DE1926867A1 - Druckgussverfahren fuer Giessmetalle mit hohem Schmelzpunkt und Giessmaschine hierfuer - Google Patents

Description

4MO Htmt» 8000 Mönchen 23,

FnUfgritlMtrato 19 ΠI η I -in η ft H R a hr Elsenacher Straße 17

Dlpl.-lng. ft. H. Bahr

PW.-Anw. Hfn^nn-Tr.rt.pohl DIpL-P ti yS. EdUafd ΒβΙΖίβΓ Fernsprecher: 3D 8011

Fernsprecher: S 0030 38 6012

515 62 Dlpl.-lng. W. Herrmann-Trentepohl 393013

Tel«orammant<*rltt: ρ atpnt A MVUJt I TP Teleerammanschrift: B«hrp«tent· Hern· KAItN[ANWALIt: Babefcpat Mönchen Telex 08 229 853 Telex 05 245 82 Bankkonten: -

Bayrisch· Verernsbank München 862287 Dresdner Bank AQ Herne 202436 PostscjMcfckonto Dortmund 568 88

stscfeackkonto Dortrnu

η·«.: M 01 5Sf?. Ka/^a

in der Antwort bitte angeben

Zuschrift bitte nach:

HATIONAT LEAD COMPANY
111" Broadway, New York,_ NV Y., USA

Druckgußverfahren für Gießmetalle mit hohem Schmel?r.xi:i^t und Grießmaschine hierfür

Die Erfindung· betrifft ein Verfahren für Gießmetalle «rdt h Schmelzpunkt, vor allem für Legierungen, insbesondere legierungen. Außerdem ist die Erfindung auf eine Gießmaschine zur "Durchführung des DrueIcgußverfahrens gerichtet.

Erfindungsgemäß wird die Druckhülse einer Druckgießmaschine , mit einer Wärme schutz schicht "versehen, bevor eine Gießmetallcharge dort eingefüllt wird. Der Druckkolben wird durch das Einsetzen" einer Dichtung geschützt, und der aktive Teil der Druckhülse weist einen größeren Durchmesser auf als der eigentliche Durchmesser des Druckkolbens, so daß ein Restmetallring in der Druckhülse nach, dem Abguß verbleibt. Der Metallring und die Dichtung werden als Teil der Abfälle und Rückstände mit dem Druckgußstüek entfernt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Drückhülse aus einer schwimmenden Hülse, die Spiel für eine Relativbewegung gegen-'

90988$/1857 _ ₂ _

d P. Π

Zur Zei+ werden 'Hrun '!".live^^ihre". in fro^rrera Umf'an."· "turn Giessen von Teil.pn cius Ίϊ-ί'κ—, litur.ini^iPi— un^ r-'acnesiwl eir s?owi ρ au^ ^>Λ θ ί?+Ir¹Ti^- θ". ^ Ί^ΐ' e¹"¹ ern Br¹An ^e "■ ^;.νΐρ ^'essinp" Τ^ΙΤ Patentschriften werden Gießverfahren für Eisenlegierungen vielfach behandelt; e^ vniv^e ίρ-^οορ sehr selten, ',venn ü^er— haurt, eire ir^ustrie¹! e Ar -''eriuir" de"^ Οπιο ^: rußverfahr en für derar+i^e Ie^ierun"⁰^ herbeigeführt. Ep ist nicht nur ™ außerordentlich s.ch*."H.eri^fr, en+^orrechencie ^c^1-U len. hevzu—

.stellen fv.r Gießmetall e rit einer¹"⁵ Sohpel !⁷^u¹"^vt oterhal^" 1100*

ef? ist dar'/hern i"". aun ^gip^+ ν/β"?! ei¹^ -^eei ^otgs und ^riedengtellend -arbeitendes Gesenk zur Verni^rr steht,

"it diesen u^rn..^vup"ehen, da die ^e^en^/tirti^en ⁿruck- ^en lediglich "/enire Gui^fol.^en ü^Ker in betrieb sein körnen, .^h":ie daß bereits eine irstarrun"· einsetzt. 5s be- steht daher ein Pedürfr.is, entsprechende Verbesssrur..Ten für' das Arbeitsverfahren in ⁿr^TAciTie^maschinen in Hinblick auf den Eir.sr>rit?teil dieeer Maschine zu schaffen, wem die Vorteile, die dem Druc^ffuiverfahren ei?en sind, auch St Metalle mit einem verhältnismäßig hohen Schwelzr.unkt genutzt werden sollen. Oie vorliegende Erfindung betrifft derartige Verbesserungen.

