DE4242110C2 - Schmelztiegel für insbesondere eine Schleudergußvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schmelztiegel gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 41 05 080 C1, der DE-PS 3 76 430 und der DE 34 36 765 A1 sind Schmelztiegel für Schleudergußvorrich­ tungen bekannt, die im wesentlichen starr in einer Aufnahme eines Schleuderarms der jeweiligen Schleudergußvorrichtung gehalten sind. Die bekannten Schmelztiegel weisen eine obere Öffnung auf, die der Befüllung der Schmelztiegel dienen. Außer­ dem sind die bekannten Schmelztiegel mit einer seitlichen Öffnung versehen, durch welche infolge der Drehbewegung des Schleuderarms die Schmelze aus dem Schmelztiegel in die Gießform gelangen kann. Insbesondere beim Schleudergießen von Goldlegierungen hat sich diese seitliche Öffnung nicht bewährt.

Sie ändert ihren Querschnitt und kann sich sogar zusetzen. Es besteht zum Beispiel die Gefahr, daß zumindest teilweise die Schmelze aus der oberen Öffnung austritt. Überdies weisen die Schmelztiegel wegen der seitlichen Öffnung eine aufwendige Konstruktion auf, woraus ein erhöhter Herstellungsaufwand resultiert.

Aus der US 4 510 987 und der US 3 559 718 sind Schleuderguß-Vor­ richtungen bekannt, bei denen die Schmelztiegel schwenkbar in einer Aufnahme eines Schleuderarms gehalten sind. Die Schmelztiegel verfügen nur über eine einzige, obere Öffnung, die sowohl zum Befüllen als auch zum Ausfluß der Schmelze dient. Der Ausfluß der Schmelze aus dem Schmelztiegel erfolgt, wenn infolge der durch die Drehbewegung des Schleuderarms hervorgerufenen Fliehkraft der Schmelztiegel soweit verschwenkt wird, daß über seine obere Öffnung die flüssige Schmelze vom Tiegel in die Gießform fließen kann. Bei diesen bekannten Schleudergießvorrichtungen ändert sich je nach Befüllungsgrad der Schmelztiegel die Stelle, an dem die flüssige Schmelze zur Gießform gelangt. Das kann dazu führen, daß flüssige Schmelze nicht genau die Gießform trifft und somit umherspritzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schmelztiegel der eingangs aufgezeigten Gattung zu schaffen, der einen zuver­ lässigen und fehlerfreien Schleuderguß gewährleistet.

Die Aufgabe wird durch einen Schmelztiegel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist eine Längsmittelachse des Hohlkörpers zu einer Längsmittelachse der Schulter in tangen­ tialer Ebene einer Umlaufbahn des Schleuderarms geneigt. Die Neigung ist dabei so ausgerichtet, daß in Drehrichtung des Schleuderarms die obere Öffnung des Hohlkörpers in Richtung zu einer Gießform weist. Wegen dieser Neigung ist es möglich, sowohl den Bereich der Öffnung des Schmelztiegels, aus dem die Schmelze austritt, als auch den Zeitpunkt des Austritts exakt zu definieren. Bei entsprechender Zuordnung der Gießform und des Schmelztiegels zueinander ist somit stets ein störungsfreier Fluß der Schmelze von dem Schmelztiegel exakt in den Einlauftrichter der Gießform gewährleistet.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Schleuderguß­ vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Traverse mit Aufnahme und Fixiereinrichtung in unverkippter Befüll­ stellung,

Fig. 3 eine Draufsicht nach Fig. 2 in verkippter Gieß­ stellung,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Traverse, Aufnahme und Fixiereinrichtung nach Fig. 2 in der unver­ kippten Befüllstellung,

Fig. 5 eine Seitenansicht nach Fig. 4 mit verschwenkter Aufnahme in der verkippten Gießstellung,

Fig. 6 eine Vorderansicht des Schmelztiegels, und

Fig. 7 eine Seitenansicht des Schmelztiegels nach Fig. 6.

