Druckgusseinrichtung, insbesondere zur automatischen Massenfertigung von Gussteilen im Durchlaufverfahren Die Erfindung betrifft eine Druckgusseinrichtung, insbesondere zur automatischen Massenfertigung von Gussteilen im Durchlaufverfahren.
Zur Zeit wird in den Giessereien das Gussmaterial, beispielsweise Magnesium und Aluminium, in Form von Rohmasseln in Schmelzöfen erschmolzen und an- schliessend in Tiegel umgefüllt, die mittels Kran oder Gabelstapler in Warmhalteöfen eingesetzt werden.
Hier wird das Metall gewaschen und nach entsprechender Ab- standszeit wiederum in an Druckgussmaschinen stehende Arbeitstiegel umgefüllt. Die Befüllung der Druckguss- maschinen erfolgt von hier aus automatisch durch eine Stickstoffpumpe über ein beheiztes Füllrohr oder von Hand.
Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, dass der an sich gute Reinheitsgrad des Rohmaterials durch die Behandlung mit Waschsalzen infolge Oxydation, durch Schlacken und Schmutzeinflüsse beeinträchtigt wind. Besonders bei Magnesium entstehen trotz Abdeckung der Schmelze mit Salz oder Schutzgas Brände, die eine zusätzliche Verunreinigung der Schmelze zur Folge haben. Alle .der Verschmutzung und Reinigung unter worfenen Einrichtungen für das Schmelzen, Waschen,
Warmhalten des Metalls und für das Befüllen der Maschinen sind in der Anschaffung sehr teuer und un terliegen einem starken Verschleiss. Die anfallenden Reinigungs und Reparaturkosten sind hoch.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, den Arbeitsablauf zu vereinfachen und zu verkürzen, sowie die erwähnten Einrichtungen weitgehend auszuschlies- sen und die genannten Nachteile zu vermeiden. Erfin- dungsgemäss wird diese Aufgabe durch eine Druck- gusseinrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine an der Druckgussmaschine angebrachte, unmittel bar in die Einfüllöffnung der Füllbüchse arbeitende elektrische Schmelzanlage,
die in ihrer Grösse für die zum Giessen jeweils eines Gusstücks erforderliche Menge ausgelegt ist und das Gussmaterial in dieser Menge zugeführt erhält.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird zum Schmelzen und Warmhalten des Gussmaterials entwe der ein gemeinsamer Tiegel verwendet, oder es wird eine gesonderte über dem induktionsbeheizten Warm haltetiegel angeordnete, an beiden Enden offene Induk tionsspule vorgesehen, die in ihrer Leistung so ausge legt ist, dass das Gussmaterial beim .Durahbewegen innerhalb der von der Taktzeit der Druckgussmaschine bestimmten Zeit geschmolzen wird und in den Warm haltetiegel fliesst. In letzterem Fall ist es zweckmässig, an der Innenwand der Induktionsspule mehrere, insbe sondere drei Keramikleisten anzubringen, die in Längs richtung der Spule verlaufend und sich nach unten ver engend der Führung und Halterung des Gussmaterials dienen.
Zum Entleeren des Tiegels in die Füllbuchse kann mit Vorteil ein druckluftbetätigter Verschlusschieber vorgesehen werden; oder der Tiegel wird kippbar um eine Welle angeordnet zum Eingiessen des Schmelzma terials unmittelbar in die Öffnung der Füllbuchse.
Eine weitere Verkürzung der für das Schmelzen der einzelnen Massel erforderlichen Zeitspanne kann dadurch erreicht werden, dass ein dem Abfluss der Schmelze in die Füllbüchse dienendes überlaufrohr im Schmelztiegel angeordnet wird. Die Höhe des über laufrohres wird dann in weiterer Ausbildung der Erfin dung so bemessen, dass eine zum Untertauchen einer einzelnen Massel ausreichende Menge flüssigen Schmelzsumpfes im Tiegel verbleibt.
Durch Glas Eintauchen der Massel in den Schmelz- sumpf erfolgt der Wärmeübergang auf die Massel be sonders intensiv und schnell, so dass die Schmelzzeit gesenkt und die Kapazität der gesamten Giessanlage gesteigert wird. Beim Einbringen einer Massel wird im Tiegel eine Metallmenge verdrängt, die dem Volumen der eingebrachten Massel entspricht. Diese Menge fliesst über das überlaufrohr (Standrohr) auf kürze stem Wege der Füllbüchse zu.
