CZ298582B6 - Zarízení pro vakuove-tlakové odlévání - Google Patents

Abstract

Zarízení pro vakuove-tlakové odlévání zejména stomatologických odlitku je opatrené skríní (1) se zdrojem tlakového vzduchu, vývevou, rídicí elektronikou a napájecím zdrojem frekvencního ohrevu. Na skríni (1) je upevnená napríc své svislé osy delená licí komora (2), do níž je zaústeno pneumatické zarízení pro zmenu vnitrního tlaku. Licí komora (2) je delená napríc své svislé osy v úrovni dna (6), které je spojené s pohybovým hrebenem (7), spraženým s posuvovým pastorkem (8). V licí komore je uložená cívka (5) vysokofrekvencního ohrevu, jejíž vnitrní prostor je uzpusoben pro vložení alespon cásti vymenitelné odlévací formy (10). Odlévací forma(10) je opatrena tavicím nátrubkem (13) s licí prohlubní (15), propojenou alespon jedním licím kanálkem (14) s dutinou pro odlitek (12).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro odlévání zejména stomatologických odlitků, opatřeného skříní se zdrojem tlakového vzduchu, vývěvou, licí komorou, zařízením pro frekvenční ohřev se zdrojem pro jeho napájení, řídicí elektronikou a odlévací formou.

Dosavadní stav techniky

Je známa celá řada zařízení pro odlévání stomatologických odlitků. Starší způsob odstředivého lití je často nahrazen vakuově-tlakovým, které dává kvalitnější odlitky a zařízení jsou menší a lehčí. Známá zařízení pracují se samostatným kelímkem, v němž probíhá ve vakuu roztavení kovového materiálu. Po roztavení je tekutý kov přemístěn do hrdla formy, ze kterého je potom tlakem plynu natlačen dovnitř formy. Na kelímku obvykle zůstávají zbytky taveného materiálu, což představuje nejen ztrátu kovu v daném případě, ale po několika tavbách je třeba kelímek nahradit novým neboť usazeniny na jeho stěnách nově tavený materiál znečišťují a tím znehod20 nocují. Jedno ze známých zařízení pracuje tak, že kelímek s kovem je vložen do cívky vysokofrekvenčního ohřevu, a po roztavení kovu je kelímek přetočen o 180°. Tím roztavený materiál přeteče do hrdla formy a následně za pomoci tlakového vzduchu do formy. U jiných zařízení obdobného typu dochází k otočení kelímku při lití pouze o 90°, jindy je použita keramická zátka nebo je kelímek zhotoven jako dělený. Takové řešení je popsáno ve spisech DE 3305418 a DE 3408812, kde je materiál vysokofrekvenčním ohřevem taven v tavícím kelímku, sestávajícím ze dvou dílů vzájemně posuvných ve vertikálním směru, umístěném v komoře rozdělené na dvě, vzájemně vertikálně posuvné části. Po roztavení materiálu slitiny je v místě dělení svisle přesunut a tavenina může vtéci do formy. Zvýšením tlaku v komoře je slitina natlačena do předem vakuovaného vnitřního prostoru formy. Nevýhodou tohoto řešení je tavba slitiny ve zvlášt30 ním keramickém kelímku, který je navíc velmi komplikovaný, zranitelný a drahý, a nelze jej opakovaně používat po delší dobu. Celé zařízení je komplikované, velké a těžké. Ze spisu JP 55165266 je známé zařízení sestávající ze tří komor. V první je umístěn taviči kelímek, ve druhé, pod ní se nacházející komoře, je forma z porézního materiálu, jejíž vtok navazuje na výtok ve dnu tavícího kelímku. Po roztavení je materiál tlakovým vzduchem vytláčen do formy ve druhé komoře, odkud je vzduch odsáván do vakuované třetí komory. Porézní stěny formy umožňují nasávání taveniny do formy. Zařízení je složité a porézní materiál formy má negativní vliv na kvalitu odlitku. Ze spisu JP 58181463 je známé řešení, které využívá podtlaku pro lepší roztavení materiálu, který je vysokofrekvenčním ohřevem taven v kelímku opatřeném ve dnu zátkou, která po odsunutí ve vodorovném směru umožňuje vtékání taveniny do formy, čemuž napomáhá přetlak v tavícím prostoru. Nevýhodou řešení je existence zátky a její otevírání a výše popsané ztráty materiálu a postupné znehodnocení tavícího kelímku. Ve spisu DE 19905666 je popsáno provedení taviči, či vypalovací pece, která sestává ze dvou, vzájemně vertikálně posuvných částí. V dolní části je na pracovním stole umístěna forma s pomocným ohřívacím elementem a ve druhé, vyhřívací komoře, je hlavní ohřívací element, tvořený především odporovou spi45 rálou navinutou na křemenné válcovité vložce. Buď pracovní stůl vyjíždí nahoru, nebo vyhřívací komora sjíždí dolů. U řešení dochází k ohřevu materiálu sáláním ze stěn komory a pracovní podložky, vyžaduje dva topné prvky. Provedení komory neumožňuje vytvoření přetlaku v pracovním prostoru. Toto provedení řeší pouze tavení materiálu, resp. výpal, např. keramického materiálu, nikoliv problematiku lití do formy. Účelem vynálezu je odstranit nedostatky a složitosti stávají50 cích řešení, zabránit ztrátám taveného materiálu i příslušenství, zlepšit kvalitu odlitků a usnadnit obsluze manipulaci při práci.

