DE2634658A1

DE2634658A1 - Gasdichte druckgussanlage fuer metalle

Info

Publication number: DE2634658A1
Application number: DE19762634658
Authority: DE
Inventors: Henri Carbonnel
Original assignee: ACTIVITE ATOM AVANCE
Current assignee: ACTIVITE ATOM AVANCE
Priority date: 1975-08-08
Filing date: 1976-08-02
Publication date: 1977-02-17
Also published as: AU497370B2; SE7608866L; CH609265A5; NO762707L; FR2320153B1; SE419417B; GB1533005A; AU1622776A; FR2320153A1; JPS5221219A; NO142696C; US4061176A; IT1067351B; NO142696B; CA1082420A

Description

Dlpl.-Ing. Jürgen WEINMILLER

PATENTASSESSOR

80OO München 8O

Zeppelinstr. 63

GROUPEMENT POUR LES ACTIVITES ATOMIQUES

ET AVANCEES ¹¹GAAA" S.A. 20, avenue Edouard Herriot 92350 LE PLESSIS ROBINSON Frankreich

GASDICHTE DRUCKGUSSANLAGE FÜR METALLE

Die Erfindung betrifft eine gasdichte Druckgußanlage für Metalle.

Bekannte Druckgußanlagen besitzen einen Warmhalteofen oder -tiegel und ein Einspritzmittel für das schmelzflüssige Metall. Dieses Einspritzmittel besteht aus einem Zylinder mit Kolben» Eine Kanalisierung leitet das schmelzflüssige Metall aus dem Tiegel in die Einspritzvorrichtung. Bei Niederdruckguß können Metalleinspritzvorrichtung und Kanalisierung zusammenfallen.

Es wurde außerdem in der DT-OS 2 629 391 eine Druckgußmaschine vorgeschlagen, die einen Tiegel mit dem schmelzflüssigen Metall, der seitlich unter einer Form angebracht ist,

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eine in das Metall getauchte Pumpe, eine aufsteigende Zuführungsleitung zur Form, bzw. zum Einspritzzylinder, eine Verzweigungsleitung in der Zuführungsleitung und ein mit einer Rückführungsleitung zum Tiegel verbundenes Füllstandshöhebecken umfaßt.

In der letztgenannten Vorrichtung verbindet die Verzweigungsleitung das Füllstandshöhebecken mit dem Pumpenausgang und bestimmt so eine genau bestimmte Metallfüllstandshöhe in dem Einspritzzylinder.

Wenn das zu gießende Metall sehr reaktionsfähig ist, beispielsweise bei Anwesenheit von Sauerstoff, muß die Gußvorrichtung genügend dicht ausgeführt sein, um das Füllen unter Anwesenheit eines Schutzgases oder unter Vakuum vornehmen zu können·

Die Erfindung gemäß Hauptanspruch löst die Aufgabe, die beschriebene Anlage so zu ergänzen, daß der Guß unter Vakuum und/oder Schutzgas erfolgen kann.

Wenn die Form mit Hilfe einer Vakuumpumpe unter Vakuum gesetzt ist, so erhält man beim Guß ein Teil, das mit großer Genauigkeit noch die feinsten Formeinzelheiten wiedergibt.

Wird die Form dagegai unter Beisein eines geeigneten Gases gefüllt, so kann man während des Gießens eine Oberflächenbehandlung des Teils durchführen.

Bringt man, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, auch den Tiegel in den Vakuumbereich, dann sorgt der im Tiegel herrschende Unterdruck während der Gießvorgänge für eine Entgasung des zu gießenden Metalls.

Will man gleichzeitig eine chemische Oberflächenbehandlung durchführen, so kann die Form mit einer Gasquelle ver-

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bunden sein, die mit einem Ventil geöffnet wird und während des Füllvorgangs des Einspritzzylinders eine vorbestimmte Reaktionsgasquelle in die Form einbläst. Das schmelzflüssige Metall kommt mit dem Reaktionsgas bei dessen Einblasen in die Form in Berührung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden fünf Figuren näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Gesamtdarstellung einer ausschließlich unter Vakuum arbeitenden Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt die Stellung des' Kolbens im Einspritzzyinder der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 zum Zeitpunkt des Vakuumpumpens.

