenkerpaare 3, 3' und damit auch die Druckkammer 8 eine translatorische Viertelkreisbewegung in die Schöpflage aus.
Die Druckkammer 8 füllt sich jetzt durch die Spritzmundstücköff- nung hindurch mit dem flüssigen Metall. Um dieses Metall in die Giessform zu spritzen, wird der Hebel 15 wieder zurück gedreht und anschliessend auch der Hebel 14 in seine der Giesslage entsprechende Lage gebracht.
Das Spritzmundstück 9 der Druck kammer 8 erreicht also zuerst die in Fig. 1 gezeichnete Giesslage und erst anschliessend hie,ran legt sich der Anpress- und Verrie- gelungshebel 13 mit seiner Walze 11 gegen die Anpressfläche 12 an. Die Anpress- fläche 12 liegt in der Schöpflage (Fig. 2) unterhalb des Schmelzgutspiegels, während die Anpressrolle 11 nach oben ausgeschwenkt ist.
Der Hebelarm 13 ist so angeordnet, da.ss er beim Einschwenken in die Giesslage eine kniehebelartige Wirkung ausübt.
Die Anpressrolle kann zweckmässig auch, anstatt an einem gegenüber der Anpress- fläche unverrückbar angeordneten und da her formschlüssig wirkenden Drehbolzen gelagert zu sein, in einem Gleitlager sitzen, das unter Wirkung einer Druckfeder steht, unm ein kraftschlüssiges Anlegen der Rolle 11 an die Fläche 12 herbeizuführen.
Endlich kann der Druck- und Arretie- rungshebel 13 in sich als Kniehebel ausge bildet werden, wie dies in Fig. 3 veran schaulicht ist. In diesem Falle erhält die Anpressfläche 12 einen Anschlag, welcher las freie Ende des Kniehebels auffängt und damit die Kniehebelwirkung einleitet.
Die beschriebene Tauchgiessvorrichtung könnte auch mechanisch angetrieben wer- dlen. Meistens werden Druckluftspritzguss- naschinen von Hand betätigt. Diese schein bare Rückständigkeit findet ihre Begrün dung in der Art der Bedienung der Ma- seline und der notwendigen Beachtung betrieblicher Vorschriften.
Es ist zwar ver sucht worden, für die Massenfabrikation bestimmter Artikel vollautomatisch betrie- lbene Druckluftgiessmaschinen anzuwenden; an Nlaschinen jedoch, welche für die Her stellung von Erzeugnissen verschiedener Art und Grösse verwendbar sind, ist eine Auto- mnatisierung noch nicht bekannt geworden. In diesem Falle empfiehlt es sich, die Auto- natisierung des Antriebes auf die Giessvor richtung zu beschränken und die Bewegun gen an der Giessform gesondert hiervon durchzuführen.
Eine Antriebsvorrichtung im Sinne der Mechanisierung kann bei der beschriebenen Vorrichtung in der Weise arbeiten, dass Steuermittel vorgesehen sind, welche eine Antriebswelle, von der aus sowohl die Tauchdruckkammer und Verriegelungsvor richtung als auch die Hebelübertragung zum Druckluftventil betätigt werden, nach ije einer Umdrehung selbsttätig stillsetzen. In der Ruhestellung ist der Antrieb blak- kiest, so dass eine unzeitgemässe Einschal tung des Antriebes unterbunden ist.
Die das Auslösen des Antriebes herbei führenden Schaltorgane kehren unabhängig voneinander nach erfolgtem Einsatz unmit telbar in ihre Ruhestellung zurück und sind für die folgende Giessoperation einsatzbereit; sie gewährleisten damit mit grösstmöglicher Sicherheit die nach einmaliger Umdrehung der Antriebsvelle vorzunehmende Still setzung.
