DE3023917C2 - Vorrichtung zum Zuführen der Schmelze von unten in eine Vertikal-Kaltkammer-Druckgießmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in der DE-OS 05 607 dargestellt und beschrieben. Die bekannte Vorrichtung weist einen durch die Konstruktion bedingten, gravierenden Nachteil auf, der fehlerhafte Gußstücke zur Folge hat und darin besteht, daß die der Druckgießmaschine zugeführte Schmelze aufgewirbelt, gegebenenfalls sogar verspritzt wird, und zwar deshalb, weil sich beim Verschwenken der Gießhülse aus der

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Füllstellung in die Arbeitsstellung das Volumen, genauer gesagt, die axiale Länge der Gießkammer ändert, und weil die Gießhülse sowohl beim Verschwenken in die Füllstellung als auch in die Arbeitsstellung ruckartig in Bewegung gesetzt und angehalten wird.

Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Verbesserung der bekannten Vorrichtung dahingehend, daß beim Verschwenken des Gießantriebes in die Schmelzen-Einfüllstellung und zurück in die Arbeitsstellung das Volumen bzw. die axiale Länge der die Schmelze aufnehmenden Gießhülse konstant bleibt und daß die Schwenkbewegung langsam einsetzt, beschleunigt und wieder verzögert wird, um schließlich langsam abzuklingen.

Der Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des ersten Anspruchs angeführten Merkmale.

Dadurch, daß die Einschnürung der bewegbaren Halterung für das untere Gießkammerteil mit der am Gießantrieb bzw. an der Gießkolbenstange angeordneten Ringschulter zusammenwirkt bleibt die axiale Länge der Gießkammer bei einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung der als Gehäuse ausgebildeten Halterung des unteren Gießkammerteils konstant, weil bei einer Abwärtsbewegung des Gießkolbens das Gehäuse nach unten, bei einer Aufwärtsbewegung des Gehäuses der Gießkolben nach oben mitgenommen wird.

Ein Verwirbeln der Schmelze beim Verschwenken des Gießantriebes aus der Füllstellung in die Arbeitsstellung wird ferner dadurch wirksam verhindert, daß der hohle Doppelkolben auf Druckmittel-Leitungsabschnitten geführt ist, deren innere Enden verschlossen und deren Wandungen mit mehreren, übereinander angeordneten Verbindungsbohrungen versehen sind, die von den Endabschnitten des Doppelkolbens nacheinander freigegeben bzw. verschlossen werden und somit bewirken, daß die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Doppelkolbens und somit der Schwenkbewegung des Gießantriebes in die Schmelzen-Einfüllstellung bzw. in die Arbeitsstellung langsam einsetzt, beschleunigt und wieder verzögert wird, um schließlich langsam abzuklingen, wie es in dem in Fig.3 wiedergegebenen Bewegungsdiagramm dargestellt ist

Eine Ausbildung der Vorrichtung nach Anspruch 2 bewirkt eine weiche und stoßfreie Bewegung des Doppelkolbens innerhalb des ihn aufnehmenden Antriebsgehäuses, besonders dann, wenn die den Doppelkolben abstützende Einlage aus einem Werkstoff mit geringem Reibungskoeffizienten besteht

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fi g. 1 in der Seitenansicht, teilweise geschnitten, eine Vorrichtung zum Zuführen von Schmelze in eine Vertikal-Kaltkammer-Druckgießmaschine;

F i g. 2 im Längsschnitt und in vergrößerter Darstellung die der Druckgießmaschine zugeordnete Kippvorrichtung und

Fig.3 das Bewegungsdiagramm für die von der Kippvorrichtung bewirkte Schwenkbewegung der Vorrichtung in die Schmelzen-Einfüllstellung.

