DE3023917A1

DE3023917A1 - Vertikal-druckgussmaschine

Info

Publication number: DE3023917A1
Application number: DE19803023917
Authority: DE
Inventors: Masashi Uchida; Toyoaki Ueno
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1979-07-26
Filing date: 1980-06-26
Publication date: 1981-02-05
Also published as: CA1149579A; IT8023010A0; AU517037B2; CH647436A5; BR8004105A; US4287935A; DE3023917C2; IT1132504B; AU5956780A

Description

Die Erfindung betrifft eine mit einer Kippvorrichtung ausgerüstete Vertikal-Druckgußmaschine, bei der geschmolzenes Metall aus einer Preß- bzw. Formhülse mittels eines Preßstempels in eine Druckgußform eingespritzt wird, die aus einem stationären und einem beweglichen Formteil besteht, wobei das geschmolzene Metall vorher in die Preßbzw. Formhülse eingegossen worden ist, während diese Hülse sich in einer von dem stationären Formteil entfernten Stellung befindet.

Eine auf die gleichen Erfinder zurückgehende Maschine dieser Art ist in der ÜS-PS 4 088 178 beschrieben. Bei dieser Maschine sind die Preß- bzw. Formhülse und der Preßstempel

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so gestaltet und angeordnet, daß sie relativ zum stationären Formteil mittels gesonderter Antriebe bewegt werden können. Dieses Antriebssystem führt zu einem gewissen Problem insoweit, als die Relativposition zwischen dem Preßstempel und der Preß- bzw. Formhülse und damit der durch die Hülse und den Preßstempel bestimmte Aufnahmeraum für das geschmolzene Metall während der einzelnen Verfahrensschritte verändert wird, die darin bestehen, das geschmolzene Metall von oben in die Preß- bzw. Formhülse einzugießen, diese Hülse und den Preßstempel mit dem eingegossenen geschmolzenen Metall zum stationären Formteil zu bewegen, und die Hülse mit dem stationären Formteil in Kontakt zu bringen. Diese Veränderung der Relativposition führt zu Veränderungen der axialen Länge des Aufnahmeraumes für das geschmolzene Metall und damit zu Veränderungen des Flüssigkeitsspiegels des Metallbades innerhalb der Hülse. Daraus kann sich die unerwünschte Möglichkeit ergeben, daß das geschmolzene Metall spritzt und aufgewirbelt wird. Wenn das geschmolzene Metall in größerem Umfang innerhalb der Preß- bzw. Formhülse aufgewirbelt bzw. bewegt wird, hat es die Neigung, schneller abzukühlen und die oxidieren. Es besteht auch die Gefahr, daß in einigen Fällen nur die Preß- bzw. Formhülse nach oben bewegt wird, während der Preßstempel aus der Hülse herausfällt, so daß das geschmolzene Metall ausfließen oder austropfen kann.

Bei einer üblichen Vertikal-Druckgußmaschine wird der Preßstempel von einem Hydraulikzylinder betätigt, der die Preß- bzw. Formhülse trägt, wobei nach dem Herausziehen der Preß- bzw. Formhülse aus dem stationären Formteil dieser Hydraulikzylinder zusammen mit der Hülse und dem Preßstempel mittels einer Kippvorrichtung aus einer normalen Vertikalstellung in eine Schrägstellung verschwenkt wird. Nachdem in dieser Schrägstellung das geschmolzene Matall in die Preß- hzvr. Formhülse eingegossen

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worden ist, wird der Hydraulikzylinder zusammen mit der Hülse und dem Preßstempel wieder in die normale Vertikalstellung zurückgeschwenkt. Die Kippvorrichtung enthält üblicherweise einen Hydraulikzylinder zur Betätigung einer Kolbenstange. Der Schwenkzylinder ist dabei gewöhnlich mit seinem einen Ende schwenkbar an einem stationären Grundgestell befestigt, während die Kolbenstange drehbar zum Druck- bzw. Spitzzylinder angeordnet ist. Bei einer derartigen Konstruktion einer Kippvorrichtung besteht ein Problem darin, daß die Preß- bzw. Formhülse während des bzw. nach dem Verschwenken sowohl in die Vertikalstellung als auch in die Schrägstellung abrupt angehalten wird, wobei auch der Schwenkvorgang schnell abläuft. Derartige Bewegungen bzw. Geschwindigkeitsveränderungen der Preß- bzw. Formhülse führen ebenfalls zu einem Aufwirbeln des geschmolzenen Metalls, woraus sich die oben geschilderten Probleme ergeben können.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vertikal-Druckgußmaschine so zu gestalten, daß die axiale Länge des durch die Preß- bzw. Formhülse und den Preßstempel begrenzten Aufnahmeraumes für geschmolzenes Metall während der Schwenkbewegungen konstant bleibt, so daß es nicht zu den oben geschilderten Nachteilen kommt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindun besteht darin, eine Vertikal-Druckgußmaschine mit einer verbesserten Kippvorrichtung auszurüsten, um zu verhindern, daß in die Preß- bzw. Formhülse eingefülltes geschmolzenes Metall während der Schwenkbewegungen der Hülse zwischen der normalen Vertikalposition und der Schrägstellung a-ufgewirbelt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vertikal-Durckgußmaschine mit einer stationären Formplatte, an der ein mit einem beweglichen Formteil eine Druckgußform bilden-

