Pressgiessverfahren und Maschine zur Ausführung dieses Verfahrens. Die Erfindung bezieht sich auf ein Press- giessverfahren zur Herstellung beliebiger Ge genstände, unter Benutzung eines evakuierten Raumes ^ur Aufnahme der Giessform und eine zur Auslahrung dieses Verfahrens geeignete A1=aschine.
Bei den bekannten Vakuum-Pressgiessver- fahren und -Pressgiessmaschinen,wie beispiels weise bei den bekannten Veedermaschinen, war es bisher stets erforderlich, vor der Metallaustrittsöffnung, die in den evakuierten Raum für die Form mündet, ein Ventil an zuordnen, das durch die Steuerung der A7a- schine während des Giessvorganges geöffnet und nach dessen Beendigung geschlossen wird.
Wenn auch derartige Pressgiessmaschinen im allgemeinen bei kleineren Gussstücken zufrie- denstellend arbeiten, so besitzen sie doch den Nachteil, dass etwaige Verunreinigungen im DZetall leicht am Ventilkegel sich ansetzen, wodurch Störungen im Giessbetriebe hervor gerufen werden. Bei Herstellung grösserer Gussstücke mit derartigen Vakuum-Giessma- schinen wirkt die durch das Ventil hervor gerufeneDurchgangsverengungsehr ungünstig.
Auch hat sich die Verwendung von Ven tilen in der Metallaustrittsöffnung als sehr nachteilig erwiesen, wenn Legierungen mit höherem Schmelzpunkt (Zink, Aluminium, Messinglegierungen) vergossen werden sollen, da durch diese Legierungen das Ventil an gegriffen wird.
Den Gegenstand der Erfindung bildet nun eine derartige Ausbildung des Vakuum-Press- giessverfahrens, sowie der entsprechenden Vakuum-Pressgiessmaschine, dass die Anbrin- gung von Ventilen in der Metallaustrittsöff- nung und die hierdurch bedingten Nachteile vermieden sind, ohne dass hierdurch die be kannten Vorteile des Vakuum-Pressgiessver- fahrens verloren gehen.
Die Erfindung ist sowohl bei Pressgiess- maschinen, bei denen das Metall durch einen . Kolben in die Form gepresst wird, als auch bei Pressgiessmaschinen mit gasförmigen Druck mitteln anwendbar.
Gemäss dem Verfahren wird während der Zeit, während welcher die Form nicht an der in den evakuierten Raum für die Form mündenden Austrittsöffnung anliegt, das Me- tall in der Austrittsöffnung unter einem Druck gehalten, der den Druck in dem evakuierten Raum nicht übersteigt. Hierdurch wird, ohne dass ein Absperrorgan in der Metallaustritts öffnung angeordnet ist, erreicht, dass ein Aus tritt von Metall aus der Metallaustrittsöffnung ausserhalb der Giesszeit nicht stattfindet.
Auf der Zeichnung sind einige beispiels weise Ausführungsformen der zur Durchfüh rung des Verfahrens bestimmten Pressgiess- maschine dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Kolben-Pressgiessmäschiiie im Schnitt, während Fig. 2 teilweise eine für gasförmige Druck mittel eingerichtete Ausführungsform dieser Maschine zeigt; Fig. 3 stellt den Schnitt einer andern Ausführungsform einer Kolben-Pressgiessma- schine dar, während Fig. 4 eine Maschine für ein gasförmiges Druckmittel darstellt; Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen eine Einzelheit der Maschine nach Fig. 3 in drei Stellungen.
Die in der Fig.1 dargestellte Ausführungs form einer automatischen Vakuuin-Pressgiess- maschine besitzt einen evakuierbaren Raum 1, in dem sich die zwei gegeneinander beweg liche Teile 2 und 2a besitzende Form hin und herbewegt, die während des Giessvor ganges gegen die Metallaustrittsöffnung 3 gedrückt wird.