Nach dieser mechanisierten Antriebsvor richtung wären die Hebel 14 und 15 Trieb hebel, die in der Fig. 4 mit 40 und 40a bezeichnet sind. Die mit diesen Triebhebeln unmittelbar verbundenen Antriebsorgane sind an der Vorderseite des Ofens, in dem die Schmelzwanne sitzt, angeordnet, auf einer unter dem Ofen hindurchgeführten Welle, die dann am andern Ende, an der gegenüberliegenden Ofenseite, die Antriebs riemenscheibe mit Kupplung trägt. Die Kupplung steht über einen Hebel mit den Schaltorganen in Verbindung. Die Teile sind im einzelnen wie folgt angeordnet: ' Ein die Bewegung auslösendes Schalt rad 17 .sitzt auf einer unter dem Ofen nach der Vorderseite desselben durchgeführten Welle 18, die durch einen Fusshebel 19 gedreht wird.
Dieser Drehung wirkt eine Spiralfeder 20 entge=gen, welche die Welle 18 und damit dae Schaltrad 17 bei unbela stetem Fusshebel stets sofort in die Aus gangsstellung zurückdreht.
Im Eingriff mit dem Schaltrad 17 steht eine Schaltklinke 21, die an einem zwischen den zwei Seitenteilen einer Schaltschiene 22 befestigten Drehbolzen 23 aufgehängt ist. Die Scha.ltschie:ne, ist oben und unten in Ö's.en, die am Ofengestell befestigt sind, gelagert, so da.ss sie in senkrechter Richtung angehoben werden kann. Eine Blattfeder 25, am untern Schienenstück befestigt, drückt dauernd auf die Schaltklinke 21.
Über dem Drehpunkt 23 der Schalt klinke ist zwischen den Seitenteilen der Schaltschiene ein Bolzen 24 befestigt. Die ser Bolzen bewegt. einen in der Schalt schiene geführten Auslösehebel 27, dessen Drehpunkt 26 in einem am Ofengestell befestigten Lagerbock ruht. Dieser Auslöse- hebel 27 hat unter der Einwirkung einer Zugfeder 28 dauernd das Bestreben, in seine Ruhelage zurückzukehren, sobald er aus dieser durch die Aufwärtshewegung der Schaltschiene 22 berausgeschwenkt wird.
Wird also das Schaltrad 17 durch den Fusshebel 19 gedreht, die Schaltklinke 21 hochgeschoben, dass sie ausklinkt, so zieht die Zugfeder 28 den Auslösehebel 27 und damit auch die Schaltklinke 21 sofort in die Ruhelage zurück, unabhängig davon, ob der Fusshebel 19 belastet ist oder nicht.
Der Auslösehebel 27 bewirkt das Aus- und Einrücken der fest mit der Antriebs welle 29 verbundenen Kupplung 30 mit einer lose auf der Welle laufenden Riemen scheibe 31 wie folgt: In dem einseitig aus ladenden Teil der Kupplung 30 (s. Fig. 5) ist ein Kupplungsbolzen 32 gelagert, der am untern Ende aus einem massiven Zylinder besteht und nach oben hin drahtförmig ver längert durch die dem Ofen zugekehrte Stirnseite der Kupplung hindurchgeführt ist, um in einer Mitnehmerscheibe 33 zu enden.
Der Kupplungsbolzen bewegt sich axial und steht dauernd unter dem Einfluss einer Druckfeder 34, die ihn in die Kupplungs löcher hineinzudrücken versucht, die in kur zen Abständen auf gleichen Lochkreisdurch messer in die Stirnseite der Nabe der Rie menscheibe eingearbeitet sind. Ob und wann diese Federwirkung eintritt, hängt von der Bewegung des Auslösehebels 27 ab.
Der Auslösehebel 27 läuft in ein Steuer ende 35 aus, welches die Antriebswelle 29 kreisbogenförmig umschliesst und nach der Kupplung zu schraubenförmig aufgebogen ist, so dass es die Mitnehmerscheibe 33 unter fassen kann, um sie auf dem schraubenförmi gen Ende auflaufen zu lassen und damit den Kupplungsbolzen 32 aus seinem Kupplungs loch herauszuziehen. Die Einkupplung erfolgt durch die Drehung des Auslöse hebels 27. Durch das Ausschwenken dessel ben gleitet die Mitnehmerscheibe von Hebel ende ab und der Kupplungsbolzen 32 rutscht in das nächste vorbeiziehende Kupp lungsloch hinein.
