DE3215839C1 - Verdraengungsgussmaschine - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mit dem Metallaufnahmeraum (10) in Verbindung stehende Inertgaszuführungseinrichtung (13) besitzt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertgaszuführungseinrichtung (13) als Stutzen (14) ausgebildet ist, deren Anzahl gleich der Anzahl der Eingießöffnungen (4) ist, und daß

— die Stutzen (14) an den Verdichtungsbacken (3) um die Horizontalachse drehbar angebracht sind und beim Metalleingießen in den Eingießöffnungen (4) tangential zur Innenfläche der Formhälften (2) so verlaufen, daß die Ausläßöffnungen der Stutzen (14) nach der gleichen Seite gerichtet sind.

3. Maschine nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

— die Inertgaszuführungseinrichtung (13) aus Kanälen (25) gebildet ist, welche in den Wänden der am Untersatz (1) anliegenden Formhälften (2) ausgeführt sind, und daß

— die Achsen der Kanäle (25) zur Verwirbelung des Inertgasstromes über dem Metallspiegel unter einem Winkel zur Innenfläche der Wände des Metallaufnahmeraumes (10) verlaufen.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

— die Inertgaszuführungseinrichtung (13) zusätzliche an der Stirnfläche des Untersatzes (1) ausgeführte Kanäle (28) aufweist und daß

— die Achsen der Kanäle (28) unter einem Winkel zur Oberfläche des Metallaufnahmeraumes (10) und symmetrisch zu den Achsen der erstgenannten Kanäle (25) verlaufen.

Die Erfindung betrifft das Gießereiwesen, insbesondere eine Verdrängungsgußmaschine.

Die erfindungsgemäße Verdrängungsgußmaschine eignet sich vorzugsweise für die Herstellung von dünnwandigen großdimensionierten Gußstücken aus Legierungen auf der Grundlage von NE-Metallen.

Bekanntlich vollzieht sich beim Metalleingießen in die Form eine Oxydation des Metalls über dessen Oberfläche. Das Gefüge des Gußstückes ist infolge der darin vorhandenen Oxideinschlüsse nicht qualitätsgerecht, wodurch die mechanischen Eigenschaften, vorwiegend die Festigkeit, des Gußstückes beeinträchtigt werden. Darüber hinaus ist es in manchen Fällen erforderlich, Gußstücke aus hochwirksamen Metallen zu erhalten, welche in Berührung mit der Atmosphäre zur Selbstentzündung neigen, was eine Havarie im Betrieb zur Folge haben kann. Die Anwendung der

ι ο Schwefelblume zur Verhinderung der Selbstentzündung des Metalls ergibt eine Verunreinigung des Gußstückes mit den Bestandteilen des Flußmittels, was ebenfalls zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften führt. Neben der Schwefelblume verwendet man Inertgase, wie Argon u. dsgl. zum Metallschutz gegen Oxydation, die man über die Oberfläche zuführt, oder eine Vorevakuierung der Form. Die letztgenannte eignet sich lediglich für den Druckguß oder für Lichtbogen-Vakuumgußmaschinen.

Es ist bereits eine Druckgußmaschine bekannt (SU-Urheberschein 4 38 496, Kl. B 22 D 17/14), welche auf einem Untersatz beweglich angebrachte Formhälften, eine Eingußmülde und eine Metalleinpreßeinheit umfaßt.

Für die Herstellung eines Gußstückes wird im durch die Formhälften gebildeten Hohlraum ein Vakuum erzeugt. Danach wird die Eingußmulde mit einer Metallteilmenge gefüllt, die für die Herstellung nur eines Gußstückes notwendig ist, und dann wird dieses Metall mit Hilfe der Metalleinpreßeinheit in den Hohlraum eingepreßt. Dank dem Vakuum innerhalb des Hohlraumes wird das Metall gegen die Bildung von Oxydfilmen geschützt.
Jedoch lassen sich mit der genannten Maschine nur verhältnismäßig kleindimensionierte Teile gießen. Das Gießen von großdimensionierten Teilen, welche des Einsatzes großer Kerne bedürfen, ist hierbei nicht möglich.

Bekannt ist des weiteren eine Druckgußmaschine (JA-PS 52-26 741, Kl. B 22 D 17/20), welche eine auf einem Untersatz beweglich angebrachte Platte und eine auf demselben Untersatz unbeweglich angebrachte Platte umfaßt, auf denen Formhälften befestigt sind. Auf dem Untersatz sind außerdem eine Metalleinpreßeinheit, ein Auswerfer zum Auswerfen des Gußstückes und eine Vorrichtung für das Durchblasen des Formhohlraumes angeordnet.

Diese Maschine ist für den Druckguß geeignet. Das Füllen des Hohlraumes mit einem Inertgas geschieht in einem geschlossenen Raum. Gegen die Oxydation wird das Metall durch ein Inertgas geschützt, das dem Hohlraum zugeführt wird. Mit dieser Maschine können, wie auch im obigen Fall, keine großdimensionierten Teile gegossen werden.

Es ist eine Verdrängungsgußmaschine bekannt, die einen Untersatz mit darauf beweglich angebrachten Formhälften und Verdichtungsbacken mit Eingießöffnungen, die bei der Annäherung der Formhälften abgeschlossen werden, und einem auf dem Untersatz starr befestigten Zentrierstift zur Anbringung darauf eines Gerippes mit einem Kernblock, der gemeinsam mit dem Untersatz, den Verdichtungsbacken und den am Untersatz anliegenden Bereichen der Formhälften einen Metallaufnahmeraum bildet, enthält (siehe z. B.

V. N. Vinogradov »Gießformen für NE-Legierungen«, Konstruktionsalbum, Moskau, Verlag Mashinostrojenie, 1981, Bl. 28),
Mit dieser Maschine können großdimensionierte

Gußstücke, jedoch nur aus einer beschränkten Reihe von Metallen hergestellt werden. Derzeit kommen bei Maschinen dieses Typs lediglich Al- und Zn-Legierungen in Frage. Das Fehlen von Mitteln zum. Schutz, der Schmelze gegen den Einfluß der Atmosphäre veranlaßt das Vorhandensein von Oxydfümen in den Gußstücken, wodurch die mechanischen Eigenschaften der Gußstükke beeinträchtigt werden. Die in der jüngsten Zeit an die Verminderung des Gewichtes von Gußstücken und die Verbesserung der mechanischen Festigkeit gestellten ,10 Forderungen setzen die Inanspruchnahme von leichteren Legierungen voraus. Dagegen bedürfen Leichtmetallegierungen unbedingt eines Schutzes vor der Einwirkung der Atmosphäre.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängungsgußmaschine zu schaffen, bei welcher der Schutz gegen die Bildung von Oxidfilmen in den Gußstücken die Qualität der letzteren zu verbessern vermag.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Verdrängungsgußmaschine, welche einen Untersatz mit auf diesem beweglich angebrachten Formhälften mit Verdichtungsbacken, die mit Eingießöffnungen versehen sind, die bei der Annäherung der Formhälften überdeckt werden, und einen auf dem Untersatz starr befestigten Zentrierstift zur Anbringung eines Gerippes mit einem Kernblock, der gemeinsam mit dem Untersatz, den Verdichtungsbacken und den am Untersatz anliegenden Bereichen der Formhälften einen Metallaufnahmeraum ausbildet, umfaßt, gemäß der Erfindung eine mit dem Metallaufnahmeraum verbundene Inertgaszuführungseinrichtung vorgesehenist. · . .

Es ist hierbei vorteilhaft, die Inertgaszuführungseinrichtung als Stutzen auszubilden, deren Anzahl gleich der Anzahl der Eingießöffnungen ist, und die an den Verdichtungsbacken um die Horizontalachse drehbar angebracht sind und beim Metalleingießen in den Eingießöffnungen tangential zur Innenfläche der Formhälften so verlaufen, daß die Auslaßöffnungen der Stutzen nach der gleichen Seite gerichtet sind.

Es ist sinnvoll, die Inertgaszuführungseinrichtung als Kanäle auszubilden, die in den Wänden der am Untersatz anliegenden Formhälften ausgeführt werden, und die Achsen der Kanäle unter einem Winkel zur Innenfläche der Wände des Metallaufnahmeraumes zwecks Verwirbelung des Inertgasstromes über dem Metallspiegel auszurichten.

Es ist von Nutzen, daß die Inertgaszuführungseinrichtung zusätzliche, an der Stirnfläche des Untersatzes ausgeführte Kanäle besitzt und daß die Achsen dieser Kanäle unter einem Winkel zur Oberfläche des Metallaufnahmeraumes und symmetrisch zu den Achsen der grundsätzlichen Kanäle verlaufen.

Die erfindungsgemäße konstruktive Ausführung der Verdrängungsgußmaschine mit der Inertgaszuführungseinrichtung trägt dazu bei, daß die Festigkeitswerte der darin hergestellten Gußstücke beachtlich erhöht werden. Darüber hinaus bietet sich dadurch die Möglichkeit, von hochwirksamen Leichtmetallen Gebrauch zu machen, deren Festigkeitswerte die bisher anwendbaren Metalle übertreffen. :

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von konkreten Ausführungsformen unter Hinweis auf Zeichnungen erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine erfindungsgemäß ausgeführte Verdrängungsgußmaschine (im Längsschnitt); Fig.2 eine erfindungsgemäß ausgeführte Verdrängungsgußmaschine (Ansicht nach Pfeil A):,

Fig.3 eine erfindurigsgemäß ausgeführte Vgrdrängungsgußmaschine (im Längsschnitt) und eine weitere Ausführungsform der Inertgaszuführuhgseinrichtüng;

Fig.4 einen Untersatz einer erfindungsgemäßen Verdrängungsgußmaschine mit Kanälen für die Inertgaszuführung (in Isometric teilweiser Ausschnitt),

Die Verdrängungsgußmaschine umfaßt einen Untersatz 1 (Fig.l) mit darauf beweglich angebrachten Formhälften 2. Entsprechend den geltenden Fachausdrucken werden Formteile als Formhäiften bezeichnet, obgleich die Anzahl der Formhälften mehr als zwei sein kann. Bei der beschriebenen Äusführungsform der Verdrängungsgußmaschine setzt sich die Form aus zwei Formhälften 2 zusammen, .

Auf dem Untersatz 1 sind außerdem Verdichturigsbacken 3 mit Eingießöffnungen 4, die bei der Annäherung der Formhäiften 2 überdeckt. werden, beweglich angeordnet. Auf dem Untersatz 1 ,ist ein Zentrierstift 5 starr befestigt, der für die Aufnahme eines Gerippes 6 mit einem Kernblock 7 dient. Der Kernblock 7 besteht bei der beschriebenen Ausführungsform aus einem Grundkern 8 und einem Kern 9. Mittels des Kernblockes 7 wird die Innenfläche des Gußstückes ausgebildet, während die Formhälften 2 für die Ausbildung der Außenfläche des Gußstückes verantwortlich sind.

Der Kern 9 bildet zusammen mit dem Untersatz 1, den Verdichtungsbacken 3 und den am Untersatz 1 anliegenden Bereichen der Formhälften 2 einen Metallaufnahmeraum 10 aus. Der Untersatz 1 ist auf einem Bett 11 starr befestigt. Der Untersatz 1 und das Bett 11 weisen eine Bohrung 12 auf, in welche das Ende des Zentrierstiftes 5 einmündet.

Die Verdrängungsgußmaschine enthält darüber hinaus eine Inertgaszuführungseinrichtung 13, die mit dem " Metallaufnahmeraum 10 in Verbindung steht.

Bei der infrage kommenden Ausführungsform ist die Inertgaszuführungseinrichtung 13 als Stutzen 14 ausgebildet, deren Anzahl mit der Anzahl der Eingießöffnungen 4 übereinstimmt. Die Stutzen 14 sind an den Verdichtungsbacken 3 um die Horizontalachse drehbar angebracht.

Beim Metalleingießen sind die Stutzen 14 in den Eingießöffnungen 4 tangential an die Innenfläche der Formhälften so angeordnet, daß die Auslaßöffnungen der Stutzen nach der gleichen Seite gerichtet sind.

An den Verdichtungsbacken 3 sind Konsolen 15, 16 befestigt. An der Konsole 15 ist ein Antrieb 17 zum Drehen der Stutzen starr befestigt. In eine Bohrung der Konsole 16 mündet das Ende des Stutzens 14 ein und kann sich darin drehen. Dasselbe Ende des Stutzens 14 ist mit einer Lasche 18 starr verbunden, die mit ihrem anderen Ende mit der Stange 19 des Antriebes 17 zum Drehen der Stutzen in Verbindung steht.

An den Formhälften 2 ist ein Antrieb 20 für die Bewegung der Verdichtungsbacken starr befestigt. Zur Bestückung der Verdrängungsgußmaschine zählen außerdem zwei Einfülltrichter 21, die in die Eingießöffnungen 4 zum Metalleingießen eingesetzt werden. Vor der Annäherung der Formhälften 2 werden dje Einfülltrichter 21 aus dem Metallaufnahmeraum 10 entfernt. Für das Eingießen des Metalls wird eine Gießpfanne 22 verwendet, mit der§n Hilfe das Metall eingegossen wird. Die Gießpfanne 22 sitzt an einer Stange 23, deren Drehung durch einen Elektroantrieb 24 bewerkstelligt wird. In F ig. 2 ist eine Variante für die Anordnung der Stutzen 14 in den Eingießöffnungen der

Verdichtungsbacken 3 ausgebildet. Die Auslaßöffnungen der Stutzen 14 sind nach einer Tangente an die Innenfläche der Wände des Metallaufnahmeraumes 10 gerichtet.

Es bietet sich aber auch eine weitere Ausführungsform der Inertgaszuführungseinrichtung 13 an, bei welcher sie Kanäle 25 (Fig.3) aufweist, die in den Wänden der am Untersatz 1 anliegenden Formhälften 2 hergestellt sind. Die Achsen der Kanäle 25 verlaufen unter einem Winkel zur Innenfläche der Wände des Metallaufnahmeraumes 10. Das ist notwendig, damit eine Verwirbelung des Inertgasstromes über dem Metallspiegel und eine dichte Gasschicht gesichert sind. Für die Inertgaszuführung zur Formhälfte 2 dienen Stutzen 26, deren Enden in einem in den Wänden der Formhälften 2 hergestellten Sammelraum 27 untergebracht sind. Die anderen Enden der Stutzen 26 sind mit einem Behälter (in F i g. 3 nicht gezeigt) verbunden, der mit einem Inertgas gefüllt ist.

. Um eine dichtere Inertgasschicht erhalten zu können, sind an der Stirnfläche des Untersatzes 1 zusätzliche Kanäle 28 (F i g. 4) vorgesehen. Die Achsen der Kanäle 28 verlaufen unter einem Winkel zur Oberfläche des Metallaufnahmeraumes 10 und symmetrisch relativ zu den Achsen der Hauptkanäle 25. Für die Inertgaszuführung ist im Schaft des Zentrierstiftes 5 eine Bohrung 29 vorgesehen, die in eine durchgehende Horizontalbohrung 30 übergeht, welche mit einem im Untersatz 1 hergestellten Sammelraum 31 verbunden ist.

Es bietet sich hierbei auch eine Ausführungsform (in den Zeichnungen nicht gezeigt) an, bei welcher die Inertgaszuführungseinrichtung der Verdrängungsgußmaschine als Stutzen 14 und Kanäle 25 ausgebildet ist. Dies ist erforderlich, um Gußstücke aus Leichtmetallen erhalten zu können.

Die Verdrängungsgußmaschine hat folgende Wirkungsweise.

Zunächst werden die Formhälften 2 teilweise einander angenähert. In den erwärmten Metallaufnahmeraum 10 (Fig. 1) werden die Stutzen 14 durch die Eingießöffnungen 4 der Verdichtungsbacken 3 mit Hilfe des Antriebes 17 zum Drehen eingeführt, und nachher werden die Einfülltrichter 21 eingesetzt. Über die Stutzen 26 (F i g. 3) wird ein Inertgas, z. B. Argon, zugeleitet. Der Metallaufnahmeraum 10 wird mit Gas gefüllt; dadurch daß die Auslaßöffnungen der Stutzen 14 nach der gleichen Seite gerichtet sind, findet eine Gasstromverwirbelung statt, und es wird eine Schutzschicht erzeugt, die das Metall vor Oxydation schützt.

Anschließend wird das Metall mit Hilfe der Gießpfanne 22 und der Einfülltrichter 21 in den Metallaufnahmeraum 10 eingegossen. Das Gas wird durch das Metall nach oben verdrängt und bleibt über dem Metallspiegel erhalten. Nach Beendigung des Eingießens werden die Einfülltrichter 21 aus den Eingießöffnungen 4 entfernt. Man stellt nun die Inertgaszuführung ein, und die Stutzen 14 werden aus den Eingießöffnungen 4 mittels des Antriebes 17 zum Drehen herausgenommen. Danach erfolgt die endgültige Annäherung der Formhälften 2, und es wird ein Gußstück aus der Schmelze ausgebildet. Während der Ausbildung eines Gußstückes bleibt die Inertgasschicht über dem im Hohlraum der Form hochsteigenden Metallspiegel erhalten.

Bei der zweiten Ausführungsform ist die Funktionsweise wie folgt.

In den erwärmten Metallaufnahmeraum 10 (Fig.3) werden durch die Eingießöffnungen 4 die Einfülltrichter 21 eingeführt. Dann wird über die Stutzen 26 das Inertgas dem Sammelraum 31 zugeführt und es strömt in die durchgehende Bohrung 30 des Zentrierstiftes 5. Von hier aus gelangt das Gas über die an der Stirnfläche des Untersatzes 1 hergestellten Kanäle 28 sowie über die Kanäle 25 in den Metallaufnahmeraum 10, was dadurch erreicht wird, daß die Kanäle in einem Winkel zur Oberfläche des Metallaufnahmeraumes 10 gerichtet sind, so daß eine Verwirbelung des Inertgasstromes stattfindet. In dieser Weise wird der Effekt erzielt, der bei der ersten Ausführungsform erwähnt wurde. Nach der Auffüllung des Metallaufnahmeraumes 10 mit Gas wird über die Einfülltrichter 21 das Metall mittels der Gießpfanne 22 eingegossen. Nach Abschluß des Eingießens entfernt man die Einfülltrichter 21 aus dem Metallaufnahmeraum 10. Die Inertgaszufuhr wird eingestellt, und nun werden die Formhälften 2 völlig einander angenähert. Das Gas, indem es aus dem Metallaufnahmeraum 10 verdangt wird, strömt nach oben, bleibt über dem Metallspiegel und schützt das Metall vor der Einwirkung der Oxydiermittel der Atmosphäre.

Auf diese Weise schützt man das einzugießende Metall vor der Selbstentzündung und der Oxydation.

Die zweite Ausführungsform der Inertgaszuführungseinrichtung 13 empfiehlt sich erst dann, wenn der Metallbestand innerhalb des Metallaufnahmeraumes 10 unterhalb der Stirnfläche des Untersatzes 1 liegt. Wenn dagegen dieser Metallbestand oberhalb der Stirnfläche liegt, dann ist es sinnvoll, von der ersten Ausführungsform der Inertgaszuführungseinrichtung 13 Gebrauch zu machen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verdrängungsgußmaschine, enthaltend

— einen Untersatz,

— Formhälften, welche sich auf diesem Untersatz bewegen können,

— Verdichtungsbacken mit Eingießöffnungen, die bei der Annäherung der Formhälften überdeckt werden,

— einen auf dem Untersatz starr befestigten Zentrierstift zur Anbringung eines Gerippes mit einem Kernblock und

— einen Metallaufnahmeraum, der durch den Kernblock, den Untersatz, die Verdichtungsbacken und die am Untersatz anliegenden Bereiche der Formhälften gebildet ist,