DE2500521A1

DE2500521A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines komplizierten druckgussteiles

Info

Publication number: DE2500521A1
Application number: DE19752500521
Authority: DE
Inventors: Isao Ohara
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-05-20
Filing date: 1975-01-08
Publication date: 1975-12-04
Also published as: US3977462A; JPS50147195A; DE2500521C3; JPS521235B2; DE2500521B2; IT1038141B

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLÄ · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 ■ TELEFON (0811) 911087

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Isao Ohara, Neyagawa-shi / Japan

Verfahren und·Vorrichtung zum Herstellen eines komplizierten Druckgussteiles

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines komplizierten Druckgussteiles und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Derartige Verfahren werden zur Herstellung von Druckgussteilen mit komplizierter Form verwendet, wie sie in der zahnärztlichen Praxis und der Industrie vorkommen.

Insbesondere handelt es sich dabei um ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzen von Metall in einer inerten Gasatmosphäre, indem ein solches Gas in eine in einem Ofen zum Schmelzen des Metalls gebildete Kammer gebracht wird, und die so erhaltene Schmelze in eine Form gegossen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vermischung

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oxydierender Substanzen und Verunreinigungen mit der Schmelze zu verhindern und sie dann unter Luftabschluss in die Form zu drücken, um Gusstücke jeder komplizierten Form herstellen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine luftdichte, luftleere Kammer, welche einen Schmelztiegel und eine Form enthält, mit einem inerten Gas gefüllt wird, dass ein Lichtbogen zwischen einem Paar in der Kammer vorgesehener Elektroden durch Oszillieren eines Hochfrequenzstromes von einem Hochfrequenzoszillatorkreis, der ausserhalb der Kammer angeschlossen ist, erzeugt wird, welcher den elektrischen Widerstand des inerten Gases durchbricht, dass das Metall in dem Schmelztiegel durch den Lichtbogen geschmolzen wird, während inertes Gas zugeführt und von dem Metall erzeugtes Gas abgesaugt wird, dass das Einblasen inerten Gases in die Kammer unterbrochen wird, wenn das Metall geschmolzen ist, um die Kammer in ein Unterdruckstadium zu bringen, dass der Schmelzofen einschliesslich der Kammer gedreht wird und die Schmelze aus dem Schmelztiegel in die Form'gegossen wird, und dass die Schmelze durch den Druck des inerten Gases, das erneut in die Kammer geblasen wird, so unter Druck gesetzt wird, dass sie alle Ecken der Form erreicht.

Indem das zu vergiessende Metall ohne Berührung mit Luft geschmolzen und vergossen wird, wird ein Gusstück oder Druckgussteil guter Qualität erhalten, dessen gute metallische Eigenschaften nicht verschlechtert sind. ■ > . .

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist erfindungsgemäss so aufgebaut, dass ein Schmelz

ofen vorgesehen ist, der drehbar an einer Befestigungsplatte angebracht ist, dass eine Haube offenbar an einer Öffnung

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des Schmelzofens zum Verschlxessen einer in demselben vorgesehenen Kammer angeordnet ist, dass in der Kammer ein Schmelztiegel/ eine Form und ein Paar oberer und unterer Elektroden so vorgesehen sind, dass eine von oben nach unten ragt und die andere vom Boden des Schmelztiegels in Richtung der Kammer ragt, dass eine Düse zum Einblasen inerten Gases um die obere Elektrode angeordnet ist, dass ein Luftauslass vorgesehen ist, und dass ein Hochfrequenzoszillationskreis vorgesehen ist, um einen überschlagenden Strom zwischen den Elektroden zu erzeugen, und dass der Schmelzofen aus der Lage, in welcher der Schmelztiegel eine normale Lage zum Schmelzen einnimmt, in eine Lage drehbar ist, in welcher die Schmelze aus dem Schmelztiegel in die Form fliesst.

im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt der von vorn gesehenen, erfindungsgemässen Vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt der von der Seite gesehenen Vorrichtung, und

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Vorrichtung, wobei der Schmelzofen gedreht ist.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Schmelzofens 1 gemäss der Erfindung. Der Schmelzofen 1 ist zylindrisch, hat offenes Ende und eine Achse oder einen Zapfen 2, der von seiner Aussenflache wegragt und drehbar in einer mit einer Lagerbüchse ausgekleideten Öffnung 4 einer Befestigungsplatte angeordnet ist. Ein Anschlag

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ist so angebracht, dass der Zapfen 2 in der Öffnung 4 so drehbar ist, dass die Drehung des Schmelzofens 1 in einer um 9o° gedrehten Lage gegenüber der Lage angehalten wird, in welcher der Schmelztiegel 12 in dem Schmelzofen seine normale Lage zum Schmelzen hat.

