DE1458061B2 - Verfahren zur Herstellung dichter Druckgußstücke mittels einer Kaltkammer-Druckgießmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur F i g. 1 ist ein Schnitt durch einen Teil der Druck-Herstellung dichter Druckgußstücke mittels einer gießmaschine und zeigt die Form und den Einschieß-Kaltkammer-Druckgießmaschine durch Aufbringen mechanismus in einer Stellung, bei der die Form eines Nachpreßdruckes während der Erstarrung unter gerade mit geschmolzenem Metall gefüllt wird;
Verwendung eines aus zwei konzentrischen, teleskop- 5 F i g. 2 ist ein Schnitt durch einen Teil der Druckartig gegeneinander verschiebbaren Teilen bestehen- gießmaschine und zeigt die Form und den Vorderteil ; den Schießkolbens. des Schießkolbens in einem Zwischenstadium des ·

Es ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem zwei Verfahrens;

konzentrisch angeordnete Stempel benutzt werden, Fig. 3 ist ein Schnitt ähnlich dem in Fig. 2, aber I die gemeinsam das flüssige Metall in die Form io in einem späteren Stadium des Verfahrens. ΐ drücken, wobei während der Erstarrung des Guß- Nach der Teildarstellung in F i g. 1 gehört zu der ^ Stücks der innere Stempel durch den aufsteigenden Druckgießmaschine eine Deckform 10 und eine Aus-Metallüberschuß zurückgedrückt wird und dabei werfform 12, die gemeinsam den Formhohlraum 14 einen regelbaren Nachpreßdruck auf das erstarrende bilden. Die Deckform 10 ist auf der Vorderseite einer Gußteil ausübt. 15 festen Platte 16 durch geeignete Bolzen (nicht dar- j

Es ist weiterhin bekannt, daß Gießmetall über gestellt) gehalten, und die feste Platte ihrerseits ist j

einen im Querschnitt dem Schießkolben angepaßten auf einer Grundplatte (nicht dargestellt) montiert. ■!,

Einguß in den Formhohlraum einzuschießen und Die feste Platte 16 trägt außerdem die einen Enden ■

dann während der Erstarrung mittels eines gesonder- von vier sich in Längsrichtung erstreckenden Füh-

ten, im Querschnitt gegenüber dem Schießkolben 20 rungsstangen 18, deren andere Enden von einer ge- i

kleinen Kolbens einen Nachpreßdruck auf das Guß- eigneten festen Gegenplatte (nicht dargestellt) gehal-

stück auszuüben. ten werden.

Das erstgenannte Verfahren arbeitet mit Metall- Die bewegliche Auswerfform 12 wird von der be- (* Überschuß, der in den bei einem bestimmten Druck weglichen Platte 20 getragen, die auf den Führungsvom Steigstempel freigegebenen Raum eintritt und 25 stangen 18 längsbeweglich montiert ist. Die bewegdem Nachdruck des Steigstempels ausgesetzt wird, liehe Platte 20 ist längs der Führungsstangen 18 zwiso daß der Nachpreßdruck an einer relativ weit vom sehen einer Stellung bei geöffneter Form und einer Gußteil entfernten Stelle auf das sich verfestigende Stellung bei geschlossener Form durch eine Knie-Metall aufgebracht wird. Das kann bei schnell fort- hobelvorrichtung 21 in bekannter Weise hin und schreitender Verfestigung dazu führen, daß im Guß- 30 her beweglich.

teil selbst noch Lunker verbleiben, während im Stei- In dem Innenraum der Auswerfform 12 ist ein

ger durch den unmittelbar hierauf wirkenden Nach- Auswerfermechanismus angeordnet, zu dem eine

druck die Lunkerbildung vermieden wird. Kopfplatte 22 und eine Mehrzahl von Auswerferstif-

Die weiteren Verfahren, die mit einem gesonder- ten 24 gehören. Die Auswerferstifte 24 sind mit ihrem ten Kolben zum Aufbringen des Nachpreßdrucks 35 einen Ende in der Kopfplatte 22 fest und gleiten in arbeiten, führen zu komplizierten Vorrichtungen und geeigneten Bohrungen in der Auswerferform 12. Ein können bei Anwendung auf Formen unterschiedlicher Stößel 26 ist mit seinem vorderen Ende an der Kopf-Gestalt zu Schwierigkeiten führen. platte 22 des Auswerfermechanismus befestigt und

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, das bei kon- erstreckt sich nach hinten durch eine fluchtende Boh-

zentrisch liegenden Kolben das Aufbringen des 40 rung in der Form 12 und der beweglichen Platte 20.