Die hier gezeigte Schleudergußvorrichtung 10 (Fig. 1) dient zur Herstellung von Dentalgußteilen aus insbesondere Gold oder Goldlegierungen. Die Schleudergußvorrichtung 10 weist einen im wesentlichen horizontalen Schleuderarm 11 auf, der um eine vertikale Drehachse 12 drehbar ist. Auf einer Seite der Drehachse 12 ist der Schleuderarm 11 mit einem längsver­ schieblichen, arretierbaren Gegengewicht 13 versehen. Auf der dem Gegengewicht 13 gegenüberliegenden Seite weist der Schleuderarm 11 einen Endbereich mit einer Halterung 15 für eine Gießform 16 auf. Die Halterung 15 liegt an einer Rück­ wand 14 an und ist zu dieser relativ beweglich. Die Relativ­ bewegung erfolgt mittels einer Betätigungseinrichtung 17 entlang einer schräg in der Rückwand 14 sich erstreckenden Nut 18. In der Nut 18 sind zur Sicherung der Halterung 15 gegen Verdrehen drei fest mit der Aufnahme verbundene Zapfen 19 geführt. Einer der Zapfen 19 ist vorzugsweise ein Gewindezapfen, so daß mittels einer Gewindemutter die Halterung 15 in definierter Position zu der Rückwand 14 arretiert werden kann.

Die Betätigungseinrichtung 17 weist eine im wesentlichen rechtwinklig zur Rückwand 14 angeordnete schwenkbare Welle 20 auf, von der sich einerseits ein Betätigungshebel 21 und andererseits etwa entgegengesetzt ein Stellorgan 22 erstreckt. Letzteres ist zwangsgeführt der Halterung 15 zu­ geordnet. Mit dem Verschwenken des Betätigungshebels 21 erfolgt deshalb das Verschwenken des Stellorgans 22, was wiederum einhergeht mit der Relativbewegung der Halterung 15 zur Nut 18 in der Rückwand 14. Die Verstellung der Halterung 15 erfolgt entsprechend der schräg verlaufenden Nut 18 gewissermaßen gleichzeitig stets in zwei Ebenen, nämlich von der Drehachse 12 aus gesehen entweder nach links oben oder links unten. Hierdurch ist es möglich, die auf der Halterung 15 angeordnete Gießform 16 stets so zu positionieren, daß die Schmelze sicher in deren Einlauf­ trichter gelangen kann.

Benachbart zu der Drehachse 12 und im wesentlichen recht­ winklig zu dieser weist der Schleuderarm 11 auf der Seite, der das Gegengewicht 13 zugeordnet ist, eine Halterung 23 auf. Von dieser erstrecken sich beidseitig und symmetrisch in Richtung der Rückwand 14, also zur vom Gegengewicht 13 weggerichteten Seite des Schleuderarms 11, zwei parallele Führungssäulen 24, 25, auf denen eine Traverse 26 ver­ schiebbar gehalten ist. Äußere Schmalflächen 29, 30 von Schenkeln 27, 28 der etwa U-förmig ausgebildeten Traverse 26 sind korrespondierend zu den Führungssäulen 24, 25 halb­ kreisförmig profiliert.

Die Traverse 26 liegt einerseits an zwei Anschlägen 31, 32 an, die auf den Führungssäulen 24, 25 verstell- und arretierbar angeordnet ist. Andererseits ist die Traverse 26 mittels einer Druckfeder 33 gegen die Halterung 23 bzw. die Seite des Schleuderarms 11, die die Halterung 23 auf­ weist, abgestützt. Mit den Anschlägen 31, 32 wird der Abstand der Traverse 26 zu der auf der Halterung 15 befind­ lichen Gießform 16 grob voreingestellt, wobei die Druck­ feder 33 dazu dient, daß die Traverse 26 ständig gegen die Anschläge 31, 32 angelegt ist.

Durch die Führungssäulen 24, 25 erstreckt sich jeweils eine Führungsstange 34, 35. An aus den Führungssäulen 24, 25 beiderseits herausragenden Enden der Führungsstangen 34, 35 ist einerseits die Rückwand 14 und andererseits ein Ver­ bindungsblech 36 angeordnet. Dem zwischen dem Gegengewicht 13 und der Drehachse 12 angeordneten Verbindungsblech ist eine Verstelleinrichtung 37 zugeordnet. Diese weist auf der dem Gegengewicht zugewandten Seite des Verbindungsblechs 36 ein als Handrad ausgebildetes Betätigungsorgan 38 auf. Von letzterem erstreckt sich ein Gewindebolzen 39 durch eine Ausnehmung 40 des Verbindungsblechs 36 derart hindurch, daß der Gewindebolzen 39 relativ zu dem Verbindungsblech 36 drehbeweglich, nicht aber axialverschieblich ist. Ein freies Ende 41 des Gewindebolzens 39 ist schließlich durch die Halterung 23 und eine an dieser befestigten Buchse 32 mit Innengewinde hindurchgeführt, so daß beim Drehen des Betätigungsorgans 38 mit dem Gewindebolzen 39 der Abstand der Halterung 23 zu dem Verbindungsblech 36 und der Abstand der Rückwand 14 bzw. der auf der Halterung 15 gehaltenen Gießform 16 zu der Traverse 26 verändert werden kann.

