DE1952968B2 - Druckgiessmaschine zum vergiessen hochschmelzender metalle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckgießmaschine zum Vergießen hochschmelzender Metalle, wie Kupfer und Kupferlegierungen, mit relativ zueinander beweglichen Formelementen, die in wenigstens einer Teilfläche zusammenführbar sind, einem in der bzw. einer Teilfläche angeordneten Formhohlraum, einem einen Druckkolben enthaltenden Druckzylinder, der wenigstens eines der Formelemente durchsetzt, zu der den Formhohlraum enthaltenden Teilfläche offen ist und in dieser mit dem Formhohlraum in Verbindung steht, und einem in den Druckzylinder mündenden Eingießkanal.

Bei einer bekannten Druckgießmaschine (USA.-Patentschrift 3 270 377) mündet der Eingießkanal in das rückwärtige Ende des Druckzylinders unmittelbar vor dem vollständig zurückgezogenen Druckkolben. Durch den Eingießkanal wird im Betrieb der Druckzylinder etwa bis zu einem Drittel seines Durchmessers mit flüssigem Metall gefüllt. Ein vollständiges Füllen des Druckzylinders ist einmal aus Dimensionsgründen und zum anderen deswegen nicht möglich, weil sonst zu Beginn des Injektionshubes flüssiges Metall aus dem Druckzylinder herausspritzen würde. Außerdem bestünde die Gefahr, daß beim Vollgießen des Druckzylinders etwas flüssiges Metall im Eingießkanal gestaut werden würde, das sehr rasch erstarrte und dann nur unter großen Schwierigkeiten mit entsprechenden Betriebsunterbrechungen aus dem Eingießkanal beseitigt werden könnte. Ein nur teilweises Vollgießen des Druckzylinders hat aber den Nachteil, daß sich der Druckzylinder im Betrieb infolge der ungleichen Wärmeverteilung verzieht, so daß nach kurzer Betriebsdauer kein dichter Abschluß mehr zwischen Druckkolben und Druckzylinder gewährleistet ist. Das Metall dringt dann zwischen die aneinander gleitenden Flächen von Kolben und Zylinder ein, was zu einem sehr raschen Verschleiß führt. Aus diesem Grunde werden in größerem, industriellen Umfang bisher nur relativ niedrig schmelzende Metalle im Druckgießverfahren verarbeitet. Hochschmelzende Metalle, wie Stahl, Kupfer und Kupferlegierungen, konnten dagegen bisher in Druckgießmaschinen nicht wirtschaftlich vergossen werden. Außerdem hat das teilweise Füllen des Druckgießzylinders den großen Nachteil, daß mit dem flüssigen Metall Luft in den Formhohlraum eingepreßt wird. Die Werkstücke werden dadurch porig.

Es ist ferner eine Druckgießmaschine bekannt (USA.-Patentschrift 2 068 875), bei der der Druckzylinder in der Teilebene der beiden Formhälften angeordnet ist. Das flüssige Metall wird in den Druckzylinder von dessen oberer, freier Stirnseite her eingefüllt. Bei Anordnung des Druckzylinders unterhalb der Form ist das Füllen nur durch die geöffneten Formhälften hindurch möglich. Bei Anordnung des Druckzylinders oberhalb der Form ist zwischen dem Formhohlraum und dem Druckzylinder eine Sperre angeordnet, die das flüssige Metall zunächst daran hindert, aus dem Druckzylinder in den Formhohlraum zu fließen. Bei dieser Maschine ist also ein eigentlicher Eingießkanal nicht vorhanden. Dafür muß der Nachteil in Kauf genommen werden, daß der Druckzylinder mit dem Druckkolben und den zugeordneten Antriebsorganen seitlich von den Formelementen gelagert wird, was die ganze Maschine sehr aufwendig in der Konstruktion macht. Außerdem läßt sich auch bei dieser Maschine nicht verhindern, daß mit dem flüssigen Metall Luft in den Formhohlraum eingepreßt und das Werkstück dadurch porig wird. Die Ausführungsform mit Anordnung des Druckzylinders unterhalb der Formelemente hat ferner den Nachteil, daß der Druckzylinder nur durch die geöffnete Form hindurch gefüllt werden kann. Bevor das flüssige Metall in den Formhohlraum eingeführt werden kann, muß also die Form geschlossen werden. Die hierfür erforderliche Zeit ist für Metalle mit hohen Schmelztemperaturen häufig zu lang. Der gleiche Nachteil

ίο tritt bei der Ausführungsform mit Anordnung des Druckzylinders oberhalb der Formelemente auf, weil hier sich zunächst das flüssige Metall an der Sperre stauen muß, bevor es in den Formhohlraum eingedrückt werden kann. Der Bereich der Sperre, der nicht beliebig hoch erhitzt werden kann, entzieht Metallen mit sehr hoher Schmelztemperatur in der bis zum Füllen des Druckzylinders notwendigen Zeit zuviel Wärme.