In weiterer vorteilhafter Ausbildung dieser Ausfüh rungsform der Druckgussvorrichtung kann ein Schutz- rohr vorgesehen werden, das das überlaufrahr an sei- her Mündung abschirmt und etwaige auf der Oberflä- ehe der Schmelze schwimmende Oxyde und sonstige Verunreinigungen zurückhält, so dass nur sauberes Material abläuft.
Das Schutzrohr kann mit Ausströmlöchern verse hen, durch den Deckel des Tiegels hirndurchgeführt und an die Schutzgasleitung angeschlossen sein. Das Schmelzen der Massem, vor allem von Magnesium- masseln, erfolgt dann weitgehendst unter Luftabschluss bzw. unter dem Schutz einer Schutzgasdusche. Die Gefahr von Bränden ist dadurch praktisch ausgeschlos sen.
Um ein Nachlaufen des Metalls zu verhindern, kann bei Einbringung der Massel in den Tiegel für die Dauer des Metallüberlaufs zusätzlich ein Tauchkörper in den Schmelzsumpf eingeführt werden. Nach Ausfah ren des Tauchkörpers ist der Schmelztiegel dann so weit gesenkt, dass ein Metallnachlaufen durch Maschi nenerschütterungen oder dgl. nicht mehr möglich ist. Auf diese Weise kann auf jegliche - im praktischen Giessbetrieb meist doch anfällige - Ventile verzichtet werden.
Zweckmässig sitzt die den Tiegel umgebende In duktionsspule in einem allseitig geschlossenen Raum, der nach oben durch einen Rahmen, unten durch einen Boden und nach aussen durch einen Cu-Blechmantel sowie einen unter Belassung eines Zwischenraumes sieh anschliessenden weiteren Blechmantel begrenzt wird.
Der Giessvorgang lässt sich weitgehend dadurch automatisieren, dass beispielsweise aus einem Massel magazin jeweils eine Magnesiummassel selbsttätig einem über dem Tiegel befindlichen Trichter zugeführt wird, dessen Boden durch einen im Takte des Giessv- organges gesteuerten Schieber geöffnet und geschlossen wird.
Um die Genauigkeit der Dosierung noch weiter zu erhöhen, kann in weiterer Ausbildung der Erfindung die Druckgussmaschine auch in der Weise taktmässig mit flüssigem Giessmetall gespeist werden, dass ein zur Füllbüchse führendes Abflussrohr durch einen Schöp fer geschickt wird, dessen Arbeitstakt im Zusammen spiel mit der mechanischen Massel zur Füllung selbst tätig gesteuert wird.
Durch die Erfindung kommen die bisherigen auf wendigen Schmelzanlagen und alle Warmhalte- und Arbeitstiegel mit Fülleinrichtung wie Pumpen und Füllrohre in Fortfall. Es entfallen der Waschvorgang und die dazu benötigten Waschsalze. Weitgehend ein gespart werden ferner Transporte einschliesslich der Transportgeräte, Kran, Gabelstapler und sonstiger Fahrzeuge sowie Arbeitskräfte. Der Raumbedarf ist wesentlich geringer. Die Arbeits- und Luftverhältnisse in der Giesserei werden verbessert. Die Verschmut zung, dadurch bedingter Verschleiss der Einrichtung und Reparaturarbeiten kommen in Fortfall. Dazu tritt eine erhebliche Kostensenkung ein.
Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispie len in den Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung: Fig. 1 eine Druckgussmaschine mit der erfindungs gemässen Schmelzanlage, Fig.2 die gleiche Maschine wie Fig.1 mit einer anderen Ausführungen der Schmelzanlage, Fig. einen Schnitt III-III :
,durch Fig. 2, Fig.4 eine dritte Ausführungsform einer Schmelz- anlage mit einem überlaufrohr, Fig.5 eine Schmelzanlage mit automatischer Be schickung des Überlaufrohres mittels eines Schöpfers.
Mit 11 ist die Druckgussmaschine, mit 12 deren Füllbüchse bezeichnet. Bei der Druckgussmaschine 11 handelt es sich um eine Kaltwassermaschine, an sich bekannter Art, bei der auf einer Grundplatte a eine senkrechte Kopfplatte b montiert ist, an welcher zen trisch der Schliesszylinder c angeflanscht ist. Die Kol benstange d des hydraulisch im Schliesszylinder c hori zontal bewegten Kolbens arbeitet auf ein Kniehebelge- stänge e, welches die bewegliche Maschinenplatte f horizontal verschiebt.