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des stationäres Formteil befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß gegen das Formteil eine Preß- bzw. Formhülse mit ihrer Oberseite von unten her zur Anlage bringbar ist, innerhalb der ein Preßstempel verschiebbar geführt ist, der an seinem oberen Ende einen Preßstempelkopf trägt, welcher zusammen mit der Preß- bzw. Formhülse innerhalb dieser Hülse einen Aufnahmeraum für geschmolzenes, mittels des Preßstempels in die Druckgußform einzuspritzendes Metall begrenzt, daß ein mit einer Axialbohrung versehener Hohlblock vorgesehen ist, in dessen Oberseite ein unterer Endabschnitt der Preßbzw. Formhülse eingesetzt ist und durch dessen an ihrem unteren Ende eine Einschnürung aufweisende Axialbohrung sich der Preßstempel axial nach unten erstreckt, daß an der stationären Formplatte ein Preßdruckzylinder zur Betätigung einer Kolbenstange befestigt ist, die mit dem unteren Ende des Preßstempels verbunden ist, um gemeinsam mit der Kolbenstange eine Kolbenverlängerung eines in dem Preßdruckzylinder geführten Kolbens zu bilden, daß der Hohlblock in axialer Richtung relativ zum Preßdruckzylinder beweglich ist, und daß die Kolbenverlängerung eine innerhalb der Axialbohrung des Hohlblockes bewegliche und sich auf die Einschnürung abstützende Ringschulter aufweist, derart, daß einerseits diese Einschnürung als Mitnehmeranschlag für die Ringschulter dient, wenn die Kolbenstange nach unten gefahren wird, und daß andererseits die Ringschulter als Mitnehmeranschlag für die Einschnürung dient, wenn der Hohlblock hochgefahren wird, derart, daß eine bestimmte axiale Länge des Aufnahmeraumes für geschmolzenes Metall unabhängig von den Axialbewegungen der Preß- bzw. Formhülse und des Preßstempelkopfes konstant beibehalten wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlblock mittels einer einen Zylinder und einen Stempel aufweisenden hydraulischen Hubvorrichtung in axialer Richtung relativ zum Preßdruckzylinder verstellbar ist.

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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß der Stempel am oberen Ende des Preßdruckzylinders befestigt ist, während der Zylinder einen Teil des Hohlblockes bildet.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vertikal-Druckgußmaschine ist dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruckzylinder durch den Kolben voneinander getrennte untere und obere Zylinderräume für hydraulische Flüssigkeit aufweist und mit Regeleinrichtungen versehen ist, um in beiden Zylinderräumen hydraulischen Druck abzubauen, wenn der Zylinder mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird, um den Hohlblock zusammen mit der Preß- bzw. Formhülse nach oben zu bewegen, wobei die Kolbenverlängerung einschließlich der Kolbenstange und des Preßstempels ausschließlich von dem Hohlblock nach oben mitgenommen wird.

Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Preßdruckzylinder gegenüber der stationären Formplatte schwenkbar gelagert ist, so daß er aus einer Vertikalstellung in eine Schrägstellung verschwenkbar ist, wenn die Preß- bzw. Formhülse nach unten aus dem stationären Formteil herausgezogen ist, und daß eine Kippvorrichtung vorgesehen ist, um den Preßdruckzylinder und die Preßbzw. Formhülse bei aus dem stationären Formteil herausgezogener Preß- bzw. Formhülse aus der Vertikalstellung in die Schrägstellung, bei der geschmolzenes Metall in den durch die Hülse und den Preßstempelkopf gebildeten Aufnahmeraum eingefüllt wird, und danach wieder in die Vertikalstellung zu verschwenken, und daß diese Kippvorrichtung zur Betätigung einer Kolbenstange eine aus einem oberen Teilzylinder und einem unteren Teilgylinder bestehende Zylinderanordnung aufweist, die in einer solchen Relativstellung zur stationären Formplatte angebracht ist, daß die oberen und unteren Teilzylinder in axialer und vertikaler Richtung im Abstand voneinander liegen, wobei die Kolbenstange obere und untere, jeweils

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innerhalb der oberen bzw. unteren Teilzylinder geführte Abschnitte und einen mittleren Abschnitt aufweist, der mit einer axial verlaufenden Zahnstange versehen ist, in die ein auf einer stationären Achse gelagertes Zahnrad eingreift, an das mit seinem einen Ende ein Kurbeltrieb angeschlossen ist, dessen anderes Ende an dem Preßdruckzylinder angreift, und daß die Anordnung derart ist, daß dann, wenn der obere Teilzylinder druckentlastet ist, dem unteren Teilzylinder hydraulische Flüssigkeit zugeführt wird, um die Kolbenstange nach oben zu bewegen, während dann, wenn der untere Teilzylinder druckentlastet ist, dem oberen Teilzylinder hydraulische Flüssigkeit zugeführt wird, so daß die Kolbenstange nach unten bewegt wird.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindun-g ist dadurch gekennzeichnet, daß in das obere Ende des oberen Teilzylinders ein oberer Leitungsabschnitt und in das untere Ende des unteren Teilzylinders ein unterer Leitungsabschnitt axial eingesetzt sind, daß die äußeren Enden dieser Leitungsabschnitte zum Zuführen und zum Ablassen von hydraulischer Flüssigkeit offen, die innenliegenden Enden dieser Leitungsabschnitte hingegen geschlossen sind, daß die Leitungsabschnitte mit axial ausgerichteten und im Abstand liegenden radialen Seitenöffnungen versehen sind und in axialer Richtung innerhalb der einen zylindrischen Querschnitt aufweisenden Kolbenstange relativ zu dieser gleitend gelagert sind, derart, daß jeweils innerhalb jedes Teilzylinders eine durch die Innenwände des jeweiligen Teilzylinders und die darin eingesetzten unteren bzw. oberen Leitungsabschnitte begrenzte Zylinderkammer gebildet ist, die durch die jeweils außerhalb der Kolbenstange liegenden Seitenöffnungen mit dem Innenraum des jeweils zugeordneten Leitungsabschnittes in Verbindung steht, und daß die Anordnung derart ist, daß die Anzahl von Seitenöffnungen, durch die die jeweilige Zylinderkammer mit dem Innenraum des zugeordneten Leitungs-