Eine zylindrische Haube 6 verschliesst das offene Ende des Schmelzofens 1 und hat einen Flansch 7. Die Haube 6 ist mittels eines Scharniers 8 am Schmelzofen 1 angebracht. Die Öffnung des Schmelzofens kann durch die Haube luftdicht verschlossen werden, indem ein Verriegelungsteil 9 zum Festhalten des Flansches 7 in der geschlossenen Lage betätigt wird. Das Innere der Haube 6 und des^ Schmelzofens 1 bilden im geschlossenen Zustand eine luftdichte Kammer 1o.

In der luftdichten Kammer 1o ist entlang der gesamten Innenwandflächen des Schmelzofens 1 und der Haube 6 wärmeisolierendes Material 11 angebracht. Das Material ist so angeordnet, dass es im Mittelteil des Schmelzofens 1 eine Ausnehmung 14 zur Aufnahme eines Schmelztiegels 12 und im Mittelteil der Haube 6 eine Ausnehmung 15 zur Aufnahme einer Form 13 bildet. Der Schmelztiegel 12 und die Form 13 sind in der Ausnehmung. 14 bzw. 15 so angeordnet, dass ein Auslass 16 des Schmelztiegels 12 mit einem Einlass 17 der Form 13 in Verbindung steht, wenn der Schmelzofen um 9o° in Richtung der Form gedreht wird.

Zwei Elektroden 18 und 19 sind einander gegenüberliegend vertikal angeordnet,und die eine Elektrode 18 ragt von der Oberseite nach unten,und die andere Elektrode 19 ragt vom Boden des Schmelztiegels nach oben in die Kammer 1o.

Eine Düse 22 für inertes Gas, z.B. Argon, umhüllt die obere Elektrode 18 und ist ausserhalb des Schmelzofens 1 mit einer

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Gasleitung 23 verbunden. Die Gasleitung 23 verläuft längs einer Nut 2o, durch den Zapfen 2, hat ein nicht dargestelltes Magnetventil und steht mit einer nicht dargestellten Gasflasche in Verbindung. Ein-Luftauslass 24, der in die luftdichte Kammer 1o mündet, steht mit einer durch die Befestigungsplatte verlaufenden Leitung 25 mit einer nicht dargestellten Saugpumpe in Verbindung.

In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 26 ein Beobachtungsfenster, die Bezugszahl 27 einen Handgriff zum Drehen des Schmelzofens 1, die Bezugszahl 28 ein Unterdruckanzeigegerät und die Bezugs zahl .29 ein Druckmessgerät.

Ferner ist eine elektrische Schaltung zum Steuern der erfindungsgemässen Vorrichtung einschliesslich eines Hochfrequenzoszillatorkreises zur Erzeugung eines Lichtbogens zwischen den Elektroden 18 und 19 vorgesehen, wobei die Zuleitungen zu den Elektroden durch den in der Befestigungsplatte 3 gelagerten Zapfen verlaufen.

Im Betrieb wird die Haube 6 geschlossen nachdem Metall in der erforderlichen Menge in den Schmelztiegel 12 eingebracht wurde. Dann wird die in der luftdichten Kammer 1o befindliche Luft durch den Luftauslass 24 mittels der nicht dargestellten Saugpumpe abgesaugt, um in der Kammer 1o ein Vakuum von 6oo bis 7oo mmHg zu erhalten.

Wenn ein gewünschtes Vakuum bzw. ein gewünschter Unterdruck in der Kammer 1o erreicht ist, wird das Absaugen der Luft aus dem Auslass 24 unterbrochen und inertes Gas, wie Argon, wird durch die Düse 22 eingeblasen, um die Kammer 1o mit dem Gas zu füllen. Dann wird den Elektroden 18 und 19 Strom zugeführt.und der Hochfrequenzoszillatorkreis wird eingeschaltet.

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Dadurch wird aufgrund der Ladung zwischen den zwei Elektroden ein Lichtbogen gebildet, und die dadurch erzeugte Wärme schmilzt das Metall.

Während des oben beschriebenen Verfahrens wird durch die Düse 22 ständig Gas eingeblasen, während Luft und vom Metall, vom wärmeisolierenden Material Ti, vom Schmelztiegel 12 usw.. erzeugte Gase durch die Wirkung der Saugpumpe durch den Luftauslass 24 abgesaugt werden.