An der beweglichen Maschinen platte f ist die bewegliche Formhälfte g befestigt, wel che durch das Kniehebelgestänge e mit der festen Formhälfte h verbunden und mit ihr fest verriegelt wird. Die feste Formhälfte h ist dabei an der festen Maschinenplatte i befestigt und die Verspannung der beiden Formhälften g, h wird durch die feste Maschi nenplatte i und die Kopfplatte b miteinander verbin dende Zuganker k aufgenommen. Diese Zuganker k, vier Stück an je einer Ecke der viereckigen Maschinen platten, sind durch Muttern 1 auf ihren Enden gegen über den Maschinenplatten b und i gehalten.
In die verspannte Form <B>g</B>, h führt eine die Druckkammer bil dende Zuführungsleitung m für die flüssige Schmelze, die an ihrem äusseren Ende als Füllbüchse 12 ausge bildet ist, wobei in die Druckkammer der Kolben n des hydraulisch betätigten Schusszylinders o ragt :derart, dass in der Ausgangsstellung vor dem Kolben n die Einfüllöffnung p auf der Oberseite der horizontal ange ordneten Füllbüchse 12 sich befindet zum Einfüllen der flüssigen Schmelze in die Füllbüchse.
Nach deren Einfüllen wird vom Schusszylinder o hydraulisch der Kolben n in die Druckkammer m der Füllbüchse 12 vorgestossen, so dass das flüssige Metall unter Druck in die Form schiesst. Zum Herausnehmen des Guss- stückes wird die Kolbenstange d zurückgezogen; das Kni:
ehebelgestänge zieht sich dabei zusammen ,und zieht die bewegliche Maschinenplatte f mit der beweglichen Formhälfte von der festen Formhälte h fort, so dass das Gusstück herausgenommen werden kann.
An oder neben der Druckgussmaschine 11 befindet sich über oder neben der Einfüllöffnung p in der Füllbuchse 12 ein @durch eine Induktionsspule 13 a bzw. 13 b beheiz ter Tiegel 14 a bzw. 1.4 b, der nur die für das Giessen eines Gussteiles erforderliche, beispielsweise in Stan genform 15 zugeführte Gewichtsmenge zu fassen und entsprechend gross zu sein braucht und unmittelbar in die Füllbuchse 12 über einen vom Pressluftzylinder 16 betätigten Schieber 17 entleert wird.
Die Entleerung in die Füllbuchse 12 kann wahlweise auch dann durch Kippen des in diesem Falle dann neben der Buchse 12 und ihrer Einfüllöffnung p angeordneten Tiegels 14 a bzw. 14 b um eine Welle 18 erfolgen (durch strich punktierte Einzeichnung der Welle 18 und einer zwei ten Buchse 12 angedeutet).
Beim in Fig. 1 gezeigten Beispiel dient der Tiegel 14 a - unter entsprechender Bemessung der Induktions- spule 13a für nur ein Stangenstück 15 - gleichzeitig als Schmelz- und Warmhaltetiegel. Im Beispiel nach Fig. 2 wird der Tiegel 14 b ausschliesslich als Warmhaltetie- gel verwendet.
Hier erfolgt dann das Schmelzen des Gussteiles, einer Stange 15, in einer gesonderten, über dem Warmhaltetiegel 14 b angeordneten Induktions spule 19, die in ihrer Leistung so ausgelegt ist, dass das Stangenstück 15, welches in seiner Grösse der für die Form notwendigen Schmelze entspricht, in kürze- ster Zeit geschmolzen wird und in den Warmhaltetiegel 14 b fliesst.
Zum Füllen und Halten der Giessmaterial- stange 15 sind an der Innenwand der Induktionsspule 19 drei senkrecht verlaufende und sich unten verengende Keramikleisten 20 angebracht.
Die Erfindung ermöglicht es, das Schmelzen, bei spielsweise von Leichtmetallmasseln, die über ein Magazin zugeführt werden, im Durchlaufverfahren vorzunehmen und zwar in der von der Taktzeit der Druckgussmaschine 11 bestimmten Zeitspanne.
Verun reinigungen und Oxydationen lassen sich in der übli chen Weise durch Luftabschluss bzw. unter dem Schutz einer Schutzgasdusche verhindern. Die Erfin dung ist besonders geeignet für Magnesium .mit seiner hohen Füllgeschwindigkeit.
Das zu vergiessende Material wird in dem kleinen Tiegel 14 a bzw. 14 b in der für ein Giessteil erforder lichen Menge auf Giesstemperatur gebracht und unter Vermeidung langer Fülleitungen direkt der Füllbuchse 12 der Druckgussmaschine 11 zugeführt. Die Vorgänge können von der Magazinierung der Rohmasseln bis zum Einfüllen des geschmolzenen Metalls in die Maschine 11 automatisiert werden.