Der Auslösehebel 27 ver lässt somit nur zum Zwecke der Freigabe der Mitnehmerscheibe 33 einen Augenblick seine Ruhelage, schnellt aber sofort in diese zurück, so dass er längst zum Aufnehmen der Mitnehmerscheibe wieder bereit ist, kaum dass sich das Einrücken der Kupplung voll zogen hat.
Mit der Antriebswelle 29 fest verbunden sind die an der Vorderseite des Herdes ange ordneten Kurvenscheiben 36 und 36a mit den Steuernuten 37 und 37a. Auf den Bolzen 38 und 38a geschobene Laufrollen durchlaufen die Steuernuten bei der Umdrehung der Kurvenscheiben und übertragen auf die mit einem Schlitz die Antriebswelle übergrei fenden Schubstangen 39 und 39a die ge wünschte hin- und hergehende Bewegung. Die Triebhebel 40 und 40a werden dabei jeweils um 90 Grad verdreht. Triebhebel 40 betätigt die Tauchdruckkammer und Trieb hebel 40a den Druck- und Verriegelungs hebel der Giessvorrichtung.
Dargestellt ist in Fig. 4 nur eine der beiden Kurvenscheiben. Die zweite Kurven scheibe sitzt unmittelbar daneben. Beide sind konstruktiv so verbunden, dass sie einen gemeinsamen Drehkörper bilden. Dabei liegt zwischen den hin- und hergehenden Schub stangen 39 und 39a eine ebene Trennscheibe lose auf der Welle 29 von gleichem Durch messer wie die Kurvenscheiben und so ange ordnet, dass sie die Umdrehungen der Welle nicht mitmacht. Sie ist am äussern Rande umgebördelt, so dass sie stellringartig dafür sorgt, dass die mit ihren Kurvennuten ein ander zugekehrten Kurvenscheiben ihren gleichen Abstand voneinander innehalten.
In der Beweggungsrichtung der Schubstangen 39 und 39a ist dieser Rand durchbrochen.
Die Steuerkurven 37 und 37a unter- scheidien sich durch die Länge ihrer Arbeits kurven von 180 bzw. 90 Grad. Als Arheits- kurve gilt der Teil der Steuerkurve. der nahe dem äussern Durchmesser der Kurvenscheibe in gleichem Abstand von diesem verläuft.
Die Arbeitskurven beider Kurvenscheiben sind gegeneinander so eingestellt, dass zuerst die Arbeitskurve der Kurvenscheibe 36 die Tauchdruckkammer der Giessvorrichtung aus ihrer Schöpflage in die Giesslage befördert, dann die Arbeitskurve der Kurvenscheibe 36a den Verriegelungshebel in die Giessstellung einschwenkt. Im weiteren Verlauf erfolgt dann in umgekehrter Reihenfolge die Entrie- gelung und die Zurückführung der Tauch druckkammer aus ihrer Giesslage in die Schöpflage.
Sobald, wie vorstehend erläutert, die Verriegelung der Tauchdruckkammer in ihrer Giesslage abgeschlossen ist, russ das Druckluftventil geöffnet werden, um dass in der Tauchdruckkammer befindliche Metall in die Form zu spritzen. Das Ventil russ sich schlagartig öffnen. Dies geschieht in der Weise, dass die unter dem Einfluss einer Zug feder 40' stehende Klinke 41 in eine Aus- zalnung einer Steuerscheibe 42 einschnappt.
Die Steuerscheibe sitzt fest auf der Antriebs- w-elle 29 zwischen Kurvenscheiben und der He rdvorderwand. Sie wird so eingestellt, dass unmittelbar nach der Verriegelung der Tauchdruckkammer der Schuss erfolgt, so dass für die restliche Dauer der Verriege lung dem in die Form gespritzten flüssigen Metall die genügende Zeit zum Erstarren verbleibt.