Der Metallbehälter 4 ist bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel so tief unter der Metallaustrittsöffnung 3 im Gestell 5 der 1?ressgiessmaschine angeordnet, dass das Gewicht der Metallsäule zwischen dem Metall spiegel in dem Metallbehälter 4 Lind der Austrittsöffnung 3 dem Atmosphärendruck entspricht. Hierdurch ist erreicht, da.ss das Metall in der Austrittsöffnung 3 mit Aus nahme der Zeit des Kolbenniederganges unter keinerlei Druck steht, so dass während der Zeit des Nichtanliegens der Form 2 an die Austrittsöffnung 3 ein Austritt von Metall aus der Öffnung 3 nicht stattfindet.
Zur Verbindung zwischen der Metallaustrittsöff- nung 3 und dem Metallbehälter 4 dient ein Steigrohr 6, das, um das Metall flüssig zu erhalten, erhitzt wird, was beispielsweise durch einen elektrischen Heizdraht geschehen kann, der um das Rohr 6 herumgewickelt ist. Die Arbeitsweise der dargestellten Pressgiessma- schine ist kurz folgende: Nachdem das Giess metall in den Behälter 4 eingefüllt und ge schmolzen ist, sowie die Form 2, 2a im Raum 1 untergebracht und dieser evakuiert ist, wird die Maschine in Gang gesetzt.
Dabei wird mit Hilfe von Kurvenscheiben "5'' und 5 und von diesen betätigten Gestängen zunächst die Form 2, 211 an die Austrittsöffnung für das Giessmetall gepresst und hierauf im Kolben 21 durch ein von der Kurvenscheibe 511 be tätigtes Gestänge gesenkt und dadurch Metall durch die Austrittsöffnung 3 in die Form 2, 2a gepresst. Nachdem der Kolben 21 wieder gehoben ist, wird nunmehr die Form 2, 2a, von der Austrittsöffnung 3 abgezogen; dabei öffnet sie sich, indem die Teile 2 und 211 auseinandergehen, wodurch das gegossene Stück in den Sammelbehälter 22 fällt.
Hierauf wiederholt sich das Spiel von neuem, indem die Form 2, 211 wieder geschlossen und gegen die Austrittsöffnung gepresst wird. Die fertig gegossenen Stücke können von Zeit zu Zeit oder Stück. für Stück durch Drehung der Trommel 22 von Hand oder auf mechanischem Wege aus dieser entleert werden.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausfüh rungsform der Pressgiessmaschine, die, statt mit einem Kolben, mit einem gasförmigen Druckmittel arbeitet, ist oberhalb des Metall behälters 4a, der tiefer liegt als die nicht sichtbare Austrittsöffnung und mit dieser durch das Steigrohr 6 verbunden ist, eine Haube 7 angeordnet. Dieser Haube 7 wird das gasförmige Druckmittel durch eine Leitung 8 zugeführt und nach Beendigung des Giess vorganges in eine Leitung 9 abgelassen, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
Zur Steuerung der Zufuhr und des Austritts des gasförmigen Druckmittels dienen zwei Ventile 10 und 11, die ihren Antrieb von der Antriebswelle der Maschine aus durch Gestänge derart erhalten, dass das Druckgas einlassventil 10 geöffnet wird; wenn die in der Zeichnung nicht dargestellte Form an die Metallaustrittsüffnung gedrückt wird, wor- auf nach Beendigung des Giessvorganges das Auslassventil 11 geöffnet wird, so dass durch Entweichen eines Teils des Druckmittels in die Atmosphäre der Druck in der Haube auf Atmosphärendruck sinkt, dem, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, die im Steigrohr befind liche Metallsäule das Gleichgewicht hält.
Hierauf erfolgt das Zurückziehen der Form von der hIetallaustrittsöffnung. Während der Zeit, während der die Form nicht an -der Metallaustrittsöffnung anliegt, übersteigt der Druck auf das Metall in der genannten Off- nung nicht den Druck in dem evakuierten Raum für die Form. Infolge der Tieferlegung des Metallbehälters ist es nicht nötig, den Druck unter der Haube 7 bis auf das Vakuum im Raume für die Form zu erniedrigen.
Die in der Fig. 3 dargestellte Ausführungs form einer Kolben-Pressgiessmaschine besitzt wiederum einen zu evakuierenden Raum 1, innerhalb dessen die Form 2, 211 hin- und herbewegbar ist. Der Raum 1 steht durch eine Rohrleitung 12 über einen Dreiweghahn 13 in Verbindung mit dem Saugrohr 14 einer für die Evakuierung des Raumes 1 bestimmten, in der Zeichnung nicht sichtbaren Luftpumpe.