Bei dem in Fig.4 dargestellten dritten Ausfüh rungsbeispiel ist mit 11 wiederum die Druckgussma- schine bezeichnet, mit 12 deren Füllbüchse, mit n der hydraulisch betätigte Druckkolben und mit 14 der unmittelbar über der Einfüllöffnung 12 der Füllbüchse 12 angeordnete, durch eine Induktionsspule 13 be heizte Schmelztiegel bezeichnet.
Der Schmelztiegel 14 mit seiner Induktionsspule 13 hängt mit einem unten durch einen Boden 50 und oben durch einen Rahmen 51 mit Deckel 52 abgedeckten Zylinder 53 aus Cu-Blech, der wiederum unter Belassung eines Zwi schenraumes in einem zylindrischen Blechmantel 54 sitzt.
Im Tiegel befindet sich ein überlaufrohr 55 (Standrohr), das unmittelbar in die Einfüllöffnung der Füllbüchse 12 mündet und an dieser Stelle von einer an die S02 Leitung angeschlossenen Schutzgasdusche 56 umgeben ist. über der oberen Mündung des über laufrohrs 55 sitzt ein Schutzrohr 57, das durch den Deckel 52 hindurchragend an die SO,-Schutzgaslei- tung 58 angeschlossen und im Tiegel 14 unterhalb des Deckels 52 mit Ausströmlöchern 59 versehen ist.
Die aus dem Tiegel 14 und der Induktionsspule 13 bestehende Schmelzanlage ist in ihrer Grösse auf das für ein fertiges Giessteil bestimmte Gewicht ausgelegt und ethält diese Menge jeweils als Massel 60 in Stan genform zugeführt. Das überlaufrohr 55 ist im Tiegel 14 aussermittig angeordnet und in seiner Höhe jeweils so gewählt, dass im Tiegel 14 stets eine zum Untertau chen einer einzelnen Massel 60 ausreichende flüssige Schmelzsumpfmenge verbleibt.
Beim Beschicken des Tiegels 14 mit einer Massel 60 wird dann so viel Menge an Schmelze verdrängt und läuft durch das überlaufrohr 55 in die Füllbüchse 12 der Druckguss- maschine 11, wie für das Giessen eines Giessteiles er forderlich ist. Gleichzeitig beginnt das Einschmelzen der im Schmelzsumpf eingetauchten Massel 60, das infolge der entsprechend hoch bemessenen Leistung der Induktionsspule 13 und durch die allseitige Berüh- rung der Massel 60 mit dem flüssigen Metall .in der kurzen, von der Taktzeit der Giessmaschine 11 be stimmten Zeitspanne beendet ist.
Wie eingangs er wähnt, wird beim Besdhidkan des Tiegels 14 zusammen mit der Massel 60 ein (nicht gezeichneter) Tauchkör per in die Schmelze eingeführt und nach Beendigung des überlaufvorganges wieder ausgefahren, um den Schmelzspiegel zu senken und ein etwaiges Nachtrop fen des Metalls zu verhindern.
Oberhalb des Schmelztiegels 14 ist ein Masselma- gazin 61 mit einer Fallöffnung 62 und unterhalb dieser ein auf dem Deckel 52 des Schmelztiegels 14 sitzender Trichter 63 angeordnet, der aus dem Magazin 61 jeweils eine Massel 60 zugeführt bekommt und in Be reitstellung hält und dessen Boden ein von der Druck- gussmaschine 11 gesteuerter Schieber 64 bildet, so dass die Masselen. 60 vom Magazin 61 in den. Tiegel 14 den durch Pfeile angedeuteten Weg nehmen.
Für die selbsttätige Beschickung des Schmelztiegels 14 erfolgt der Vorschub der einzelnen Masseln 60 im Magazin 61 bis über die Füllöffnung 62 sowie das Öffnen des Trichterschiebers 64 gesteuert im Fertigungstakt der ebenfalls selbsttätig arbeitenden Maschine 11, so dass die Massenfertigung von der Rohmassel 60 bis zum fertigen Gussstück vollautomatisch im Durchlaufver- fahren vonstatten geht.
Bei Versuchen wurden beispielsweise Magnesium- masseln 60 im Gewicht von 7 kg innerhalb von 80 sec geschmolzen, auf Giesstemperatur gebracht und ver gossen.
Eine besondere Ausgestaltung der erfindungsge- mässen Druckgusseinrichtung zeigt die Fig. 5, bei der die Beschickung des zur Füllbüchse führenden Abfluss- rohres durch einen Schöpfer erfolgt, dessen Arbeitstakt im Zusammenspiel mit der mechanischen Masselzufüh- rung selbsttätig gesteuert wird. Die Zufuhr der Schmelze in die Form erfolgt in bekannter Weise wie der mittels der Füllbüchse 12 durch den Druckkolben n.