Der vorstehend beschriebene mechanische Antrieb der Giessvorrichtung steuert die Bewegungsvorgänge in folgender Weise: Durch einen Tritt auf den Fusshebel 19 wird die Welle 18 und das fest auf dieser sit zende Schaltrad 17 gegen den Sinn des Uhr zeigers gedreht. Der Schaltzahn des Schalt rades 17 hebt dabei die Schaltklinke 21 so hoch, bis sie vom Schaltzahn abgleitet, um in dieseln Augenblick sofort unter der Ein wirkung der Zugfeder 28 in ihre Ausgangs lüge zurückzukehren, unabhängig davon, wie lange der Fusshebel niedergetreten bleibt. Die Blattfeder 25 sorgt dafür, dass nach Rückkehr des Schaltrades 17 in seine Aus- ,angslage die Klinke wieder einschnappt.
Das Zurückdrehen des Schaltrades 17 be- orgt die Spiralfeder 20.
Die Aufwärtsbewegung der Klinke 21 wird auf die Schaltschiene 22 übertragen und durch den Bolzen 24 auf den Auslöse- lhebel 27, der sich um den Drehpunkt 26 dreht und dessen Steuerende 35 dadurch von der Antriebswelle weggeschwenkt wird. Die auf diesem Steuerende festgehaltene Mitneh- merseheibe 33 wird freigegeben und der unter der Wirkung der Druckfeder 34 ste hende Kupplungsbolzen 32 gegen die Nabe der umlaufenden Schwungradriemenscheibe gedrückt, bis er in das nächste Kupplungs loch derselben einschnappt und die Kupplung samt Antriebswelle 29 und der fest darauf sitzenden Steuerorgane mitnimmt.
Ebenso wie die Schaltklinke 21 geht auch der Auslösehebel 27 unter der Einwir kung der Feder 28 sofort nach erfolgter Aus lösung der Schaltklinke 21 in seine Aus gangsstellung zurück, so dass die nach einer Umdrehung der Antriebswelle 29 wieder ankommende Mitnehmerscheibe 33 auf das Steuerende 35 auflaufen kann.
Die während einer Umdrehung einge schaltete Antriebswelle 29 dreht die Kurven scheiben 36 und 36a, die ihrerseits, dem Ver lauf der Steuerkurven 37 und 37a entspre- chend, durch die an den Schubstangen 39 und 39a befestigten Laufrollen den Triebhebeln 24 und 24a der Giessvorrichtung die ver langte hin- und hergehende, sich über einen Viertelkreisbogen erstreckende Drehbewe gung vermitteln.
Durch die Steuerscheibe 42 wird sogleich nach eingetretener Verriegelung der Giess lage der Tauchdruckkammer die Steuer klinke 41 unter der Einwirkung der Zug feder 40' zum ruckartigen Einklinken ge bracht und über die Zugstange 40-" das den,
Schu.ss bewirkende Druckluftventil ebenso ruckartig geöffnet. Durch weitere Drehung der Steuerscheibe 42 wird die Klinke wieder in ihre Ausfallstellung gebracht und dadurch das Druckluftventil wieder geschlossen.
Nach Vollendung einer Umdrehung der Antriebswelle 29 erfolgt die Entkupplung, wie bereits bemerkt, dadurch, dass die Mit- nehmerscheibe 33 unter der Wirkung des sie unterfassenden Steuerendes 35, auf dessen schraubenförmiges Ende sie aufMuft, den Kupplungsbolzen 32 aus dem Kupplungs loch der Schwungradriemenscheibe heraus zieht.
Damit die Auslösung des, Antriebes und damit des Giessvorganges nicht zur unrechten Zeit vorgenommen werden kann, ist eine Blockierungsvorrichtung eingeschaltet, die von dem bewegten Teil der Giessform gesteuert wird. Durch eine an dieser For menhälfte angebrachte Schubstange wird ein Winkelhebel betätigt, dessen Sperrteil 43 bei geöffneter Form den Winkelhebel 44 verriegelt, der durch die Zugstange 45 mit dem Schaltrad 17 gekoppelt ist und dieses an einer Bewegung hindert. Erst bei Schlie ssen der Giessform wird der Sperrteil 43 zurückgezogen.