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abschnittes in Verbindung steht, bei der Aufwärtsbewegung der Kolbenstange im Bereich des unteren Leitungsabschnittes zunimmt und im Bereich des oberen Leitungsabschnittes abnimmt, während bei der Abwärtsbewegung der Kolbenstange die Anzahl von Seitenöffnungen, durch die die jeweilige Zylinderkammer mit dem Innenraum des zugeordneten Leitungsabschnittes in Verbindung steht, im Bereich des unteren Leitungsabschnittes abnimmt und im Bereich des oberen Leitungsabschnittes zunimmt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vertikal-Druckgußmaschine;

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt der der erfindungsgemäßen Vertikal-Druckgußmaschine zugeordneten Kippvorrichtung, und

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Bewegungskennlinien der in Fig. 2 dargestellten Kippvorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Vertikal-Druckgußmaschine 1 mit einem Zentriergestell 2, wobei eine Pressenplatte 3 mittels Führungssäulen 4 am Oberteil der Druckgußmaschine 1 in einer solchen Weise befestigt ist, daß die unteren Enden der Führungssäulen 4 an der Pressenplatte 3 und die oberen Enden der Führungssäulen 4 mittels Verbindungsorganen 7 an einer feststehenden Formplatte 6 befestigt sind. Die feststehende Formplatte 6 ist an einem Basisgerüst 5 befestigt.

In dem zwischen den Führungssäulen 4 liegenden Raum ist ein hydraulischer Preßdruckzylinder 8 zur Betätigung eines Kolbens Io in einer solchen Weise untergebracht, daß das untere Ende des Preßdruckzylinders 8

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mittels einer Achse 9 an der Pressenplatte 3 schwenkbar befestigt ist.

Der Kolben 1o ist mit einer Kolbenstange 11 versehen, deren oberes Ende über ein Kupplungsstück 12 auf einen Preßstempel 13 einwirkt bzw. damit in Verbindung steht. An dem oberen Ende dieses Preßstempels 13 ist ein Preßstempelkopf 14 befestigt.

Ein Hohlblock 15 ist an seinem unteren Ende mit einer den Innenquerschnitt verringernden Einschnürung 16 versehen. Die Oberseite dieser im wesentlichen ringförmigen Einschnürung 16 liegt gegen die Unterseite einer Ringschulter 17 an, die im wesentlichen einen Teil des Kupplungsstückes 12 bildet, welches die Verbindung zwischen der Kolbenstange 11 und dem Preßstempel 13 herstellt.

In das obere Ende des Hohlblockes 15 ist eine Preß- bzw. Formhülse 18 eingesetzt, innerhalb welcher der Preßstempelkopf 14 gleitend bzw. verschiebbar geführt ist. Wenn der Hohlblock 15 in axialer Richtung nach oben bewegt wird, nimmt die Einschnürung 16 die sich auf ihrer Oberseite abstützende Ringschulter 17 mit, so daß auch der Preßstempelkopf 14 und die Preß- bzw. Formhülse 18 gleichzeitig angehoben werden. Es besteht natürlich die Möglichkeit, das Kupplungsstück 12 selbst als die sich auf der Oberseite der Einschnürung 16 abstützende Ringschulter 17 zu benutzen.

In die Seitenwand des Hohlblockes 15 ist ein sich in Axial- bzw. Vertikalrichtung erstreckender Zylinder 15a zur Aufnahme und Betätigung eines Stempels 19 eingearbeitet, der an der der Kolbenstange 11 zugewandten Oberseite des Preßdruckzylinders 8 befestigt ist. Der obere Endabschnitt des Stempels 19 ist gleitend innerhalb des Zylinders 15a geführt. Um den Hohlblock 15 in axialer Richtung nach oben zu bewegen, kann dem Innenraum des

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Zylinders 15a eine hydraulische Flüssigkeit bzw. Hydrauliköl zugeführt werden, und zwar durch eine durch den Stempel verlaufende Bohrung, die in nicht dargestellter Weise an eine Hydraulikölquelle angeschlossen ist.

Ein stationäres Formteil 2o, welches zusammen mit einem (nicht dargestellten) beweglichen Formteil eine Druckgußbzw. Preßform bildet, ist mittels eines beweglichen Futters 21 auf der feststehenden Formplatte 6 gelagert. An einer der Führungs- bzw. Ständersäulen 4 ist eine Kippvorrichtung 22 befestigt, welche dazu dient, mittels einer drehbar antreibbaren Antriebskurbel 23 über eine Schwinge 24 den Preßdruckzylinder 8 aus der Vertikalstellung um die Achse 9 in die in der Zeichnung durch die strichpunktierte Linie angedeutete Schrägstellung zu verschwenken, und um den Preßdruckzylinder 8 wieder in die Vertikalstellung zurückzustellen, nachdem geschmolzenes Metall während der Schrägstellung des Preßdruckzylinders 8 in die Preß- bfew, Formhülse 18 eingegossen worden ist.

Die Kippvorrichtung 22 und ihre Funktionsweise wird im folgenden an Hand der Figuren 2 und 3 beschrieben. Gemäß Fig. 2 enthält die Kippvorrichtung 22 einen Hauptkörper 26, an dem unmittelbar ein Träger 27 angeformt ist. Die Kippvorrichtung 22 umfaßt weiterhin eine Zylinderanordnung mit einem oberen Teilzylinder 3o und einem unteren Teilzylinder 31, die zur Beaufschlagung bzw, Betätigung einer mit einer Bohrung versehenen hohlen Kolbenstange 34 zusammenwirken. Die beiden Teilzylinder 3o und 31 liegen im Abstand voneinander und werden von dem Hauptkörper 26 getragen bzw. bilden einen Teil desselben. Die oberen und unteren Endabschnitte der hohlen Kolbenstange 34 sind jeweils gleitend in den jeweiligen oberen und unteren Teilzylindern 3o bzw. 31 geführt. In die unteren und oberen Teilzylinder 3o bzw. 31 signd Leitungsabschnitte 32 bzw. 33 konzentrisch eingesetzt, an deren äußere Öffnungen die nicht dargestellte

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Quelle für Hydrauliköl bzw. Hydraulikflüssigkeit angeschlossen ist. Die inneren Enden der beiden Leitungsabschnitte 32 und 33 sind verschlossen. Die beiden Leitungsabschnitte sind mit in axialer bzw. vertikaler Richtung symmetrisch im Abstand voneinander liegenden Seitenöffnungen 32a bis 32d bzw. 33a bis 33d versehen, durch die Hydrauliköl bzw. hydraulische Flüssigkeit aus diesen Leitungsabschnitten wechselweise in die diese Leitungsabschnitte umgebenden Zylinderräume 3oa bzw. 31a der beiden Teilzylinder 3o bzw.