Unmittelbar über der Einfüllöffnung p der Füll- bücbse 12 ist das Zufuhrrohr 100 eines elektrischen Schmelztiegels 101 angeordnet. Der Schmelztiegel 101 befindet sich in einem Isoliergehäuse 102, dessen Kopf- und Bodenplatte z. B. durch vier (nicht darge stellte) in den Ecken angeordnete Stehbolzen verbun den sein können. In dem Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und der Tiegelaussenwandung sind die elek trischen Heizwiderstände 103 untergebracht.
Die Heiz- leistung ist danach bemessen, dass Magnesiummasseln mit dem Gewicht eines Druckgussteils in einer Zeit spanne geschmolzen und auf Giesstemperatur gebracht werden, die der Taktzeit der Druckgussmaschine ent spricht. Der Schmelzvorgang wird durch einen im Tie gel verbleibenden Schmelzsumpf unterstützt.
Die Zufuhr der Masseln 104 erfolgt entsprechend der Schussfolge der Druckgussmaschine selbsttätig aus einem Magazin 105 mittels eines Ausstosskolbens 106. Durch Einbringen einer neuen Massel in den Schmelz tiegel steigt der Spiegel der Schmelze auf das durch das Symbol 107 bezeichnete Niveau. Dadurch wird ein Schwimmkörper 108 angehoben, der einen Kontakt 109 zur Betätigung einer hydraulischen Hubeinrichtung 110 schaltet.
Diese Hubeinrichtung<B>110</B> hebt mittels einer Stange 111 einen auf einem überlaufrohr 112 geführten Schöpfbecher 113 in die gestrichelt angedeu tete Stellung, wodurch eine genau dosierte Metall menge über das überlaufrohr 112 in die Füllbüchse 12 fliesst und dann in bekannter Weise durch den Kolben n in die Druckgussform g, h gedrückt wird.
Durch diesen Vorgang sinkt der Spiegel der Schmelze auf das durch das Symbol 113 bezeichnete Niveau. Zugleich sinkt der Schwimmkörper 108 ent sprechend ab und schliesst nunmehr einen Kontakt 114, der wiederum den Ausstosskolben 106 zum Ein- führen einer neuen Massel 104 in den Tiegel betätigt. Es versteht sich, dass zwischen den einzelnen Vorgän gen durch Zeitschalteranordnungen die erforderlichen Verzögerungen zwischen den einzelnen Steuervorgän gen eingehalten werden können.
Der durch das Symbol 107 bezeichnete maximale Schmelztiegelstand liegt bei allen Betriebsverhältnissen niedriger als die Oberkante des Überlaufrohrs 112. Ein Nachlaufen von Metall nach dem Füllvorgang, z. B. infolge Erschütterungen der Einrichtung, wird dadurch vermieden.
Mit 115 und 116 sind Gasringleitungen bezeichnet, mittels denen Stadtgasfackeln erzeugbar sind, um den Zutritt von Sauerstoff an die Schmelzoberfläche und damit Brände und Oxydbildungen zu verhindern. Dem gleichen Zweck dient die Zufuhr eines Schutzgases, z. B. SO., mittels der Leitung 117 in den durch die Scheidewand 118 gebildeten Ringraum 119 oberhalb der das überlaufrohr 112 umgebenden Schmelzober fläche.
Die beschriebenen Einrichtungen können grund sätzlich bei Verarbeitung aller Metalle und Metallegie rungen Anwendung finden. Sie haben sich insbeson dere für die Verarbeitung von Aluminium- und Magnesiumlegierungen bewährt. Es ist gleichgültig, ob mit Giessmaschinen, Kokillen oder sonstigen Giessein- richtungen gearbeitet wird. In Verbindung mit einer selbsttätigen Entnahmevorrichtung für das Giessteil ist ein vollautomatischer Giessablauf, eine Maschinenver kettung und eine Mehrmaschinenbedienung möglich. Die beschriebenen Einrichtungen eignen sich grundsät- lich auch für die Verarbeitung von Kunststoffen.
Die-casting device, in particular for the automatic mass production of cast parts in a continuous process. The invention relates to a die-casting device, in particular for the automatic mass production of cast parts in a continuous process.
In the foundries, the casting material, for example magnesium and aluminum, is currently being melted in the form of raw ingots in melting furnaces and then transferred to crucibles that are used in holding furnaces by means of a crane or forklift truck.