Bei einer anderen bekannten Druckgießmaschine (deutsche Auslegeschrift 1 076 334) mündet ein Füllzylinder in den Druckzylinder im Bereich von dessen rückwärtigem Ende. Der Druckzylinder ist zur Teilebene der Form hin offen. Bei dieser Druckgießmaschine wird zunächst der Druckkolben in eine Stellung gebracht, in welcher er den Eintritt des Füllzylinders in den Druckzylinder blockiert. In dieser Stelklng kann der Füllzylinder mit flüssigem Metall angefüllt werden. Dann wird der Druckkolben zurückgezogen, so daß ein Füllkolben den Füllzylinder in den Druckzylinder hinein entleeren kann. Hat der Füllkolben seine unterste Stellung erreicht, wird der Druckkolben zum Einspritzen des Metalls in den Formhohlraum angetrieben. Auch an dieser Druckgießmaschine ist zu bemängeln, daß sie sich nicht für Metall mit hohen Schmelzpunkten eignet, weil das flüssige Metall wegen der Notwendigkeit des vorherigen Füllens eines Füllzylinders insgesamt zulange außerhalb des Formhohlraums verweilt. Außerdem läßt sich auch mit dieser Druckgießmaschine nicht sicherstellen, daß keine Luft mit in den Formhohlraum eingebracht wird. Die Metallmenge im Füllzylinder läßt sich nie so genau auf das Volumen des Druckzylinders abstimmen, daß der Füllzylinder gerade ganz leer ist, wenn der Druckzylinder voll ist.

Um zu vermeiden, daß im Füllzylinder Metall verbleibt, das dort erstarren würde, muß man vielmehr immer etwas weniger Metall in den Druckzylinder einführen, als dieser faßt. Dann schiebt aber der Druckkolben mit dem Metall zusammen Luft in den Formhohlraum ein, was zu porigen Werkstücken führt.

Schließlich ist eine Druckgießmaschine bekannt (schweizerische Patentschrift 316 216), bei der ein vertikaler Druckzylinder in seiner Mitte seitlich mit dem Formhohlraum in der Teilebene der Form in Verbindung steht und außerdem selbst einen Teil des Formhohlraums bildet. Zu diesem Zweck sind im Druckzylinder zwei einander gegenüberliegende Kolben angeordnet. Beim Spritzen wird zunächst der untere Kolben in eine Mittelstellung verschoben, in welcher er den Druckzylinder vom Formhohlraum abschließt. Der obere Kolben ist zu diesem Zeitpunkt aus dem Druckzylinder nach oben herausgezogen. Der Druckzylinder kann nun mit flüssigem Metall gefüllt werden. Daraufhin wird der obere Druckkolben in den Druckzylinder eingeführt, während der untere Druckkolben ein Stück nach unten verschoben wird. Das Metall kann dadurch nach außen in den

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Formhohlraum gepreßt werden. Außerdem bleibt ein Formelemente einer Formanordnung gemäß einer

Teil des Metalls zwischen den beiden Kolben im fünften Ausführungsform der Erfindung.

Druckzylinder, die somit dazu beitragen, den Form- In den F i g. 1 und 2 der Zeichnung ist mit 10 eine

hohlraum zu begrenzen. Diese Arbeitsweise läßt sich Formanordnung einer Druckmaschine bezeichnet, die

nur bei ganz speziellen Werkstücken durchführen. Es 5 sich besonders zum Gießen von hochschmelzenden

besteht außerdem auch hier wieder der Nachteil, daß Metallen, beispielsweise Eisen- und Kupferlegierun-

der obere Kolben Gas vor sich her in den Druck- gen, eignet.

zylinder hineinschiebt, wodurch eine Porenbildung Die Formanordnung 10 besitzt ein festes Form-

nicht ausgeschlossen werden kann. Schließlich ist element 11 und ein bewegliches Formelement 12,

auch hier die Verweilzeit des Metalls vor dem Aus- io deren einander gegenüberliegende, ebene Flächen 13

füllen des Formhohlraums verhältnismäßig lang, so und 14 in einer Teilfläche P passend aneinander-

daß sich auch diese Maschine nicht für hochschmel- liegen, so daß zwischen den Formelementen ein

zende Metalle eignet. Formhohlraum 15 vorhanden ist. Das feste Form-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine element 11 ist in allgemein üblicher Weise auf einer

Druckgießmaschine der eingangs beschriebenen Gat- 15 nicht gezeigten, festen Aufspannplatte der Druck-

tung zu schaffen, mit der hochschmelzende Metalle gießmaschine montiert. Das bewegliche Formelement

mit möglichst geringen Stillstandszeiten und poren- 12 ist ebenfalls in allgemein üblicher Weise auf einer

frei vergossen werden können. Diese Aufgabe wird nicht gezeigten, beweglichen Aufspannplatte mon-

erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Eingieß- tiert.

kanal in der bzw. einer Teilfläche ausgebildet ist und 20 Die Formanordnung 10 besitzt ferner ein Gieß-

in dieser in den Druckzylinder mündet und daß eine kanalsystem 20, durch das dem Formhohlraum 15