Die Fig. 1 zeigt die wichtigsten Teile einer Vertikal-Kaltkammer-Druckgießmaschine 1 mit einem Zentriergestell 2. Die Pressenplatte 3 ist über Führungssäulen 4 mit dem Oberteil der Druckgießmaschine verbunden, wobei die unteren Enden der Führungssäu- · len 4 an der Pressenplatte 3 und die oberen Enden der Führungssäulen 4 über Verbindungsorgane 7 an der

festen Aufspannplatte 6 der Druckgießmaschine befestigt sind. Die feste Aufspannplatte 6 ist ihrerseits am Maschinengestell 5 befestigt.

In dem Raum zwischen den Führungssäulen 4 befindet sich der Gießantrieb, zu dem ein Druckzylinder 8 mit Zylinderraum Sb sowie ein Kolben 10 mit Kolbenstange 11 gehören. Das untere Ende des Druckzylinders 8 ist mit Hilfe eines Zapfens 9 an der Pressenplatte 3 schwenkbar befestigt.

Die Kolbenstange 11 des Kolbens tO wirkt über ein Kupplungsstück 12 auf die Gießkolbenstange 13 ein, an deren oberem Ende sich der Gießkolben 14 der Druckgießmaschine befindet.

Als Halterung für den unteren Gießkammerteil dient ein Gehäuse 15, das mit einer inneren Einschnürung 16 als Führung für die Kolbenstange 11 des Gießantriebes versehen ist

Die ringförmige Einschnürung 16 liegt mit ihrer Oberseite an der Unterseite einer Ringschulter 17 an, die einen Teil des Kupplungsstückes 12 bildet, welches die Kolbenstange 11 des Gießantriebes mit der Gießkolbenstange 13 verbindet. Alternativ kann die Ringschulter 17 auch an der Gießkolbenstange 13 oder an der Kolbenstange 11 des Gießantriebes vorgesehen sein.

In das obere Ende des Gehäuses 15 ist die Gießhülse 18 eingesetzt, in welcher der Gießkolben 14 gleitend geführt ist. Wird das Gehäuse 15 axial nach oben bewegt, so nimmt die Einschnürung 16 die sich auf ihrer Oberseite abstützende Ringschulter 17 mit, so daß der Gießkolben 14 und die Gießhülse 18 gleichzeitig nach oben angehoben werden.

In der Seitenwand des Gehäuses 15 befindet sich ein axial gerichteter Zylinderraum 15a zur Aufnahme und Betätigung eines Stempels 19, der an der der Kolbenstange 11 zugewandten Oberseite des Druckzylinders 8 des Gießantriebes befestigt ist. Das obere Ende des Stempels 19 ist im Zyiinderraum 15a gleitend geführt. Um das Gehäuse 15 axial nach oben zu bewegen, wird in den Zyiinderraum 15a ein hydraulisches Druckmittel eingeleitet, und zwar durch eine im Stempel 19 vorgesehene Bohrung, die in nicht dargestellter Weise an eine Druckmittelquelle angeschlossen ist.

Die feststehende Formhälfte 20, die zusammen mit einer nicht dargestellten, beweglichen Formhälfte eine Druckgießform bildet, ist mit Hilfe eines beweglichen Futters 21 auf der festen Aufspannplatte 6 der Druckgießmaschine befestigt

An einer der Führungssäulen 4 ist eine Kippvorrichtung 22 befestigt, die dazu dient, den Gießantrieb über einen aus einer Antriebskurbel 23 und einer Pleuelstange 24 bestehenden Kurbeltrieb in eine Schrägstellung, d. h. in die in F i g. 1 strichpunktiert angedeutete Schmelzen-Einfüllstellung und wieder zurück in die Arbeitsstellung zu verschwenken, nachdem die Schmelze in die Gießhülse 18 eingefüllt worden ist.