Here the metal is washed and, after an appropriate interval, is again transferred to working pans on die casting machines. The die casting machines are filled from here automatically by a nitrogen pump through a heated filling tube or by hand.
This method of operation has the disadvantage that the actually good degree of purity of the raw material is impaired by the treatment with washing salts due to oxidation, slag and the effects of dirt. In the case of magnesium in particular, fires occur despite the melt being covered with salt or inert gas, which result in additional contamination of the melt. All facilities subject to pollution and cleaning for melting, washing,
Keeping the metal warm and for filling the machines are very expensive to purchase and are subject to heavy wear. The cleaning and repair costs incurred are high.
The invention is based on the task of simplifying and shortening the workflow, largely excluding the devices mentioned and avoiding the disadvantages mentioned. According to the invention, this object is achieved by a die-casting device, which is characterized by an electrical melting plant attached to the die-casting machine and working directly in the filling opening of the filling sleeve,
which is designed in terms of its size for the amount required for casting a casting in each case and the casting material is supplied in this amount.
In a further embodiment of the invention, either a common crucible is used for melting and holding the casting material warm, or a separate induction coil, which is arranged above the induction-heated holding crucible and is open at both ends, is provided, which is set in its power so that the The casting material is melted when moving around within the time determined by the cycle time of the die casting machine and flows into the holding crucible. In the latter case, it is useful to attach several, in particular special three ceramic strips to the inner wall of the induction coil, which run in the longitudinal direction of the coil and serve to guide and hold the casting material downwards ver narrowing.
For emptying the crucible into the filling sleeve, a compressed air-operated locking slide can advantageously be provided; or the crucible is arranged tiltable around a shaft for pouring the molten material directly into the opening of the filling sleeve.
A further shortening of the time required for melting the individual ingots can be achieved by arranging an overflow pipe in the crucible to allow the melt to flow out into the filling sleeve. The height of the overflow pipe is then dimensioned in a further development of the inven tion so that a sufficient amount of liquid melt sump remains in the crucible to submerge a single ingot.
When the ingot is immersed in glass in the melt sump, the heat transfer to the ingot is particularly intense and rapid, so that the melting time is reduced and the capacity of the entire casting system is increased. When a pig is introduced, an amount of metal is displaced in the crucible that corresponds to the volume of the pig. This amount flows through the overflow pipe (standpipe) in the shortest possible way to the filling nozzle.
In a further advantageous embodiment of this embodiment of the die-casting device, a protective tube can be provided that shields the overflow pipe at its mouth and retains any oxides and other impurities floating on the surface of the melt, so that only clean material runs off.
The protective tube can be provided with outflow holes, passed through the lid of the crucible and connected to the protective gas line. The melting of the masses, especially magnesium pigs, then takes place largely in the absence of air or under the protection of a protective gas shower. This practically eliminates the risk of fire.
In order to prevent the metal from running on, an immersion body can also be inserted into the melt sump for the duration of the metal overflow when the ingot is introduced into the crucible. After the immersion body has moved out, the crucible is then lowered so far that the metal can no longer run due to machine vibrations or the like. In this way it is possible to dispense with any valves - which are usually susceptible in practical casting operations.
The induction coil surrounding the crucible is expediently seated in a space which is closed on all sides and which is delimited at the top by a frame, at the bottom by a base and at the outside by a Cu sheet metal jacket and a further sheet metal jacket, leaving a gap.
The casting process can be largely automated by automatically feeding a magnesium ingot from a pig magazine to a funnel located above the crucible, the base of which is opened and closed by a slide controlled in time with the casting process.
In order to increase the accuracy of the dosage even further, in a further embodiment of the invention, the die casting machine can also be fed cyclically with liquid casting metal that a drain pipe leading to the filling can is sent through a scoop whose working cycle interacts with the mechanical Pig is actively controlled for filling itself.
With the invention, the previous agile melting systems and all holding and working crucibles with filling equipment such as pumps and filling tubes are no longer required. The washing process and the washing salts required for this are omitted. Transports including transport equipment, cranes, forklifts and other vehicles as well as labor are also largely saved. The space requirement is much less. The working and air conditions in the foundry are improved. The pollution, the resulting wear and tear of the device and repair work are no longer necessary. In addition, there is a considerable reduction in costs.
The invention is illustrated in several Ausführungsbeispie len in the drawings. They show, each in a schematic representation: Fig. 1 a die-casting machine with the melting plant according to the invention, Fig. 2 the same machine as Fig. 1 with a different embodiment of the melting plant, Fig. A section III-III:
, by Fig. 2, Fig.4 a third embodiment of a melting plant with an overflow pipe, Fig.5 a melting plant with automatic loading of the overflow pipe by means of a scoop.