31 strömen kann.

Die innenliegenden Teile der beiden Leitungsabschnitte

32 und 33 sind gleitend innerhalb deroberen bzw. unteren Enden der hohlen Kolbenstange 34 geführt, so daß diese Kolbenstange 34 in einer solchen Weise entlang der beiden Leitungsabschnitte 32 bzw. 33 gleiten kann, daß die Innenflächen der hohlen Kolbenstange 34 in Kontakt mit den Außenflächen der beiden Leitungsabschnitte 32 bzw. 33 sind.

Die Kolbenstange 3 4 ist an der Außenseite in einem mittleren Abschnitt mit einer Zahnstange 35 versehen, in die ein an dem Träger 27 drehbar gelagertes Zahnrad 36 eingreift. Das eine Ende der Antriebskurbel 23 ist drehfest an dem Zahnrad 3 befestigt, während das andere Ende der Antriebskurbel an dem einen Ende der Schwinge 24 angelenkt ist. Das andere Ende dieser Schwinge 24 ist drehbar an der Außenseite des Preßdruckzylinders 8 befestigt. Zwischen der Kolbenstange und dem Hauptkörper 26 befindet sich eine an der Außenseite der Kolbenstange 34 befestigte Einlage 37, um eine weiche stoßfreie Bewegung der Kolbenstange 34 innerhalb des Hauptkörpers 36 zu gewährleisten.

Bn folgenden wird die Betriebsweise der insbesondere in Fig. 2 dargestellten Anordnung beschrieben.

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Der in Fig. 1 dargestellte Zustand der einzelnen Maschinenelemente entspricht dem Zustand unmittelbar nach einem Druckguß- bzw. Preßvorgang, wobei der Preßstempelkopf axial zurückgezogen wird. Um in die Preß- bzw. Formhülse 18 erneut geschmolzenes Metall einfüllen zu können, wird zuerst Hydrauliköl in den oberhalb des Kolbens 1o liegenden Zylinderraum 8a des Preßdruckzylinders 8 gefördert, während gleichzeitig eine ölauslaßöffnung des Zylinders 15a, die sich am unteren Ende des Stempels 19 befindet, geöffnet wird. Bei der Abwärtsbewegung der Kolbenstange 11 wird gleichzeitig der Hohlblock 15 nach unten bewegt, da sich die Ringschulter 17 auf der Oberseite der Einschnürung 16 abstützt. Der Hohlblock 15 und damit die Preß- bzw. Formhülse 18 werden somit gleichzeitig und im wesentlichen als Einheit mit dem Preßstempelkopf 14 abgesenkt.

Dadurch werden der Preßstempelkopf 14 und die Preß- bzw. Formhülse 18 nach unten aus dem stationären Formteil 2o herausgezogen, ohne daß die Relativstellung zwischen dem Preßstempelkopf 14 und der Preß- bzw. Formhülse 18 verändert wird. Die axiale Länge des durch die Preß- bzw. Formhülse 18 und die Oberseite des Preßstempelkopfes 8 begrenzten Füllraumes für geschmolzenes Metall bleibt demzufolge konstant, und zwar unabhängig von den Bewegungen der Preß- bzw. Formhülse 18 und des Preßstempelkopfes 14,

Nachdem die Hülse 18 und der Preßstempelkopf 14 nach unten aus dem stationären Formteil herausgezogen worden sind, wird die Kippvorrichtung 22 in Betrieb gesetzt, wodurch die Antriebskurbel 33 die Schwinge 34 in Bewegung setzt, so daß der Preßdruckzylinder 8 und die Preß- bzw. Foxmhülse 18 gleichzeitig in die in Fig. 1 strichpunktiert dargestellte Position verschwenkt werden. In dieser Kipp- bzw. Schwenkstellung kann geschmolzenes Metall in

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die Preß- bzw. Formhülse 18 eingefüllt werden. Nach dem Einfüllen des geschmolzenen Metalls werden der Preßdruckzylinder 8 und damit die Preß- bzw. Formhülse 18 und der Preßstempelkopf 14 wieder in die ursprüngliche Vertikalstellung zurückgestellt, welche sie vor dem Verschwenken in die Schrägstellung eingenommen haben. Nachdem die mit geschmolzenem Metall gefüllte Preß- bzw. Formhülse wieder in die Vertikalstellung zurückgeschwenkt worden ist, werden Regelorgane betätigt, um gleichzeitig den hydraulischen Druck in dem der Kolbenstange 11 zugewandten oberen Zylinderraum 8a des Preßdruckzylinders 8 und in dem der geschlossenen Zylinderstirnseite zugewandten unteren Zylinderraum 8b des Preßdruckzylinders 8 abzubauen, befor anschließend hydraulischer Druck im Inneren des Zylinders 15a durch die Bohrung des Stempels 19 aufgebaut wird. Auf diese Weise wird der Hohlblock 15 axial nach oben bewegt und damit auch die Preß- bzw, Formhülse 18, wobei gleichzeitig auch der Preßstempelkopf 14 zusammen mit dem Preßstempel 13 hochgefahren werden, da die Ringschulter 17 auf der Oberseite der Einschnürung 16 des Hohlblockes 15 abgestützt ist. Auf diese Weise werden der Preßstempelkopf 14 und die Hülse 18 ohne Änderung ihrer vorherigen Relativstellung nach oben in das stationäre Formteil 2o eingefahren. Das geschmolzene Metall wird dadurch in die für den Preß- oder Spritzvorgang erforderliche Stellung gebracht, ohne daß es zu einer Bewegung innerhalb der Metallschmelze selbst kommt, so daß keine Probleme hinsichtlich eines Verspritzens oder Abkühlens der Schmelze auftreten. Nachdem die Preßbzw. Formhülse 18 vollständig in das feststehende Formteil 2o eingefahren ist, wobei vorausgesetzt wird, daß das nicht dargestellte bewegliche Formteil zur Bildung der fertigen Form gegen das stationäre Formteil 2o zur Anlage gebracht ist, wird Hydrauliköl in den der geschlossenen Stirnseite des Preßdruckzylinders 8 zugewandten unteren Zylinderraum 8b gefördert, um die Kolbenstange 11 nach