Der Behälter 4b für das flüssige Metall hat bei diesem Ausführungsbeispiel eine solche Höhenlage, dass die Metallaustrittsöffnung 3 und der Spiegel des Metalls in dem Behälter 411 etwa in gleicher Höhe liegen. Oberhalb des Metallbehälters 411 ist ein geschlossener, verhältnismässig kleiner Raum 15 vorgesehen, in den die Stange des Kolbens 16 durch eine Stopfbüchsenpackung 17 eintritt. Der Raum 15 steht durch ein Rohr 18 ebenfalls mit dein Gehäuse des Dreiwegbahns 13 in Ver bindung.
Nimmt nun das Kücken des Drei weghahnes 13 die in Fig. 5 gezeichnete Stel lung ein, so stehen die beiden Rohrleitungen 12 und 18 und somit auch die beiden Räume 1 und 15 miteinander und mit dem Saugrohr 14 der Luftpumpe in Verbindung; und der Druck in den beiden Räumen 15 und 1 ist der gleiche, so dass ein Austritt von Metall aus der Metallaustrittsöffnung 3 ohne Betäti gung des Kolbens 16 nicht erfolgen kann. Wird der Dreiweghahn in die Stellung nach Fig. 6 gedreht, so ist'nunmehr die Verbindung zwischen den beiden Räumen 1 und 15 und die Verbindung des Raumes 15 mit dem Saugrohr 14 aufgehoben.
Es kann nunmehr bei abgestelltem Antrieb der Maschine unter Aufrechterhaltung des Vakuums in dem Raum 1 ein Verschlussstopfen 19 des Raumes 15 geöffnet werden und irgend welche Handgriffe an dem Presskolben vorgenommen oder neues Metall in den Behälter 4b gelegt werden.
Damit während der Zeit der Offnung des Verschlussstopfens 19, während der der Raum 15 unter Atmosphärendruck steht, ein Aus tritt von Metall aus der Metallaustrittsöffnung verhindert wird, ist die Maschine in einem Zeitpunkt abzustellen, in welchem die Form 2, 211 an die Metallaustrittsöffnung 3 ange- presst ist.
Nachdem der Stopfen 19 wieder geschlossen ist, wird zwecks Evakuierung des Raumes 15 der Dreiweghahn 13 in die Stellung nach Fig. 7 gedreht, bei der Rohr 18 und Saug rohr 14 verbunden sind. Nachdem bei dieser Stellung des Dreiweghahnes der Raum 15 in genügendem Masse evakuiert ist, wird der Dreiweghahn 13 wieder in die Normalstellung nach Fig. 5 gedreht, und die Maschine. kann wieder in Tätigkeit gesetzt werden. Durch die beschriebene Einrichtung wird also er reicht, dass der Druck in dem Raum 15 den Druck in dem Raum 1 nie übersteigt; solange die Form 2 von der Austrittsöffnung 3 ent fernt ist.
Von der Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform dadurch, dass bei ihr kein Presskolben vorhanden ist, sondern ein gas förmiges Druckmittel zur Erzeugung - des Giessdruckes benutzt wird. Zur Zu- und Abführung des gasförmigen Druckmittels in den Raum 15 dienen wieder zwei Ventile, und zwar das Einlassventil 1011 und das Aus lassventil 11a, die ihren Antrieb durch zwei Gestänge 20, 20" von der Antriebswelle der Maschine her erhalten.
Von diesen Ventilen 10'1 und 11"' führen zwei Rohrleitungen 8a und 9I zu der Druck- bezw. Ansaugseite eines Kompressors für das gasförmige Druckmittel.
Die Steuerung der beiden Ventile 101 und 1l'1 erfolgt in einem derartigen Takte, dass das Ventil 101 plötzlich geöffnet wird, nach dem die Form 2, 21 an die Metallaustritts- öffnung 3 herangedrückt worden ist, während das Ventil 1P1 sofort nach Beendigung des Giessvorganges geöffnet wird, bevor die Form @, 21 aus ihrer Giessstellung wieder entfernt wird und so lange geöffnet bleibt, bis der Unterdruck in dem Raum 15 der gleiche wie in dem Raum 1 ist, worauf darin das Zu rückziehen der Form 2,
21 von der Metall- austrittsöffnung 3 erfolgt, ohne dass nunmehr ein Austritt von Metall in den Vakuumraum 1 eintreten kann.
