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Druckvorrichtung an einer Gießmaschine für Rund-Stereotypplatten mit
stehender Gießform Bei bekannten Gießmaschinen mit stehender Gießform und daran
unten angeordnetem Gießventil erfolgt der Guß unter hydrostatischem Druck des Schmelzkesselinhaltes
wie bei kommunizierenden Röhren. Dadurch bieten sie eine Möglichkeit zur Herstellung
gleichmäßig dichter, blasenfreier Stereotypplatten. Nun spielt dabei der Stand des
flüssigen Metallspiegels im Schmelzkessel eine gewisse Rolle. Bei Platten mit nur
kleinem verlorenem Kopf bzw. Anguß kann es vorkommen, das Seigerungen im Plattenkopf
auftreten. Auch wäre es nicht ausgeschlossen, daß das Schriftbild und das Gußgefüge
im oberen Bereich der Platte zu wünschen übriglassen. Deshalb befaßt sich die Erfindung
mit dem Gießen unter Anwendung von zusätzlichem Druck.
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Dieser Gedanke ist an sich nicht neu. An einer bekannten Bauart von
Gießmaschinen zur Herstellung runder Stereotypplatten mit liegender, nach unten
gewölbter Gießform wird das Metall von oben in die Gießform eingespritzt und dabei
über eine längere Steigleitung mittels Metallpumpe zugeführt, deren Zylinder mit
Kolben in einer unterhalb der Gießformoberkante liegenden Vorkammer zwischen Schmelzkessel
und Steigleitung angeordnet ist. Beim Spritzgießen jedoch wird die Form sehr rasch
mit Gußmetall gefüllt, so daß insbesondere auch an Gießmaschinen mit stehender Gießform
keine unbedingte Gewähr für eine ordentliche Luftverdrängung und für porenfreien
Guß bestünde.
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An Gießwerken für Stereotypplatten ist es ferner bekannt, beim Gießvorgang
vom Eingießen bis zum Erstarren des Metalls in der Gießform zusätzlichen Druck anzuwenden.
Zu diesem Zweck wird z. B. der als geschlossene Vorkammer ausgebildete Eingußtrichter
unter pneumatischen Druck gesetzt. Dabei erfordert der über ein praktisch mögliches
Gefälle hinaus gesteigerte Druck ein dem Gießmetall fremdes Medium als Puffer zwischen
Pumpe und Gießmetall. Auch der Aufwand für die Pneumatik ist recht erheblich. Zudem
führt eine solche Einwirkung von Luft auf das Gießmetall zu vermehrter Oxydation,
so daß auch schon vorgeschlagen wurde, statt atmosphärischer Luft besondere Gase,
wie Kohlensäure od. dgl., als Medium zu verwenden. Insbesondere aber sind die bekannten
Vorrichtungen zur Erzielung eines gesteigerten Druckes wenig geeignet bei Gießmaschinen
mit senkrecht stehender Gießform zum Guß von unten her.
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Die Erfindung behandelt Gießmaschinen mit stehender Gießform und daran
unten angeordnetem Gießventil für das Gießen unter hydrostatischem Druck des im
Schmelzkessel befindlichen Metalls. Sie bringt den Vorschlag, auf das mit mikroskopischen
Luft- bzw. Gasblasen durchsetzte flüssige Metall in der Gießform jeweils erst nach
dem unter hydrostatischem Druck erfolgten Eingießen noch zusätzlichen Druck unmittelbar
vor dem Schließen der Gießform einwirken zu lassen. Diesem Zweck dient erfindungsgemäß
eine bei Schmelzkesseln an Gießmaschinen an sich bekannte Vorkammer mit Zylinder
für einen Kolben mit Absperrmitteln am Kolben zum Pressen des flüssigen Metalls
in der Gießform, jeweils erst nach erfolgtem Eingießen unmittelbar vor dem Schließen
des Gießventils.
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Die Erfindung beruht auf der durch Versuche erhärteten Erkenntnis,
daß eine im Gefüge sehr dichte Stereotypplatte entsteht, wenn man eia kombiniertes
Gießverfahren anwendet, das mehrere an sich bekannte Verfahren in zeitlicher Reihenfolge
benutzt. Merkmale sind also der stehende Guß unter hydrostatischem Druck mit Einfüllung
von unten und anschließendes Nachdrücken des Metalls in der Gießform beim Abkühlen.