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oben zu fahren, wodurch die innerhalb der Preß- bzw. Formhülse 8 befindliche Metallschmelze unter Zwischenschaltung des Stempels 13 in den vorhandenen Formhohlraum eingespritzt bzw. eingepreßt wird, wodurch der Druckgußbzw. Preßvorgang stattfindet. Bei dem beschriebenen Verfahrensablauf ändert sich das Schmelzbadniveau nicht innerhalb der Hülse 18, so daß die Schmelze schnell nach oben hochgehoben werden kann, ohne daß es zu einem Ausfließen der Schmelze aus der Hülse 18 oder einem Abkühlen oder Oxidieren der Schmelze kommen kann. Der Druckgußbzw, Preßvorgang kann demzufolge in äußerst wirksamer Weise durchgeführt werden. Es ist weiterhin gewährleistet, daß der Preßstempelkopf 14 während des Hochfahrens nicht aus der Hülse 18 herausfallen kann, so daß ein außerordentlich sicherer Betriebsablauf gewährleistet ist.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kippvorrichtung wird im folgenden an Hand der Fig. 2 und 3 beschrieben.

Wenn bei dem in Fig. 1 mit vollen Linien dargestellten Zustand der Maschine Betriebs- bzw. Hydrauliköl dem unteren Leitungsabschnitt 33 in der in Fig. 2 durch den Pfeil dargestellten Richtung zugeführt wird, strömt dieses öl durch die unterste Seitenöffnung 33a in den Zylinderraum 31a, wodurch auf das untere Ende der Kolbenstange 34 eine nach oben gerichtete Druckkraft ausgeübt wird, so daß die Kolbenstange 34 in axialer Richtung nach oben bewegt wird. Dadurch wird das mit der Zahnstange 35 in Eingriff stehende Zahnrad 36, bezogen auf die Darstellung von Fig. 2, in Uhrzeigerrichtung angetrieben, wodurch auch die Antriebskurbel 23 in Uhrzeigerrichtung verschwenkt wird. Dadurch wird die Schwinge 24 in Richtung auf den Preßdruckzylinder 8 geschoben, was zur Folge hat, daß dieser Preßdruckzylinder 8 und damit auch die Preß- bzw. Formhülse 18 um die Schwenkachse 9 in die in Fig. 1 strichpunktiert dargestellte Position gekippt bzw. verschwenkt werden.

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Im Anfangsstadium der Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 34 ist nur eine Seitenöffnung, d.h. die unterste Seitenöffnung 33a, des unteren Leitungsabschnittes 33 geöffnet, während bei fortschreitender Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 3 4 stufenweise weitere öffnungen 33b, 33c und 33d in der angegebenen Reihenfolge geöffnet werden, so daß die den Zylinderraum 31a je Zeiteinheit zugeführte Ölmenge anwächst. Auf diese Weise wird die Kolbenstange 34 mit graduell anwachsender Geschwindigkeit stoßfrei nach oben angehoben. Gleichzeitig werden die Seitenöffnungen 32d, 32c, 32b und 32a des oberen Leitungsabschnittes 32 stufenweise in der angegebenen Reihenfolge geschlossen, und zwar beginnend mit der untersten Seitenöffnung 32d, so daß die aus dem oberen Leitungsabschnitt 32 ausströmende ölmenge stufenweise abnimmt. Auf diese Weise nimmt die Aufwärtsgeschwindigkeit der Kolbenstange 34 graduell ab, wenn sich die Kolbenstange 34 ihrer oberen Endstellung nähert, wodurch die Kolbenstange 34 abschließend "weich" bzw. abgebremst angehalten wird bzw. zum Stillstand kommt. Bn mittleren Bereich des Hubweges wird die Geschwindigkeit der Kolbenstange 34 nicht verringert bzw. abgebremst, da die öleinlässe 33a und 33b und die Ölauslässe 32a und 32b ausreichende und im wesentlichen aufeinander abgestimmte Öffnungsquerschnitte haben. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstange 34 wird somit graduell verändert, wobei sich das in dem Diagramm von Fig. 3 dargestellte Verhältnis zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstange und dem Hub derselben ergibt. In den Anfangs- und Endstadien des Hubweges ist die Geschwindigkeit gering, während im mittleren Bereich des Hubweges eine maximale Geschwindigkeit erreicht wird. Auf diese Weise wird eine vorteilhafte Veränderung der Bewegungsgeschwindigkeit erreicht. Diese Geschwindigkeitsveränderung wird weiter durch die Kennlinie des Drehgelenkmechanismus 23 und 24, der durch den Zahnstangentrieb 35, 36 angetrieben wird, beeinflußt,