Gemäß F i g. 2 gehört zu der Kippvorrichtung 22 ein Antriebsgehäuse 26 mit angeformtem Träger 27. Zur Kippvorrichtung 22 gehört ferner eine Zylinderanordnung mit einem oberen Teilzylinder 30 und einem unteren Teilzylinder 31, welche die Aufwärts- und Abwärtsbewegung eines hohlen Doppelkolbens 34 veranlassen. Die beiden Teilzylinder 30, 31 sind mit axialem Abstand voneinander im oberen bzw. unteren Endabschnitt 28,29 des Antriebsgehäuses 26 aufgenommen bzw. bilden einen Teil davon. Die beiden Endabschnitte des hohlen Doppelkolbens 34 sind im

oberen bzw. unteren Teilzylinder 30,31 gleitend geführt. In die Teilzylinder 30, 31 sind Druckmittel-Leitungsabschnitte 32, 33 konzentrisch eingesetzt, die in nicht dargestellter Weise an eine Druckmittelquelle angeschlossen sind.

Die inneren Enden der Leitungsabschnitte 32,33 sind verschlossen, während ihre Wandungen in axialer bzw. vertikaler Richtung in gleichmäßigen Abständen angeordnete Verbindungsbohrungen 32a, b, c, d bzw. 33a, b, c, d aufweisen. Durch diese Verbindungsbohrungen tritt das in die Leitungsabschnitte 32, 33 eingeleitete Druckmittel abwechselnd in die die Leitungsabschnitte umgebenden Zylinderräume 30a bzw. 31a der beiden Teilzylinder 30, 31 ein. Bei seiner Aufwärts- und Abwärtsbewegung ist der hohle Doppelkolben 34 mit seiner Bohrung auf den beiden Leitungsabschnitten 32, 33 gleitend geführt.

Der Doppelkolben 34 ist in seinem mittleren Abschnitt an einer Seite als Zahnstange 35 ausgebildet, die mit einem im Träger 27 gelagerten Ritzel 36 zusammenwirkt. Mit dem Ritzel 36 ist eine Antriebskurbe! 23 drehfest verbunden, an deren äußerem Ende eine Pleuelstange 24 angelenkt ist, die mit ihrem anderen Ende am Druckzylinder 8 des Gießantriebes angreift. An der von der Zahnstange 35 abgewandten Seite stützt sich der Doppelkolben 34 auf einer im Antriebsgehäuse 26 aufgenommenen Einlage 37 ab, die zur Erzielung einer weichen und stoßfreien Bewegung des Doppelkolbens 34 innerhalb des Antriebsgehäuses 26 aus einem reibungsarmen Werkstoff bestehen kann.

Anhand der Figuren wird nachstehend die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben.

Die in F i g. 1 wiedergegebene Stellung der einzelnen Bauteile der Druckgießmaschine 1 zueinander entspricht dem Zustand unmittelbar nach einem Druckgießvorgang. Der Gießkolben 14 nimmt hierbei seine rückwärtige Stellung ein. Um die Gießhülse 18 mit Schmelze zu füllen, wird dem Gießantrieb, d. h. dem oberhalb des Kolbens 10 liegenden Zylinderraum 8a des Druckzylinders 8 Druckmittel zugeleitet, während gleichzeitig eine Auslaßöffnung des Zylinderraumes 15a, die sich am unteren Ende des Stempels 19 befindet, geöffnet wird. Bei der Abwärtsbewegung der Kolbenstange 11 des Gießantriebes wird auch das Gehäuse 15, d. h. die Halterung für das untere Gießkammerteil, nach unten mitgenommen, da sich die Ringschulter 17 auf der Oberseite der Einschnürung 16 abstützt. Das Gehäuse 15 und die in ihm aufgenommene Gießhülse 18 werden somit zusammen und gleichzeitig mit dem Gießkolben 14 nach unten bewegt Der Gießkolben 14 und die Gießhülse 18 werden hierbei nach unten aus der feststehenden Formhälfte herausgezogen, ohne daß sich die Relativstellung zwischen dem Gießkolben 14 und der Gießhülse 18 ändert. Die axiale Länge der Gießkammer bleibt demzufolge ungeachtet der Bewegungen der Gießhülse 18 und des Gießkolbens 14 konstant.