Die Traverse 26 ist mit einer etwa rechteckigen Ausnehmung 44 versehen, in der sich eine Aufnahme 45 für einen Schmelz­ tiegel 46 befindet. Die Ausnehmung 44 verläuft in bezug auf ihre Längsmittelachse leicht schräg zu den Führungssäulen 24, 25. Drei Seiten der Ausnehmung 44 sind umgeben von zwei parallelen Schenkeln 27, 28 und einen diese verbindenden Steg 43. Dadurch ist die Ausnehmung 44 U-förmig eingefaßt.

Die Aufnahme 45 ist in der Ausnehmung 44 schwenkbeweglich angeordnet, so daß die Aufnahme 45 und der darin gehaltene Schmelztiegel 46 eine definierte Neigung erhalten kann, indem bei einer Rotation des Schleuderarms 11 der Schmelz­ tiegel 46 derart in Richtung der Gießform 16 gekippt werden kann, daß seine obere Öffnung 48 bzw. ein zum Schleuder­ gießen von Gold oder Goldlegierungen in den Schmelztiegel 46 eingesetzter Graphiteinsatz 47 nahe an den Einfüll­ trichter der Gießform 16 gelangt. Das Kippen des Schmelz­ tiegels 46 erfolgt selbständig aufgrund der Drehbewegung des Schleuderarms 11.

Wegen der Neigung des Schmelztiegels 46 ist es möglich, die Schmelze aus der oberen Öffnung 48 in einem exakt definier­ baren Randbereich austreten zu lassen. Mit der zuvor beschriebenen Betätigungseinrichtung 17 und Verstelleinrich­ tung 37 kann zudem die Relativstellung des Schmelztiegels 46 zu der Gießform 11 präzise so eingestellt und fixiert werden, daß der definierbare Randbereich der Öffnung 48 genau vor den Einfülltrichter der Gießform 16 gelangt und ein exakter Fluß der Schmelze von dem Schmelztiegel 46 in die Gießform 16 erzielt wird.

Zur schwenkbeweglichen Lagerung der Aufnahme 45 in der Aus­ nehmung 44 weist die Aufnahme 45 eine untere Grundplatte 50 aus keramischem Werkstoff auf. Mittig an der Unterseite der Grundplatte 50 befinden sich zwei Achsen 55, 56, die gegen­ über äußerer Schmalflächen 51, 52 der Grundplatte 50 vor­ stehen und drehbar in die Schenkel 27, 28 der Traverse 26 eingreifen.

Der Schmelztiegel 46 ist in einer Ausnehmung 57 der Grund­ platte 50 der Aufnahme 45 angeordnet. Dabei stützt sich schwerkraftsbedingt eine umlaufende Schulter 58 des Schmelz­ tiegels 46 gegen einen umlaufenden Steg 59 der Ausnehmung 57 im Bereich der Unterseite 49 der Grundplatte 50 ab.

In Richtung der Rückwand 14 und an der Peripherie der Aus­ nehmung ist die Grundplatte 50 mit einer Freimachung 60 ver­ sehen, in der ein Vorsprung 61 der Schulter 58 des Schmelz­ tiegels 46 angeordnet ist, wodurch eine verdrehsichere Positionierung des Schmelztiegels 46 innerhalb der Aufnahme 45 gewährleistet ist.

Der Aufnahme 45 wie auch der Traverse 26 ist eine Fixierein­ richtung 62 zugeordnet. Diese dient zum einen dazu, in Ruhe­ stellung des Schleuderdarms 11 die Aufnahme 45 zu der Traverse 26 in einer unverschwenkten Relativlage zu fixieren (Fig. 2 und 4). In dieser Lage kann der Schmelz­ tiegel 46 problemlos mit dem Schmelzgut befüllt oder aus der Aufnahme 45 entnommen bzw. in diese eingesetzt werden. Die Fixiereinrichtung 62 dient andererseits aber auch dazu, unmittelbar vor dem Gießvorgang die Aufnahme 45 für die Kippbewegung freizugeben und während der Rotation des Schleuderarms 11 den Schmelztiegel 46 in der Aufnahme 45 zu sichern (Fig. 3 und 5).