Press casting process and machine for carrying out this process. The invention relates to a compression molding process for the production of any objects, using an evacuated space for receiving the casting mold and a machine suitable for carrying out this process.
In the known vacuum press casting process and press casting machines, such as the known Veedermaschinen, it has always been necessary to assign a valve in front of the metal outlet opening that opens into the evacuated space for the mold, which is controlled by the A7a machine is opened during the casting process and closed after it has ended.
Even if such press-casting machines generally work satisfactorily with smaller castings, they have the disadvantage that any impurities in the metal can easily attach to the valve cone, which causes disturbances in the casting operation. When producing larger castings with such vacuum casting machines, the passage constriction caused by the valve has a very unfavorable effect.
The use of valves in the metal outlet opening has also proven to be very disadvantageous when alloys with a higher melting point (zinc, aluminum, brass alloys) are to be cast, because these alloys attack the valve.
The subject of the invention is such a design of the vacuum compression molding process, as well as the corresponding vacuum compression molding machine, that the fitting of valves in the metal outlet opening and the disadvantages caused by this are avoided, without the known advantages of the vacuum compression molding process are lost.
The invention applies to both die casting machines in which the metal is through a. Piston is pressed into the mold, as well as in compression molding machines with gaseous pressure media applicable.
According to the method, during the time during which the mold is not in contact with the outlet opening opening into the evacuated space for the mold, the metal in the outlet opening is kept under a pressure which does not exceed the pressure in the evacuated space. In this way, without a shut-off element being arranged in the metal outlet opening, it is achieved that metal does not leak out of the metal outlet opening outside of the casting time.
The drawing shows some exemplary embodiments of the press-casting machine intended for carrying out the method.
Fig. 1 shows a piston Pressgiessmäschiiie in section, while Fig. 2 partially shows an embodiment of this machine set up for gaseous pressure medium; FIG. 3 shows a section through another embodiment of a piston compression molding machine, while FIG. 4 shows a machine for a gaseous pressure medium; Figures 5, 6 and 7 show a detail of the machine of Figure 3 in three positions.
The embodiment of an automatic vacuum press casting machine shown in FIG. 1 has an evacuable space 1 in which the two mutually movable parts 2 and 2a are moved to and fro and pressed against the metal outlet opening 3 during the Giessvor ganges becomes.
In the exemplary embodiment shown, the metal container 4 is arranged so deeply under the metal outlet opening 3 in the frame 5 of the casting machine that the weight of the metal column between the metal mirror in the metal container 4 and the outlet opening 3 corresponds to the atmospheric pressure. This ensures that the metal in the outlet opening 3 is not under any pressure, with the exception of the time the piston descends, so that metal does not escape from the opening 3 while the mold 2 is not in contact with the outlet opening 3.
For the connection between the metal outlet opening 3 and the metal container 4, a riser pipe 6 is used, which is heated in order to keep the metal liquid, which can be done, for example, by means of an electrical heating wire that is wound around the pipe 6. The mode of operation of the press casting machine shown is briefly as follows: After the casting metal has been poured into the container 4 and melted, and the mold 2, 2a is housed in space 1 and this is evacuated, the machine is started.
With the help of cams "5" and 5 and rods actuated by these, the mold 2, 211 is first pressed to the outlet opening for the cast metal and then lowered in the piston 21 by a rod operated by the cam 511 and thereby metal through the The outlet opening 3 is pressed into the mold 2, 2a. After the piston 21 has been raised again, the mold 2, 2a is now withdrawn from the outlet opening 3; in doing so, it opens as the parts 2 and 211 diverge, causing the cast piece to fall into the collecting container 22 falls.
The game then repeats itself again in that the mold 2, 211 is closed again and pressed against the outlet opening. The finished cast pieces can change from time to time or piece. be emptied by rotation of the drum 22 by hand or by mechanical means from this piece by piece.
