Hydraulischer Antrieb für den unteren Kolben an einer Presse zum Giessen von Metallen unter Druck mit vertikaler kalter Druckkammer Bei Pressen zum Giessen von Metallen unter Druck mit vertikaler kalter Druckkammer ist diese Kammer mit einem sogenannten unteren Kolben versehen.
Dieser den Boden der Kammer bildende Kolben muss beweglich sein und die folgenden Funk tionen erfüllen: a) Im Zeitpunkt, wenn das geschmolzene Metall in die Kammer eingegossen wird, muss dieser untere Kolben die Düsenöffnung so abdecken, dass kein Metall vorzeitig in den Formhohlraum einfliesst; b) im Augenblick, wenn der Presskolben auf den Metallspiegel in der Kammer aufsitzt oder beinahe aufsitzt, muss der Kolben die Düsenöffnung so frei geben, dass das Metall durch den Presskolben in den Formhohlraum eingedrückt werden kann;
(-) nach Eindrücken des Metalles in den Form hohlraum und nach Erstarrung des Metalles muss der untere Kolben den Metallrest in der Kammer vom Einguss abschneiden und diesen Metallrest aus der Kammer so herausschieben, dass derselbe entfernt werden kann.
Es sind bereits verschiedene Bauarten von Mecha nismen für die Betätigung dieses unteren Kolbens be kannt und im Betrieb. Es sind dies mechanische Vor richtungen, in denen nur das Abscheren des Metall restes mit Rücksicht auf den erforderlichen bedeu tenden Kraftaufwand von der Rückbewegung des hydraulisch angetriebenen Presskolbens abgeleitet wird, oder rein hydraulische selbständige Vorrich tungen oder in verschiedener Weise kombinierte Vor richtungen.
Alle diese bekannten Vorrichtungen weisen ge wisse Mängel auf. Bei den mechanischen Vorrichtun gen ist ein Eingriff .seitens der Bedienung unerläss lich und dieselben lassen sich nicht an den halb automatischen Arbeitszyklus der Maschine anschlie- ssen. Bei den hydraulischen Vorrichtungen der bis her bekannten Bauarten macht sich die grosse Bau höhe nachteilig geltend, und dasselbe gilt für die kombinierten Vorrichtungen.
Ferner wäre bei allen diesen bekannten Vorrichtungen die Kompliziertheit der Konstruktion, die erschwerte Montage, namentlich bei den bisherigen hydraulischen Vorrichtungen, an zuführen, und bei manchen Mechanismen macht sich das vorzeitige Einfliessen des Metalles in die Form bei langsamer Presskolbenbewegung geltend.
Alle vorstehend angeführten Nachteile werden durch den Antrieb gemäss der vorliegenden Erfindung, bestehend aus einem hydraulischen Zylinder, in welchem beweglich zwei konzentrische teleskopische Kolben gelagert sind, dadurch beseitigt, dass der äussere Kolben als Hohlplunger ausgebildet ist, in welchem ein Differentialkolben beweglich gelagert ist.
Die Verwendung zweier konzentrischer teleskopi scher Kolben verkürzt wesentlich die Bauhöhe der Vorrichtung, welche ausserdem viel einfacher und betriebsverlässlicher ist, einen leichten Zusammenbau und Einbau ermöglicht und in der Fertigung billig ist. Dabei erfüllt diese Vorrichtung die vorstehend unter a) bis e) angeführten Bedingungen und die Gefahr des vorzeitigen Einfliessens des Metalles in den Form hohlraum bei langsamer Presskolbenbewegung ist dabei beseitigt.
Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen beispielsweise schematisch die erfindungsmässige Vor richtung. In Fig.l ist die Stellung für den Einguss des Metalles in die Kammer dargestellt, wenn der untere Kolben die Düsenöffnung abdeckt. In Fig. 1I wird die Stellung gezeigt, in welcher die Düsenöff nung freigegeben ist, der untere Kolben sich mit seinem Sitz gegen die Aufsitzfläche des Bügels. ab stützt und so einen festen Boden der Kammer aus- bildet.
In Fig.III wird die Stellung gezeigt, in welcher der untere Kolben den Metallrest vom Ein guss abgeschnitten und denselben aus der Kammer herausgedrückt hat, um seine Beseitigung zu ermöb lichen.
Der Antrieb ist in den vorderen Bügel 6 der Presse zusammen mit der vertikalen kalten Kammer 15 eingebaut und besteht aus den folgenden Elemen ten: dem hydraulischen Zylinder 1, in welchem der äussere Kolben beweglich gelagert ist, welcher als Hohlplunger 2 ausgebildet ist. In diesem Hohl- plunger 2 ist ein Differentialkolben 3 beweglich der art gelagert, dass der Plunger 2 eigentlich den hydrau lischen Zylinder für den Differentialkolben 3 bildet. In den Raum 4 auf der Seite der Kolbenstange wird konstanter Flüssigkeitsdruck eingeführt.
Dieser kon stante Druck wird durch die Bohrung 17 im Zylin der 1 zunächst in den im oberen Teil des hydrau lischen Zylinders 1 ausgebildeten abgedichteten Raum 11 eingeführt und weiter durch die Bohrung 12 des Plungers 2 in den Raum 4. Der konstante Druck bewirkt ein ständiges gegenseitiges Einziehen beider teleskopischer konzentrischer Kolben 2 und 3. In den hydraulischen Zylinder 1 wird gesteuerter Flüssigkeitsdruck eingeführt, und zwar gleichzeitig unter den Plunger 1 und unter den Differentialkolben 3. Ferner umfasst die Vorrichtung den mit dem Plunger 2 verbundenen Anschlag 5.