Die Erfindung setzt voraus, daß das Gießmetall .jeder Charge in eine Druckhülse eingeführt wird, wobei vermieden wird, daß dieses Metall an der 'Vandung der Druckhülse haftet, daß ferner der Druckkolben nicht in direktem Kontakt mit dem Gießmetall gelangt, das in die Druckgußform eingespritzt wird, daß die Maschine nur denjenigen Teil der Charge in das Gesenk drückt, der in flüssigem Zustand bleib+, da grundsätzlich ein unmittelbares Erstarren der Charge nahe der Wandung der Druckhülse auch dann einsetzt, wenn Vorkehrungen dagegen und ein entsprechender Schutz vorgesehen sind, und daß in bestimmten ATiOrdnungen, bei denen die Druckgußform aus einem hochhitzebeständigen Metall besteht,

909885/1057 - 3 -

BADORfGiNAL

die Drue icbliü sen an Ordnung· derart eingerichtet ist, da¹?- r?ie sich ausdehnen in el zusammenziehen 1^rann in Abhängigkeit von den 'YMrmeB^annunr^vi, ie^och unabhängig von den der Druc'-fuiPform behanhbarten Teiüen.

Die Erfinäur;- wird nach-stehend anhand von Ausführunrp^eisrielen mit ^eru,«· au:' die Zeichnungen näher erläutert, in denen eine Druckgießmaschine mit verschiedenen herkömmlichen Teilen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeilen im einzelnen:

Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht einer "Druck-!eismaschine r*ur -Durchführung· des erfindungsgeirnßen Verfahrens, teilweifse ir« Schnitt;

Fig. 2 eine Teilansicht der Maschine von Fig. 1 in gleicher

Abbildung, wobei die Druckgußform geöffnet ist und - ein Teil der Druckhülse geschützt wird;

Fig. 3 eine ahnliche Ansicht wie in Fig. 2.zur Darstellung der mit Metall gefüllten Druckhülse;

Fig. 4 eine Ansicht der Teile von Fig. 2 und 3? wobei die Druckgießform geschlossen und der Kolben vorgerückt ist für einen Gießvorgang; ·

Fig. 5 eine Ansicht der Teile von Fig. 2 und 3» wobei das Druckgußstück und der Abfall aus der Druckgußform entfernt wird;

Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht einer Druckhülse und eines Dr-uckkolbens. ^:

In den Zeichnungen, ist mit 10 eine vertikale Druckgießmaschine bezeichnet, die in ihrem wesentlichen Aufbau herkömmlichen Ausbildungen entspricht und die einen Rahmen 11 mit einem Bett

909885/1057 - 4 -

SAO ORJRStNAiU

12 umfaßt, auf dem ein Deckelgesenk 13, bzw. eine zweiteilige Fokille oder Druckguß form,, in herkömmlicher Weise befestigt ist. Verbindun gs stan gen 14 tragen die oberen Betätigungselemente der faschine einschließlich einer Gleitplatte 15, an die ein Aus- werfzylinder 16 angeschraubt ist, um eine Auswerfplatte 17 zu betätigen. Eine Auswerfformhälfte 16 wird ebenfalls von der Gleitplatte 15 getragen und wird mittels-herkömmlicher Verbindungselemente (nicht dargestellt) in eine Lage gebracht und aus dieser entfernt, bei der die Formhälften 18 und 13 zusammen- ψ -redrückt sind. ·

Geeignete Formblöcke 20 und 21 bilden einen Formhohlraum 22, in den Metall über eine Eingangsöffnung 23 aus einer Druckhülse 24 eintritt. Die Druckhülse 24 erstreckt sieh durch das Deckelgesenk 13 nach oben und weist in einem Abschnitt dieser Vorrichtung eine grobe Spielpassung auf (wie in Fig. 6 angedeutet -ist), damit sich die Hülse gegenüber dem Deckelgesenk 13 aus den nachfolgend im einzelnen näher erläuterten Gründen ausdänen und zusammenziehen kann. · '

Ss ist ferner ein Druckkolben 25 vorgesehen, der durch einen herkömmlichen Druckzylinder 26 betätigt wird, wenn Metall.-in das Gesenk eingespritzt werden¹ soll. Normalerweise befindet sich der Druckkolben in einer zurückgezogenen Stellung "und rückt in eine erste Lage vor, wenn ein Sehuß bzw. ein Druck- "> gießvorgang ,ausgeführt wird, und rückt weiter vor in eine . ; zweite Lage, um das 'Restmetall und den Abfall aus dem Ende I der Druckhülse auszustoßen. '·