Nach dem Herausziehen der Gießhülse 18 und des Gießkolbens 14 aus der feststehenden Formhälfte 20 wird die Kippvorrichtung 22 in Betrieb gesetzt, wobei durch die Antriebskurbel 23 und die Pleuelstange 24 der Gießantrieb, d. h. der Druckzylinder 8 und die Gießhülse 18, in die in F i g. 1 strichpunktiert angedeutete Schmelzen-Einfüllstellung verschwenkt werden. Nach dem Einfüllen der Schmelze geht der Gießantrieb in seine Arbeitsstellung zurück. Durch nicht dargestellte Regelorgane wird nunmehr Druckmittel in den oberen Zylinderraum 8a des Druckzylinders 8 eingeleitet,

wahrend gleichzeitig der Druck im unteren Zylinderraum 86 des Druckzylinders 8 abgebaut wird. Anschließend wird durch die Bohrung des Stempels 19 Druckmittel in den Zylinderraum 15a des Gehäuses 15 eingeleitet, so daß sich das Gehäuse 15 und gleichzeitig damit auch die Gießhülse 18 zusammen mit dem Gießkolben 14 nach oben bewegt, da sich die Ringschulter 17 auf der Oberseite der Einschnürung 16 des Gehäuses 15 abstützt Der Gießkolben 14 und die Gießhülse 18 werden somit ohne Änderung ihrer vorherigen Relativstellung nach oben in die feststehende Formhälfte 20 eingefahren. Die Schmelze wird hierdurch in die für den Druckgießvorgang erforderliche Stellung gebracht ohne daß sie verspritzt oder verwirbelt wird oder vorzeitig abkühlt

Nach dem Einfahren des Gießantriebes in die feststehende Formhälfte 20, die jetzt mit der nicht dargestellten, beweglichen Formhälfte zusammenwirkt, wird in den unteren Zylinderraum 86 des Druckzylinders 8 Druckmittel eingeleitet, wodurch der Druckgießvorgang veranlaßt und die Schmelze in den durch die feststehende und die bewegliche Formhälfte begrenzten Formhohlraum gepreßt wird.

Bei dem beschriebenen Verfahrensablauf ändert sich die Füllhöhe der Schmelze innerhalb der Gießhülse 18 nicht, so daß sie sehr rasch nach oben gedrückt werden kann, ohne aus der Gießhülse 18 herauszufließen oder vorzeitig abzukühlen bzw. zu oxidieren.

Der Druckgießvorgang geht daher äußerst wirksam und sicher vonstatten, zumal gewährleistet ist, daß der Gießkolben 14 beim Hochfahren des Gießantriebes nicht aus der Gießhülse 18 herausfallen kann.

Wenn bei dem in Fig. 1 in durchgehenden Linien dargestellten Betriebszustand der Druckgießmaschine dem unteren Leitungsabschnitt 33 gemäß Fig.2 in Richtung des Pfeiles Druckmittel zugeleitet wird, so gelangt es durch die unterste Verbindungsbohrung 33a in den Zylinderraum 31a des Teilzylinders 31, so daß auf den Doppelkolben 34 eine nach oben gerichtete Kraft einwirkt und dessen Bewegung nach oben veranlaßt Das mit der Zahnstange 35 kämmende Ritzel 36 wird hierdurch gemäß Fig.2 zusammen mit der Antriebskurbel 23 im Uhrzeigersinn in Drehung versetzt Die Pleuelstange 24 veranlaßt hierbei ein Verschwenken des Druckzylinders 8 und damit auch der Gießhülse 18 um den Zapfen 9 in die in Fig. 1 strichpunktiert angedeutete Schmelzen-Einfüllstellung.