11 with the die casting machine, with 12 its filling sleeve. The die-casting machine 11 is a cold water machine of a type known per se, in which a vertical head plate b is mounted on a base plate a, to which the lock cylinder c is flanged zen cally. The piston rod d of the piston, which is hydraulically moved horizontally in the lock cylinder, works on a toggle linkage e, which moves the movable machine plate f horizontally.
On the movable machine plate f, the movable mold half g is attached, wel che is connected by the toggle linkage e with the fixed mold half h and is firmly locked with her. The fixed mold half h is attached to the fixed machine plate i and the bracing of the two mold halves g, h is recorded by the fixed Maschi nenplatte i and the top plate b connec dende tie rods k. These tie rods k, four pieces at each corner of the square machine plates, are held by nuts 1 on their ends against the machine plates b and i.
In the tensioned form <B> g </B>, h leads a pressure chamber bil Ding supply line m for the liquid melt, which is formed at its outer end as a filling sleeve 12, the piston n of the hydraulically operated shot cylinder in the pressure chamber o protrudes: in such a way that in the starting position in front of the piston n the filling opening p is on the top of the horizontally arranged filling sleeve 12 for filling the liquid melt into the filling sleeve.
After it has been filled in, the piston n is pushed forward hydraulically by the shot cylinder o into the pressure chamber m of the filling sleeve 12, so that the liquid metal shoots into the mold under pressure. To remove the casting, the piston rod d is withdrawn; the knee:
The lever linkage contracts and pulls the movable machine plate f with the movable mold half away from the fixed mold half h, so that the casting can be removed.
On or next to the die-casting machine 11, above or next to the filling opening p in the filling sleeve 12, there is a crucible 14 a or 1.4 b heated by an induction coil 13 a or 13 b, which only contains the crucible 14 a or 1.4 b required for casting a cast part, for example in Stan genform 15 to grasp the amount of weight supplied and needs to be correspondingly large and is emptied directly into the filling sleeve 12 via a slide 17 actuated by the compressed air cylinder 16.
The emptying into the filling socket 12 can optionally also take place by tilting the crucible 14 a or 14 b, which in this case is then arranged next to the socket 12 and its filling opening p, around a shaft 18 (by dash-dotted line drawing of the shaft 18 and a second Socket 12 indicated).
In the example shown in FIG. 1, the crucible 14 a - with the induction coil 13 a correspondingly dimensioned for only one rod piece 15 - simultaneously serves as a melting and holding crucible. In the example according to FIG. 2, the crucible 14 b is used exclusively as a warming crucible.
Here then the melting of the cast part, a rod 15, takes place in a separate induction coil 19 arranged above the holding crucible 14 b, which is designed in its power so that the rod piece 15, which corresponds in size to the melt required for the mold , is melted in a very short time and flows into the holding crucible 14 b.
To fill and hold the casting material rod 15, three ceramic strips 20 running vertically and narrowing at the bottom are attached to the inner wall of the induction coil 19.
The invention makes it possible to melt, for example, of light metal ingots that are supplied via a magazine, to be carried out in a continuous process and that in the time span determined by the cycle time of the die casting machine 11.
Impurities and oxidation can be prevented in the usual way by excluding air or under the protection of a protective gas shower. The invention is particularly suitable for magnesium, with its high filling speed.
The material to be cast is brought to the casting temperature in the small crucible 14 a or 14 b in the amount required for a cast part and fed directly to the filling sleeve 12 of the die casting machine 11, avoiding long filling lines. The processes can be automated from the storage of the raw ingots to the filling of the molten metal into the machine 11.
In the third exemplary embodiment shown in FIG. 4, 11 again denotes the die-casting machine, 12 its filling sleeve, n the hydraulically operated pressure piston and 14 the one directly above the filling opening 12 of the filling sleeve 12, which is provided by an induction coil 13 heated crucible.
The crucible 14 with its induction coil 13 depends on a cylinder 53 made of copper sheet metal, which is in turn left in a cylindrical sheet metal jacket 54, which is covered by a bottom 50 and above by a frame 51 with a lid 52.
In the crucible there is an overflow pipe 55 (standpipe) which opens directly into the filling opening of the filling sleeve 12 and is surrounded at this point by a protective gas shower 56 connected to the SO2 line. A protective tube 57 is located above the upper mouth of the overflow tube 55 and is connected to the SO 2 protective gas line 58, protruding through the cover 52, and is provided with outflow holes 59 in the crucible below the cover 52.