-1 CZ 298582 B6

Podstata vynálezu

Výše uvedeného účelu je dosaženo pomocí zařízení pro vakuově-tlakové odlévání, opatřeného skříní se zdrojem tlakového vzduchu, vývěvou, řídicí elektronikou, zařízením pro frekvenční ohřev s napájecím zdrojem, licí komorou a odlévací formou, v provedení podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že licí komora, do níž je zaústěno pneumatické zařízení pro změnu vnitřního tlaku, je dělená napříč své svislé osy v úrovni dna, v licí komoře je uložená cívka vysokofrekvenčního ohřevu, do jejíhož vnitřního prostoru je vzájemně relativním vertikálním pohybem licí komory a dna alespoň částečně zasouvatelná vyměnitelná odlévací forma, přičemž odlé10 vací forma je opatřena tavícím nátrubkem, jehož tvar a rozměry odpovídají vnitřnímu prostoru cívky vysokofrekvenčního ohřevu a je opatřen licí prohlubní propojenou alespoň jedním licím kanálkem s dutinou pro odlitek. Rovněž podle tohoto vynálezu je odlévací forma včetně tavícího nátrubku zhotovená ze zatmelovací hmoty jako celek. Ve výhodném provedení jsou prostředky pro vertikální posuv opatřeny vertikálně uspořádaným pohybovým hřebenem s posuvovým pas15 torkem. Pohybový hřeben je spojený se dnem licí komory a posuvový pastorek je spřažený s pohonem. Pro usnadnění práce je licí komora opatřena vyhodnocovacím zařízením pro sledování průběhu tavby materiálu.

Výhodou tohoto vynálezu je, že tavení slitiny probíhá přímo ve formě, takže odpadá užití stan20 dardního licího kelímku. Je výrazně zkrácen čas mezi dosažením licí teploty a samotným odlitím, což je jedním z předpokladů vytvoření kvalitního odlitku. Roztavená slitina není přelévána z licího kelímku do v toku odlévací formy, ale pomocí následně vytvořeného přetlaku vtéká přímo z licí prohlubně do nitra formy. Nemůže tak nastat předčasné ochlazování roztavené slitiny a ztrátové zatuhnutí na chladnějším okraji kelímku, což výrazně snižuje nebezpečí nedolití formy při malých množstvích taveného materiálu. Není třeba tavící nátrubek uzavírat víkem ani rovněž není třeba uzavírat vstup z licí prohlubně do licích kanálků. Jsou zjednodušeny práce s přípravou odlévací formy a manipulace s ní. Při vytváření odlévací formy a zatmelování modelu není třeba licí kroužek, což usnadňuje žádoucí expanzi formovací hmoty při jejím tuhnutí. Vytvořením zúženého tavícího nátrubku je odlévací forma asi o 20 % méně objemná ve srovnání s formami běžnými u známých zařízení. Formu není nutno před litím předehřívat na teplotu vyšší než doporučenou, protože díky krátkým operačním časům je její ochlazení před započetím lití menší. Nezanedbatelným přínosem nového zařízení jsou rovněž jeho malé rozměry a malá hmotnost. Díky těmto parametrům představuje skutečně stolní zařízení, které při poloautomatickém provozu vyniká snadností obsluhy.

