DE3314342C2

DE3314342C2 - Vorrichtung zum Spritzen von Wachsmodellen

Info

Publication number: DE3314342C2
Application number: DE19833314342
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 5780 Bestwig Rodehüser
Original assignee: Titan-Aluminium-Feinguss 5780 Bestwig De GmbH
Current assignee: Titan-Aluminium-Feinguss 5780 Bestwig De GmbH
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1983-04-20
Publication date: 1985-02-21
Also published as: DE3314342A1; JPS59199143A

Abstract

Vorrichtung zum Spritzen von Wachsmodellen für Feinguß oder Präzisionsguß mit einem Wachsvorratsbehälter, einer Spritzeinrichtung, einer Formhalte- und Spannvorrichtung und einer Steuer- und Vorsorgungseinrichtung, um den Wachsvorratsbehälter und die Spritzeinheit mit einem Wärmeträgermedium indirekt zu beheizen. Eine besonders genau arbeitende Regelungseinrichtung ist dargestellt und beschrieben. Ebenso wie ein Rührsystem, das ebenfalls der Vergleichmäßigung der Konsistenz des erhitzten Wachses dient. Weiterhin ein Aufbau, der den Austausch der zu einer Wachseinheit zusammengefaßten Wachsvorratsbehälter und Spritzeinheit in kürzester Zeit gegen eine andere Einheit erlaubt.

Description

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 qualitätsbeeinflussende 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 wiederspiegelnden Anlagen nicht den zu stellenden Anforderungen. Gelöst wird diese Aufgabe der besseren Beherrschung der kritischen Parameter durch Maßnahmen, wie sie im Kennzeichen des Hauptanspruchs niedergelegt sind.

Vorteilhafte Ausgestaitungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anlagen, die dem Stand der Technik entsprechen, zeitigen hinsichtlich Temperaturführung sowie Homogeni-

tat der Wachse unbefriedigende Ergebnisse. So werden Heizsysteme auf der Basis widerstandsbeheizter Manschetten oder aber doppelwandige, mit Wärmeträgermedium gefüllte Behälter, bei denen sich die Wärmeerzeuger in Form von widerstandsbeheizten Tauchkör-

pern direkt im Doppeimantel befinden, verwendet. Beide Systeme lassen sich zeitlich und örtlich nur ungenau steuern und bergen die Gefahr örtlichei 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 Zusammenselzungen (Inhomogenitäten) aufweisen.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung rein schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig 2 die Wachseinheit und ihre Beheizung sowie deren Regelung,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht öer Wachseinheit mit herausgebrochen dargestellter Rührereinheit im Wachsbehälter sowie dessen Verbindung zur Spritzeinrichtung.

Auf einer Arbeitsplattform 1 ist. wie F i g. 1 zeigt, ein Aufnahmegestell 2 für die Wachseinheit 3 montiert. Ferner ist sie mit einer 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 F i g. 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 Sprilzcinrichtung zuzuführen. Wie ersichtlich weist der Behälter 8 einen Doppeimantel 10 auf, in dem das Wärmeträgermedium, wie durch Pfeile dargestellt, in Umlauf gebracht wird.

Die Heizungsanlage für die Beheizung des Wärme-

irägermediums und damit letztlich auch des Behälters 8 besteht aus einem Heizkessel 11, einer Umwälzpumpe 12, einem Überströmventil 13, zweier Schnellkupplungen 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 is L

Im wesentlichen zur Konstanthaltung der Temperatur und der Konsistenz des Wachses im Teil 9 der Wachseinheit 3 dient ebenfalls ein Wärmtträgerniedium, wie in der linken Hälfte des Behälterteiles 9 dargestellt und an den Umlauf des Wärmeträgermediums der Heizungsanlage, wie dargestellt, angeschlossen 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 Flußrichlung und Funktion der Heizungsanlage für das Wärmeträgermedium deutlich.

In F i g. 3 ist die Wachseinheit 3 in dem Aufnahmegestell 2 nochmals genauer 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 Spritzkolbcn 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 Rührerblättcr 29 die Kolbenstange 22 umgebend, angeordnet sind, so daß die gesamte projizierte Fläche (Kreisfläche) im Behälter 8 bei der Bewegung des Rührers 28 überstrichen wird, welche von einem Antrieb 30 über ein Getriebe 31 erfolgt.

Wie ersichtlich, ist sowohl der Rühreranirieb 30 als auch die bauliche Antriebseinheit 25 für den Sprii/kolben auf einer Abschlußplatte 32 montiert, die von Stan gen 33 getragen weiden, welche ihrerseits zum Aufnahmegestell 2 gehören und dort fest montiert sind.

Aus Fig. 3 ersichtlich ist außerdem noch die Anordnung des Tcniperaturmeßfühlcrs 34, der Umwälzpumpen 12 sowie der Thermostat-Ventile 15. Ferner sind durch Pfeile eingezeichnet die Flußrichtungen des Warmeirägermediums, insbesondere in und aus dem Doppelmantel 10 des Behälters 8 und aus dem Behälterteil 9. bevorzugt räumlich unterhalb des Behälters 8 angeordnet und gemeinsam mit diesem wärmeisoliert auf der Aufnahmeplatte 2 angeordnet, so daß Vorratsbehälter 8, Spritzzylinder 20 und Abgleichstrecke 24 wie gewünscht mit dem Wärmeträgermedium temperiert und versorgt werden können, wie in F i g. 2 dargestellt ist, von der selben Heizungsanlage.

Die in F i g. 3 rechts abgebrochenen Verbindungslei- to tungen zum Kreislauf der Heizungsanlage führen, wie in F i g. 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 Hydrauliksy- b5 stern 6 verbunden, so daß er im gewünschten Sinne zum Zwecke des Spritzcns die Kolbenstange 22 auf und ab bewegt. Ferner verbunden mit dem Hydrauliksystem ist die Spanneinheit 4 (Fig. 1), die wahrend 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 (Fig. 1), in der sie über Kabel in nicht dargestellter Weise, jedoch dem Fachmann geläufig, verbunden ist.

Wie besonders deutlich der F1 g. 3 entnehmbar, befinden sich die TemperaturmeQfühler 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 F i g. 3 zeigt, den Zufluß zum Doppelmantel 10 steuert. Analoges gilt für die Ventile 15' im Zusammenhang mit dem Ternperaturmeßfühler 16' und im bezug auf den zwar räumlich getrennt angeordneten Behälterteil 9, jedoch mit der Heizungsanlage verbundenen Abgleich- bzw. Ternperaturhaltekreislauf.

Wie auch F i g. 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 Wärmeirägermediums ijber die Rückschlagventile 17 gewährleistet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 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 geschlossen Kreislauf mit einer außerhalb des Behälters angeordneten Heizeinrichtung mittels einer dichten Wanddurchführung lösbar verbunden sind und der Zufluß des Wärmeträgermediums aus der Heizeinrichtung zum Behälter durch Regelventile gesteuert wird, wob^i als Führungsgröße der Steuerung die Temperatur des Wärmeträgermediums im Doppelmantel bzw. an der Austrittsseite des Doppelmantels dient.

2. 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.

3. 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.

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 Rührerstange mit wenigstens einem querliegenden Rührerblatt verbunden sind, derart, daß annähernd die ganze projizierte Fläche des Vorratsbehälters vom Rührer überstrichen wird.