DE3005130A1

DE3005130A1 - Injection appts. for mfg. lost wax patterns for precision casting - where injection cylinder is automatically replenished with molten wax during each moulding cycle

Info

Publication number: DE3005130A1
Application number: DE19803005130
Authority: DE
Inventors: Helmut 5800 Hagen Schott
Original assignee: SCHOTT VERWALTUNG
Current assignee: SCHOTT VERWALTUNG
Priority date: 1980-02-12
Filing date: 1980-02-12
Publication date: 1981-08-20
Also published as: DE3005130C2

Abstract

Molten wax in a heated tank is pumped into a first cylinder contg. a tubular piston (I), via which the wax travels into a second cylinder. The wax is then driven out of the second cylinder and into a die via a piston (II). During and/or after the filling of the die to make a pattern, fresh wax enters the second cylinder near the working surface of the piston (II). In the pref. plant, the piston rod on the piston (I) is a tube contg. wax outlet holes adjacent to the surface of piston (II) and the rodis fixed to piston (II). The second cylinder has a vol. much larger than the pattern cavity in the die. When fresh wax enters the second cylinder it creates turbulence, so that any fillers which have sepd. out of the wax already in the second cylinder are re-mixed with the wax.

Description

WachssEpritzvorrichtung zur Herstellung von WachsmodellenWax injection device for the production of wax models

für das Feingußverfähren.for the investment casting process.

Die Erfindung betrifft eine Wachsspritzvorrichtuag zur Herstellung von Wachsmodellen für das Feingußverfahren, bestehend im wesentlichen aus einem Aufschmelzbehälter, einem Kolben-Zylinder-System, dessen Zylinder unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils über eine das fließfähige Wachs in den Zylinder leitende Zuleitung mit dem Aufschmelzbehälter verbunden ist und dessen mit einem Antrieb gekoppelter Kolben das Wachs aus dem Zylinder in die Wachsmatrize preßt.The invention relates to a wax spray device for manufacture of wax models for the investment casting process, consisting essentially of one Melting tank, a piston-cylinder system, the cylinder of which is interposed a non-return valve via a pipe that conducts the flowable wax into the cylinder Supply line is connected to the melting tank and its with a drive coupled piston presses the wax out of the cylinder into the wax matrix.

Bei derartigen Wachsspritzvorrichtungen wird das Wachs in dem Aufschmelzbehälter aufgeschmolzen und durch ein Rührwerk in Bewegung gehalten. Durch die ständige Bewegung des geschmolzenen Wachses werden die Wachsfüllstoffe gut verteilt.In such wax spray devices, the wax is in the melting container melted and kept in motion by an agitator. Because of the constant movement the melted wax distributes the wax fillers well.

Mittels einer Pumpe wird das flüssige Wachs über ein Rückschlagventil in den Spritzzylinder gepumpt. Das in den Zylinder eindringende Wachs verdrängt den Kolben bis in seine Endstellung. Wird der Kolben auf seiner Unterseite von einem Druckmedium beaufschlagt, komprimiert dieser das Wachs im Zylinder und drückt es durch eine Düse in die das Wachsmodell formende Matrize. Da es aus spritztechnischen Gründen günstiger ist, die Temperatur des im Aufschmelzbehälter erhitzten Wachses im Zylinder-Kolben-System herabzusetzen, entstehen nach jedem Füllvorgang des Zylinder-Kolben-Systems längere Standzeiten. Um die einer jeden Matrizenfüllung zuzuordle! lde Standzeit herabzusetzen, wählt man das Volumen des Zylinder-Kolben-Systems so groß, daß die Matrize mit einer Zylinderfüllung mehrfach abgespritzt werden kann.The liquid wax is pumped through a check valve pumped into the injection cylinder. The wax penetrating into the cylinder is displaced the piston to its end position. If the piston is on its underside by a When pressure medium is applied, it compresses the wax in the cylinder and presses it through a nozzle into the mold forming the wax model. Since it is made of injection molding technology The temperature of the wax heated in the melting container is more favorable for reasons decrease in the cylinder-piston system, arise after each filling process of the cylinder-piston system longer service life. To assign it to each matrix filling! lde To reduce the service life, one chooses the volume of the cylinder-piston system so large, that the die can be sprayed several times with one cylinder filling.