Die Druckgießmaschine, die zur Ausführung des erfinduragsgemäßen Verfahrens bestimmt ist, unterscheidet sich in einer . Hinsicht von herkömmlichen Maschinen, indem nämlich die Druck-* hülse 24 vorzugsweise abgestuft ist und einen vergrößerten aktiven oberen Teil eines Durchmessers D (vgl. 'fig, 2) auf- ! weist« Der übrige Teil der Druckhülse ist so bemessen» daß er ^;

901886/1057 - 5- !

mit einem Durchmesser d (vgl. Fif. 2) auf die Abmessungen des Druckkolbens 25 abgestimmt ist. Der vergrößerte Teil des Druckabschnitts der Druckhülse, in dem ein Schutzelement eingesetzt ist und in den die Gießmetallehargen jeweils eingefüllt werden, wird im folgenden mit "Druckkammer" 31 bezeichnet. 7/enn die abgestufte Ausführung der Druckhülse nicht benutzt wird, wird das Schutzgefäß, das nachfolgend näher beschrieben wird, direkt über den Kolben 25 oder direkt über eine Dichtung 32 gesetzt, wenn dieses Bauelement einen Teil der Druckgießanordnung bildet.

Der Druckkolben 25 weist eine normale Passung mit dem Inneren des unteren Teils der Druckhülse im Bereich des kleineren Durchmessers auf, erfindungsgemäß kommt der Druckkolben .jedoch niemals mit der Gießmetallcharge in Berührung. An diesem Ende ist eine Dichtung 32vorgesehen, die über eine Spitze 33 des Kolbens 25 gesetzt bzw. gestülpt ist, die einen abnehmenden Durchmesser aufweist. Die Dichtung 32 kann verschiedene Formen annehmen, .jedoch cfcie in den Fig. 1-5 gezeigten Ausführungsformen bilden bevorzugte Gestaltungen. Wie erwähnt, weist die Dichtung die Form eines Gefäßes öder einer Tasse mit einem nach unten stehenden Flansch 34 auf, der mit der Innenwandung der Druckhülse 24 entweder mit einer engen Passung vor dem Druckkolben in Verbindung steht oder verjüngt sein kann, um mit der Druckhülse an ihrem oberen Ende in loser Verbindung zu stehen und nur nahe dem unteren Ende des Flansches 34 eine dichte Anlage zu bilden.

Eine andere geeignete Form einer Dichtung ist in Fig. 6 dargestellt, bei der eine zylindrische dehnbare Dichtung 35 vor dem Druckkolben 25 vorgesehen ist, wie später im einzelnen erläutert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren geht aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren 2 -§ hervor. Wenn man mit den Gesenkhälften 13 und 18 in deren offener Lage beginnt, besteht der erste Schritt darin, eine Dichtung wie beispielsweise die Dichtung 32 auf der Spitze des

900885/ 1-057 _ 6 ~

25 anzuordnen. Der nächste Schritt ist das Anleger einer Hi t:ze dämmung und das Vorsehen eines Schutzelementes ar der Innenseite der Druckkammer 31. ^Tfach einer sehr einfachen Aus ^f'ührungs form der vorliegenden JSrfindung v/ird ein Gefäß 36 aus Asbestpapier in die "Druckkammer 31 oberhalb der Dichtung 32 eingesetzt. Das Gef^.ß aus Asbestpapier kann ziemlich dünn sein, und es hat sich gezeigt, da.ß~~~~ es möglich ist, damit die Charge aus geschmolzenem Eisenmetall in sehr günstiger ".'/eise zurückzuhalten und zusammenzuhalten, ohne daß es zu einer Auflösung kommt. "Die ^: Van dung der Druck-¹ rammer kann auch durc h besprühen der inneren Oberfläche der' Druckkammer rit einem Schlamm aus Kieselmehl, ^pentonit und 7as3er geschützt '."/erden. Die Verwendung dieses Schlaimis ist ■ beim Zentrifugal-Druckgießen von Eisenmetallen zur Schaffung einer hitzebeständigen Pormauskleidung bekannt. Die hitzebeständige Forr-iausi'leidung haftet an einer heißen Hülse leichter als an einer halten. Ein zufriedenstellendes Haften wird erreicht, v/er.n man ein oder zwei Druckfeie3vorgänge durchgeführt hat, es kann .iedoch auch wünschenswert sein, die Druckkammer 31 vor Inbetriebnahme der Maschine vorzuheizen. Die in der Form angelegte Schicht dient nicht nur als Hitzedämmung sondern hindert das Hetall auch daran, an der Innenwandung der Druckkammer zu haften. Dadurch wird auch das Entfernen der Abfälle und Restmetalle erleichtert, wie nachfolgend erläutert wird.