Přehled obrázku na výkrese

Vynález je dále podrobněji objasněn na příkladu jeho praktického provedení, uvedeného na přiloženém výkrese, na němž je předmětné zařízení schematicky znázorněno v částečném svislém řezu, přičemž je zakreslena pouze ta část zařízení, která je vynálezem dotčena.

Příklad provedení

Základem zařízení pro vakuově-tlakové odlévání stomatologických odlitků je skříň 1, v níž je uložen zdroj tlakového vzduchu, vývěva, řídicí elektronika, zdroj pro napájení cívky frekvenčního ohřevu a řídicí elektronika a ovládací prvky. Jak je patrné z výkresu, je vně skříně i uchycena licí komora 2, jejíž těleso má tvar válce se svisle uspořádanou podélnou osou. Stěny licí komory

2 jsou tvořeny pláštěm 3, zevnitř vyloženým žáruvzdorným materiálem. V licí komoře 2 je umístěna cívka 5 vysokofrekvenčního ohřevu, uspořádaná v podstatě souose s jejím tělesem. Obvod cívky 5 vysokofrekvenčního ohřevu je napojen na napájecí zdroj o sobě známého provedení, který proto není na výkrese znázorněn. Licí komora 2 je nahoře opatřena průhledem 4 s ochrannými filtry pro sledování průběhu tavby materiálu. Přístup dovnitř licí komoiy 2 je řešen

-2CZ 298582 B6 dělením jejího tělesa napříč svislé osy v úrovni dna 6 a jeho spřažením s prostředky pro vertikální posuv. Odsunutím dna 6 vůči tělesu licí komory 2 je přístup do její dutiny otevřen. Obdobně může být otevření licí komory 2 provedeno i odsunem celého jejího tělesa nebo pouze jeho části oproti dnu 6.

Prostředky pro vertikální posuv dna 6 ve znázorněném provedení zahrnují svisle uspořádaný ozubený hřeben 7 s posuvovým pastorkem 8, který je ovládaný elektrickým pohonem s řídicí elektronikou. Pohon i řídicí elektronika, jako o sobě známá ústrojí, nejsou na výkrese zobrazena. Ozubený hřeben 7 je pevně spojen se dnem 6 a v závěrečné fázi dovření dna 6 dojde z pevnostio nich důvodů i ke spojení pastorku 8 se dnem 6. Pro ovládání vertikálního posuvu dna 6 je možno použít i jiné mechanismy, např. pohybový šroub s maticí.

Dno 6 je po celém obvodě, v místech kde v uzavřeném stavu přiléhá ke stěnám licí komory 2, opatřeno prstencovým těsněním 9 sloužícím pro neprodyšné uzavření licí komory 2. Keramická vložka 17 slouží pro ustavení vyměnitelné odlévací formy 10. Každá odlévací forma 10 je celá zhotovená ze zatmelovací hmoty. Sestává v podstatě ze dvou částí, které však tvoří nedělitelný celek. První částí je válcovitá základna 11, v níž je pomocí voskového modelu vyformován budoucí odlitek 12, včetně alespoň jednoho licího kanálku 14. Druhou částí je taviči nátrubek 13. Rozměry základny 11 odlévací formy 10 odpovídají vnitřním rozměrům dutiny licí komory 2.

Taviči nátrubek 13, ve tvaru válce o průměru výrazně menším, než je průměr základny 11, svým provedením a rozměry dovoluje zasunutí do cívky 5 vysokofrekvenčního ohřevu. Tvar licí prohlubně 15 uvnitř tavícího nátrubku j_3 umožňuje roztavení celé kovové vsádky a napomáhá vtékání roztaveného materiálu do licích kanálků 14.

Předmětné zařízení je vybaveno též vyhodnocovacím zařízením 16, které je umístěno nad odlévací komorou 2 a průhledem 4 nasměrováno do jejího nitra. Vyhodnocovací zařízení 16 usnadňuje sledování průběhu tavby použitého materiálu, umožňuje získat grafický průběh tavby a realizovat automatický provoz celého zařízení.