Wenn das Metall vollständig geschmolzen ist, wird das Einblasen von Gas durch die Düse 22 unterbrochen und der die Kammer 1o enthaltende Schmelzofen 1 wird um 9o° gedreht. Wenn der Schmelzofen in eine Lage gedreht ist, in der der Auslass 16 des Schmelztiegels 12 mit dem Einlass 17 der Form 13 in Verbindung steht, wird die Schmelze aus dem Schmelztiegel 12 über den Auslass 16 in den Einlass 17 der Form 13 gegossen. In diesem Stadium wird noch Luft aus dem Luftauslass 24 gesaugt, um die Kammer 1o in einem ünterdruckstadium zu halten. Nachdem die Schmelze vollständig in die Form 13 gegossen ist, wird das Absaugen von Luft unterbrochen und ein inertes Gas, wie Argon, wird durch den gleichen Auslass 24 mit einem Druck von 3 bis 4 atm in die Kammer 1o gedrückt. Die Schmelze wird durch den Druck des Gases in jede Ecke der Form 13 getrieben. Wenn die Schmelze in der Form 13 abgekühlt ist, wird das Druckgusstück aus der Form genommen und der Giessvorgang ist beendet.

Wie aus der obigen Erläuterung zu erkennen ist, hat das Metall vom Beginn des Schmelzens bis zum Ende des Giessens keinerlei Kontakt mit Luft und daher werden keine oxidierenden Substanzen oder Verunreinigungen während des Schmelzens und Giessens mit dem Metall vermischt. Demzufolge wird ein

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Druckgussteil guter Qualität erhalten, dessen gute Metalleigenschaften nicht verschlechtert sind.

Weil die Schmelze durch den Druck des durch eine Düse 22 eingeblasenen Gases dazu gebracht wird, in die Form einzutreten, erreicht die Schmelze-ohne Fehlstellen jede Ecke der Form,und daher kann ein Druckgussteil mit irgendeiner komplizierten Form erhalten werden.

Die Erzeugung des Lichtbogens zwischen einem Paar Elektroden wird durch Leitung eines Hochfrequenzstromes verursacht, und die Handhabung des Stromes ist nicht schwierig und erfordert keine besondere technische Erfahrung, so dass der Lichtbogen leicht und einfach erzeugt werden kann.

Weil die luftdichte Kammer während der Entladung zwischen den Elektroden vollständig mit einem inerten Gas gefüllt ist, oxidieren die Elektroden nicht und daher wird ihre Lebensdauer verlängert.

Auch ist die Handhabung der Vorrichtung leicht und der Aufbau kann einfach gehalten werden, weil der Schmelzofen so aufgebaut ist, dass er gedreht werden kann, so dass die Schmelze an dem Schmelztiegel in die Form gebracht wird, wenn der Schmelzofen in eine vorbestimmte Lage gedreht wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines komplizierten Druckgussteils, dadurch gekennzeichnet , dass eine luftdichte, luftleere Kammer, welche einen Schmelztiegel und eine Form enthält, mit einem inerten Gas gefüllt wird, dass ein Lichtbogen zwischen einem Paar in der Kammer vorgesehener Elektroden durch Oszillieren eines Hochfrequenzstromes von einem Hochfrequenzoszillatorkreis, der ausserhalb der Kammer angeschlossen ist, erzeugt wird, welcher den elektrischen Widerstand des inerten Gases durchbricht, dass das Metall in dem Schmelztiegel durch einen Lichtbogen geschmolzen wird, während inertes Gas zugeführt und von dem Metall erzeugtes Gas abgesaugt wird, dass das Einblasen inerten Gases in die Kammer unterbrochen wird, wenn das Metall geschmolzen ist, um die Kammer in ein Unterdruakstadium zu bringen, dass der Schmelzofen einschliesslich der Kammer gedreht wird und die Schmelze aus dem Schmelztiegel in die Form gegossen wird, und dass die Schmelze durch den Druck des inerten Gases, das erneut in die Kammer geblasen wird, so unter Druck gesetzt wird, dass sie alle Ecken der Form erreicht.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass ein Schmelzofen (1) vorgesehen ist, der drehbar an einer Befestigungsplatte (3) angebracht ist, dass eine Haube (6) offenbar an einer Öffnung des Schmelzofens zum Verschliessen einer in demselben vorgesehenen Kammer (1o) angeordnet ist, dass in der Kammer ein Schmelztiegel (12), eine Form (13) und ein Paar oberer und unterer Elektroden (18 und 19) so vorgesehen sind, dass

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eine von oben nach unten ragt und die andere vom Boden des Schmelztiegels (12) in Richtung der Kammer ragt, dass eine Düse (22) zum Einblasen inerten Gases um die obere Elektrode (18) angeordnet ist, dass ein Luftauslass (24) vorgesehen ist, und dass ein Hochfrequenzoszillationskreis vorgesehen ist, um einen überschlagenden Strom zwischen den Elektroden zu erzeugen, und dass der Schmelzofen (1) aus der Lage, in welcher der Schmelztiegel (12) eine normale Lage zum Schmelzen einnimmt, in eine Lage drehbar ist, in welcher die Schmelze aus dem Schmelztiegel (12) in die Form (13) fliesst.

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