'Venn die Druckkammer 31 in geeigneter Weise geschützt ist, kann Gießmetall, wie schematisch in Fig. 3 dargestellt ist, eingefüllt werden. Nach dem Abfüllvorgang werden die beiden Formhälften in ihre geschlossene Lage gebracht, und der Druckkolben 25 wird vorwärtsbewegt, um das geschmolzene Metall in die Druckgußform zu drücken, wie schematisch in Fig. 4 gezeigt ist. Im Zusammenhang mit dieser Abbildung ist es wesentlich,

BADORfGiNAL ~\

^rätK 9098*5/10^;57 "' "■-

darauf hinzureisen, daß nur der Mittelteil des Gießmetalls eingespritzt wird, während ein Hing stehen "bleibt, der durch den Unterschied irn Durchmesser D der Druckkammer und dem kleinen Durchmesser d der Dichtung 3.2 gebildet wird, die den Kopf ,bzw. den Boden des Druckkolbens darstellt. Es sei auch _oangem'erkt, daß die Oberfläche des Druckkolbens nicht in direkte Berührung mit den Überresten einer Charge in der Druckkammer gelangt. Die übrigbleibenden Fasern des Gefäßes 36 aus Asbestpapier bleiben zum allergrößten Teil bei den Metallüberresten in dem obenerwähnten Ring.

Nach einer vorbestimmten Zei-täauer im Anschluß an einen Gießvorgang werden die Gesenke geöffnet und das vollständige Druckgußstück ausgestoßen, wie in Pig. 5 angedeutet ist. Wenn die Gesenke zu Beginn öffnen, rückt der Druckkolben vor, um das Druckguß.stück von dein Deckelgesenk wegzudrücken und den Abfall und das Restmetall aus der Druckhülse zu entfernen. Danach wird der Kolben wieder in die dargestellte Stellung" zurückgezogen. Die bekannten Auswärtszapfen werden betätigt, um das Druckgußstück von der Auswärtshalf te des Gesenks zu befreien. Das Restmetall und der Abfall wird von dem Druckgußstück an der Stelle des Eingusses abgebrochen und einer Wdffilerverwendung zugeführt. Das Entfernen des Restmetalls aus der Druckkammer wird durch ein Gefäß 36 aus Asbest oder durch ein Beschichten erleichtert, iDiese Maßnahmen gehören zu den ersten Arbeitsgängen, die oben beschrieben wurden.

Wenn das Druckgußstück vollständig von der Gießmaschine gelöst ist, wird eine neue Dichtung 32 in die Druckkammer bzw „λ Druckhülse eingesetzt, ein neues Schutzverfahren für das Innere der Druckhülse wird durchgeführt, und der gesamte Vorgang wiederholt,. -

Bestimmte Abwandlungen der Erfindung sind· ohne weiteres

909885/1057 .

BADOBtGlNAl.

denkbar. ,Eine oder alle der verschiedenen Möglichkeiten, die nachfolgend beschrieben werden, können angewendet werden« Zunächst läßt sich die Dichtung 32 gegen Schmelze aus Eisenmetall ersetzen durch ein zylindrisches, sich längserstrecken-' des Stück eines Rohrs 35. Das untere Ende des Rohre ruht direkt auf dem oberen Ende einer Schulter 53 auf dem Druckkolben 25, * und das obere offene Ende des Rohrs wird mittels einer Kappe 54 verschlossen. Die Kappe 54 besteht vorzugsweise aus einem hochhitzebeständigen Material,- wie beispielsweise Kohlenstoff, " obwohl in einigen Fällen eine Kappe aus der gleichen Eisen- legierung verwendet werden-kann, für die/sie eingesetzt werden soll.

