DE2846512C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Druckgießen von Metallen gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Das Hauptpatent 28 46 519 betrifft ein Verfahren zum Gießen von insbesondere NE-Metallen, mit dem in wirtschaftlicher Weise auch dickwandige Gußstücke oder Formteile mit großer Dichte und komplizierter Formgebung im wesentlichen frei von Luft- oder Gaseinschlüssen hergestellt werden können. Die Anwendung dieses Verfahrens als auch anderer herkömmlicher Gießverfahren auf das Vergießen von legierten Eisenmetallen bzw. Stählen stößt jedoch auf Schwierigkeiten, da die Gießwerkzeuge infolge der hohen Schmelzentemperaturen relativ rasch verschleißen. Außerdem sind die Oberflächen von Formteilen aus den genannten Metallen infolge der geringen Temperaturbeständigkeit der verwendeten Gießwerkzeuge häufig nicht glatt genug, daß sie einer Feinnachbehandlung, z. B. durch Polieren, unterzogen werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die die Anwendung des Verfahrens nach dem Hauptpatent zum Vergießen von Stählen unter Vermeidung der erwähnten Beschränkungen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Danach bestehen wenigstens Bereiche des Gießwerkzeuges, die in Kontakt mit der Metallschmelze kommen und die Oberflächengüte des Formteiles maßgeblich beeinflussen können, aus einem hochhitzebeständigen nichtmetallischen Werkstoff, bei dem es sich gemäß Weiterbildungen der Erfindung um ein keramisches oder Kohlenstoffmaterial handeln kann. Diese Materialien haben nicht nur eine hohe Temperaturbeständigkeit, sondern ermöglichen aufgrund ihrer sonstigen Eigenschaften, Formhohlräume mit einer besonders guten Oberflächenbeschaffenheit zu versehen. Da die Oberflächen der Formhohlräume durch die Metallschmelze praktisch nicht angegriffen werden, zeigen die mit solchen hochtemperaturbeständigen Werkzeugen hergestellten Gußstücke oder Formteile über verlängerte Betriebszeiten eine gleichmäßig gute Oberflächenbeschaffenheit, so daß sie ohne weiteres einer anschließenden Poliernachbearbeitung, z. B. für die Herstellung von Uhrengehäusen und dgl. unterworfen werden können. Zwar wurde schon vorgeschlagen (vgl. "Gießerei", 42 (1955), Seiten 447-448) Dauerformen aus Graphit zum Gießen von Waggonrädern zu benutzen, doch bestanden diese Dauerformen gänzlich aus dem hochtemperaturbeständigen Material, was die Gießwerkzeuge entsprechend verteuert und außerdem Festigkeitsprobleme bedeutet. Erfindungsgemäß besteht dagegen das Gießwerkzeug nicht gänzlich aus dem hochhitzebeständigen nichtmetallischen Werkstoff. Vielmehr ist dieser in Gestalt eines geeignet bemessenen Einlegeteiles in dem ansonsten aus Stahl gebildeten Gießwerkzeug vorgesehen. Ausgangsmaterial für die Fertigung des Einlegeteiles können dabei handelsüblich erhältliche Blöcke aus Kohlenstoff oder Keramik sein, in die der Formhohlraum mit der gewünschten Konfiguration eingearbeitet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung, die schematisch eine erfindungsgemäß aufgebaute Druckgießmaschine zeigt, näher erläutert.

Wie dargestellt, umfaßt die Druckgießmaschine im wesentlichen drei Hauptkomponenten, nämlich ein Gießwerkzeug 1, eine Werkzeugfülleinrichtung und eine Nachdruckeinrichtung 13. Das Gießwerkzeug 1 besteht hier aus zwei Hälften 6, 7, die im dargestellten zusammengefahrenen Zustand zwischen sich schmelzenaufnehmende Ausnehmungen, bestehend aus dem eigentlichen Formhohlraum 3, einem zwischen diesem und der Fülleinrichtung sich erstreckenden unteren Eingießkanal 2, und einem sich nach oben an den Formhohlraum anschließenden Steiger oder Überlaufkanal 5, bilden. Die beiden Werkzeughälften 6, 7 lassen sich mittels einer bekannten mechanischen oder hydraulischen Schließ- und Öffnungseinrichtung aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegen.

Erfindungsgemäß ist das Gießwerkzeug 1 zur Erzielung einer hohen Temperaturbeständigkeit, wie dargestellt, mit Einlegeteilen 6′, 7′ aus einem nichtmetallischen hochhitzebeständigen Werkzeug, wie einem Kohlenstoff- oder keramischen Material versehen. Die in der betreffenden Werkzeughälfte 6, 7 angeordneten Einlegeteile 6′, 7′ sind dabei so zu bemessen, daß in ihnen wenigstens der Formhohlraum 3 vorzugsweise jedoch auch der Eingießkanal 2 und zumindest ein Teil des Überlaufkanals 5 ausgebildet sind.