Nachdrucks auf konstruktiv einfache Art derart er- Eine Büchse 28 mit Dichtungsringen 30 ist vorge-

möglicht, daß mit Sicherheit ein lunkerfreies Gußteil sehen, um ein Lecken durch die bewegliche Platte

erhalten wird. um den Stößel 26 zu verhindern.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch Durch fluchtende Bohrungen in der Platte 16 und . ι

erreicht, daß zum Einschießen des Gießmetalls beide ₄₅ der Deckform 10 reicht dicht passend eine Einschieß-

Teile des Schießkolbens gleichzeitig und um den- büchse 32 hindurch, die eine senkrecht verlaufende

selben Betrag vorwärts bewegt werden und sodann Öffnung 34 hat, durch die eine Ladung des geschmol-

zum Aufbringen des Nachpreßdruckes der innere _zenen Metalls in die Einschießbüchse in bekannter

Teil des Schießkolbens weiter und in den Abguß hin- Weise eintreten kann. Eine weite Eingießöffnung 36

ein bewegt wird. _5o reicht von dem Ende der Einschießbüchse 32 in den

Das erfindungsgemäß angewendete gleichzeitige eigentlichen Hohlraum 14 der Form. Diese Öffnung

und gleichmäßige Vorschieben der beiden ineinander 36 ist so groß, daß das geschmolzene Metall in den

liegenden Kolbenteile führt zu einem turbulenzarmen Hohlraum 14 der Form ohne besondere Turbulenz

Einströmen des Gießmetalls in die Form. Das weitere gefördert wird. Wie aus der Zeichnung hervorgeht,

Vorschieben des inneren Teils zum Aufbringen des ₅₅ hat die Öffnung 36 anfänglich die gleichen Abmes-

Nachpreßdruckes durchstößt die sich bildende Er- sungen wie die Einschießbüchse, um Turbulenz zu

starrungskruste, so daß der Nachpreßdruck wieder auf vermeiden, wenn das geschmolzene Metall beim

das noch flüssige Metall einwirkt, und zwar in unmittel- Übergang in den Hohlraum seinen Weg von der

barer Nähe des lunkerfrei herzustellenden Gußteils. horizontalen in die senkrechte Richtung ändert.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird 60 Ein Schießkolben 38 besteht aus einem größeren,

nach vollständiger Erstarrung des Abgusses zunächst äußeren Kolbenteil 40, der in der Einschießbüchse

der innere Teil des Schießkolbens zurückgezogen 32 hin- und hergehen kann, und einem kleineren

und sodann nach öffnen der Gießform der Abguß Kolbenteil 42, der in einer Längsbohrung des größe-

mittels des äußeren Teils des Schießkolbens aus der ren Kolbens 40 hin- und hergehen kann. Der größere

Einschießöffnung herausgepreßt. 65 Kolbenteil 40 wird durch einen Flansch 45, der mit

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise ihm aus einem Stück besteht, gleitend von einer

dargestellt und wird im folgenden im einzelnen Mehrzahl von Stützstangen 44 getragen, von denen