Fig. 3 zeigt entsprechend den Gießvorgang.

Fig. 4 zeigt die Phase der Entnahme des Gußstücks.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung, und zwar für den Fall, daß beim Füllen des Einspritzzylinders ein Gas in die Form geblasen wird.

In Fig. 1 sieht man eine Form 1, die aus einem unbeweglichen Teil 2 und einem abnehmbaren Teil 3 besteht. Die gesamte Form ist dank eines Dichtrings 5 (Fig. 2) nach dem Verschließen praktisch vakuumdicht.

Ein Einspritzzylinder 4 ist mit dem unbeweglichen Teil 2 der Form verbunden.

Mit einem Tiegel 6 ist der Einspritzzylinder 4 über eine aufsteigende Leitung 7 und eine Pumpe 8 verbunden. Bei der Pumpe 8 handelt es sich um eine elektromagnetische Pumpe,

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deren Durchfluß leicht durch Ändern der angelegten Spannung verstellbar ist. Die Leitung 7 weist eine Abzwexgungslextung 9 auf, über die ein Füllstandsbecken 11 gespeist wird. Letzteres besitzt einen überlauf 12 mit einem in der Mitte liegenden, das Niveau bestimmenden Einschnitt. Der Überlauf kann vertikal verschoben werden, so daß auf diese Weise die Füllstandshöhe des schmelzflüssigen Metalls im Becken geregelt werden kann. Das überlaufende Metall fließt über eine Rückflußleitung 14 in den Tiegel 6.

Der Tiegel 6 wird durch einen abdichtenden Deckel 15 verschlossen. Die Anschlußstellen der Leitungen 7 und 14 sind mit Dichtungen versehen. Das Füllen des Tiegels 6 erfolgt über einen Stutzen 16, der durch einen Deckel 17 verschlossen wird und mit einem Durchlaß 19 in Richtung auf das Innere des Tiegels versehen ist, "der mit einem Stopfen 19* gesperrt werden kann.

Der Einspritzzylinder 4 liegt horizontal und umfaßt einen (in Fig. 1 nicht dargestellten) Kolben, der sich in Ruhestellung vor dem Eingang 20 der in den Zylinder 4 aufsteigenden Leitung 7 befindet.

Mit dem Einspritzzylinder ist über eine gegenüber der Eingangsöffnung 20 der aufsteigenden Leitung 7 im Einspritzzylinder mündende Leitung 22 eine Vakuumpumpe 21 verbunden. Die Leitung 22, die von der Vakuumpumpe 21 abgeht, speist außer dem das Füllstandsbecken 11 über eine durch einen Abdichtungsdeckel verlaufende Abzweigung 23, sowie über eine weitere Abzweigung 24, die den Deckel 25 durchdringt, den Tiegel. Da die Gußform mit einer Dichtung versehen ist. und die rerschiedenen

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Leitungen dicht rait den von ihnen versorgten Behältern verbunden sind, stellt sich an der Oberfläche des im Tiegel und im Füllstandsbecken sowie im Exnsprxtzzylxnder 4 vorhandenen Metalls 15 ein praktisch gleichgroßer Unterdruck ein, wenn die Vakuumpumpe eingeschaltet wird. Dadurch wird beim Ingangsetzen der Tauchpumpe 8 die Füllhöhe des schmelzflüssxgen Metalls im Exnsprxtzzylxnder durch die Höhe des Überlaufs 12 unabhängig vom ansonsten durch die Vakuumpumpe 21 erzeugten Druck und vom Durchsatz der Tauchpumpe 8 eingestellt.