Absperreinrichtung zum Absperren des vollständig schmelzflüssiges Metall zugeführt wird. Das Gieß-

mit flüssigem Metall gefüllten Druckzylinders vom kanalsystem 20 besitzt einen Eingießkanal 21, 25 mit

fcingielJkanai vorgesehen ist. einem geneigten Abschnitt 21, der an seinem oberen

Da Bei der ertindungsgemäßen Druckgießmaschine 25 Ende mit einem Eingießtrichter 22 versehen ist, und der Eingießkanal in der bzw. einer Teilfläche ver- einem horizontalen Abschnitt 25. Der Eingießtrichter läuft, kann der Druckzylinder vollständig mit flüssi- 22 ist bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel in gem Metall gefüllt werden. Es schadet nichts, daß einem eigenen Teil 23 ausgebildet, damit die Instandsich dabei ein Verbleiben von Metall im Eingießkanal haltung erleichtert wird. Der horizontale Abschnitt nicht vermeiden läßt. Das im Eingießkanal erstar- 30 25 verbindet das untere Ende des Abschnitts 21 über rende Material kann beim Teilen der Form im Be- einen Druckzylinder 30 mit einem vertikalen Angußreich der Teilfläche ohne Schwierigkeiten ausgestoßen kanal 26, der mit dem Formhohlraum 15 in Verbinwerden. Durch das vollständige Füllen des Druck- dung steht.

Zylinders werden alle bisher durch ungleichförmige Das Gießkanalsystem 20 mit den Eingießkanal-Wärmeverformungen bedingten Probleme beseitigt. 35 abschnitten 21, 25 und dem Angußkanal 26 ist voll-Außerdem wird sichergestellt, daß porenfreie Werk- ständig in der Teilfläche P ausgebildet. Der Eingießstücke erzeugt werden. Durch das Absperren des kanal und der Angußkanal sind in der Fläche 13 des Eingießkanals vom DruckzylindeFwirH ein Äussprit- festen Formelements 11 ausgebildet, so daß sie ge-"zeh des Metalls durchdenEingieBkänal vefHInHert. schlossen sind, wenn die Formelemente 11 und 12 Der Einspritzvorgang kann sich unmittelbar an das 40 passend aneinanderliegen.

Füllen des Druckzylinders das Spritzgießen anschlie- An der Verbindung zwischen dem Eingießkanalßen. Die erfindungsgemäße Druckgießmaschine eig- abschnitt 25 und dem Angußkanal 26 wird das Gießnet sich daher für das Verarbeiten von hochschmel- kanalsystem 20 von dem Druckzylinder 30 geschnitzenden Metallen und erlaubt ein wirtschaftliches ten. Dieser erstreckt sich senkrecht zu dem Gieß-Herstellen porenfreier Werkstücke bei geringsten Ma- ₄₅ kanalsystem 20 durch das feste Formelement 11 und schinenstillstandszeiten. die feste Aufspannplatte, und zwar von deren Rück-

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der seite bis zu dem inneren Ende 32 des Zylinders, das

Zeichnung dargestellt. Es zeigt sich in der Teilfläche P befindet und dort an der Ver-

F i g. 1 schaubildlich eine Formanordnung einer er- bindung zwischen dem Eingießkanalabschnitt 25 und

findungsgemäßen Druckgießmaschine gemäß einer 50 dem Angußkanal 26 in das Gießkanalsystem 20

ersten Ausführungsform, wobei Teile weggenommen mündet,

sind, Der Druckzylinder 30 besteht aus einer Hülse 35

Fig. 2 einen Schnitt durch passend aneinander- aus einer Legierung, die sich durch eine hohe Festigliegende Formelemente der Formanordnung nach keit und Hitzebeständigkeit auszeichnet. In der Hülse Fig. 1, 55 35 ist ein Druckkolben 38 satt passend und verschieb-

Fig. 3 in einer der Fig. 1 ähnlichen Darstellung bar angeordnet.

eine Formanordnung einer Druckgießmaschine gemäß An einer zwischen den Enden des geneigten Ein-

einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, gießkanalabschnitts 21 liegenden Stelle wird das

F i g. 4 in Ansicht einer Fläche eines Form- Gießkanalsystem 20 von einer Absperreinrichtung in

elements gemäß einer dritten Ausführungsform der 60 Form eines Eingießkanal-Sperrzylinders 40 geschnit-

Erfindung, ten, der sich rechtwinklig zu dem Gießkanalsystem

F i g. 5 schaubildlich eine Formanordnung einer durch das Formelement 11 und die feste Aufspann-Druckgießmaschine gemäß einer vierten Ausfüh- platte erstreckt, und zwar von der Rückseite der rungsform der Erfindung, wobei die einander gegen- festen Aufspannplatte durch den Eingießkanalüberliegenden Formelemente um 90° gedreht sind, so 6₅ abschnitt 21 bis zu dem in dem Formelement 12 andaß aneinanderliegende Paßflächen der Formelemente geordneten, inneren Ende 42 des Zylinders 40. Der vollkommen freiliegen, und Sperrzylinder 40 wird von einer aus Segmenten zu-

Fig. 6 einen Schnitt passend aneinanderliegender sammengesetzten Hülse43 gebildet, die geeignet aus-

gebildete Bohrungen in den Formelementen 11 und

12 und der festen Aufspannplatte durchsetzt und in diesen Bohrungen angebracht ist.