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und zwar in der in Fig. 3 gestrichelt dargestellten Kennlinie. Wenn der Preßdruckzylinder 8 mit seiner Schwenkbewegung anfängt, wird die Schwenk- bzw. Kippbewegung graduell bzw. stufenweise erhöht, während diese Geschwindigkeit zum Ende der Schwenkbewegung hin graduell abnimmt. Im mittleren Abschnitt des Schwenkweges liegt eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit vor. Auf diese Weise kann das Verschwenken bzw. Kippen unter optimalen Geschwindigkeitsverhältnissen erfolgen, was eine beträchtliche Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine zur Folge hat. Nach dem Verschwenken der einzelnen Maschinenelemente in die in Fig. 1 strichpunktiert dargestellte Position wird in der bereits oben beschriebenen Weise flüssiges Metall in die Hülse 18 eingefüllt, und anschließend wird Hydrauliköl den öffnungen des oberen Leitungsabschnittes 32 zugeführt, um die Kolbenstange 34 im wesentlichen analog zu der zuvor beschriebenen Aufwärtsbewegung gesteuert nach unten abzusenken. Dadurch wird die Hülse 18 wieder in ihre Vertikalstellung unterhalb des stationären Formteils 2o zurückgeschwenkt. Das Zurückschwenken der Preßbzw. Formhülse 18 und des Preßstempelkopfes 14 in die Ausgangsposition erfolgt mit einer bevorzugten Geschwindigkeitsveränderung, und zwar gleichzeitig mit der Rückschwenkbewegung des Preßdruckzylinders 8. Dadurch ist gewährleistet, daß die in der Preß- bzw. Formhülse 18 befindliche Metallschmelze ohne Aufwirbeln stoßfrei bewegt bzw, mitgenommen wird.

Nach Erreichen der ursprünglichen vertikalen Ausgangsposition wird dem Zylinder 15a des Hohlblockes 15 öl zugeführt, wobei die Zylinderräume 8a und 8b des Preßdruckzylinders 8 druckentlastet sind, um den Hohlblock 15 in der oben beschriebenen Weise hochzufahren.

Die obige Beschreibung ergibt, daß erfindungsgemäß die Kippbewegung innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes durch-

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geführt wird, wobei während des Kippens bzw. Verschwenkens Stöße weitgehend ausgeschaltet bzw. reduziert sind, und zwar verglichen mit den Stößen, die bei üblichen Kippmechanismen auftreten, bei denen der Preßdruckzylinder direkt mittels Hydraulikorganen verschwenkt wird. Infolge der erfindungsgemäßen Anordnung treten im wesentlichen auch keine Probleme hinsichtlich eines Spritzens oder einer Oxidation der Metallschmelze während des Transportes der Metallschmelze innerhalb der Form- bzw. Preßhülse auf.

Die Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsabnahmekennlinien des Preßdruckzylinders 8 bzw. der Kolbenstange 11 können in geeigneter Weise durch entsprechende Auswahl der Anzahl, des Durchmessers und der Anordnung der ölöffnungen der oberen und unteren Leitungsabschnitte 32, 33 justiert werden.

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Claims

302391? Patentansprüche

1. Vertikal-Druckgußmaschine mit einer stationären Formplatte (6), an der ein mit einem beweglichen Formteil eine Druckgußform bildendes stationäres Formteil (2o) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß gegen das Formteil (2o) eine Preß- bzw. Formhülse (18) mit ihrer Oberseite von unten her zur Anlage bringbar ist, innerhalb der ein Preßstempel (13) verschiebbar geführt ist, der an seinem oberen Ende einen Preßstempelkopf (14) trägt, welcher zusammen mit der Preß'- bzw. Formhülse (18) innerhalb dieser Hülse (18) einen Aufnahmeraum für geschmolzenes, mittels des Preßstempels (13) in die Druckgußform einzuspritzendes Metall begrenzt, daß ein mit einer Axialbohrung versehener Hohlblock (15) vorgesehen ist, in dessen Oberseite ein unterer Endabschnitt der Preß- bzw. Formhülse (18) eingesetzt ist und durch dessen an ihrem unteren Ende eine Einschnürung (16) aufweisende Axialbohrung sich der Preßstempel (13) axial nach unten erstreckt, daß an der stationären Formplatte (6) ein Preßdruckzylinder (8) zur Betätigung einer Kolbenstange (11) befestigt ist, die mit dem unteren Ende des Preßstempels (13) verbunden ist, um gemeinsam mit der Kolbenstange (11) eine Kolbenverlängerung eines in dem Preßdruckzylinder (8) geführten Kolbens (1o) zu bilden, daß der Hohlblock (15) in axialer Richtung relativ zum Preßdruckzylinder (8) beweglich ist, und daß die Kolbenverlängerung eine innerhalb der Axialbohrung des Hohlblockes (15) bewegliche und sich auf der Einschnürung (16) abstützende Ringschulter (17) aufweist, derart, daß einerseits diese Einschnürung (16) als Mitnehmeranschlag für die Ringschulter (17) dient,

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ORIGINAL INSPECTED

wenn die Kolbenstange (11) nach unten gefahren wird, und daß andererseits die Ringschulter (17) als Mitnehmeranschlag für die Einschnürung (16) dient, wenn der Hohlblock (15) hochgefahren wird, derart, daß eine bestimmte axiale Länge des Aufnahmeraumes für geschmolzenes Metall unabhängig von den Axialbewegungen der Preß- bzw. Formhülse (18) und des Preßstempelkopfes (14) konstant beibehalten wird.

2. Vertikal-Druckgußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlblock (15) mittels einer einen Zylinder (15a) und einen Stempel (19) aufweisenden hydraulischen Hubvorrichtung in axialer Richtung relativ zum Preßdruckzylinder (8) verstellbar ist.