Wie gezeigt, steht das dem Formhohlraum 2 abgewandte untere Ende des Eingießkanals 2 mit dem Innenraum eines Zylinders 9 der Fülleinrichtung in Verbindung. Im Füllzylinder 9 ist ein mit einer hydraulischen oder pneumatischen Kolbenzylindereinrichtung 12 verbundener Kolben 10 hin und her beweglich. Des weiteren ist im Bereich des dem Gießwerkzeug 1 abgewandten Endes des Füllzylinders 9 eine Füllöffnung 11 vorgesehen, durch die die zu vergießende Schmelze in den Zylinder eingegeben werden kann.

Die Nachdruckeinrichtung 13 umfaßt bei der gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Gießmaschine ein napfförmiges Hohlteil 13, welches sich nach Art eines Kolbens in das dem Formhohlraum 3 abgewandte und sich grundsätzlich zur Außenatmosphäre öffnende Ende des Überlaufkanals 5 dichtend einschieben läßt und einen hohlen Innenraum aufweist. Zur Bewegung des napfförmigen Kolbens 13 in Richtung auf und weg vom Überlaufkanal 5 ist eine vorzugsweise pneumatisch betätigte Kolbenzylindereinrichtung 15 in axialer Ausrichtung zum Kolben 13 vorgesehen, die von einer am Gießwerkzeug 1 befestigten Tragkonsole 16 gehalten wird und deren Betätigungskolben über eine Kolbenstange 14 mit dem napfförmigen Kolben 13 verbunden ist.

Wie dargestellt, ist ferner in Höhe einer mit dem Bezugszeichen 4 versehenen verengten, jedoch nicht obligatorischen Übergangsbohrung zwischen Überlaufkanal 5 und Formhohlraum 3 in nicht näher gezeigter Weise eine im wesentlichen waagerecht sich erstreckende Bohrung in einer der Werkzeughälften 6, 7 ausgebildet. In dieser Bohrung ist ein Schieberelement 17 z. B. in Form eines Stößels oder einer Stange druckdicht verschiebbar aufgenommen. Das Schieberelement 17 ist an seinem der Übergangsbohrung 4 zugewandten Ende so ausgebildet, daß es bündig mit der Innenwand der Bohrung 4 abschließt, während das gegenüberliegende andere Ende des Schieberelementes in Eingriff mit einem Druckfühler 18 steht, bei dem es sich vorzugsweise um einen Piezoquarzkristall handelt. Das vom Druckfühler 18 abgegebene Signal wird moduliert und dazu verwendet, bei Vorliegen eines bestimmten Druckes im Überlaufkanal eine Umschaltung nachfolgend näher beschriebenes Ventil von Unter- auf Überdruck vorzunehmen.

Das schematisch gezeigte pneumatische System für die vorbeschriebene Maschine umfaßt eine mit dem Inneren des Kolbens 13 in Verbindung stehende Leitung 19, die über ein Zweiwegeventil 20 zu einem Unterdruckbehälter 21 führt, der an eine Unterdruckpumpe 22 angeschlossen ist. In die Leitung 19 oder ggf. direkt in den Innenraum des Kolbens 13 mündet eine Leitung 22, die über ein Dreiwegeventil 25 zu einer Druckpumpe 24 führt. Das Dreiwegeventil 25 steht über eine Leitung 26 mit der Kolbenzylindereinrichtung 15 zur Auf- und Abbewegung des Kolbens 13 in Verbindung.

Bezüglich der Arbeitsweise und weiterer Details der vorbeschriebenen Gießmaschine kann auf das Hauptpatent Bezug genommen werden.

Claims (3)

1. Maschine zum Druckgießen von Metallen, insbesondere legierten Eisenmetallen, mit einem Gießwerkzeug, dessen Formhohlraum mit einem Eingießkanal und einem Überlaufkanal in Verbindung steht, einer Einrichtung zum Einbringen der Metallschmelze in die schmelzenaufnehmenden Ausnehmungen des Gießwerkzeuges, einer Einrichtung zum Verbinden der schmelzenaufnehmenden Ausnehmungen des Gießwerkzeuges mit einer Unterdruckquelle und einer Einrichtung zur Druckbeaufschlagung der Metallschmelze im Anschluß an die Füllung des Gießwerkzeuges nach Patent Nr. 28 46 519, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die dem Formhohlraum (3) benachbarten Bereiche des Gießwerkzeuges (1) aus einem hochhitzebeständigen nichtmetallischen Werkstoff gebildet sind, der in Form eines Einlegeteiles im Gießwerkzeug (1) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Werkstoff ein keramisches Material ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Werkstoff ein Kohlenstoffmaterial ist.