In the embodiment of the die casting machine shown in Fig. 2, which, instead of a piston, works with a gaseous pressure medium, is above the metal container 4a, which is lower than the non-visible outlet opening and is connected to this by the riser 6, a hood 7 is arranged. This hood 7, the gaseous pressure medium is fed through a line 8 and drained into a line 9 after completion of the pouring process, which is in communication with the atmosphere.
To control the supply and exit of the gaseous pressure medium, two valves 10 and 11 are used, which receive their drive from the drive shaft of the machine by means of rods in such a way that the pressure gas inlet valve 10 is opened; when the shape not shown in the drawing is pressed against the metal outlet opening, whereupon the outlet valve 11 is opened after the end of the casting process, so that the pressure in the hood drops to atmospheric pressure by the escape of part of the pressure medium into the atmosphere in the first embodiment, the metal column located in the riser pipe maintains the balance.
The mold is then withdrawn from the metal outlet opening. During the time during which the mold is not in contact with the metal outlet opening, the pressure on the metal in the said opening does not exceed the pressure in the evacuated space for the mold. As a result of the lowering of the metal container, it is not necessary to lower the pressure under the hood 7 except for the vacuum in the space for the mold.
The embodiment of a piston compression molding machine shown in FIG. 3 in turn has a space 1 to be evacuated, within which the mold 2, 211 can be moved back and forth. The room 1 is connected by a pipe 12 via a three-way valve 13 to the suction pipe 14 of an air pump intended for evacuating the room 1 and not shown in the drawing.
The height of the container 4b for the liquid metal in this exemplary embodiment is such that the metal outlet opening 3 and the level of the metal in the container 411 are approximately at the same height. A closed, relatively small space 15 is provided above the metal container 411, into which the rod of the piston 16 enters through a packing 17. The space 15 is also connected to your housing of the three-way track 13 through a pipe 18.
Now takes the chicken of the three weghahnes 13, the position shown in Fig. 5 Stel development, the two pipes 12 and 18 and thus also the two rooms 1 and 15 with each other and with the suction pipe 14 of the air pump in connection; and the pressure in the two spaces 15 and 1 is the same, so that metal cannot escape from the metal outlet opening 3 without actuating the piston 16. If the three-way valve is turned into the position according to FIG. 6, the connection between the two spaces 1 and 15 and the connection between space 15 and suction pipe 14 are now canceled.
With the drive of the machine switched off, while maintaining the vacuum in the space 1, a stopper 19 of the space 15 can be opened and any manipulations can be carried out on the plunger or new metal can be placed in the container 4b.
To prevent metal from escaping from the metal outlet opening during the opening time of the plug 19, during which the space 15 is under atmospheric pressure, the machine must be switched off at a time when the mold 2, 211 has reached the metal outlet opening 3 - is pressed.
After the plug 19 is closed again, the three-way valve 13 is rotated to the position of FIG. 7 in order to evacuate the space 15, in which the pipe 18 and suction pipe 14 are connected. After the space 15 has been evacuated to a sufficient extent in this position of the three-way cock, the three-way cock 13 is turned back into the normal position according to FIG. 5, and the machine. can be put into action again. By the device described so it is enough that the pressure in the space 15 never exceeds the pressure in the space 1; as long as the mold 2 is removed from the outlet 3 ent.
The embodiment shown in FIG. 4 differs from the embodiment according to FIG. 3 in that it does not have a plunger, but rather a gaseous pressure medium is used to generate the casting pressure. To supply and discharge the gaseous pressure medium in the space 15 are again two valves, namely the inlet valve 1011 and the outlet valve 11a, which receive their drive by two rods 20, 20 "from the drive shaft of the machine.
Two pipes 8a and 9I lead from these valves 10'1 and 11 '' 'to the pressure and suction side of a compressor for the gaseous pressure medium.
The two valves 101 and 11'1 are controlled in such a cycle that the valve 101 is suddenly opened after the mold 2, 21 has been pressed against the metal outlet opening 3, while the valve 1P1 immediately after the end of the casting process is opened before the mold @, 21 is removed from its casting position and remains open until the negative pressure in space 15 is the same as in space 1, whereupon the mold 2,
21 takes place from the metal outlet opening 3 without an outlet of metal now being able to enter the vacuum space 1.