3. Vertikal-Druckgußmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (19) am oberen Ende des Preßdruckzylinders (8) befestigt ist, während der Zylinder (T5a) einen Teil des Hohlblockes (15) bildet.

4. Vertikal-Druckgußmaschine nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruckzylinder (8) durch den Kolben (1o) voneinander getrennte untere und obere Zylinderräume (8a bzw. 8b) für hydraulische Flüssigkeit aufweist und mit Regeleinrichtungen versehen ist, um in beiden Zylinderräumen (8a, 8b) hydraulischen Druck abzubauen, wenn der Zylinder (15a) mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird, um den Hohlblock (15) zusammen mit der Preß- bzw. Formhülse (18) nach oben zu bewegen, wobei die Kolbenverlängerung einschließlich der Kolbenstange (11) und des Preßstempels (13) ausschließlich von dem Hohlblock (15) nach oben mitgenommen wird.

5. Vertikal-Druckgußmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Preß-

druckzylinder (8) gegenüber der stationären Formplatte (6) schwenkbar gelagert ist, so daß er aus einer Vertikalstellung in eine Schrägstellung verschwenkbar ist, wenn die Preß- bzw. Formhülse (18) nach unten aus dem stationären Formteil (2o) herausgezogen ist, und daß eine Kippvorrichtung (22) vorgesehen ist, um den Preßdruckzylinder (8) und die Preß- bzw. Formhülse (18) bei aus dem stationären Formteil (2o) herausgezogener Preß- bzw. Formhülse (18) aus der Vertikalstellung in die Sehragstellung, bei der geschmolzenes Metall in den durch die Hülse (.18) und den Preßstempelkopf (14) gebildeten Aufnahmeraum eingefüllt wird, und danach wieder in die Vertikalstellung zu verschwenken, und daß diese Kippvorrichtung (22) zur Betätigung einer Kolbenstange (34) eine aus einem oberen Teilzylinder (3o) und einem unteren Teilzylinder (31) bestehende Zylinderanordnung aufweist, die in einer solchen Relativstellung zur stationären Formplatte (6) angebracht ist, daß die oberen und unteren Teilzylinder (3o, 31) in axialer und vertikaler Richtung im Abstand voneinander liegen, wobei die Kolbenstange (34) obere und untere, jeweils innerhalb der oberen bzw. unteren Teilzylinder geführte Abschnitte und einen mittleren Abschnitt aufweist, der mit einer axial verlaufenden Zahnstange (35) versehen ist, in die ein auf einer stationären Achse gelagertes Zahnrad (36) eingreift, an das mit seinem einen Ende ein Kurbeltrieb (23, 24) angeschlossen ist, dessen anderes Ende an dem Preßdruckzylinder (8) angreift, und daß die Anordnung derart ist, daß dann, wenn der obere Teilzylinder (3o) druckentlastet ist, dem unteren Teilzylinder (31) hydraulische Flüssigkeit zugeführt wird, um die Kolbenstange (34) nach oben zu bewegen, während dann, wenn der untere Teilzylinder (31) druckentlastet ist, dem oberen Teilzylinder (3o) hydraulische Flüssigkeit

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zugeführt wird, so daß die Kolbenstange (34) nach unten bewegt wird.

6. Vertikal-Druckgußmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das obere Ende des oberen Teilzylinders (3o) ein oberer Leitungsabschnitt (32) und in das untere Ende des unteren TeilZylinders (31) ein unterer Leitungsabschnitt (33) axial eingesetzt sind, daß die äußeren Enden dieser Leitungsabschnitte (32, 33) zum Zuführen und zum Ablassen von hydraulischer Flüssigkeit offen, die innenliegenden Enden dieser Leitungsabschnitte hingegen geschlossen sind, daß die Leitungsabschnitte (32, 33) mit axial ausgerichteten und im Abstand liegenden radialen Seitenöffnungen (32a - 32d bzw. 33a - 33d) versehen sind und in axialer Richtung innerhalb der einen zylindrischen Querschnitt aufweisenden Kolbenstange (34) relativ zu dieser gleitend gelagert sind, derart, daß jeweils innerhalb jedes Teilzylinders (3o bzw. 31) eine durch die Innenwände des jeweiligen Teilzylinders und die darin eingesetzten unteren bzw. oberen Leitungsabschnitte (32 bzw. 33) begrenzte Zylinderkammer gebildet ist, die durch die jeweils außerhalb der Kolbenstange (34) liegenden Seitenöffnungen (32a - 32d bzw. 3 3a - 33d) mit dem Innenraum des jeweils zugeordneten Leitungsabschnittes (32 bzw. 33) in Verbindung steht, und daß die Anordnung derart ist, daß die Anzahl von Seitenöffnungen, durch die die jeweilige Zylinderkammer mit dem Innenraum des zugeordneten Leitungsabschnittes in Verbindung steht, bei der Aufwärtsbewegung der Kolbenstange (34) im Bereich des unteren Leitungsabschnittes (33) zunimmt und im Bereich des oberen Leitungsabschnittes (32) abnimmt, während bei der Abwärtsbewegung der Kolbenstange (34) die Anzahl von Seitenöffnungen, durch die die jeweilige Zylinderkammer mit dem Innenraum des

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zugeordneten Leitungsabschnittes in Verbindung steht, im Bereich des unteren Leitungsabschnittes (33) abnimmt und im Bereich des oberen Leitungsabschnittes (3 2) zunimmt.