Beim Gießen von Eisenlegierungen ist es notwedig, Gesenkblöcke aus hochhitzebeständigen Metallen anstelle herkömmlicher Stähle zu verwenden. Diese hochhitzebeständigen Metalle sind spröde und schwierig zu bearbeiten. Sie weisen auöheinen anderen ■ Wärmeausdehnungskoeffizienten auf als benachbarte !Peile, wie * beispielsweise die Druckhülse. Ein wesentliches Merkmal.der ^:-■_ vorliegenden Erfindung ist in vergrößerter und übertriebener \. Darstellung in Fig. 6 gezeigt.. Wie dort angedeutet ist, ist die Drtkckhülse 24 so bemessen, daß sie* einen freien Zwischen- raum 56 aufweist, wo normalerweise eine Gleitpassung mit den : benachbarten GesenkBöcken vorhanden ist. Es ist auch ein Γ Zwischenraum 57 für eine ^Ausdehnung in Längsrichtung vorgesehen. Siti, geschlitzter Ring 58 dient dazu, eine erhebliche ; Versetzung bzw. Verschiebung der Druckhülse 24 gegenüber dem .; Gesenk zu verhindern. _. ^: -

Es ist sehr wesentlich, daß die Druckhülse mit einem lippen- · förmigen Fortsatz oder Flansch 24a versehen ist, der dazu dient» das innere Ende der Gesenkblocköffnung zu überdecken, in der¹" ■ die Druckhülse aufgenommen ist. Die Lippe 24* weist einen j verjüngten Umfang auf, der mit einer entsprechenden Verjüngung; 24b in der Auswerihälfte des Gesenks zusammenwirkt_? vm die..., ;

909 88 5/1057

ORIGINAL INSPECTED

Druckhülse zu zentrieren. Durch das Schließen der GesenkhäFten .und zusätzlich durqh. die Kraft, ddie durch das eingespritzte Metall aufgebracht wird, wird die Lippe 24a während des Gieß-Vorgangs fest gegen die benachbarte oberfläche des Gesenkbloeks gedruckt. Die Lippe 24a dient außerdem dazu» überlauf material bzw.·Gratmaterial aufzunehmen, das sich im Verlauf eines Gießvorgangs ablagern kann. Überlaufraagerial bzw» Gratmaterial, das unter die Lippe 24a gelangt, wird von dem Druckgußstück abgebrochen, wenn das Gußstück ausgestoßen wird, weil die Richtung des Ausstoßvorgangs senkrecht zu der Bbene' ist, in der sich der Grat bilden kann. Dabei wird die zum Abbrechen des Grates erforderliche Kraft.von der aus Stahl bestehenden Druckhülse aufgenommen und wird nicht auf die aus sprödem Metall bestehenden Gesenkblöeke aufgebracht.

Patantane-prüche t

ORIGINAL iNSPECTED

Claims (5)

Patentansprüche :

1. Druckgußverfahren für Gießmetalle mit hohem Schmelzpunkt, wie Eisenlegierungen in einer Druckgießmaschine mit einem Druckkolber, der in einer Druckhülse hin- und herbewegbar ist, um Gießmetall in einen Forrnhohlraum zu drücken, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte: ■ " -

A) Anordnen eines Gießmetall aufnehmenden Teils der Druckhülse mit einer schützenden Hitzedämmung,

B) Einfüllen von Metall in den geschützten Teil der Druckhülse,

C) Vorwärtsbewegen des Druckkolbens zum Einspritzen des Metalls in die Druckgußform, wobei nur der Mittelteil des eingefüllten Gießmetalls eingespritzt und ein Metallrückstand in Form eines Ringes in der Druckhülse zurückbleibt,

D) Erstarrenlassen des Metalls in der Form und

E) Ausstoßen des erstarrten Druckgußstücks und des Metallrückstands von der DruckhüXse,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Hitzeschutzdämmung das Einsetzen eines vorgeformten hochhitzebeständigen Bauteils in die Druckhülse umfaßt,

3. Verfahren nach Anspruch 1_? dadurch g e Ic e η η ζ e i c h net , d.3.9- die Hitzeschutzdämmung durch Aufbringen eines

Schlamms eingerichtet m.r^rl.

8AD

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h ■ η e t * daß eine Dichtung zwischen den Bruckkolben und den das Gießmetall aufnehmenden Teil der Druckhülse eingesetzt wird, um den Druckkolben gegen eine Berührung mil; dem eingefüllten Gießmetall zu schützen.

5.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß eine Druckhülse mit Zwischenraum zu den benachbarten Teilen des' Gesenks durch das Schließen der Gesisnkhälften zentriert und gehalten ist, ·

909885/1057