Während der Standzeit zum Abgleichen der Temperatur und während der einzelnen Spritzvorgänge fällt jedoch bereits ein Teil der Füllstoffe aus und lagert sich langsam auf der Kolbenfläche ab. Dieses führt dazu, daß sich der Füllstoffanteil mit jeder Abspritzung einer Zylinderfüllung erhöht und daß die Arbeitsfläche des Kolbens mit Füllstoffen verkrustet. Diese Ablagerungen auf der Kolbenfläche erhöhen sich mit jedem Füllvorgang des Zylinders, insbesondere dann, wenn der Zylinder bei der letzten Abspritzung einer Zylinderfüllung nicht bis zum letzten Rest geleert worden ist.During the standing time to adjust the temperature and during the However, some of the fillers precipitate in individual spray processes and are stored slowly on the piston surface. This leads to the fact that the filler content increases with each injection of a cylinder charge and that the working area of the Piston encrusted with fillers. These deposits increase on the piston surface each time the cylinder is filled, especially when the cylinder is at the last injection of a cylinder charge is not emptied to the last remainder has been.

Wegen des Ausfallens und Absetzens der Füllstoffe ist man bereits dazu übergegangen, das Volumen des Zylinder-Kolben-Systems so weit zu verkleinern, daß eine Füllung gerade noch für eine Abspritzung ausreicht. Weiterhin wird das Wachs mit einer höheren Temperatur in die Matrize gepreßt. Hierdurch wird dem Ausfallen der Füllstoffe und dem anschließenden Absetzen auf der Kolbenfläche entgegengewirkt, jedoch unter Inkaufnahme einiger Nachteile, z. B. längere Standzeiten zum Abkühlen des Wachses in der Matrize, starkes Schrumpfen und Einfallen der Wachsmodelle und ggf. Nachfüllen des Zylinder-Kolben-Systems, wenn die Matrize ein größeres Volumen als das Zylinder-Kolben-System aufweist.Because of the failure and settling of the fillers, one is already went over to reducing the volume of the cylinder-piston system to such an extent that that one filling is just enough for an injection. Furthermore, the Wax pressed into the die at a higher temperature. This will cause the failure counteracts the fillers and the subsequent settling on the piston surface, but at the expense of some disadvantages, e.g. B. longer standing times to cool down of the wax in the matrix, severe shrinkage and collapse of the wax models and If necessary, the cylinder-piston system can be refilled if the die has a larger volume than the cylinder-piston system.