7. Vertikal-Druckgußmaschine mit einer stationären Formplatte (6), an der ein mit einem beweglichen Formteil eine Druckgußform bildendes stationäres Formteil (2o) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß gegen das Formteil (2o) eine Preß- bzw. Formhülse (18) mit ihrer Oberseite von unten her zur Anlage bringbar ist, innerhalb der ein Preßstempel (13) verschiebbar geführt ist, der an seinem oberen Ende einen Preßstempelkopf (14) trägt, welcher zusammen mit der Preß- bzw. Formhülse (18) innerhalb dieser Hülse (18) einen Aufnahmeraum für geschmolzenes, mittels des Preßstempels (13) in die Druckgußform einzuspritzendes Metall begrenzt, daß an der stationären Formplatte (6) ein Preßdruckzylinder (8) zur Betätigung einer Kolbenstange (11) befestigt ist, die mit dem unteren Ende des Preßstempels (13) verbunden ist, daß der Preßdruckzylinder (8) gegenüber der stationären Formplatte (6) schwenkbar gelagert ist, so daß er aus einer Vertikalstellung in eine Schrägstellung verschwenkbar ist, wenn die Preß- bzw. Formhülse (18) nach unten aus dem stationären Formteil (2o) herausgezogen ist, und daß eine Kippvorrichtung (22) vorgesehen ist, um den Preßdruckzylinder (8) und die Preß" bzw. Formhülse (18) bei aus dem stationären Formteil (2o) herausgezogener Preß- bzw. Formhülse (18) aus der Vertikalstellung in die Schrägstellung, bei der geschmolznes Metall in den durch die Hülse (18) und den Preßstempel kopf (14) gebildeten Aufnahtne*- raum eingefüllt wird, und danach wieder in die Vertikalstellung zu verschwenken, und daß diese Kippvorrichtung (22) zur Betätigung einer Kolbenstange (3 4) eine aus einem

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oberen Teilzylinder (3o) und einem unteren Teilzylinder (31) bestehende Zylinderanordnung aufweist, die in einer solchen Relativstellung zur stationären Formplatte (6) angebracht ist, daß die oberen und unteren Teilzylinder (3o, 31) in axialer und vertikaler Richtung im Abstand voneinander liegen, wobei die Kolbenstange (3 4) obere und untere, jeweils innerhalb der oberen bzw. unteren Teilzylinder geführte Abschnitte und einen mittleren Abschnitt aufweist, der mit einer axial verlaufenden Zahnstange (35) versehen ist, in die ein auf einer stationären Achse gelagertes Zahnrad (3 6) eingreift, an das mit seinem einen Ende ein Kurbeltrieb (23, 24) angeschlossen ist, dessen anderes Ende an dem Preßdruckzylinder (8) angreift, und daß die Anordnung derart ist, daß dann, wenn der obere Teilzylinder (3o) druckentlastet ist, dem unteren Teilzylinder (31) hydraulische Flüssigkeit zugeführt wird, um die Kolbenstange (34) nach oben zu bewegen, während dann, wenn der untere Teilzylinder (31) druckentlastet ist, dem oberen Teilzylinder (3o) hydraulische Flüssigkeit zugeführt wird, so daß die Kolbenstange (34) nach unten bewegt wird.

8. Vertikal-Druckgußmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in das obere Ende des oberen Teilzylinders (3o) ein oberer Leitungsabschnitt (32) und in das untere Ende des unteren Teilzylinders (31) ein unterer Leitungsabschnitt (33) axial eingesetzt sind, daß die äußeren Enden dieser Leitungsabschnitte (32, 33) zum Zuführen und zum Ablassen von hydraulischer Flüssigkeit offen, die innenliegenden Enden dieser Leitungsabschnitte hingegen geschlossen sind, daß die Leitungsabschnitte (32, 33) mit axial ausgerichteten und im Abstand liegenden radialen Seitenöffnungen (32a - 32d bzw. 33a - 33d)

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versehen sind und in axialer Richtung innerhalb der einen zylindrischen Querschnitt aufweisenden Kolbenstange (34) relativ zu dieser gleitend gelagert sind, derart, daß jeweils innerhalb jedes TeilZylinders (3o bzw. 31) eine durch die Innenwände des jeweiligen Teilzylinders und die darin eingesetzten unteren bzw. oberen Leitungsabschnitte (32 bzw. 33) begrenzte Zylinderkammer gebildet ist, die durch die jeweils außerhalb der Kolbenstange (34) liegenden Seitenöffnungen (32a - 32d bzw. 33a - 33d) mit dem Innenraum des jeweils zugeordneten Leitungsabschnittes (32 bzw. 33) in Verbindung steht, und daß die Anordnung derart ist, daß die Anzahl von Seitenöffnungen, durch die die jeweilige Zylinderkammer mit dem Innenraum des zugeordneten Leitungsabschnittes in Verbindung steht, bei der Aufwärtsbewegung der Kolbenstange (3 4) im Bereich des unteren Leitungsabschnittes (33) zunimmt und im Bereich des oberen Leitungsabschnittes (32) abnimmt, während bei der Abwärtsbewegung der Kolbenstange (34) die Anzahl von Seitenöffnungen, durch die die jeweilige Zylinderkammer mit dem Innenraum des zugeordneten Leitungsabschnittes in Verbindung steht, im Bereich des unteren Leitungsabschnittes (33) abnimmt und im Bereich des oberen Leitungsabschnittes (32) zunimmt,

9. Vertikal-Druckgußmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbeltrieb eine Antriebskurbel (23) und eine Schwinge (24) umfaßt, und daß die Antriebskurbel (23) mit ihrem einen Ende fest an dem Zahnrad (36) befestigt ist, während das andere Ende dieser Antriebskurbel (23) an dem einen Ende der Schwinge (24) angelenkt ist, deren anderes Ende an einem Seitenabschnitt des Preßdruckzylinders (8) angelenkt ist.

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-βίο. Vertikal-Druckgußmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippvorrichtung (22) mittels eines Trägers (27) an der stationären Formplatte (6) befestigt ist, und daß die Kolbenstange (34) in ihrem mittleren Abschnitt im wesentlichen gegenüberliegend zur Zahnstange (35) und zum Träger (27) mit einer Einlage (37) versehen ist, und daß der Preßdruckzylinder (8) an dem Träger angelenkt ist.

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