Ein Eingießkanal-Sperrkolben 45 ist in dem Sperrzylinder 40 von dem hinter der festen Aufspannplatte liegenden, hinteren Ende der Hülse 43 in eine solche Stellung in dem Zylinder 40 verschiebbar, daß sich der Kolben quer durch den Eingießkanalabschnitt 21 in das Formelement 12 erstreckt und eine Sperre für in dem Eingießkanalabschnitt 21 befindliches flüssiges Metall bildet. Ebenso wie der vorstehend beschriebene Druckkolben 38 wird der Sperrkolben 45 über einen geeigneten, nicht gezeigten hydraulischen Kolbentrieb durch die das Formelement 11 tragende, feste Aufspannplatte hindurchbewegt.

Im Betrieb befinden sich die Kolben 38 und 45 zunächst in einer Rückzugstellung. Schmelzflüssiges Metall, z. B. eine Eisenlegierung, wird in den Eingießtrichter 22 des Gießkanalsystems 20 gegossen und fließt dann abwärts durch den Eingießkanal 21, 25 in den Druckzylinder 30, in den es zwischen dem Druckkolben 38 und dem vorderen Ende 32 des Zylinders in der Teilfläche P eintritt. In das Gießkanalsystem 20 wird so viel schmelzflüssiges Metall eingebracht, daß es den Druckzylinder 30, den Eingießkanalabschnitt 25, einen Teil des Eingießkanalabschnitts 21 und den Angußkanal 26 füllt. Auf diese Weise wird alle Luft aus dem Druckzylinder 30 verdrängt, so daß das schmelzflüssige Metall die Hülse 35 an allen Stellen ihres Umfanges berührt.

Danach wird der Sperrkolben 45 einwärtsbewegt, so daß er den Eingießkanalabschnitt 21 oberhalb des Spiegels des in diesem Abschnitt befindlichen, schmelzflüssigen Metalls absperrt. Dann wird der Druckkolben 38 in dem Zylinder 30 einwärtsbewegt, so daß das Metall durch den Angußkanal 26 in den Formhohlraum 15 gedrückt wird und diesen füllt, worauf die in dem Formhohlraum 15 befindlichen Legierung schnell erhärtet. Danach können die Formelemente 11 und 12 auseinandergezogen werden.

Nach dem Auseinanderziehen der Formelemente 11 und 12 werden übliche, nicht gezeigte Auswerferstifte, die je eines der Formelemente durchsetzen, einwärtsgedrückt, so daß sie das Gußstück und den Anguß auswerfen. Da der Anguß ebenso wie das Druckgußstück an der Teilfläche P der auseinandergezogenen Formelemente 11 und 12 angeordnet ist, wird der Anguß ohne weiteres von jenem Formelement getrennt, an dem er beim Auseinanderziehen der Formelemente 11 und 12 zunächst verbleibt. Die Auswerferstifte durchsetzen je eines der Formelemente 11 und 12 rechtwinklig zu deren Flächen

13 und 14 und treten in den Eingießkanal 21, 25 und den Angußkanal 26 ein.

In F i g. 3 ist mit 110 eine Formanordnung bezeichnet, die ein festes Formelement 111 und ein bewegliches Formelement 112 aufweist. Diese Formelemente haben einander gegenüberliegende, ebene Flächen 113 und 114, die in einer Teilfläche P passend aneinanderliegen. Die Formelemente 111 und 112 begrenzen einen Formhohlraum 115.

Die Formanordnung 110 besitzt ein Gießkanalsystem 120, durch das schmelzflüssiges Metall in den Formhohlraum 115 eingebracht wird. Das Gießkanalsystem 120 umfaßt einen vertikalen Eingießkanal 121, der an seinem oberen Ende einen Eingießtrichter 122 aufweist. Ein Angußkanal 126 steht an seinem einen Ende mit dem unteren Ende des vertikalen Eingießkanals 121 und an seinem anderen Ende mit dem Formhohlraum 115 in Verbindung.

Das Gießkanalsystem 120 ist vollständig in der

Teilfläche P angeordnet. Der Eingießkanal und der Angußkanal sind in der Fläche 114 des Formelements

111 ausgebildet.

Ein Druckzylinder 130 schneidet das Gießkanalsystem an dem Übergang zwischen dem Eingießkanal 121 in den Angußkanal 126. Der Druckzylinder 130

ίο liegt ebenfalls in der Teilfläche P und erstreckt sich von der Außenseite der Formelemente zu einem inneren Ende 132, an dem er an dem Übergang zwischen dem Eingießkanal 121 und dem Angußkanal 126 mündet.