Durch den stehenden Guß mit Füllung von unten unter hydrostatischem Druck wird eine
Vorbedingung für zuverlässig porenfreie Platten erfüllt, weil hier das einströmende
Metall die Luft im Gießraum ruhig hochsteigend verdrängt, während vergleichsweise
beim Guß von oben die Luft durch einfließendes Metall hindurch entweichen muß. Um
außerdem einen besonders scharfen Ausguß der Mater zu erzielen, wird die an sich
schon porenfrei
gegossene, noch flüssige Metallplatte durch einen
Preßkolben unter Druck gesetzt, wobei die Einwirkung eines fremden Mediums auf das
Gießmetall vermieden ist. Die Kombination des stehenden Gusses bei hydrostatischer
Füllung von unten mit anschließender Verdichtung gewährleistet somit eine im Gefüge
besonders dicht gegossene blasenfreie Stereotypplatte, was sich daraus erklären
läßt, daß Gas-bzw. Luftbläschen, feinstverteilt, in dem flüssigen Metall in der
Form eingeschlossen sein können und durch zusätzlichen Druck zusammengedrückt werden.
Dabei verbürgt der zusätzliche Druck nicht nur ein besonders inniges Anpressen der
Matrize an die Gießschale, sondern auch ein sehr scharfes Ausgießen der Matrize.
Insbesondere verhindert er auch bei sehr kleinem verlorenem Kopf schädliche Seigerungen
des oberen Plattenrandes.
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Die Zeichnung (Abb. 1 und 2) veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung in schematischer Darstellung der wesentlichen Teile der Gießform und
des Schmelzkessels. Dabei zeigt Abb.2 in Draufsicht die gegenseitige Lage der Antriebswelle
für den Stöpsel und der Kolbenstange.
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Der heizbare Schmelzkessel 1 besitzt am Boden eine konische Ausmündung
3, die durch den Stöpsel bzw. Ventilkegel 2 als Gießventil verschließbar ist und
zum senkrecht stehenden Gießraum 4 führt. Die Gießform wird durch den selbsttätig
abschwenkbaren Gießkern 5 und die ortsfeste Gießschale 6 mit dem Gießring 7 am Boden
gebildet. Sie ist auch oben durch einen Gießring abgeschlossen, der durch feine
Kanäle das Entweichen der beim Gießen verdrängten Luft ermöglicht. Die Ausmündung
3 des Schmelzkessels ist durch eine Bohrung 8 des Gießringes 7 mit dem Gießraum
4 verbunden. Der axial bewegliche Ventilkegel bzw. Stöpsel 2 trägt zum Verschieben
in seiner rückwärtigen Verlängerung 9 eine Zahnstange 10 für ein Zahnrad 11, dessen
lotrecht im Schmelzkessel gelagerte Spindel 12 im Gießtakt selbsttätig verdrehbar
ist. Der Stöpsel 2 ist in seiner zurückgezogenen Stellung gezeichnet. Seine Verschlußstellung
ist durch den konischen Sitz des Gießmundes 3 bestimmt.
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Der zum Gießmund führende Ausfluß des Schmelzkessels ist hinten als
Pumpenstiefel ausgebildet, der als Zylinderführung 13 für einen im Gießtakt selbsttätig
heb- und senkbaren Verschiebe- oder Druckkolben 14 dient. Die Kolbenstange 15 ist
im Deckel 16 des Zylinders 13 gelagert und an ihrem aus dem Schmelzkessel herausragenden
Kopf an Treibgestänge aasgelenkt. Der Kolben 14 und der Deckel 16 besitzen je drei
Durchbohrungen 17 bzw. 18 als Durchfluß für das Gießmetall. An seiner Sohle trägt
der Kolben 14 mit drei Kopfstiften 19 einen Ventilteller 20. Dieser befindet sich
beim Gießen in der gezeichneten Stellung in gewissem Abstand vom Kolben und ermöglicht
dabei durch seine CSffnung 21 den Metalldurchfluß; beim Niederdrücken legt er sich
an den Kolben 14 und schließt dessen Durchbohrungen 18, beim Hebel entfernt er sich
durch den Staudruck des Metalls vom Kolben.