Dále je zařízení opatřeno ve skříni i umístěnou vývěvou, která je napojená na odlévací komoru 2 a je ovládána řídicí elektronikou. Vývěva, jako o sobě známé zařízení, není na výkrese znázorněná.

Licí forma f0 se získá zalitím voskového modelu odlitku 12 s napojenými licími kanálky 14 vhodnou zatmelovací hmotou do pomocné dělené formy. Přitom se současně vytvoří i taviči nátrubek 13 s licí prohlubní 15. Licí forma 10 se pak vypálí, do licí prohlubně 15 se vloží kov a takto připravená je licí forma 10 ustavená na dno 6 spuštěné do dolní polohy. Posuvem dna 6 do horní polohy a jeho nasunutím na těleso licí komory 2 je její dutina uzavřena a těsněním 9 dokonale utěsněna. Tavící nátrubek 13 licí formy 10 je přitom zasunut do cívky 5 vysokofrek40 venčního ohřevu. Následuje vakuování vnitřního prostoru licí komory 2 a tavba kovu pomocí vysokofrekvenčního ohřevu. Průběh tavby je sledován vizuálně přes průhled 4 nebo pomocí vyhodnocovacího zařízení 16. Při roztavení kovu je ohřev ukončen a do vnitřního prostoru licí komory 2 je vpuštěn tlakový plyn. Jeho tlakem je roztavený kov natlačen z licí prohlubně 15 přes licí kanálky 14 do prostoru po voskovém modelu odlitku 12. Průměr licích kanálků 14 je volen tak, že nedochází k samovolnému vtečení kovu při tavení. Po ukončení tavby je pohybem dna 6 zpět do dolní polohy licí komora 2 otevřena a odlévací formu 10 lze odebrat. Po vychladnutí je možné odlitek 12 z formy vybavit velmi snadno, bez užití speciálního zařízení, neboť forma nemá licí kroužek, obvyklý u forem pro dosud známá zařízení.

-3CZ 298582 B6

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle vynálezu je určeno pro odlévání zlatých, zlato-palladiových, stříbro-palladiových 5 a chrom-kobaltových slitin, především pro přípravu stomatologických odlitků. Lze jej však využít i pro odlitky určené k jiným účelům.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro vakuově-tlakové odlévání zejména stomatologických odlitků, opatřené skříní se zdrojem tlakového vzduchu, vývěvou, řídicí elektronikou, zařízením pro frekvenční ohřev, licí

   15 komorou a odlévací formou, vyznačující se tím, že licí komora (2), do níž je zaústěno pneumatické zařízení pro změnu vnitřního tlaku, je dělená napříč své svislé osy v úrovni dna (6), v licí komoře (2) je uložená cívka (5) vysokofrekvenčního ohřevu, do jejíhož vnitřního prostoru je vzájemně relativním vertikálním pohybem licí komory (2) a dna (6) alespoň částečně zasouvatelná vyměnitelná odlévací forma (10), přičemž odlévací forma (10) je opatřena tavícím

   20 nátrubkem (13), jehož tvar a rozměry odpovídají vnitřnímu prostoru cívky (5) vysokofrekvenčního ohřevu a je opatřen licí prohlubní (15) propojenou alespoň jedním licím kanálkem (14) s dutinou pro odlitek (12).
2. 2. Zařízení pro vakuově-tlakové odlévání podle nároku 1, vyznačující se tím, že

   25 prostředky pro vertikální posuv jsou opatřeny vertikálně uspořádaným pohybovým hřebenem (7), přičemž pohybový hřeben (7) je spojen se dnem (6) licí komory (2) a posuvový pastorek (8) je spřažený s pohonem.
3. 3. Zařízení pro vakuově-tlakové odlévání podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, v y 30 značující se tím, že licí komora (2) je opatřena vyhodnocovacím zařízením (16) pro sledování průběhu tavby materiálu.
4. 4. Zařízení pro vakuově-tlakové odlévání podle nároku 1, vyznačující se tím, že odlévací forma (10), včetně tavícího nátrubku (13), je zhotovená ze zatmelovací hmoty jako

   35 celek.