Der Druckzylinder 130 wird von einer Hülse 135 gebildet, die aus zwei Hälften 135 α und 136 b aus einer Legierung von hoher Festigkeit und hoher Hitzebeständigkeit besteht. Die Hülsenteile 135 α und 135 b sind in geeigneten halbzylindrischen Nuten in den Flächen 113 und 114 der Formelemente 11 bzw.

112 angeordnet.

In der Hülse 135 ist satt passend ein Druckkolben 138 angeordnet, der von dem offenen Ende der Hülse 135 eingeführt und in der Hülse zu dem vorderen Ende 132 des Zylinders hin verschiebbar ist.

Das Gießkanalsystem 120 wird ferner an einer zwischen den Enden des Eingießkanals 121 liegenden Stelle von einem Eingießkanal-Sperrzylinder 140 geschnitten. Dieser erstreckt sich rechtwinklig zu dem Gießkanalsystem durch das Formelement 111 hindurch.

In dem Sperrzylinder 140 ist ein Eingießkanal-Sperrkolben 145 von dem hinter der festen Aufspannplatte liegenden Ende der Hülse 143 in eine Stellung verschiebbar, in der er sich durch den Eingießkanal 121 erstreckt und in ihm eine Sperre für Flüssigkeit bildet. Der Sperrkolben 145 und der Druckkolben 138 sind durch nicht gezeigte, geeignete hydraulische Kolbentriebe betätigbar.

Die Formanordnung 110 entspricht in ihrer Wirkungsweise im wesentlichen der Formanordnung 10. In den Eingießkanal 121 wird schmelzflüssiges Metall gegossen, bis der Druckzylinder 130 gefüllt ist. Danach werden die Kolben 138 und 145 nacheinander in der vorstehend angegebenen Weise betätigt. Diese zweite Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Druckzylinder 130 in der Teilfläche P angeordnet ist, so daß seine Hülse 135 leicht eingesetzt, ausgebaut und instand gehalten werden kann.

In F i g. 4 ist eine Formanordnung mit 210 bezeichnet. Sie besitzt ein festes Formelement 211 und ein nicht gezeigtes, bewegliches Formelement. Diese Formelemente haben einander gegenüberliegende, ebene Flächen 213 (in der Zeichenebene), die in einer Teilfläche passend aneinanderliegen, so daß die Formelemente einen Formhohlraum 215 bilden.

In der Formanordnung 210 sind der Formhohlraum 215 und ein Gießkanalsystem 220, das schmelzflüssiges Metall aufnimmt und an den Formhohlraum 215 abgibt, vollständig in der Teilfläche der passend aneinanderliegenden Formelemente ausgebildet. Das Gießkanalsystem 220 besitzt einen geneigten Eingießkanal 221, der mit einem Eingießtrichter 222 versehen ist. Ferner weist das Gießkanalsystem einen geneigten Angußkanal 226 auf. Der Eingießkanal 221 und der Angußkanal 226 sind in dem Formelement 211 ausgebildet und werden dadurch geschlossen, daß

das bewegliche Formelement an dem Formelement 211 passend zur Anlage gebracht wird.

In der Teilfläche der Formelemente ist ein Druckzylinder 230 vertikal angeordnet. Dieser erstreckt sich von seinem oberen Ende 231, das sich oberhalb der Formelemente befindet, zu seinem unteren Ende 232, an dem er mit dem unteren Ende des Angußkanals 226 in Verbindung steht. Der Eingußkanal 221 schneidet den Druckzylinder 230 an dem Punkt 233, der zwischen dem oberen und unteren Ende des vertikalen Zylinders liegt.

Der Druckzylinder 230 wird von einer Hülse 235 gebildet, die aus zwei Hälften zusammengesetzt ist und aus einer Legierung von hoher Festigkeit sowie hoher Hitzebeständigkeit besteht.

Ein Druckkolben 238 ist von dem offenen oberen Ende der Hülse 235 in diese eingeführt und in ihr zu dem mit dem Angußkanal 236 in Verbindung stehenden, unteren Ende 232 des Zylinders hin verschiebbar. Wenn die Formanordnung 210 für einen Gießvorgang bereit ist, befindet sich der Kolben 238 in seiner in der Zeichnung gezeigten, oberen oder Rückzugstellung, in welcher der Eingießkanal 221 unterhalb des Kolbens 238 mit dem Zylinder 230 in Verbindung steht.

Im Betrieb wird in den Eingießtrichter 222 schmelzflüssiges Metall gegossen, das in dem Eingießkanal 221 und der unteren Hälfte des Zylinders 230 abwärts und dann in dem Angußkanal 226 aufwärts fließt. Auf diese Weise gelangt in die passend aneinanderliegenden Formelemente so viel schmelzflüssiges Metall, daß dieses in dem Zylinder 230 bis zu einem Niveau L ansteigt, an dem die Mündung 233 des Eingießkanals 221 und den Zylinder 230 übergeht.

Danach wird der Druckkolben 238 abwärtsgedrückt, wobei er beim Vorbeigehen an dem Eingießkanal 221 diesen absperrt, ohne daß unterhalb des Kolbens Luft in dem Zylinder 230 eingeschlossen wird. Der Druckkolben 238 drückt dann schmelzflüssiges Metall abwärts aus dem Zylinder 230 heraus, so daß es durch den Angußkanal 226 in den Formhohlraum 215 gelangt und ihn füllt.