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Auf dem Deckel 16 ist in einer Ringscheibe 22 ein Drehschieber 23
geführt, dessen Durchbohrungen 24 beim Gießen mit denen des Deckels 16 fluchten.
Die Hohlwelle 25 des Drehschiebers umschließt die Kolbenstange 15 und ist durch
eine an ihrem Kopfende befestigte Griffstange 26 von Hand oder selbsttätig verdrehbar,
um durch überdecken der Durchbohrungen 17 des Deckels 16 den Zylinderraum 13 bzw.
Kolben 14 gegen den Schmelzkessel zu verschließen. Auf diese Weise kann jederzeit
oder selbsttätig die Verbindungsleitung zwischen Gießform und Schmelzkessel vom
hydrostatischen Druck des Schmelzkesselinhaltes durch Abdrosseln entlastet und ein
unerwünschter Metallfluß oder kesselseitiger Metalldruck am Ventilkegel 2 unterbunden
werden.
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Diese Einrichtung eignet sich besonders für vollautomatische Gießmaschinen.
Bei vorzugsweise hydraulischer Steuerung der Vorgänge ergibt sich auch eine gute
Möglichkeit, den abschwenkbaren Gießkern 5 außerordentlich sicher mit der Gießschale
zu verriegeln und so den großen Druck zuverlässig aufzufangen, den der Druckkolben
14 auf die Gießform 5, 6 ausüben kann. Zu diesem Zweck trägt der Gießkern 5 an jeder
Stirnseite einen Gegenkonus 27 bzw. 28 für einen hydraulisch verschiebbaren Verriegelungsbolzen
29 bzw. 30. Der Führungszylinder 31 des unteren Bolzens 29 ist am Sockel der Gießmaschine
verschraubt. Für den oberen Bolzen 30 ist der Führungszylinder 32 an der Gießschale
befestigt. Die konischen Bolzen bilden einfache und stabile Riegel. Ihre hydraulische
Betätigung läßt sich beim vollautomatischen Ablauf der Vorgänge gut in den vorbestimmten
Zeitplan einfügen.
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Sobald der Gießkern in die Gießschale eingefahren und mit ihr verriegelt
ist, kann der Guß beginnen. Zum Gießen sind sämtliche zur Ausmündung 3 des Schmelzkessels
führenden Verbindungskanäle im Pumpenstiefel offen. Durch selbsttätiges Öffnen des
vorzugsweise hydraulisch bewegten Gießventils 2, 3 fließt das Metall in den Gießraum
4, in dem die Matrize 33 an der Gießschale anliegt. Das unter hydrostatischem Druck
des Schmelzkesselinhaltes ruhig aufsteigende Metall schiebt die Luft vor sich her
und verdrängt sie aus der Gießform, so daß ein Vermischen von Luft mit dem Gießmetall
vermieden wird.
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Sobald die Form gefüllt ist, wird der Druckkolben 14 hydraulisch selbsttätig
nach unten bis in die strichpunktiert gezeichnete Lage 14', 20' bewegt. Dabei legt
sich der Ventilteller 20 durch den Gegendruck des im Pumpenstiefel befindlichen
Gießmetalls an den Kolben 14. Der somit verschlossene Kolben übt über das im Pumpenstiefel
befindliche Gießmetall unmittelbar einen vorbestimmbaren und regelbaren gesteigerten
Druck auf den noch flüssigen Gießforminhalt aus. Der im Schmelzkessel eingebaute
Kolben 14 bewirkt also unmittelbar ein besonderes Verdichten des Gießmetalls der
Stereotypplatte beim Abkühlen bis zum beginnenden Erstarren. Auch trägt der Preßdruck
zur vollkommenen Ausfüllung der Form bei. Nach einstellbarer Zeit wird die Gießform
durch das Gießventil 2, 3 selbsttätig geschlossen und der Kolben 14 in seine Ausgangsstellung
zurückbewegt. Dabei kann die Druckwirkung des Kolbens zweckmäßig kurz nach dem Schließen
des Gießventils beendet werden.