Aufgabe der Erfindung ist es, das großvolumige Zylinder-Kolben-System mit den Vorteilen: kurze Abkühlzeiten des Wachses in der Matrize, gute Oberfläche der Wachsmodelle, keine oder nur geringe Einfallstellen, hohe Maßhaltigkeit der Wachsmodelle und Füllen der Matrizen mit unterschiedlichem Volumen bei einem Füllvorgang des Zylinder-Kolben-Systems beizubehalten, ohne daß der geschilderte Nachteil des Absetzens der Füllstoffe eintritt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während und/oder nach einer jeden Füllung der Wachsmatrize Wachs unmittelbar vor der wachsseitigen Arbeitsfläche des Kolbens in den Zylinder eingeleitet wird. Dadurch wird bei oder nach jedem Spritzvorgang das sich unmittelbar vor dem Kolben befindliche Wachs erneuert und sich hier eventuell befindende Ausfällungen der Füllstoffe aufgewirbelt, so daß es nicht zu Absetzungen von Füllstoffen auf der Kolbenfläche kommt.The object of the invention is the large-volume cylinder-piston system with the advantages: short cooling times of the wax in the die, good surface of the wax models, little or no sink marks, high dimensional accuracy of the Wax models and filling of the matrices with different volumes in one filling process to maintain the cylinder-piston system without the disadvantage of the Sedimentation of the fillers occurs. According to the invention, this object is achieved by that during and / or after each filling of the wax matrix wax immediately in front of the wax-side working surface of the piston in the cylinder initiated will. This means that during or after each spraying process, the immediately before the Wax located in the piston renewed and any precipitates located here the fillers are whirled up so that fillers do not settle on the piston area comes.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Wachszuleitung mit dem Kolben fest verbunden und mündet ~nmittelbar vor oder in der wachsseitigen Arbeitsfläche des Kolbens. Damit ist sichergestellt, daß das Wachs in jeder Kolbenstellung unmittelbar vor seiner wachsseitigen Arbeitsfläche in den Zylinder eingeleitet wird.In an advantageous embodiment of the invention, the wax feed line is firmly connected to the piston and opens directly in front of or in the wax-side Working surface of the piston. This ensures that the wax is in every piston position is introduced into the cylinder immediately in front of its wax-side working surface.

Bei einer Zuleitung des frischen Wachses in den Zylinder nach jeder Füllung der Wachsmatrize ist es möglich, die Wachszuleitung von der Antriebsseite des Kolbens her durch diesen hindurchzuführen. Soll Wachs auch während einer jeden Füllung dem Zylinder-Kolben-System zugeführt werden, und zwar unmittelbar vor der wachsseitigen Arbeitsfläche des Kolbens, so ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in die Wachszuleitung ein zweiter Zylinder eingeschaltet, der auf den wachsseitigen Deckel des ersten Zylinders aufgesetzt ist und in den ein mit dem ersten Kolben fest verbundener zweiter Kolben hineinreicht, der eine längsverlaufende, die beiden Zylinder miteinander verbindende Durchgangsbohrung aufweist, dessen Ausgangsöffnung unmittelbar vor der wachsseitigen Arbeitsfläche des ersten Kolbens liegt. Bei einer solchen Wachsspritzvorrichtung wird während des Füllens der Matrize Wachs aus dem zweiten Zylinder durch die Durchgangsbohrung im zweiten Kolben in den ersten Zylinder gepreßt, und zwar unmittelbar vor die Arbeitsfläche des ersten Kolbens. Dadurch werden schon während des Abspritzvorganges die auf den ersten Kolben absinkenden Füllstoffe aufgewirbelt, so daß sich keine Füllstoffablagerungen auf dem Kolben bilden können. Beim Nachfüllen des Hauptzylinders mit frischem Wachs aus dem Aufschmelzbehälter wird dieses in den unteren Teil des Zylinders eingeleitet und bei dem nächsten Abspritzvorgang das sich im oberen Teil des Zylinders befindliche und bereits abgekühlte Wachs zuerst in die Matrize gepreßt.When the fresh wax is fed into the cylinder after each It is possible to fill the wax matrix with the wax feed line from the drive side of the piston through this. Should wax even during each Filling are fed to the cylinder-piston system, immediately before the The wax-side working surface of the piston is advantageous according to another Embodiment of the invention switched a second cylinder into the wax supply line, which is placed on the wax-side cover of the first cylinder and in the a second piston firmly connected to the first piston extends into it, the one longitudinal through-hole connecting the two cylinders has, the exit opening of which is immediately in front of the wax-side work surface of the first piston. With such a wax spraying device, during of filling the die wax from the second cylinder through the through hole pressed in the second piston into the first cylinder, directly in front of the work surface of the first piston. As a result, the on the first piston whirled up sinking fillers, so that no filler deposits can form on the piston. When refilling the main cylinder with fresh wax from the melting container this is introduced into the lower part of the cylinder and during the next injection process it will be in the upper part of the cylinder located and wax that has already cooled down is first pressed into the die.