In F i g. 5 ist eine Formanordnung 310 gezeigt. Diese weist ein festes Formelement 311 und ein bewegliches Formelement 312 auf, die mit einander gegenüberliegenden, ebenen Flächen 313 bzw. 314 passend aneinanderliegen. In der Fläche 313 ist ein Formhohlraum 315 ausgebildet, dem bei passend aneinanderliegenden Formelementen die Fläche 314 des beweglichen Formelements 312 gegenüberliegt.

Zwischen den Formelementen 311 und 312 ist ein Gießkanalsystem 320 ausgebildet, das dazu dient, schmelzflüssiges Metall aus einem Eingießkanal 321, der an seinem oberen Ende mit einem Eingießtrichter 322 ausgebildet ist, in den Formhohlraum 315 einzuführen. Man erkennt, daß der Eingießkanal 321 nur in der Fläche 313 des festen Formelements 311 ausgebildet ist. Dagegen ist der Eingießtrichter 322 an seinem offenen Ende in beiden Formelementen 311 und 312 ausgebildet.

Am inneren Ende des Eingießkanals 321 ist in der Fläche 313 des festen Formelements 311 eine kegelstumpfförmige Vertiefung 325 vorgesehen, deren Basis von einer ringförmigen, ebenen Schließfläche 326 des Formelements gebildet ist. Von der kegelstumpfförmigen Vertiefung 325 erstreckt sich ein Druckzylinder 330 durch das feste Formelement 311.

Dieser Zylinder steht durch die Schließfläche 326 hindurch mit der Vertiefung 325 in Verbindung.

In dem Zylinder 330 ist satt passend ein Druckkolben 338 verschiebbar, der von der Rückseite des Formelements 311 über eine Druckkolbenstange 339 hydraulisch betätigbar ist.

Die Schließfläche 326, welche die Basis der konischen Vertiefung 325 bildet, hat am oberen Ende ihres vertikalen Radius eine Einkerbung 340, die eine

ίο Verbindung zwischen dem vor dem Druckkolben 338 liegenden Teil des Druckzylinders 330 und einem in der oberen Wandung der konischen Vertiefung 325 ausgebildeten, geneigten Fortsatz 341 des Eingießkanals 321 herstellt. Wie nachstehend erläutert wird, kann das schmelzflüssige Metall aus dem Eingießtrichter 322 durch den Eingießkanal 321, dessen Fortsatz 341 und die Einkerbung 340 in den Druckzylinder 330 gelangen.

Von der Fläche 314 des beweglichen Formelements 312 erstreckt sich ein kegelstumpfförmiger Fortsatz 350, der passend in die kegelstumpfförmige Vertiefung 325 eingreift, wenn die Formelemente 311 und 312 passend aneinanderliegen. In dieser Stellung liegt die Schließfläche 351, die das ringförmige äußere Ende des Vorsprunges 350 bildet, dicht an der Schließfläche 326 am Grund der kegelstumpfförmigen Vertiefung 325 an. Wenn der kegelstumpfförmige Vorsprung 350 derart in der kegelstumpfförmigen Vertiefung 325 sitzt und die Flächen 313 und 314 der Formelemente passend gegeneinandergepreßt werden, ist ein Gießkanal vorhanden, der von dem Eingießkanal 321, dessen Fortsatz 341 und der Eingieß-Einkerbung 340 gebildet ist.

Der kegelstumpfförmige Vorsprung 350 besitzt eine zylindrische Vertiefung 355, die in der dargestellten Weise angeordnet ist und bei passend aneinanderliegenden Formelementen einen Fortsatz des Druckzylinders 330 darstellt.

Eine Anguß-Einkerbung 357 erstreckt sich radial

%o durch den kegelstumpfförmigen Vorsprung 350 von der Vertiefung 355 zu der Außenfläche des Vorsprunges 350. Die Anguß-Einkerbung 357 ist in dem kegelstumpfförmigen Vorsprung 350 im Winkel versetzt gegenüber dem Fortsatz 341 des Eingießkanals und der Eingieß-Einkerbung 340 angeordnet. Der Grund für diese versetzte Anordnung wird nachstehend an Hand der Wirkungsweise erläutert.

In der ebenen Fläche 314 des beweglichen Formelements 312 ist eine Angußkanalstrecke 360 ausge- bildet, die mit der Anguß-Einkerbung 357 radial korrespondiert. Wenn die Formelemente passend aneinanderliegen, steht die Angußkanalstrecke 360 an ihrem oberen Ende über eine Angußkanalstrecke 361, die in der Fläche 313 des festen Formelements 311 ausgebildet ist, mit dem Formhohlraum 315 in Verbindung.