Am Anfang der Aufwärtsbewegung des Doppelkolbens 34 ist nur die unterste Verbmdungsbohrung 33a des unteren Leitungsabschnittes 33 geöffnet, während bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Doppeikolbens 34 nacheinander weitere Verbindungsbohrungen 336,33c; 33c? freigegeben werden, so daß die dem unteren Zylinderraum 31a pro Zeiteinheit zugeführte Druckmittelmenge zunimmt Der Doppelkolben 34 bewegt sich daher mit zunehmender Geschwindigkeit ruckfrei nach oben. Gleichzeitig werden aber die Verbindungsbohrung 32</, 32c; 326,32a des oberen Leitungsabschnittes nacheinander geschlossen, und zwar beginnend mit der untersten Verbindungsbohrung 32d, so daß die aus dem oberen Leitungsabschnitt 32 austretende Druckmittelmenge stufenweise abnimmt Die Aufwärtsbewegung des Doppelkolbens 34 wird daher zunehmend

langsamer, wenn sich der Doppelkolben 34 seiner oberen Endstellung nähert so daß er weich abgebremst wird und schließlich langsam zum Stillstand kommt

Im mittleren Bereich des Hubweges ist die Hubgeschwindigkeit am größten, da die Verbindungsbohrungen 33a, 336 bzw. 32a, 326 zusammen ausreichende und aufeinander abgestimmte Öffnungsquerschnitte haben. Die Hubgeschwindigkeit des Doppelkolbens 34 ändert sich somit und verläuft gemäß dem Bewegungsdiagramm nach Fig.3, welches das Verhältnis der Hubgeschwindigkeit des Doppelkolbens gegenüber dem Kolbenhub wiedergibt Am Anfang und am Ende des Hubweges ist die Geschwindigkeit gering, im mittleren Bereich dagegen maximal. Bei der Zufuhr der Schmelze wirkt sich die beschriebene Veränderung der Hubgeschwindigkeit sehr vorteilhaft aus.

Die Veränderung der Hubgeschwindigkeit hängt ferner von der Kennlinie des Kurbeltriebes 23, 24 und dem Zahnstangengetriebe 35,36 ab und ist in der F i g. 3 gestrichelt angedeutet

Mit der Veränderung der Geschwindigkeit des Doppelkolbens 34 ändert sich auch die Geschwindigkeit beim Verschwenken des Gießantriebs, die zunächst gering ist allmählich auf einen Maximalwert ansteigt, um schließlich langsam abzuklingen.

Das Verschwenken des Gießantriebes erfolgt daher unter optimalen Bedingungen und führt insgesamt zu einer beträchtlichen Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit der Druckgießmaschine.

Nach dem Verschwenken des Gießantriebes bzw. der Gießhülse 18 in die Schmelz-Einfüllstellung und dem Einfüllen der Schmelze wird dem oberen Leitungsabschnitt 32 Druckmittel zugeführt, um den Doppelkolben 34 analog zu der zuvor beschriebenen Aufwärtsbewegung gesteuert nach unten zu bewegen. Die Gießhülse 18 wird hierdurch in ihre Vertikalstellung unterhalb der feststehenden Formhälfte 20 zurückgeschwenkt, was wiederum unter der beschriebenen, äußerst vorteilhaften Veränderung der Geschwindigkeit der Schwenkbewegung erfolgt. Dadurch ist gewährleistet daß die in der Gießhülse 18 aufgenommene Schmelze während ihrer Zuführung zur Druckgießmaschine weder aufgewirbelt noch verspritzt wird und keine Gelegenheit hat, vorzeitig zu oxidieren. Nach dem Erreichen der Ausgangsstellung wird in den Zylinderraum 15a des Gehäuses 15 Druckmittel eingeleitet, während gleichzeitig die Zylinderräume 8a und 86 des Druckzylinders 8 druckentlastet sind, um das Gehäuse 15 in der weiter oben beschriebenen Weise nach oben zu bewegen.

Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau erfolgt die Kippbewegung innerhalb sehr kurzer Zeit ohne daß Stöße auftreten oder der Gießantrieb ruckartig beschleunigt oder angehalten wird, wie es bei den bisher bekannten Kippvorrichtungen der Fall ist, bei denen der Druckzylinder mit Hilfe von hydraulischen Einrichtungen direkt verschwenkt wird.

Die Veränderung der Hubgeschwindigkeit des Druckkolbens 34 bzw. der Schwenkgeschwindigkeit des Gießantriebes läßt sich in einfacher Weise durch eine entsprechende Auswahl der Anzahl, des Durchmessers und der Anordnung der Verbindungsbohrungen in dem oberen und unteren Leitungsabschnitt 32, 33 der Kippvorrichtung 22 beeinflussen und einstellen.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zuführen der Schmelze von unten in eine Vertikal-Kaltkammer-Druckgießmaschine mit einer Führung für die Kolbenstange des Gießantriebes, einer mit dem Gießantrieb verbundenen, bewegbaren Halterung für ein unteres Gießkammerteil und mit einer Kippvorrichtung zum Verschwenken des unteren Gießkammerteils in die Schmelzen-Einfüllstellung, dadurch gekenn- «' zeichnet, daß die Führung aus einer inneren Einschnürung (16) der als Gehäuse (15) ausgebildeten, bewegbaren Halterung des unteren Gießkammerteils besteht, daß die Einschnürung (16) als Anschlag für eine Ringschulter (17) ausgebildet ist ι · die sich an einem mehrteiligen Bauteil befindet welches sich aus der Gießkolbenstange (13), der Kolbenstange (11) des Gießantriebes (8, 10) und einem die Gießkolbenstange (13) mit der Kolbenstange (11) des Gießantriebes verbindenden Kupp- -'(» Iungsstück (12) zusammensetzt daß das Gehäuse (15) in seiner Wandung einen Zylinderraum (15a,? aufweist, aus dem ein mit dem Gießantrieb (8, 10) verbundener Stempel (19) ausfahrbar ist daß die Kippvorrichtung (22) einen in einem Antriebsgehäu- -2 > se (26) zwischen zwei koaxial angeordneten Teilzylindern (30, 31) auf und ab bewegbaren Doppelkolben (34) aufweist und mit einem Kurbeltrieb (23,24) mit zugeordnetem Zahnstangengetriebe (35, 36) für die Schwenkbewegung des Gießan- -io triebes in die Schmelzen-Einfüllstellung versehen ist daß der Doppelkolben (34) der Kippvorrichtung (22) hohl ist, einen mittleren, verdickten Abschnitt aufweist und bei seiner Aufwärts- und Abwärtsbewegung mit seinen dünneren Endabschnitten abwechselnd in die Zylinderräume (30a, 3\a) der Teilzylinder (30, 31) eintritt, wobei der mittlere, verdickte Abschnitt an einer Seite als Zahnstange (35) ausgebildet ist, die auf das Ritzel (36) des Kurbeltriebes (23,24) einwirkt, daß in die Teilzylin- -ίο der (30,31) konzentrisch zu diesen Druckmittel-Leitungsabschnitte (32, 33) eingesetzt sind, auf denen der hohle Doppelkolben (34) gleitend geführt ist, wobei die Leitungsabschnitte (32, 33) an ihren inneren Enden verschlossen sind und über mehrere, in ihren Wandungen übereinander angeordnete Verbindungsbohrungen (32a bis d, 33a bis d) mit den Zylinderräumen (30a, 3Ia) der Teilzylinder (30, 31) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- >o zeichnet, daß sich der Doppelkolben (34) der Kippvorrichtung (22) an der der Zahnstange (35) gegenüberliegenden Seite auf einer im Antriebsgehäuse (26) aufgenommenen Einlage abstützt