erläutert. jede an einem Ende an der festen Platte 16 durch

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Flansche 43 und Bolzen befestigt ist. An den anderen F i g. 2 gezeigt, eine verhältnismäßig dünne erstarrte Enden der Stützstangen 44 ist ein hydraulischer Zy- Schicht aus dem geschmolzenen Material 124. Die linder 46 angeschraubt, der einen Kolbenanschlag 47 Bildung dieser Metallschale verhindert die weitere hat, der an seinem Ende befestigt ist, und einen KoI- Anwendung von hydraulischem Druck durch die ben 48 enthält, der darin hin- und hergeht. Der KoI- 5 Stirnfläche des Schießkolbens auf das geschmolzene ben 48 ist mit einer Kolbenstange 50 verbunden, die Metall, da diese Metallschale eine ringförmige Barauf den Stützstangen 44 durch einen Flansch 52 glei- riere 126 rings am Umfang der Stirnfläche des Schießtend montiert ist. Der Flansch 52 ist mit dem Flansch kolbens erzeugt. Dieser Zustand macht sich durch 45 des Kolbenteils 40 durch Zylinder 54 verbunden, ein merkliches Anwachsen des in dem Zylinder 46 der mit ihm verschweißt ist, wodurch der Kolben 48 io an der Außenseite des Kolbens 48 erzeugten hydraumit dem Kolbenteil 40 durch die Kolbenstange 50, lischen Druckes bemerkbar. Dieses Anwachsen des die Flansche 45 und 52 und den Zylinder 54 verbun- Druckes läßt geeignete elektrische und hydraulische den ist. Die Flansche 45 und 52 haben fluchtende Steuereinrichtungen so arbeiten, daß hydraulischer Bohrungen zur Aufnahme der Büchsen 56 und sind Druck in dem Zylinder 54 an der Außenseite des damit verschweißt. . 15 kleineren Kolbens 58 erzeugt wird, wobei der klei-

Diese wiederum nehmen die Stützstangen 44 auf. nere innere Kolbenteil 42 vorwärts bewegt wird und

Der Zylinder 54 bildet ebenfalls einen hydraulischen die Schale 124, wie in F i g. 3 gezeigt, durchstößt,

Zylinder mit einem Kolbenanschlag 55, der an der und wobei der Kern oder der innere, geschmolzene

Kolbenstange 50 befestigt ist, und enthält einen KoI- Teil des Gußstückes einem fortgesetzten Druck in

ben 58, der an dem kleineren Kolbenteil 42 be- 20 der Größenordnung von 700 kg/cm² unterworfen

festigt ist. . wird, um weiterhin geschmolzenes Metall in die Gieß-

Eine Bewegung des Kolbens 48 treibt den kleine- form zu fördern, damit das Schrumpfen so lange aus-

ren oder inneren Kolbenteil 42 und den größeren geglichen wird, bis das geschmolzene Metall erstarrt

oder äußeren Kolbenteil 40 als Einheit. Andererseits ist und gleichzeitig ein dichtes Gußstück hoher

treibt eine Bewegung des Kolbens 58 den inneren 25 Qualität erzeugt wird. Wenn das Metall erstarrt ist,

Kolbenteil 42 unabhängig von der Bewegung des wird der hydraulische Druck an der Außenseite des

äußeren Kolbenteils 40. kleineren Kolbens 58 abgeschaltet und auf dessen

Zunächst ist der Schießkolben 38 in die Anfangs- Innenseite geleitet, wodurch der kleinere Kolbenteil stellung eines Bewegungszyklus zurückzubringen, in 42 vom Gußstück abgezogen wird. Dann wird die der der Kolbenteil 40 genügend weit von der Ein- 30 Form geöffnet und der ununterbrochene Druck des schießbüchse entfernt wird, um den Einlaß 34 frei- äußeren Teils 40 des Schießkolbens auf den erstarrzugeben. Wenn die Stirnflächen der beiden KoI- ten Klumpen im Einguß drückt diesen von der Deckbenteile als eine Einheit arbeiten, liegen sie im we- form 10 ab. Danach wird der Druck in dem Zylinder sentlichen fluchtend miteinander und bilden eine 46 an der Außenseite des größeren Kolbens 48 abgezusammengesetzte Kolbenstirnfläche gewöhnlicher 35 schaltet und der hydraulische Druck wird auf die Form. Innenseite des Kolbens 48 aufgebracht, wobei der

Eine abgemessene Menge des geschmolzenen Me- ganze Schießkolben von der Einschießbüchse zurück-

talls, die ausreicht, um sowohl die Gießform 14 wie gezogen wird, so daß der Einlaß 34 für einen neuen

den vergrößerten Raum an der Eingießöffnung 36 zu Gießzyklus frei wird. Das Entfernen des kleineren

füllen, wird in die Einschießbüchse eingebracht, wenn 40 Kolbenteils 42 vor dem Zurückziehen des größeren

der Kolben 38 das Ende seines Hubes erreicht hat. Kolbenteils 40 ist wesentlich, um das Gußstück rich-

Dann wird das Hydrauliköl in den hydraulischen Zy- tig auswerfen zu können.