Wenn im Betrieb die Formelemente 311 und 312 passend aneinanderliegen und der Druckkolben 338 in der in F i g. 5 gezeigten Weise zurückgezogen ist, fließt in den Eingießtrichter 322 eingebrachtes, schmelzflüssiges Metall abwärts durch den Eingießkanal 321, dessen Fortsatz 341 und die Eingieß-Einkerbung 340 in den Druckzylinder 330 und den Druckkammerfortsatz 355. Auf diese Weise wird so viel schmelzflüssiges Metall eingebracht, daß der Zylinder 330 und die Vertiefung mindestens so weit gefüllt werden, daß der Spiegel der Schmelze in der Eingieß-Einkerbung 340 liegt. Danach wird der

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Druckkolben 338 hydraulisch betätigt und in dem Druckzylinder 330 einwärts zu dem Druckkammerfortsatz 355 hin gedrückt.

Der Druckkolben 338 drückt überschüssiges schmelzflüssiges Metall durch die Eingieß-Einkerbung 340 aufwärts, bis der Kolben während seiner Bewegung zu dem Druckkammerfortsatz 355 hin an der Eingieß-Einkerbung 340 vorbeigegangen ist. Dabei sperrt der Druckkolben 338 die zu dem Eingußkanal führende Verbindung, und er drückt das den Zylinder 330 und den Druckkammerfortsatz 355 füllende, schmelzflüssige Metall durch die Anguß-Einkerbung 357 und die Angußkanalstrecken 360, 361 in den Formhohlraum 315.

In dem Formhohlraum 315 erstarrt die hochschmelzende Legierung schnell. Danach werden die Formelemente 311 und 312 voneinander getrennt. Anschließend werden übliche Auswerferstifte, die in je einem der Formelemente angeordnet sind, derart einwärtsgedrückt, daß das Gußstück und der daran befindliche Anguß ausgeworfen werden. Ein Beispiel eines derartiges Auswerferstiftes ist bei 365 gezeigt; dieser Stift steht mit der Basis des Druckkammerfortsatzes 355 in Verbindung. Ebenso wie das Druckgußstück ist auch der Anguß an der Teilebene zwischen den Flächen 313 und 314 der Formelemente 311 und 312 und zwischen den Außenflächen des Vorsprunges 350 und der Innenfläche der kegelstumpfförmigen Vertiefung 325 ausgebildet.

In F i g. 6 der Zeichnungen ist schließlich eine Formanordnung 410 gezeigt, die ein bewegliches Formelement 412, ein festes Formelement 411 und ein von diesem getragenes, fliegendes Formelement 413 besitzt.

Das feste Formelement 411 und das fliegende Formelement 413 können mit einander gegenüberliegenden, ebenen Flächen 415 und 416 in der Teilfläche P₁ passend aneinanderliegen. Das bewegliche Formelement 412 und das fliegende Formelement 413 können mit einander gegenüberliegenden, ebenen Flächen 418 und 419 in der Teilfläche P₂ passend aneinanderliegen.

Das fliegende Formelement 413 ist an dem festen Formelement 411 mit Hilfe von Lagerzapfen 425 verschiebbar gelagert. Diese Zapfen sitzen in dem festen Formelement und erstrecken sich rechtwinklig zu der Paßfläche 415 von dieser weg. Auf den Lagerzapfen 425 kann das fliegende Formelement 413 von dem festen Formelement 411 weg auswärtsgeschoben werden, wenn eine die Formelemente 411 und 413 verbindende Verriegelung 426 gelöst wird. Wie nachstehend erläutert wird, hält die Verriegelung 426 normalerweise das feste Formelement 411 und das fliegende Formelement 413 fest zusammen.

In der Fläche 418 des beweglichen Formelements 412 ist in der dargestellten Weise ein Formhohlraum 430 ausgebildet. Wenn das bewegliche Formelement 412 in der Teilfläche P₂ passend an dem fliegenden Formelement 413 anliegt, ist der Formhohlraum 430 geschlossen. F i g. 6 zeigt den geschlossenen, kein Gußstück enthaltenden Formhohlraum.

Im Betrieb wird schmelzflüssiges Metall von einem Eingießtrichter 436 über einen Eingießkanal 435 in den Formhohlraum 430 eingebracht. Das in den Eingießkanal 435 gelangende Metall tritt in einen liegenden Druckzylinder 440 ein und füllt diesen vollständig. Der Zylinder 440 erstreckt sich quer durch das fliegende Formelement 413 und wird von einer aus Segmenten bestehenden, zylindrischen Hülse 441 gebildet, die das fliegende Formelement 413 durchsetzt. An das innere Ende des Zylinders 440 schließt ein flacher Druckkammerfortsatz 445 an, der in der Fläche 418 des beweglichen Formelements 412 ausgebildet ist und über einen Angußkanal 446 mit dem Formhohlraum 430 in Verbindung steht.

In einem das feste Formelement 411 durchsetzenden Fortsatz des Druckzylinders 440 ist ein Druckkolben 450 verschiebbar angeordnet, der in üblicher Weise hydraulisch betätigbar ist.

