DE3624362C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung, wie sie beim Wachsausschmelzgießen beispielsweise bei der Herstellung von Zahnersatzteilen verwendet wird.

Aus der US-PS 45 38 671 ist eine Gießvorrichtung bekannt, bei der unter einer Schmelzkammer eine Gießkammer fest angeordnet ist, die über eine durch ein Ventil verschließbare Öffnung mit der Schmelzkammer in Verbindung steht und in die eine Form eingebracht werden kann. Hierbei kann sowohl an der Schmelzkammer als auch an der Gießkammer Vakuum angelegt werden.

Aus der US-PS 35 36 125 ist eine Metallraffinationsanlage bekannt, bei der schmelzflüssiges Metall aus einem kippbaren Induktionsofen in einer ersten Vakuumkammer in Formen gegossen wird, die in einer zweiten Vakuumkammer angeordnet sind. Die beiden Kammern sind mittels eines Ventils miteinander verbunden, das zwischen den beiden Kammern angeordnet ist. Das schmelzflüssige Metall wird durch das Ventil hindurch in eine darunter angeordnete Form geleitet.

Aus der DE-OS 32 20 244 ist ferner eine Schmelz- und Gießanlage für Vakuum- oder Schutzgasbetrieb mit mindestens zwei Kammern bekannt, in deren horizontaler Trennwand ein Ventil angeordnet ist. In der oberen Kammer ist ein Schmelzofen kippbar gelagert, während in der unteren Kammer ein Tiegel auf einer Hubeinrichtung so anhebbar ist, daß der Tiegel durch das Ventil mindestens teilweise in die obere Kammer einführbar ist.

Aus der DE-OS 32 18 326 ist schließlich eine Gießvorrichtung bekannt, bei der ein eine Gießform enthaltender Behälter auf einem Stempel angeordnet und mittels diesem in eine unten offene Kammer derart eingeführt werden kann, daß der obere Rand des Behälters dicht an der unteren Begrenzung einer darüber liegenden Kammer anliegt, die mit einer Heizvorrichtung in Form einer Magnetspule versehen ist. Die Oberseite des Behälters ist zur Aufnahme des Schmelzgutes trichterförmig ausgebildet. In der über dem Behälter angeordneten Kammer kann ein erhöhter Druck angelegt werden, um das geschmolzene Metall in der trichterförmigen Ausnehmung durch enge Kanäle in die Form zu drücken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießvorrichtung, wie sie beim Wachsausschmelzgießen für Feingußteile verwendet wird, vorzuschlagen, mittels der hochqualitative, fehler- und verunreinigungsfreie Gußteile mit glatter Oberfläche weitgehend durch ein Programm steuerbar hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale in Anspruch 1 gelöst. Durch das an sich bekannte Anlegen eines Vakuums im Bereich der Schmelzvorrichtung werden Gasblasen aus der Metallschmelze entfernt, während durch Anlegen eines erhöhten Vakuums um die Form herum beim Eingießen der Metallschmelze durch die Gipsporen der Gipsform Gase und Dämpfe abgesaugt werden, die sich bilden, wenn die Metallschmelze mit den Wänden der Gipsform in Berührung tritt. Auf diese Weise können hochqualitative, fehlerfreie Feingußteile mit glatter Oberfläche erzielt werden.

Dadurch, daß die Form lediglich auf einer Einrichtung positioniert werden muß, welche die Form in die Eingießstellung anhebt, ohne daß dabei die Glocke abgenommen werden muß, kann der gesamte Gießvorgang durch ein Programm steuerbar ablaufen, wodurch die Herstellung weiter vereinfacht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Teilschnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 schematisch den Unterbau der Vorrichtung,

Fig. 3 eine Teilschnittansicht der Vorrichtung, und

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

Die Vorrichtung weist eine Kammer 1 auf, die von einem Unterbau 2 und einer Glocke 3 begrenzt wird und in der eine zweite, im wesentlichen zylindrische Kammer 4 vorgesehen ist. In dieser Kammer befindet sich ein Korb 20, der eine nicht dargestellte Form enthält, wobei der Korb eine geeignete Dichtung aufweist, die mit seinem oberen Rand verbunden ist.

Über der Kammer 4 befindet sich ein Schmelzofen 7, der über einen Drehzapfen 9 an einer Halterung 8 schwenkbar angebracht ist. Der Drehzapfen 9 wird über ein Getriebe 10 und eine Welle 11 vorzugsweise von einem Elektromotor 12 verdreht, der sich unterhalb und außerhalb der Kammer 1 befindet.

Die Halterung 8 des Ofens und die daran vorgesehenen Ein­ richtungen liegen nicht fest, sondern können in verschiedener Weise ausgebildet werden, so daß dann, wenn der Ofen 7 durch den Motor 12 verschwenkt wird, geschmolzenes Metall aus dem Ofen 7 durch die Öffnung 36 in die Form eingegossen werden kann.