The melting system consisting of the crucible 14 and the induction coil 13 is designed in size for the weight intended for a finished cast part and this amount is supplied as ingot 60 in Stan geneform. The overflow pipe 55 is arranged eccentrically in the crucible 14 and its height is selected in such a way that a sufficient amount of liquid melt sump remains in the crucible 14 to submerge a single ingot 60.
When the crucible 14 is loaded with an ingot 60, the amount of melt that is displaced and runs through the overflow pipe 55 into the filler sleeve 12 of the die-casting machine 11 as is necessary for casting a cast part. At the same time, the ingot 60 immersed in the melt pool begins to melt, which ends in the short period of time determined by the cycle time of the casting machine 11 due to the correspondingly high power of the induction coil 13 and the all-round contact of the ingot 60 with the liquid metal is.
As he mentioned at the beginning, the Besdhidkan of the crucible 14 together with the ingot 60 a (not shown) Tauchkör is introduced into the melt and extended again after the overflow process has ended to lower the melt level and prevent any dripping of the metal.
Above the crucible 14 is a pig magazine 61 with a drop opening 62 and below this a funnel 63 seated on the lid 52 of the crucible 14, which receives a pig 60 from the magazine 61 and holds it in readiness and its bottom The slide 64 controlled by the die-casting machine 11 forms so that the ingots. 60 from the magazine 61 into the. Crucible 14 take the path indicated by the arrows.
For the automatic loading of the melting crucible 14, the individual pigs 60 are fed in the magazine 61 to over the filling opening 62 and the funnel slide 64 is opened, controlled in the production cycle of the automatically operating machine 11, so that the mass production of the raw ingot 60 to the finished casting takes place fully automatically in a continuous process.
In experiments, for example, magnesium ingots 60 weighing 7 kg were melted within 80 seconds, brought to casting temperature and cast.
A special embodiment of the die-casting device according to the invention is shown in FIG. 5, in which the discharge pipe leading to the filling sleeve is charged by a scoop, the working cycle of which is controlled automatically in conjunction with the mechanical ingot feed. The melt is fed into the mold in a known manner, as is done by means of the filling sleeve 12 through the pressure piston n.
The feed pipe 100 of an electric crucible 101 is arranged directly above the filling opening p of the filling sleeve 12. The crucible 101 is located in an insulating housing 102, the top and bottom plate z. B. by four (not illustrated presented) in the corners arranged studs verbun can be the. The electrical heating resistors 103 are housed in the space between the housing and the outer wall of the crucible.
The heating power is measured so that magnesium ingots with the weight of a die-cast part are melted and brought to the casting temperature in a time that corresponds to the cycle time of the die-casting machine. The melting process is supported by a melt sump remaining in the Tie gel.
The pigs 104 are fed automatically from a magazine 105 by means of an ejector piston 106 according to the shot sequence of the die-casting machine. When a new pig is introduced into the melting pot, the level of the melt rises to the level indicated by the symbol 107. As a result, a floating body 108 is raised, which switches a contact 109 for actuating a hydraulic lifting device 110.
This lifting device <B> 110 </B> lifts by means of a rod 111 a scoop 113 guided on an overflow pipe 112 into the position indicated by dashed lines, whereby a precisely dosed amount of metal flows through the overflow pipe 112 into the filling sleeve 12 and then in a known manner is pressed by the piston n into the die casting mold g, h.
As a result of this process, the level of the melt drops to the level indicated by the symbol 113. At the same time, the floating body 108 sinks accordingly and now closes a contact 114, which in turn actuates the ejection piston 106 to insert a new pig 104 into the crucible. It goes without saying that the necessary delays between the individual control processes can be observed between the individual processes by means of time switch arrangements.
The maximum melting crucible level indicated by the symbol 107 is lower than the upper edge of the overflow pipe 112 in all operating conditions. A continued run of metal after the filling process, e.g. B. as a result of vibrations of the device is avoided.
With 115 and 116 gas ring lines are designated, by means of which town gas flares can be generated in order to prevent the access of oxygen to the melt surface and thus fires and oxide formation. The same purpose is used to supply a protective gas, e.g. B. SO., By means of the line 117 in the annular space 119 formed by the partition 118 above the melting surface surrounding the overflow pipe 112.
The facilities described can be used in principle when processing all metals and metal alloys. They have proven themselves particularly for the processing of aluminum and magnesium alloys. It does not matter whether you work with casting machines, permanent molds or other casting devices. In conjunction with an automatic removal device for the cast part, a fully automatic casting process, machine interlinking and multiple machine operation are possible. The devices described are basically also suitable for processing plastics.