Zu Beginn des Gießvorganges befindet sich der Druckkolben 450 gemäß F i g. 6 in der Rückzugstellung. Danach wird schmelzflüssiges Metall durch den Eingießkanal 435 in den Druckzylinder 440 eingeleitet, bis der Druckzylinder 440 voll ist. Danach wird der Druckzylinder 450 derart betätigt, daß er zu dem Druckkammerfortsatz 445 hin in den Zylinder 440 gedrückt wird. Nach seinem Vorbeigang an der Mün-

ao dung des Eingießkanals 445 in den Druckzylinder 440 schließt der Kolben 450 den Eingießkanal 445 ab.

Der Kolben 450 bewegt sich weiter einwärts zu dem Druckkammerfortsatz 445 und drückt schmelzflüssiges Metall aufwärts durch den Angußkanal 446 in den Formhohlraum. In diesem erstarrt die Legierung schnell. Danach werden die Formelemente 412 und 413 voneinander getrennt, wobei die Verriegelung 426 normalerweise geschlossen bleibt, bis das schmelzflüssige Metall in dem Eingußkanal 435 erstarrt ist, so daß zu seiner Entfernung die Formelemente 411 und 413 voneinander getrennt werden müssen. Bei zweckmäßiger Durchführung des Gießvorganges ist es jedoch nur selten notwendig, das feste Formelement 411 und das fliegende Formelement 413 voneinander zu trennen.

Durch die Trennung des beweglichen Formelements 412 und des fliegenden Formelements 413 voneinander wird das Gußstück von dem Formhohlraum 430 befreit. Nicht gezeigte, übliche Auswerferzapfen werden in bekannter Weise hydraulisch derart betätigt, daß sie das Gußstück und den Anguß aus dem Angußkanal 446 und dem Druckkammerfortsatz 445 auswerfen.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Druckgießmaschine zum Vergießen hochschmelzender Metalle, wie Kupfer und Kupferlegierungen, mit relativ zueinander beweglichen Formelementen, die in wenigstens einer Teilfläche zusammenführbar sind, einem in der bzw. einer Teilfläche angeordneten Formhohlraum, einem einen Druckkolben enthaltenden Druckzylinder, der wenigstens eines der Formelemente durchsetzt, zu der den Formhohlraum enthaltenden Teilfläche offen ist und in dieser mit dem Formhohlraum in Verbindung steht, und einem in den Druckzylinder mündenden Eingießkanal, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingießkanal (21, 25 bzw. 121, 122 bzw. 221, 222 bzw. 321, 322 bzw. 435, 436) in der bzw. einer Teilfläche (P) ausgebildet ist und in dieser in den Druckzylinder (30 bzw. 130 bzw. 230 bzw. 330 bzw. 440) mündet, und daß eine Absperreinrichtung (40, 45 bzw. 140, 145 bzw. 238 bzw. 338

bzw. 440) zum Absperren des vollständig mit flüssigem Metall gefüllten Druckzylinders vom Eingießkanal vorgesehen ist.

2. Druckgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung einen den Eingießkanal (21 bzw. 121) schneidenden Sperrzylinder (40 bzw. 140) aufweist, in welchem ein Sperrkolben (45 bzw. 145) in eine den Eingießkanal absperrende Stellung verschiebbar ist.

3. Druckgießmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (30) und der Sperrzylinder (40) in einem (11) der Formelemente (11, 12) senkrecht zur Hauptebene der Teilfläche verlaufen.

4. Druckgießmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (30 bzw. 130 bzw. 230 bzw. 440) eine Zylinderbüchse (35 bzw. 135, 135 α bzw. 235 bzw. 441) aus einem hochfesten, gegen hohe Temperaturen widerstandsfähigen Werkstoff aufweist und daß sich der Druckzylinder (30 bzw. 130 bzw. 230 bzw. 330 bzw. 440) in an sich bekannter Weise mit seinem vollen Querschnitt in die Teilfläche erstreckt.

5. Druckgießmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (130 bzw. 230) in der Teilfläche liegt.

6. Druckgießmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (30 bzw. 130 bzw. 330 bzw. 440) in an sich bekannter Weise horizontal angeordnet ist.

7. Druckgießmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (230) im wesentlichen vertikal angeordnet ist.

8. Druckgießmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung durch den Druckkolben (238 bzw. 338 bzw. 450) gebildet ist.

9. Druckgießmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfläche (313, 314) sich über ebene Bereiche beider Formelemente (311, 312) sowie über einen Vorsprung (350) am einen Formelement (312) und eine entsprechende Ausnehmung (325) im anderen Formelement (313) erstreckt, und daß der Druckzylinder (330) durch die Formelemente im Bereich des Vorsprungs verläuft.

10. Druckgießmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (350) und die Ausnehmung (325) kegelstumpfförmig sind, daß der Eingießkanal (321, 322, 340, 341) zwischen der Außenfläche des Vorsprungs (350) und der Innenfläche der Ausnehmung (325) hindurch zum Druckzylinder (330) verläuft, und daß der Angußkanal (357, 360, 361) vom Druckzylinder aus im Vorsprung zu den ebenen Teilflächenbereichen und in diesen zum Formhohlraum (315) verläuft.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen