DE3314342A1

DE3314342A1 - Vorrichtung zum spritzen von wachsmodellen

Info

Publication number: DE3314342A1
Application number: DE19833314342
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 5780 Bestwig Rodehüser
Original assignee: TITAN ALUMINIUM FEINGUSS GmbH
Current assignee: TITAN ALUMINIUM FEINGUSS GmbH
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1983-04-20
Publication date: 1984-10-31
Also published as: DE3314342C2; JPS59199143A

Description

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"Vorrichtung zum Spritzen von Wachsmodel1 en"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spritzen von Wachsmodellen für das Feingießverfahren. Die dabei verwendeten Wachsmodelle bestimmen Qualität und Maßhaltigkeit der erzielten Gußstücke.

Jegliche Verbesserungen der Qualität der Wachsmodelle, insbesondere Oberflächenqualität sowie Maßkonstanz usw. führen zur Verbesserung der Qualität der erzielten Gußteile.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung von Wachsmodellen zu schaffen, die hinsichtlich der erzielbaren Oberflächenqualität sowie der erzielbaren Maßkonstanz, die bekannten Vorrichtungen wesentlich verbessert.

Als quälitätsbeeinf1ußende Faktoren bei der Herstellung von Wachsspritzmodellen sind folgende Grundparameter anzusehen:

a) die Spritztemperatur,

b) der Spritzdruck,

c) die Einspritzgeschwindigkeit,
d.) die Aushärtezeit,

e) die zeitliche Konstanz der physikalischen Eigenschaften der verarbeiteten Wachse (Homogenität).-

Während der Druck und die Zeit als gut beherrschbare Größen einzuschätzen sind, entsprechen die Parameter Temperaturkonstanz und Homogenität bei denen den Stand der Technik wiederspieqelnden Anlagen nicht den zu stellenden Anforderungen. Gelöst wird diese Aufgabe der besseren Beherrschung der kritischen Parameter durch Maßnahmen, wie sie in den Ansprüchen niedergelegt sind.

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Anlagen, die dem Stand der·Technik entsprechen, zeitigen hinsichtlich Temperaturführung sowie Homogenität der Wachse unbefriedigende Ergebnisse. So werden Heizsysteme auf der Basis widerstandsbeheizt.er Manschetten oder aber doppelwandige, mit Wärmeträgermedium gefüllte Behalte? bei denen sich die Wärmeerzeuger in Form von widerstandsbeheizten Tauchkörpern direkt im Doppelmantel befinden, verwendet. Beide Systeme lassen sich zeitlich und örtlich nur ungenau steuern und bergen die Gefahr örtlicher überhitzungen in sich.

Ebenso ist eine kontinuierliche Durchmischung sowie konsequentes Ausrühren von Restluft mit annähernd absoluter Homogenität bei den bekannten Systemen auch nicht erreichbar, da entweder von der Art des Rührsystems oder aber von der Anordnung bzw. dem Überdeckungsbereich des Rührsystems jeweils nur Teilbereiche der Wachsvolumen erfaßt werden.

Es ist also festzuhalten, daß mit den Systemen nach dem Stand der Technik Wachse verspritzt werden, die über den zeitlichen Verlauf gesehen, stark schwankende Temperaturen sowie physikalische Zusammensetzungen (Inhomogenitäten) aufweisen.

In den beigefügten Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung rein schematisch dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 : eine perspektivische Ansicht des Aufbaus der erf indungsgomäßen Vorrichtung

Figur 2 : die Wachseinheit und ihre Beheizung sowie deren Regelung

Figur 3 : eine perspektivische Ansicht der Wachseinheit mit herausgebrochen dargestellter Rührereinheit im Wachsbehälter sowie dessen Verbindung zur Spritzeinrichtung.

Auf einer Arbeitsplattform. 1 ist, wie Figuf 1 zeigt, ein Aufnahmegestell 2 für die Wachseinheit 3 montiert. Ferner ist sie mit einjM'Spanneinheit 4 kraftschlüssig verbunden. Weiterhin zugeordnet sind ein Heizsystem 5, ein Hydrauliksystem 6 und eine elektrische bzw. elektronische Steuerung 7. Dies sind die Hauptbaugruppen der Vorrichtung, welche nachstehend im einzelnen erläutert werden.

Die Wachseinheit, ihre Heizung und deren Regelung ist besonders deutlich der Figuir 2 zu entnehmen. Die Wachseinheit 3 weist vor allem den beheizbaren Behälter 8 auf und hiervon getrennten Teil 9, der im wesentlichen dazu dient, das Wachs konditioniert der Spritzeinrichtung zuzuführen. Wie ersichtlich weist der Behälter 8 einen D-oppelmantel 10 auf, in dem das Wärmeträgermedium, wie durch Pfeile dargestellt, in Umlauf gebracht wird.

Die Heizungsanlage für die Beheizung des Wärmeträgermediums und damit letztlich auch des Behälters 8 besteht aus einem Heizkessel 11, einer Umwälzpumpe 12, einem Überströmventil 13, zweier Schnei 1kupplungen 14, an der Schnittstelle zur Wachseinheit, einem Thermostat-Ventil 15 mit Meßfühler 16 sowie einem Rückschlagventil 17, in dessen Abzweigung noch eine weitere Umwälzpumpe 12 angeordnet ist.

Im wesentlichen zur Konstanthaltung der Temperatur und der Konsistenz des Wachses im Teil 9 der Wachseinheit 3 dient ebenfalls ein Wärmeträgermedium, wie in der linken Hälfte des Behälterteiles 9 dargestellt und an den Umlauf des Wärmeträgermediums der Heizungsanlage, wie dargestellt, anc schlossen mit einem weiteren Thermostat-Ventil 15', einem weiteren Meßfühler 16', einem weiteren Rückschlagventil 17 und einer weiteren Umwälzpumpe 12'. Für den Fachmann wird anhand der eingezeichneten Pfeile die jeweilige Flußrichtur und Funktion der Heizungsanlage für das Wärmeträgermedium

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In Figur 3 ist die Wachseinheit 3 in dem Aufnahmegesten 2 nochmals geneuer dargestellt, mit ihrem Vorratsbehälter 8, ihrem Doppelmantel 10, der nach außenhin wärmeisoliert ist bei 19 und dem Behälterteil 9 zum Temperaturabgleich bzw. Temperaturhaltung bis zum Erreichen der Spritzdüse 18. In einem Spritzzylinder 20 ist ein Spritzkolben 21 an einer Kolbenstange 22 befestigt und vertikal bewegbar, so daß das heiße Wachs durch eine öffnung 23 in den Zylinder 20 entweicht über die Rohrleitung 24, welche als Abgleichstrecke für die Temperatur in dem Behälter 9 dient und den Wachsbehälter 8 mit der Spritzdüse 18 verbindet. Mit der Kolbenstange 22 ist am oberen Ende eine hydraulische Antriebseinheit 25 für die Spritzkolben und Zylindereinheit 20, 21 verbunden. In dem Behälter 8 für das zu erhitzende Wachs ragt ebenfalls von oben hinein ein Rührer 28 mit zwei gleichen Stangen, zwischen denen Rührerblätter 29 die Kolbenstange umgebend, angeordnet sind, so daß die gesamte projizierte Fläche (Kreisfläche) im Behälter 8 bei der Bewegung d.es Rührers 28 überstrichen wird, welche von einem Antrieb 30 über ein Getriebe 31 erfolgt.

Wie ersichtlich, ist sowohl der Rührerantrieb 30 als auch die bauliche Antriebseinheit 25 für den Spritzkolben auf einer Abschlußplatte 32 montiert, die von Stangen 33 getragen werden, welche ihrerseits zum Aufnahmegestell 2 gehören und dort fest montiert sind.

Aus Figur 3 ersichtlich ist außerdem noch die Anordnung des Temperaturmeßfühlers 34, der Umwälzpumpen 12 sowie der Thermostat-Ventile 15. Ferner sind'durch Pfeile eingezeichnet die Flußrichtungen des Wärmeträgermediums, insbesondere in und aus dem Doppelmantel 10 des Behälters 8 und aus dom Behälterteil 9, bevorzugt räumlich unterhalb des Behälters 8 angeordnet und gemeinsam mit diesem wärmeisoliert auf der Aufnahme platte 2 angeordnet, so daß Vorratsbehälter 8, Spritzzylinder 20 und Abgleichstrecke 24 wie gewünscht mit dem Wärmeträgermedium temperiert und versorgt v/erden können, wip in Fiaur 2 daraestellt ist, von der selben Heizungsanlage.

Die in Figur 3 rechts abgebrochenen Verbindungsleitungen zum Kreislauf der Heizungsanlage führen, wie in Figur 2 und 1 dargestellt, zum Heizkessel als Teile des Heizsystems 5.

Der Hydraulikantrieb 25 für den Spritzzylinder 20 ist mit nicht dargestellten Leitungen mit dem Hydrauliksystem 6 verbunden, so daß er im gewünschten Sinne zum Zwecke des Spritzens die Kolbenstange 22 auf und ab bewegt. Ferner verbunden mit dem Hydrauliksystem ist die Spanneinheit 4 (Figur 1), die während des Spritzens die Formhälften zusammenpreßt.

Der Antriebsmotor 30 für den Rührer, die Heizung für den Heizkessel und auch die Steuerbefehle für die Hydraulikeinheit 25 kommen von einer elektrischen Ablaufsteuerung 7 (Figur 1), in der sie über Kabel in nicht dargestellter Weise, jedoch dem Fachmann geläufig, verbunden ist.

Wie besonders deutlich der Figur 3 entnehmbar, befinden sich die Temperaturmeßfühler innerhalb der durch die Umwälzpumpe 12 verursachten Zwangsumlaufkreise des Heizmediums durch die Behälter 9 und 10. Die vom Fühler gemessene Temperatur dient als Führungsgröße für die Regelung des Zuflußes des Wärmeträgermediums am Ventil 15, welches wie Figur 3 zeigt, den Zufluß zum Doppel mantel 10 steuert. Analoges gilt für die Ventile 15' im Zusammenhang mit dem Temperaturmeßfühler 16' und im Bezug auf den zwar räumlich getrennt angeordneten Behälterteil 9, jedoch mit der Heizungsanlage verbundenen Abgleich- bzw. Temperaturhaltekreislauf.

Wie auch Figur 2 zeigt, ist jeweils zwischen Vor- und Rücklauf ein Bypass derart geschaltet, daß auch bei geschlossenem Regelventil 15 bzw. 15' im zu temperierenden Bereich der beiden Behälter 8 und 9 ein permanenter Zwangsumlauf des Wärnieträgermediums über die Rückschlagventile 17 gewährleistet ist.

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durch Löten befestigt, die in radialer Richtung einstellbar über ein Paar von Befestigungsschrauben 16 und ein Paar von Justierschrauben 17 am Schneidkopf 2 festgelegt ist. Aus den Fig. 1 bis 3 ist erkennbar, daß die Schneide der Hartmetall-Schneidleiste 14 um ein gewisses Radialmaß

F~ vom Außendurchmesser des zylindrischen Schneidkopfträ-Jt\

gers 2 vorsteht. Die Schneidleiste 14 arbeitet gewissermaßen als Reibwerkzeug für die von den Schneidplatten 9 bis 11 bzw. von der Radius-Schneidplatte 11 vorgearbeitete Zylindermantelfläche der herzustellenden Bohrung.

Axial um ein vorbestimmtes Maß M zur Stirnkante 141 der Schneidleiste 14 zurückversetzt sind am Außenumfang des Schneidkopfs 2 drei zu einem Satz zusammengefaßte axiale Stabilisierungsleisten 18 bis 20 angeordnet, deren radiales Vorstehmaß M_n vom Außenumfang des Bohrkopfs 2 und

deren Winkellagezuordnung zueinander und zur Lage der Schneidleiste 14 im Hinblick auf eine optimale Führung in der von der Sehne idleis-te 11 bereits freigeriebenen Senkbohrung der Tiefe M abgestimmt ist. Zur Optimierung dieser Abstimmung sind zwei der Stabilisierungsleisten 18 und 19 fest mit dem Schneidkopf träger 2 beispielsweise über eine Lötverbindung verbunden, wohingegen die dritte Stabilisierungsleiste 20 radial justierbar ist. Zu diesem Zweck ist diese Stabilisierungsleiste 20 auf einer metal-'lischen Trägerleiste 21 (siehe Fig.2) angebracht, die ihrerseits über ein Paar von Befestigungsschrauben . 22 und ein Paar von Justierschrauben 23 fest im Bohrkopf 2 .verankert ist.
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Bei der dargestellten Ausführungsform des Bohrwerkzeugs sind zwei der Stabilisierungsleisten, nämlich die Leisten 18 und 20 j punktsymmetrisch zum Zentrum des Bohrwerkzeugs angeordnet, wobei die dritte StabiI isierungsleLste 19

im wesentlichen diametral /.ur Sehne i ei 1 ο i nte 1Λ bzvv. zur

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Radius-Schneidplatte 11 und im wesentlichen um 90 versetzt zu den beiden anderen Stabilisierungsleisten 18 bzw. 20 angeordnet ist. Diese Lagezuordnung ändert sich allerdings in der Regel in Abhängigkeit von dem herzustellenden Senkbohrungsdurchmesser und von dem zu bearbeitenden Material bzw. mit der möglichen Schnittgeschwindigkeit des Hartmetall-Wendeplatten-Vollbohrers.

Eine Besonderheit des in den Figuren dargestellten Werkzeugs liegt darin, daß die Schneidleiste 14 in der gleichen Radialebene wie die zentrale Plan-Schneidplatte 9 und die Radius-Schneidplatte 11 liegt. Nahezu in der gleichen Radialebene liegen die andere Plan-Schneidplatte

10 und eine der Stabilisierungsleisten 19.
■

Die Erfindung schafft somit einen Hartmetall-Wendeplatten-Vollbohrer zur Herstellung einer Senkbohrung mit einem Übergangsradius im Bohrungsgrund, mit zumindest einer in der Schneid-Stirnfläche eines Schneid- oder Bohrkopfs

angeordneten Plan-Schneidplatte und zumindest einer am Stirnflächen-Umfang angeordneten Radius-Schneidplatte. Der Bohrer besitzt weiterhin zumindest eine im wesentlichen axiale Hartmetall-Schneidleiste, deren Schneide geringfügig vom Außendurchmesser der Radius-Schneidplatte

vorsteht, sowie einen Satz Hartmetall-Stabilisierungsleisten, deren Lagezuordnung in Umfangsrichtung zueinander und zur Schneidleiste auf den herzustellenden Bohrungsdurchmesser abgestimmt ist und die bezüglich der Schneidleiste axial zurückversetzt sind. Mit diesem Werkzeug

gelingt es, Senkbohrungen mit einem äußerst großen Tie— fen-/Durchrnesserverhältnis und mit höchster Oberflächengüte aller Senkungsoberflächen herzustellen. In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels mit drei eingelöteten Hartmetall-Stabil .1 sierunpsleisten können einzelne Stabilisierungsleisten auch e i msi.ück ig mit dem Schneidkopf 2 ausgebildet sein.

Claims

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"Vorrichtung zum Spritzen von Wachsmodellen"

Schutzansprüche

Vorrichtung zum Spritzen von Wachsmodellen für Feinguß bestehend aus einem Wachsvorratsbehälter, einer Spritzeinrichtung, einer Formhalte- und Spannvorrichtung sowie einer Steuer- und Versorgungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß Wachsvorrats- und Wachsspritzbehälter doppelwandig ausgeführt und über einen geschlossenen Kreislauf mit einer außerhalb des Behälters angeordneten Heizeinrichtung mittels einer dichten Wanddurchführung lös-bar verbunden sind und der Zufluß des Wärmeträgermediums aus der Heizeinrichtung zum Behälter durch Regelventile gesteuert wird, wobei als Führungsgröße der Steuerung die Temperatur des Wärmeträgermediums im Doppelmantel bzw. an der Austrittsseite de.s Doppelmantels dient.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen Vor- und Rücklauf ein Bypass mit zugeordneter Umwälzpumpe angeordnet ist, derart, daß auch bei geschlossenem Regelventil in dem zu temperierenden Bereich des Doppelmantels sowie an dem Meßfühler des Regelventils ein permanenter Zwangsumlauf des Wärmeträgermediums gewährleistet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Doppelmäntel mit getrennten Kreisläufen für das Wärmeträgermedium des Wachsvorratsbehälters bzw. der Spritzeinheit zugeordnet sind, die mit gleicher Vorlauftemperatur, jedoch auf unterschiedliche Arbeitstemperatur geregelt werden können.

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4. Vorrichtung nach einem der'-vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wachsvorratsbehälter und die Spritzeinheit fliegend mit dem Maschinengestell verbunden sind und in kürzester Zeit gegen eine andere Einheit ausgetauscht
werden können.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Rührerstangen parallel zur Kolbenstange des Spritzkolbens angeordnet sind, wobei die
Rührerstangen mit wenigstens einem querliegenden Rührerblatt verbunden sind, derart, daß annähernd die ganze .projizierte
Fläche des Vorratsbehälters vom Rührer überstrichen wird.

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