Weiterhin ist es zweckmäßig, die beiden Kolben mit einer Kolbenstange miteinander zu verbinden und die unmittelbar vor der wachsseitigen Kolbenfläche des ersten Kolbens in den ersten Zylinder mündende Durchgangsbohrung durch die Kolbenstange hindurchzuführen. Dadurch baut der erste Zylinder bei gleichem Volumen des Zylinder-Kolben-Systems wesentlich kleiner.It is also useful to connect the two pistons to one piston rod to connect with each other and immediately in front of the wax-side piston surface of the first piston opening into the first cylinder through hole through the piston rod to lead through. As a result, the first cylinder builds with the same volume of the cylinder-piston system much smaller.

Damit beim Fortschreiten des zweiten Kolbens in dem zweiten Zylinder Wachs in den sich bildenden Raum unterhalb des zweiten Kolbens im ersten Zylinder nachfließen kann, durchdringt die die beiden Kolben verbindende Kolbenstange den Deckel des ersten Zylinders mit großem Spiel.So when the second piston advances in the second cylinder Wax into the space that forms below the second piston in the first cylinder can flow, the piston rod connecting the two pistons penetrates the Cover of the first cylinder with a lot of play.

Weiterhin ist es vorteilhaft, den zweiten Kolben im Durchmesser kleiner als den ersten Kolben auszubilden. Bei einem gleich großen Durchmesser beider Kolben würde das Zylindervolumen zwischen den beiden Kolben während eines Kolbenhubes gleichbleiben.It is also advantageous to make the second piston smaller in diameter than to form the first piston. If both pistons have the same diameter the cylinder volume between the two pistons would remain the same during a piston stroke.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mündet die die beiden Zylinder miteinander verbindende Durchgengsbohrung in mehrere auf dem Umfang der Kolbenstange verteilte Austrittsöffnungen.In a further embodiment of the invention, the two open Cylinder connecting through hole in several on the circumference of the Piston rod distributed outlet openings.

Die Zeichnung veranschaulicht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das in dem Aufschmelzbehälter 1 auf etwa 750 aufgewärmte Wachs wird durch die Pumpe 2 durch die Zuleitung 3 und das Rückschlagventil 4 in den zweiten Zylinder 5 gepreßt. Von hier aus gelangt das Wachs durch die in den zweiten Kolben 7 und in seine Kolbenstange 8 eingebrachte Durchgangsbohrung 6 in den ersten Zylinder 9. Die Durchgangsbohrung 6 weist an ihrem Ende mehrere auf dem Umfang der Kolbenstange 8 verteilte Austrittsöffnungen 10 auf, die unmittelbar vor der wachsseitigen Arbeitsfläche 11 des ersten Kolbens 12 angeordnet sind. Die Kolbenstange 8 ist fest mit dem ersten Kolben 12 verbunden.The drawing illustrates an advantageous embodiment the invention. The wax heated to about 750 in the melting container 1 is by the pump 2 through the supply line 3 and the check valve 4 in the second Cylinder 5 pressed. From here the wax goes through the into the second flask 7 and through hole 6 made in its piston rod 8 in the first cylinder 9. The through hole 6 has at its end several on the circumference of the piston rod 8 distributed outlet openings 10, which are immediately in front of the wax-side work surface 11 of the first piston 12 are arranged. The piston rod 8 is fixed to the first Piston 12 connected.

Beim Einströmen des Wachses in den ersten Zylinder 9 wird der erste Kolben 12 in seine Ausgangsstellung gedrückt. Wird die untere Arbeitsfläche 13 des Kolbens 12 mit Drucköl beaufschlagt, welches aus der Zuleitung 14 zufließt, preßt der Kolben 12 Wachs durch die Leitung 15 über eine schließbare Düse 16 in die die Wachsmodelle bildende Matrize 17 ein.When the wax flows into the first cylinder 9, the first Piston 12 pressed into its starting position. If the lower work surface 13 of the Piston 12 is acted upon with pressurized oil, which flows in from the supply line 14, presses the piston 12 wax through the line 15 via a closable nozzle 16 into the die Matrix 17 forming wax models.