Dazu weist die Fixiereinrichtung 62 eine axialverschieb­ liche Arretierungsstange 63 auf, die in korrespondierenden Bohrungen der beiden Lagerböcke 64, 65 der Aufnahme 45 ge­ führt ist. Die Arretierungsstange 63 ist mittels einer Fixierbacke 66, die unverschieblich mit der Arretierungs­ stange 63 verbunden ist, axial definiert zu verschieben. Ein freier Endbereich 67 der Arretierungsstange 63 kann dabei in die Bohrung eines Lagerbocks 68 der Traverse 26 eingeschoben werden, die zu den Bohrungen der Lagerböcke 64, 65 fluchtet, sofern sich die Aufnahme 45 in unver­ schwenkter Position befindet. Dazu ist der Lagerbock 68 fest mit der Traverse 26 verbunden.

Mit der Fixierbacke 66, die einen Bedienhebel 69 aufweist, kann die Arretierungsstange 63 auch in die andere End­ stellung (Fig. 3) verschoben werden, wobei der freie End­ bereich 67 der Arretierungsstange 63 aus der Bohrung des Lagerbocks 68 herausgerückt ist. Die Aufnahme 45 kann sodann gekippt werden. Die Kippbewegung ist begrenzt durch einen Stift 70, gegen den der freie Endbereich 67 der Arretierungsstange 63 in der in der Fig. 5 gezeigten Gieß­ stellung zur Anlage kommt. In dieser Endstellung der Fixier­ backe 66 wird die Ausnehmung 44 bzw. die Schulter 58 des Schmelztiegels 46 teilweise überdeckt, so daß der Schmelz­ tiegel 46 in der Aufnahme 45 bei dieser Stellung der Fixier­ backe 66 zwangsweise gehalten ist.

Die Arretierungsstange 63 ist in ihrer Länge derart be­ messen, daß sie nur dann ein Verschwenken der Aufnahme 45 ermöglicht, wenn der entsprechende Schmelztiegel 46 richtig in der Ausnehmung 57 der Aufnahme 45 eingesetzt ist. Befindet sich hingegen ein zum Verschwenken nicht geeigne­ ter Schmelztiegel in der Ausnehmung 57, dann läßt sich die Fixierbacke 66 nur so weit verschieben, daß ein Endbereich 67 der Arretierungsstange 63 sich noch in der Bohrung im Lagerbock 68 befindet, wodurch die Aufnahme 45 unverschwenk­ bar ist.

Die Fixierbacke 66 ist zusätzlich durch einen Stift 71 am Lagerbock 64 geführt. Der sich parallel zur Arretierungs­ stange 63 erstreckende Stift 71 hält die Fixierbacke 66 unverdrehbar.

Zur Begrenzung der Verschiebebewegung der Fixierbacke 66 in Richtung des Schmelztiegels 46 ist zwischen den Lagerböcken 64, 65 eine Anschlagleiste 72 mit einer Aussparung 73 ange­ ordnet. Die Bewegung der Fixierbacke 66 ist somit einmal durch Anlage der Fixierbacke 66 an dem Lagerbock 64 und andererseits an einem Anschlag 74 der Anschlagleiste 72 begrenzt. Dabei ist der Anschlag 74 so angeordnet, daß die Schulter 58 des Schmelztiegels 46 von der Fixierbacke 66 teilweise abgedeckt ist.

Schließlich ist auf der Aufnahme 45 möglichst weit oberhalb der Achse 55, 56 eine Zusatzmasse 76 angeordnet. Diese dient dazu, daß die fliehkraftbedingte Schwenkbewegung des Schmelztiegels 46 auch bei darin enthaltener Schmelze gewährleistet ist.

Der speziellen Ausbildung des Schmelztiegels 46 kommt große Bedeutung zu, wenn es darum geht, unter Berücksichtigung der Rotation des Schleuderarms 11 wie auch der Neigung des Schmelztiegels 46 einen Austritt der Schmelze über einen sehr präzise zu lokalisierenden Randbereich der Öffnung 48, insbesondere des in den Schmelztiegel 46 eingesetzten Graphiteinsatzes 47, zu gewährleisten.