Der Ofen 7, der ein Ofen mit elektrischer Heizung oder mit Hochfrequenzheizung sein kann, ist vorzugsweise mit einem Deckel oder dgl. 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 die Öffnung 36 zum Eingießen des geschmolzenen Metalls auf­ weist. Der Boden der Kammer 4 wird in Fig. 1 durch den Kolben 14 gebildet. Dieser besteht aus ei­ nem unteren und oberen Teil 15 bzw. 16, die durch eine Anzahl von Schraubenfedern 17 im Abstand voneinander gehal­ ten werden, die in Bohrungen 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 aneinanderliegen, einen ringförmigen Sitz begrenzen, in dem eine Dichtung 18 aus einem elastischen Material, wie Gummi, oder einem ähnli­ chen Material eingelegt ist.

In der Seitenwand 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 den Korb 20 auf der Oberseite des Kolbens 14 anzuordnen, wenn dieser sich in seiner vollständig abgesenkten Stellung befindet. Eine derartige Anordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, er­ laubt es, die Vorrichtung leicht zu beschicken, ohne daß die Glocke 3 geöffnet werden muß, indem nur der Kolben 14 abgesenkt und der Korb 20 in den Zylinder 13 eingegeben wird.

Das Innere der Kammer 1 ist mit einer Pumpe 26 verbunden, die in der Glocke 3 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 26 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 sie kann über bekannte Einrichtungen angehoben und abgesenkt werden.

Die Glocke besteht aus einem Material, das einem hohen Unterdruck standhalten kann und sie 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 auf der Oberseite des Kolbens aufliegt.

Der Kolben wird dann angehoben, bis der mit einer geeigneten Dichtung überzogene obere Rand des Korbes an der oberen Wand 35 der Kammer 4 anliegt. 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 Druck aneinander angenähert werden. Als Folge davon wird die Ring­ dichtung 18 nach außen und gegen die Wand des Zylinders 13 gedrückt, um die Abdichtung sicherzustellen.

Anschließend werden die Vakuumpumpen 23 und 26 mit auf dem Unterbau und auf der Dichtung 24 angeordne­ ter Glocke 3 in Betrieb gesetzt und es wird der Ofen 7 angeschaltet.

Während dieses Arbeitsschrittes wird ein gewisses Maß an Un­ terdruck im Inneren der Glocke 3 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 22.

Aufgrund des anstehenden 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 der Motor 12 wird 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 dann 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 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 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 wird nach dem Verbinden der Kammern 1 und 4 mit der Außenluft der Kolben 14 abgesenkt, um den das Gußteil enthaltenden Korb 20 zu entnehmen.

Claims (6)

1. Gießvorrichtung mit
einer auf einem Unterbau (2) angeordneten Glocke (3),
einem in der Glocke (3) angeordneten Schmelzofen (7), der durch eine Schwenkeinrichtung (1) kippbar ist,
einer in der Glocke (3) ausgebildeten Kammer (4) zur Aufnahme einer Form, wobei durch eine Öffnung (36) der Kammer (4) schmelzflüssiges Metall aus dem Schmelzofen (7) eingießbar ist,
ferner mit einer Einrichtung (14) zum Einbringen der Form von unten in die Kammer (4),
einer Einrichtung (26) zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Glocke (3), und mit
einer Einrichtung (23) zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Kammer (4), der höher ist als der Unterdruck in der Glocke (3), wobei der höhere Unterdruck beim Eingießen der Metallschmelze in die in der Kammer befindlichen Form anlegbar ist.

2. Gießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einbringen der Form einen Kolben (14) aufweist, der in einem Zylinder (13) anhebbar und absenkbar ist, wobei der Kolben in der abgesenkten Stellung durch eine Öffnung (19) im Zylinder (13) mit der Form beschickbar ist und in der angehobenen Stellung den Boden der Kammer (4) bildet.

3. Gießvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) durch zwei übereinander liegenden Teile (15), (16), gebildet wird, die durch Federn (17) in einem geringen Abstand voneinander gehalten werden und durch Anlegen von Druck beim Anheben des Kolbens gegeneinander gedrückt werden, um eine zwischen den Rändern der Teile (15), (16), angeordnete Ringdichtung (18) an die Zylinderwand anzudrücken.

4. Gießvorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch daß eine Einrichtung zum Einstellen des Schmelzofens (7) relativ zur Öffnung (36) der Kammer (4) vorgesehen ist.

5. Gießvorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines höheren Unterdrucks in der Kammer (4) einen Behälter (22) außerhalb der Glocke (3) aufweist, der über ein Ventil (21) mit einer Pumpe (23) und der Kammer (4) abwechselnd verbindbar ist.

6. Gießvorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Korb (20) zur Aufnahme der Form vorgesehen ist, der über eine Dichtung an den oberen Rand der Kammer (4) durch den Kolben (14) andrückbar ist.