Gleichzeitig wird Wachs aus dem zweiten Zylinder 5 durch die Durchgangsbohrung 6 in den Zylinder 9 gepreßt. Dieses nachfließende Wachs tritt aus den Öffnungen 10 unmittelbar vor der wachsseitigen Arbeitsfläche 11 des ersten Kolbens 12 aus und vermengt sich mit dem oberhalb des Kolbens 12 befindlichen Wachs. Dabei werden die ausgefallenen Füllstoffe aufgewirbelt. Beim Nachfüllen des Zylinders 9 mit frischem Wachs aus dem Aufschmelzbehälter tritt dieses unterhalb des noch im Zylinder 9 befindlichen alten Wachses aus, so daß das alte Wachs beim nächsten Füllvorgang der Matrize zuerst aus dem Zylinder 9 ausgepreßt wird.At the same time, wax is drawn from the second cylinder 5 through the through-hole 6 pressed into the cylinder 9. This flowing wax emerges from the openings 10 immediately in front of the wax-side working surface 11 of the first piston 12 and mixes with the wax located above the piston 12. Be there the failed fillers whirled up. When refilling the cylinder 9 with fresh Wax from the melting container occurs below that which is still in the cylinder 9 old wax so that the old wax comes first the next time the die is filled is pressed out of the cylinder 9.

Ein Entleeren der Spritzvorrichtung nach Abschluß des Spritzvorganges oder ein zwischenzeitliches Leeren während des Spritzvorganges erfolgt über die Leitung 15, die über ein Ventil 16 verschließbar ist.An emptying of the spray device after completion of the spraying process or an intermediate emptying during the injection process takes place via the Line 15, which can be closed via a valve 16.

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Claims

Claims: 1. Wax injection device for the production of wax models for the investment casting process, consisting essentially of a melting tank, a piston-cylinder system, the cylinder with the interposition of a check valve Via a supply line to the melting container that conducts the flowable wax into the cylinder is connected, whose piston coupled with a drive removes the wax from the cylinder presses into the wax matrix and its volume is much larger than that to be filled Volume of the wax matrix, characterized in that during and / or after a each filling of the wax matrix (17) wax immediately in front of the wax-side work surface (11) of the piston (12) is introduced into the cylinder (9).

2. Wax spraying device according to claim 1, characterized in that that the wax supply line is firmly connected to the piston (12) and immediately before or ends in the wax-side working surface (11) of the piston (12).

3. Wax spraying device according to claim 2, characterized in that that the wax feed line from the drive side (13) of the piston is passed through it is.

4. Wax injection device according to claim 2, characterized in that that in the wax supply line, a second cylinder (5) is switched on, which is on the The wax-side cover of the first cylinder (9) is placed and in the one with the first piston (12) firmly connected to the second piston (7) extends and that the second piston (7) is a longitudinal one, the two cylinders (5, 9) together connecting through hole (6), the exit opening of which (10) immediately in front of the wax-side working surface (11) of the first piston (12) lies.

5. Wax injection device according to claim 4, characterized in that that the two pistons (7, 12) are connected to one another by a piston rod (8) and you immediately in front of the wax-side piston surface (11) of the first piston (12) exiting through hole (6) is passed through the piston rod (8).

6. Wax injection device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the second piston (7) is smaller in diameter is than the first piston (12).

7. Wax injection device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the two cylinders (5, 9) with one another connecting passage opening (6) into several on the circumference of the piston rod (8) distributed outlet openings (10) opens.

8. Wax injection device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the piston rod (8) the cover of the first Cylinder (9) penetrates with great play.