linder 46 an der außerhalb des Kolbens 48 liegenden Bei diesem Verfahren wird das geschmolzene Seite des Zylinders eingelassen, wobei sich der Ein- Material unabhängig von· dem hohen Nachpreßdruck spritzkolben 38 mit dem äußeren Kolbenteil 40 und 45 in die Gießform langsam und ohne Turbulenz in dem inneren Kolbenteil 42 als eine Einheit in Rieh- Form einer im wesentlichen geschlossenen Front Hntung der Gießform bewegt und dabei das geschmol- ein bewegt, so daß die atmosphärische Luft in der zene Metall ohne Turbulenz in die Gießform 14 Gießform durch die Entlüftungsöffnungen der Form hineinbringt. Das Volumen des Raumes an der Ein- vor der aufwachsenden Front von geschmolzenem gießöffnung 36 und die Geschwindigkeit des Schieß- 50 Material hinausgedrückt wird, wodurch die Porosität kolbens sind so bemessen, daß eine gleichmäßige des Gußstückes infolge von Lufteinschlüssen mög-Geschwindigkeit durch den Einguß von höchstens liehst klein gehalten wird. Durch das langsam fort-17 m/s, d. h. eine nichtturbulente Strömung erzielt schreitende Füllen der Gießform werden die Entlüfwird, wobei sich eine geschlossene Front von Metall tungskanäle der Form und die Fugenritze bei niedin die Form hineinbewegt und sie ausfüllt. Kurz be- 55 rigem Druck abgedichtet und so das Herausfließen vor die Gießform 14 mit geschmolzenem Metall ge- von flüssigem Metall aus der Gießform durch die füllt ist, wird von außen auf den Kolben 48 ein Fuge und die Auslaßöffnungen möglichst klein gezusätzlicher hydraulischer Druck aufgeübt, wobei ein halten. Das Verfahren ist daher besonders vorteilhaft Druck von etwa 350 bis 700 kg/cm² auf das Metall bei der Herstellung von Gußstücken mit Formen, die in der Gießform 14 ausgeübt wird. Das geschmolzene 60 an der Fuge etwas beschädigt sind. Ferner wird Metall beginnt unmittelbar in der Gießform und in die feste Schale 124 im wesentlichen bei niederen dem unmittelbar an die Metallwände der Gießform Drücken gebildet und dient dazu, das geschmolzene angrenzenden Einguß zu erstarren. Nachdem eine Metall in sich zu halten, wenn der hohe Druck durch kurze Zeitspanne in der Größenordnung eines Bruch- das letzte Einpressen des größeren und des kleineren teils einer Sekunde verstrichen ist, bildet sich an den 65 Kolbenteils aufgebracht wird, wodurch die aufzu-Metallwänden der Form innerhalb des Hohlraumes wendende Schließkraft für die Gießform um min-14 der Form ebenso wie an der Eingießöffnung 36 destens 50 % gesenkt wird. Außerdem läßt der hohe, und über der Oberseite des Doppelkolbens, wie in durch den kleineren Kolbenteil ausgeübte Druck die

Schale 124 dicht an der Gießform anliegen und man erzielt so eine höhere Gießgenauigkeit.

Der wesentliche Vorteil des Verfahrens besteht jedoch darin, daß die inneren Teile des Gußstückes einem ununterbrochenen Druck unterworfen sind, bis die Erstarrung im wesentlichen abgeschlossen ist, wobei Schrumpfung und Porosität des Gußstückes möglichst klein gehalten werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung dichter Druckgußstücke mittels einer Kaltkammer-Druckgießmaschine durch Aufbringen eines Nachpreßdruckes während der Erstarrung unter Verwendung eines aus zwei konzentrischen, teleskopartig gegeneinander verschiebbaren Teilen bestehenden Schießkolbens, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einschießen des Gießmetalls beide Teile (40, 42) des Schießkolbens gleichzeitig und um denselben Betrag vorwärts bewegt werden und sodann zum Aufbringen des Nachpreßdruckes der innere Teil (42) des Schießkolbens weiter und in den Abguß (124) hinein bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach vollständiger Erstarrung des Abgusses zunächst der innere Teil (42) des Schießkolbens zurückgezogen und sodann nach Öffnen der Gießform (10,. 12) der Abguß mittels des äußeren Teils (40) des Schießkolbens aus der Einschießöffnung (36) herausgepreßt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen