DE3624362A1 - Vorrichtung zum wachsausschmelzgiessen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum sogenannten Wachs­ ausschmelzgießen, bei der der gesamte Arbeitszyklus unter einem Vakuum ausgeführt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im Vergleich mit bekann­ ten Vorrichtungen praktischer und leichter zu benutzen, er­ laubt eine Verbesserung der Qualität der Gußteile und dank der speziellen Anordnung ihrer Bauteile die Automatisierung aller Phasen des Arbeitszyklus, indem diese so programmiert werden, daß ihre Wiederholung möglich wird.

Die Verwendung eines Vakuums zur Verbesserung der Qualität von Wachsausschmelzgußteilen oder Feingußteilen ist im Gold­ schmiedehandwerk seit langem bekannt. Dazu wird die vorher hergestellte und gebrannte Gipsform in einem Korb angeord­ net, der sich seinerseits in einem wasserdichten Behälter befindet, wobei während des Gießens des geschmolzenen Metalls ein bestimmtes Maß an Unterdruck erzeugt wird. Dadurch kann die gesamte Restluft im Inneren der Form durch Absaugen durch die Gipsporen beseitigt werden, um Gußteile mit höchster Qualität zu erhalten. Bisher erfolgte daher das Gießen von Metall bei Raumtemperatur und wurde der Unterdruck an die Gipsform nur zum Zeitpunkt des Abstiches unter Verwendung be­ kannter Einrichtungen gelegt, die mit einer Kammer verbunden sind, in der sich der die Form enthaltende Korb befindet, wo­ bei natürlich geeignete Dichtungen vorgesehen sind, die mit der Mündung verbunden sind.

Im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Qualität der nach diesem Verfahren erhaltenen Gußteile und der Vereinfa­ chung der verschiedenen Stufen des Arbeitsverfahrens wird durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung geschaffen, bei der alle Phasen des Arbeitszyklus einschließlich des Gießens selbst unter einem Unterdruck durchgeführt werden und bei der es möglich ist, die Vorrichtung zu programmieren, um vollständig automatisch zu arbeiten, so daß die Bedie­ nungsperson nur die Zuführung der notwendigen Metallmenge und das Einbringen der Form an ihre Stelle beaufsichtigen muß.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere so ausge­ bildet, daß die Gipsform eingelegt werden kann, ohne daß die Vorrichtung geöffnet werden muß, indem Einrichtungen vorge­ sehen sind, die den Korb im Inneren der Unterdruckkammer genau in Stellung bringen können.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein be­ sonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teilschnittansicht des Aus­ führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vor­ richtung,

Fig. 2 schematisch den Unterbau des Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3 eine Teilschnittansicht des Ausführungsbei­ spiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 4 eine Einzelheit der Darstellung von Fig. 3.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Kammer 1, die von einem Unterbau 2 und einer Glocke 3 begrenzt wird und in der eine zweite, im wesentlichen zylin­ drische Kammer 4 vorgesehen ist. In dieser Kammer befindet sich der Korb 5, der die Form enthält, wobei der Korb eine ge­ eignete Dichtung 6 aufweist, die mit seinem oberen Rand ver­ bunden ist.

Über der Kammer 4 befindet sich der Schmelzofen 7, der über einen Drehzapfen 9 an einer Halterung 8 angebracht ist.

Der Drehzapfen 9 ist über ein Getriebe 10 und eine Welle vorzugsweise mit einem Elektromotor 12 drehbar verbunden, der sich unterhalb und außerhalb der Kammer 1 befindet.

Die Halterung 8 des Ofens und die daran angeschlossenen Ein­ richtungen liegen nicht fest, sondern können in verschiedener Weise eingestellt werden, so daß dann, wenn der Ofen durch den Motor 12 gedreht wird, das geschmolzene Metall genau zum mittleren Bereich der Form geführt werden kann.

Der Ofen 7, der ein Ofen mit elektrischer Heizung oder mit Hochfrequenzheizung sein kann, ist vorzugsweise mit einem Deckel 13 oder ähnlichem versehen, der automatisch über elek­ tromagnetische oder pneumatische Einrichtungen bekannter Art angehoben wird, wenn der Ofen gekippt wird, um das geschmolzene Metall auszugießen. Im Inneren des Unterbaus 2 befindet sich ein Zylinder 13, in dem ein Kolben 14 gleitet, der von einer hydraulischen oder pneumatischen Einrichtung bekannter Art be­ tätigt wird, die nicht dargestellt ist.

Der Boden der Kammer 4 ist offen und steht direkt mit dem In­ neren des Zylinders 13 in Verbindung. Die Kammer 4 wird an der Oberseite von einer Wand 35 begrenzt, die in ihrem mittleren Teil ein Loch 36 zum Durchgang des geschmolzenen Metalls auf­ weist. Die untere Wand der Kammer 4 besteht im Gegensatz da­ zu im wesentlichen aus dem Kolben 14. Dieser besteht aus ei­ nem unteren und oberen Teil 15 und 16 jeweils, die durch eine Vielzahl von Schraubenfedern 17 im Abstand voneinander gehal­ ten werden, die in Sitzen aufgenommen sind, die im unteren Teil 15 ausgebildet sind.

Die Teile 15 und 16 haben einen abgeschrägten Rand, so daß sie dann, wenn sie mit ihren Stirnflächen in Verbindung stehen, einen ringförmigen Sitz begrenzen, in dem eine Dichtung 18 aus einem elastischen Material, wie Gummi, oder einem ähnli­ chen Material eingelegt ist.

In der Wand des Unterbaus 2 und in der Wand des Zylinders 13 befindet sich eine Öffnung 19, durch die ein Zugriff zum In­ neren des Zylinders möglich ist, um einen Korb 20 auf der durch den Kolben 14 gebildeten Ebene anzuordnen, wenn dieser sich in seiner vollständig abgesenkten Lage befindet. Eine derartige Anordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, er­ laubt es, die Vorrichtung leicht zu beschicken, ohne daß sie geöffnet werden muß, indem nur der Kolben 14 abgesenkt und der Korb in den Zylinder eingegeben wird.

Das Innere der Kammer 1 ist mit einer Pumpe 26 verbunden, die im Inneren einen gewissen Unterdruck erzeugen kann, wobei das Innere der Kammer 4 über ein Ventil 21 bekannte Art mit einem Behälter 22 verbunden ist, in dem über eine Hochvakuumpumpe 23 ein verstärkter Unterdruck erzeugt wird.

Statt der Pumpen 20 und 23, die in der Zeichnung dargestellt sind, kann ersichtlich auch nur eine einzige Hochvakuumpumpe benutzt werden, die jedesmal über geeignete Schalter entweder mit dem Behälter 22 oder mit dem Inneren der Kammer 1 ver­ bunden wird.

Die Glocke 3 sitzt auf einer Dichtung 24, die in geeigneter Weise mit dem Randbereich der oberen Wand des Unterbaus 2 verbunden ist, und kann über bekannte Einrichtungen angehoben und abgesenkt werden.

Sie besteht aus einem Material, das einen hohen Unterdruck aushalten kann und ist mit einem oder mehreren Rundfenstern 25, vorzugsweise aus vorgespanntem Glas, versehen, damit die Arbeitsabläufe im Inneren visuell überprüft werden können.

Der Arbeitsvorgang läuft in der folgenden Weise ab:

Der Ofen 7 wird mit der notwendigen Metallmenge beschickt, und der Kolben 14 wird in seine abgesenkte Lage gebracht. In dieser Phase sind die beiden Teile 15 und 16 des Kolbens über den von den Federn 17 ausgeübten Druck leicht voneinander gelöst, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, im Zylinder 13 über die Öffnung 19 den Korb 20, der die Gipsform trägt, so anzuordnen, daß er in der Ebene liegt, die der Kolben bildet.

Der Kolben wird dann angehoben, bis der mit einer geeigneten Dichtung überzogene obere Rand des Korbes in eine Berührung mit der oberen Wand 15 der Kammer 4 gebracht ist. Der Druck, der den Kolben nach oben treibt, führt auch dazu, daß die Tei­ le 15 und 16 des Kolbens gegen den durch die Federn 17 ausge­ übten Zug sich einander nähern. Als Folge davon wird die Ring­ dichtung 18 nach außen und gegen die Wände des Zylinders 15 gedrückt, um die Dichtigkeit sicherzustellen.

Anschließend werden die Vakuumpumpen 23 und 26 mit in geeigne­ ter Weise auf dem Unterbau und auf der Dichtung 24 angeordne­ ter Glocke 3 in Betrieb gesetzt und werden die Ofeneinrichtun­ gen 7 angeschaltet.

Während dieses Arbeitsschrittes wird ein gewisses Maß an Un­ terdruck im Inneren der Glocke 1 durch die Pumpe 26 erzeugt, während gleichzeitig die Pumpe 23 einen höheren Unterdruck im Behälter 22 erzeugt. Dabei verbindet das Ventil 21 die Pumpe 23 mit dem Behälter.

Aufgrund des bestehenden Unterdrucks in der Kammer 1 ist es möglich, Lufttaschen abzusaugen, die sich gegebenenfalls im geschmolzenen Metall befinden. Wenn der Ofen die vorgegebene Schmelztemperatur erreicht hat, heben die automatischen Ein­ richtungen den Deckel ab und wird der Motor 12 in Betrieb ge­ setzt, der mit einem geeigneten Untersetzungsgetriebe verse­ hen ist und den Ofen kippt, um das geschmolzene Metall in die Form zu gießen.

Das Elektroventil 21 öffnet die Verbindung zwischen dem In­ neren der Kammer 4 und dem Behälter 22, so daß der höhere Un­ terdruck eine Saugwirkung hervorruft, die insbesondere ein Ab­ saugen der Dämpfe und Gase bewirkt, die sich in dem Augen­ blick bilden, in dem das geschmolzene Metall die Wände der Gipsform berührt.

Es ist somit möglich, Gußteile zu erhalten, die eine glatte Oberfläche haben, vollständig schmiedbar und verunreinigungs- und fehlerfrei sind.

Die Einrichtungen für den automatischen Betrieb der Vorrich­ tung können fehlen oder unbetätigt bleiben, wenn die ver­ schiedenen Arbeitsvorgänge von Hand aus ausgeführt werden sollen. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Me­ tall in einem außen liegenden Ofen bekannter Art in einer solchen Menge geschmolzen wird, daß mehrere Vorrichtungen versorgt werden können.

Von diesem Ofen wird das bereits geschmolzene Metall in den Ofen 7 abgestochen, der dann die Funktion hat, es im schmelz­ flüssigen Zustand zu halten, während der Unterdruck im Inne­ ren der Glocke 3 erzeugt wird, um das Metall einer Entgasung zu unterwerfen.

Am Ende des Arbeitszyklus nach dem Verbinden der Kammern 1 und 5 mit der Außenumgebung wird der Kolben 14 abgesenkt, um den das Gußteil enthaltenden Korb zu entnehmen.

Die Größe sowie die benutzten Materialien können natürlich den Benutzungserfordernissen entsprechend variieren.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Wachsausschmelzgießen, gekennzeichnet durch
Einrichtungen, die ein gewisses Maß an Unterdruck um den Schmelzofen während des Schmelzens des Metalls er­ zeugen, und
Einrichtungen, die während des Gießens einen höheren Un­ terdruck um die Form herum erzeugen können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Gieß- und Schmelzeinrichtungen im Inneren einer Glocke gehalten sind, in der äußere Einrichtungen ein ge­ wisses Maß an Unterdruck erzeugen, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, die einen höheren Unterdruck im Bereich um die Form herum erzeugen können, in die das geschmolze­ ne Metall gegossen wird.

3. Vorrichtung zum Wachsausschmelzgießen, gekennzeichnet durch eine Glocke, die einen Ofen zum Schmelzen des Metalls und einen Behälter enthält, der die Form aufnehmen kann, Einrichtungen, die einen Unterdruck im Inneren der Glocke erzeugen, Einrichtungen, die einen höheren Unterdruck im Inneren des Behälters erzeugen, Einrichtungen, die den Ofen drehen können, um das geschmolzene Metall in die Form zu leiten, und Einrichtungen, die die Form in den Behälter eingeben können, ohne die Glocke anheben zu müs­ sen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter aus einer Kammer besteht, dessen untere Wand von einem Kolben gebildet wird, der im Inneren eines Zylinders von einer ersten unteren Stellung, in der der die Form enthaltende Korb eingelegt werden kann, und eine zweite obere Stellung auf und ab bewegbar ist, in der der Korb in das Innere des Behälters gebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus zwei Teilen übereinander besteht, daß elastische Einrichtungen vorgesehen sind, die die Teile in einem leichten Abstand voneinander halten, wobei einer der Teile sich dem anderen anschließend an die Aufwärts­ bewegung des Kolbens nähert, so daß eine Ringdichtung gegen die Wände des Zylinders gedrückt wird, in dem der Kolben gleitet.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die die Lage des Ofens (7) so einstellen können, daß die Gießmasse genau ausgegossen wird, wenn der Ofen geschwenkt wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die im Inneren der Glocke ein gewisses Maß an Unterdruck erzeugen können, sowie Einrichtungen, die einen höheren Unterdruck im Inneren eines weiteren Behälters außerhalb der Glocke erzeugen können, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, die den weiteren Behälter mit dem Inneren des Behälters verbinden, in dem sich die Form befindet.