Es ist darauf hinzuweisen, daß der über dem schmelzflüssxgen Metall befindliche Freiraum im Tiegel und die Leitung 22 eine Vakuumreserve bilden, durch die die Form vor dem Füllen sehr rasch unter Unterdruck gesetzt werden kann.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Form 1 und den Einspritzzylinder 4, in dem der Kolben 26 in der Stellung gezeigt wird, die dem Zeitpunkt des Evakuierens der Form entspricht. Das in der Form enthaltene Gas wird einerseits durch €ie> Leitung 22 der Vakuumpumpe und andererseits durch die Leitung großen Querschnitts 7 abgesaugt. Der Kolben 26 ist mit einem zweiten Kolben 27 fest verbunden, der über einen Druckzylinder (hier nicht dargestellt) betätigt wird. Sobald der vorgesehene Unterdruck erreicht ist, gelangt die durch die Füllstandshöhe des Beckens 11 vorbestimmte Menge schmelzflüssxgen Metalls über die Leitung 7 in den Einspritzzylinder.

Fig. 3 entspricht der Formphase. Der Kolben 26 wird betätigt. Der zweite Kolben 27 umschließt dabei die Vakuumleitung 22 und die Metallzuführung 7. Die elektromagnetische Pumpe 8 unterbricht den auf die schmelzflüssige Metallsäule einwirkenden

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Druck, die daraufhin in den Tiegel zurückfällt. Die Leitung und das Füllstandsbecken 11 leeren sich. Die Vakuumpumpe 21 wirkt über die Leitung 23 weiterhin auf das Becken 11 und über die Leitung 24 auf die Oberfläche des im Tiegel 6 enthaltenen Metalls ein. Das Metall wird also weiter entgast.

Der Kolben 26 drückt die im Einspritzzylinder 4 enthaltene Menge schmelzflüssigen Metalls in die Fon», während der Kolben 27 dabei die Leitungen 22 und 7 sperrt.

Fig. 4 entspricht der Entnahme des Gußteils.

Wenn das Gußteil genügend abgekühlt ist, werden die beiden Formhälften voneinander getrennt. Das bewegliche Teil 3 der Form gibt dabei das Gußteil frei. Falls das Gußteil am unbeweglichen Teil der Form anhaftet, kann es durch eine Vorwärtsbewegung des Kolbens 26 gelöst werden. Bei geöffneter Form des Teils 27 des Kolbens sind weiterhin die Eingangsöffnungen der Leitungen 7 und 22 verschlossen, so daß in der übrigen Vorrichtung, und insbesondere im Tiegel 6, der Unterdruck aufrechterhalten bleibt.

Fig. 5 betrifft eine Variante der Vorrichtung mit einer Gasquelle, aus der mit einem vorbestimmten Druck Gas in die Form geblasen wird.

Die Vorrichtung unterscheidet sich von der gemäß Fif· 1 nur dadurch, daß das feststehende Teil 2 der Form 1 die Eingangsöffnungen einer Leitung 30 aufweist, über die die Form mit einer Gasquelle 31 über ein Ventil 32 in Verbindung steht. Wenn in der Form Unterdruck herrscht, wird die Kammer des Einspritzzylinders bis zum durch die Stellung des Überlaufs 12 vorbestimmten Füllstand durch die elektromagnetische Bumpe

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gefüllt .DIlBBb Betätigen des Ventils 32 kann daraufhin die Form mit der Gasquelle 31 in Verbindung gesetzt werden und so das Gas in den Freiraum in der Form eingelassen werden. Das Gaseinlaßventil wird in dem Äugenblick geschlossen, in dem der Kolben 26 beginnt, das schmelzflussige Metall in die Form zu pressen und dabei die Leitungen 7 und 22 verschließt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders vorteilhaft anwendbar beim Druckguß von sehr reaktiven Metallen, wie beispielsweise Aluminium und Magnesium, wobei ein genau dosiertes geeignetes Gas eingeblasen wird.

Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung kann eine sehr schnelle Folge einzelner Gußvorgänge erzielt werden, und der Tiegel wird ständig unter Unterdruck gehalten, so daß das schmelzflüssige Metall unmittelbar vor dem Gießen einer längeren Entgasung unterzogen wird, wobei darüber hinaus das Metall bis zu seinem Abkühlen vor Außeneinwirkungen völlig geschützt ist.

Mit der Vorrichtung kann ferner ein Schnelldruckgußverfahren verwirklicht werden, bei dem vor dem Gießen des schmelzflüssigen Metalls eine vorbestimmte Menge eines auf die Oberfläche eines Gußteils einwirkenden Reaktionsgases in die Form eingeblasen wird, was das Lösen des Gußteils beim öffnen der Form erleichtert oder einer beliebigen anderen Oberflächenbehandlung des Gußteils dient.

Patentansprüche

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 +- Gasdichte Druckgußanlage für Metalle mit :

- einer Gußform,

- einem das schmelzflüssige Gußmetall enthaltenden, durch einen Deckel verschlossenen Tiegel, der seitlich unter der Form angeordnet ist,

- einer mindestens teilweise im Metall eingetauchten Pumpe für schmelzflüssige Metalle,

- zwei aufsteigenden von der Pumpe kommenden Zuf uhrungsleitungen,

- einem Püllstandshöhenbecken, das mit einer zum Tiegel zurückführenden Rückführungslextung sowie mit der aufsteigenden Zuführungsleitung verbunden ist,

- einem über die aufsteigende Zuführungsleitung mit schmelzflüssigem Metall versorgtem und mit der Form verbundenen Einspritzzylinder ,

- einer Vakuumpumpe,

dadurch gekennzeichnet, daß eine dichte Leitung (22) die Vakuumpumpe (21) mit dem Tiegel (6), dem Füllstandshöhenbecken (11) und dem Einspritzzylinder (4) verbindet.

2 - Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Vakuumpumpe (21) verbundenen Leitungen (24, 23, 22) dazu dienen, denselben Unterdruck über der Oberfläche (25) de« schmelzflüssigen Metalls im Tiegel (6), im Füllstandsbecken (11) und in der Form (1) herzustellen.

3 - Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsöffnung (20) der in den Ein-

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spritzzylinder (4) aufsteigenden Leitung (7) für das schmelzflüssige Metall gegenüber der Eingangsöffnung der mit der Vakuumpumpe verbundenen Leitung (22) verbunden ist und daß der Kolben (26) diese beiden Leitungen unmittelbar vor dem Einspritzen des Metalls in die Form (1) gleichzeitig verschließt.

4 - Anlage gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (26), der das schmelzflussige Metall in die Form drückt, eine Verlängerung in Form eines Kolbens (27) aufweist, der während des Formvorgangs sowie bei geöffneter Form gleichzeitig die aufsteigende Leitung (7) und die Unterdruckleitung (22) verschließt.

5 - Anlage gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme des Gußteils durch Entfernen des beweglichen Teils (3) der Form (1) erfolgt, während der Verlängerungskolben (27) die Leitungen (7 und 22) verschließt und so eine sofort verfügbare Unterdruckreserve bildet.

6 - Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Teil (2) der Form über ein Ventil (32) und eine Leitung (30) mit einer Gasquelle (31) verbunden ist.

7 - Sehnellgußverfahren unter Unterdruck, bei dem die Anlage gemäß Anspruch 1 eingesetzt wird, dadurch gekennzeichn et, daß das in den Tiegel (6) eingeführte schmelzflüssige Metall bis zu seinem Abkühlen in der Form (1) ständig unter Unterdruck gehalten wird.

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8 - Schnellgußverfahren, bei dem die Anlage gemäß

Anspruch 6 eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzflüssige und entgaste Metall beim Formen der raschen Einwirkung eines Reaktionsgases ausgesetzt wird.

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