Der Schmelztiegel 46 verfügt über einen hier zylindrischen Hohlkörper 75 mit der oberen Öffnung 48 und die mit geringem Abstand von der oberen Öffnung 48 den Hohlkörper 75 außen umgebenden, vollständig umlaufenden Schulter 58. Erfindungsgemäß ist eine Längsmittelachse 77 des Hohl­ körpers 75 gegenüber einer Längsmittelachse 78 der Schulter 58 des Schmelztiegels 46 in tangentialer Ebene einer Umlaufbahn des Schmelztiegels 46 auf dem Schleuderarm 11 geneigt. Die Längsmittelachse 78 der Schulter 58 verläuft bei in den Schleuderarm 11 eingesetztem Schmelztiegel 46 vertikal, und zwar parallel zur Drehachse 12. Ist der Schmelztiegel 46 in die Aufnahme 45 eingesetzt, verläuft diese Längsmittelachse 78 somit senkrecht zu der Grund­ platte 50 der Aufnahme 45. Die Längsmittelachse 77 des Hohlkörpers 75 ist hingegen in der genannten Ebene derartig geneigt, daß in Rotationsrichtung des Schleuderarms 11 die Öffnung 48 dem übrigen Schmelztiegel 46 stets vorauseilt (Fig. 6). Die Schmelze verbleibt demzufolge in dem unteren, gegenüber der Öffnung 48 in Drehrichtung des Schleuderarms 11 zurückgesetzten Bereich so lange, bis sie unter für den Fluß der Schmelze optimalen Bedingungen aus der Öffnung 48 des Schmelztiegels 46 bzw. Graphiteinsatzes 47 ausfließen kann.

Die Längsmittelachse 77 des Hohlkörpers 75 ist außerdem gegenüber der Längsmittelachse 78 der Schulter 58 radial zur Umlaufbahn des Schmelztiegels 46 geneigt, und zwar in Richtung zur Gießform 16 (Fig. 7). Der die Öffnung 48 des Schmelztiegels 46 begrenzende obere Rand 53 des Schmelz­ tiegels 46 liegt in einer Ebene, die geneigt ist zur Normalen der Längsmittelachse 77 des Hohlkörpers 75. Im gezeigten Ausführungsbeispiel (Fig. 6 und 7) verläuft der Rand 53 mit geringem Abstand parallel zur Schulter 58. Die Schulter 58 und im Bereich der Öffnung 48 der Hohlkörper 75 sind an der Seite, die der Gießform 16 zugewandt ist, mit einer Abschrägung 79 versehen, so daß der in der Aufnahme 45 angeordnete Schmelztiegel 46 mittels der Verstelleinrich­ tung 37 sehr genau dicht an die Gießform 16 herangefahren werden kann. Infolge der Abschrägung 79 und des geneigten Randes 53 des Hohlkörpers 75 ist es möglich, den Bereich der Öffnung 48, aus den die Schmelze austritt und der nicht identisch ist mit dem in Radialrichtung am weitesten außen liegenden Bereich der Öffnung 48, sehr genau mit dem Ein­ fülltrichter der Gießform 16 in Übereinstimmung zu bringen und somit den störungs- und verlustfreien Fluß der Schmelze zu gewährleisten. Der Vorsprung 61 an der Schulter 58 gewährleistet und sichert dabei die entsprechende Position des Schmelztiegels 46 in der Aufnahme 45 am Schleuderarm 11.

Claims (7)

1. Schmelztiegel für insbesondere eine Schleudergußvor­ richtung mit einem eine obere Öffnung aufweisenden Hohlkörper zur Aufnahme des Schmelzguts und einer den Hohlkörper umgeben­ den Schulter, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längsmittelachse (77) des Hohlkörpers (75) zu einer Längs­ mittelachse (78) der Schulter (58) in tangentialer Ebene der Umlaufbahn eines Schleuderarms (11) der Schleudergußvorrichtung (10) geneigt ist und diese Neigung derart ist, daß in Drehrichtung des Schleuderarms (11) die obere Öffnung (48) des Hohlkörpers (75) in Richtung zu einer Gießform (16) weist.

2. Schmelztiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Drehrichtung des Schleuderarms (11) die obere Öffnung (48) dem übrigen Schmelztiegel (46) stets vorauseilt.

3. Schmelztiegel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachse (78) der Schulter (58) im wesentlichen vertikal verläuft.

4. Schmelztiegel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachse (78) der Schulter (58) parallel zur Drehachse (12) des Schleuderarms (11) verläuft.

5. Schmelztiegel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein die obere Öffnung (48) umgebender (oberer) Rand (53) des Hohlkörpers (75) im wesent­ lichen parallel zu der Schulter (58) verläuft.

6. Schmelztiegel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (58) einen Vorsprung (61) aufweist.

7. Schmelztiegel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachse (77) des Hohlkörpers (75) gegenüber der Längsmittelachse (78) der Schulter (58) radial zur Umlaufbahn des Schleuderarms (11) der Schleudergußvorrichtung (10) geneigt ist.