Der Differen- tialkolben 3 ist mit dem mit demselben fest verbun denen Sitz 8 versehen. Dieser Sitz wird durch einen Ansatz verlängert, an den der untere Kolben 14 der Presskammer 15 anmontiert ist. Die ganze Vor richtung ist, wie bereits angeführt, in den vorderen Bügel 6 der Presse eingebaut, in welchem die Sitz flächen 7, 9 und 10 des vorderen Bügels 6 der Presse vorgesehen sind.
Die Vorrichtung ist an das hydraulische System der Maschine angeschlossen, und zwar derart, dass bei Öffnung der Maschine gleichzeitig Druckflüssig- keit in den Zylinder 1 unter den Plunger 2 und unter den Differentialkolben 3 eingelassen wird (siehe Fig. III). Beim Schliessen der Maschine wird Druck- flüssigkeit aus dem Zylinder 1 abgelassen (Fig.I).
Um die Arbeitsweise der Vorrichtung zu beschrei ben, sei zweckmässig von der auf Fig. II veranschau lichten Stellung ausgegangen, das ist von der Stel lung nach dem Einspritzen, wenn sich beide konzen trische teleskopische Kolben, das sind der Plunger 2 und der Differentialkolben 3, in ihrer tiefsten Lage befinden, in welche dieselben durch Wirkung des Presskolbens 13 gebracht wurden.
Nach Erstarren des Metalles in der Form und in der Kammer werden beide Kolben in dieser Lage weiter gehalten, wenngleich der Kolben 13 aufwärts ausfährt. Es hält diese Kol ben noch der nicht abgeschnittene Metallrest in der Kammer. Wird nunmehr in den hydraulischen Zy linder 1 Druckflüssigkeit eingelassen, dann wirkt diese Flüssigkeit gleichzeitig auf beide konzentrische teleskopische Kolben, das ist auf den Plunger 2 und den Differentialkolben 3. Dadurch entwickelt sich die zum Abschneiden des Metallrestes in der Kammer 15 vom Einguss erforderliche Kraft.
Beide konzentri sche teleskopische Kolben bewegen sich gleichzeitig nach aufwärts. Sobald der Anschlag 5 des Plungers 2 auf die Sitzfläche 7 des vorderen Bügels 6 der Presse auftrifft, bleibt der Plunger 2 stehen, jedoch der Differentialkolben bewegt sich weiter so lange, bis der Sitz 8 auf die Aufsitzfläche 9 des vorderen Bügels 6 der Presse auftrifft. Der untere Kolben 14 fährt sodann teilweise aus der Kammer aus und er möglicht so die Beseitigung des Metallrestes (Fig. 11l).
Wird nun der Druck aus dem hydraulischen Zy linder 1 beim Schliessen der Maschine abgelassen, bleibt der Plunger 2 unter dem Einfluss der Reibung in den Manschetten oder mit Hilfe der nachstehend beschriebenen Sicherungsvorrichtung in seiner höch sten Lage und abwärts bewegt sich nur der Differen tialkolben, und zwar durch Einwirkung des kon stanten Druckes im Raum 4. Der Differentialkolben 3 bewegt sich so lange nach abwärts, bis der Sitz 8 auf den Anschlag 5 auftrifft (siehe Fig. I).
Sobald dies eintritt, bildet das gesamte bewegliche System unter dem Einfluss des konstanten Druckes im Raum 4 gleichsam ein starres Ganzes, welches infolge Rei bung in den Manschetten bzw. unter dem Einfluss der Sicherungsvorrichtung nicht absinken kann, wobei der Kolben 14 auf diese Weise in der Füllstellung gehalten wird, das heisst die Düsenöffnung verdeckt.
Falls das Gewicht der sich bewegenden Teile nicht allzu gross ist, kann zur Festhaltung dieser Teile in der auf Fig. I gezeigten Lage die Reibung zwischen dem Plunger 2 und den Manschetten des Raumes 11 hinreichen. Falls diese Reibung nicht ausreichend wäre, kann zu diesem Zwecke die nachstehend be schriebene Vorrichtung verwendet werden.
In die Zuführungsleitung 18 des gesteuerten Druckes in den Zylinder 1 sind zwei Ventile ein gebaut, und zwar das Einlassventil 19 und das Ablassventil 20, welche nach dem in Fig. I gezeigten Schema durchgeschaltet sind. Wird Druck zugelassen, kann Druckflüssigkeit in den Zylinder 1 nur über das Einlassventil 19 strömen, während das Ablassventil 20 (Rückschlagventil) gesperrt ist.
Wird umgekehrt Druck aus dem Zylinder 1 abgelassen, dann kann die Flüssigkeit in den Ablauf nur über das Ablassventil 20 gelangen. Dieses Ablassventil wird durch eine ein stellbare Feder belastet, deren Andrückkraft sich durch ein Rad 21 ändern lässt. Das Ablassventil öffnet daher erst dann, wenn über demselben ein bestimmter Überdruck entsprechend der Einstellung der Feder vorhanden ist.
Die Feder wird so einge stellt, um den Überdruck so gross zu machen, dass der selbe den Plunger 2 und den Differentialkolben 3 in der erforderlichen Lage, das ist in der Lage nach Fig. I, hält.
Nun kann die Presskammer mit Metall angefüllt und abgepresst werden. Beim Abpressen wirkt der Presskolben auf das flüssige Metall in der Kammer und über dasselbe auf den unteren Kolben 14 ein, welcher dadurch herabgedrückt wird, bis der Sitz 8 auf die Aufsitzfläche 10 des vorderen Bügels 6 der Presse aufsitzt, sich die Düse öffnet und Metall in die Kammer einspritzt. Beim Abwärtsdrücken des Kolbens 14 werden auch alle übrigen beweglichen Teile (Fig.II) niedergedrückt.