DE4416205C1 - Verfahren zur Herstellung von Gußstücken - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gußstücken mittels einer Druckgießma­ schine, bei dem das Einbringen von schmelzflüssigem Metall aus einem Schmelzofen in die darüberliegende Füllkammer aufgrund einstellbarer Druckdifferenzen zwischen beiden er­ folgt und nach einer Füll- und Dosierphase ein füllkammer­ seitiger Gießkolben die Metallschmelze in einen Formhohl­ raum drückt.

Bei einem in der Deutschen Offenlegungsschrift DE 41 23 463 A1 beschriebenen Verfahren der vorstehend beschriebenen Art erfolgt das Einbringen der Schmelze in die Füllkammer durch Ansaugen in der Weise, daß die Differenz des Füllkammer­ drucks zum Ofendruck größer ist als der statische Druck der Schmelzsäule vom Niveau des Schmelzbades im Schmelzofen bis zum gewünschen Füllniveau in der Füllkammer. Diese Druck­ differenz wird von Anfang an zwischen Ofen und Füllkammer (bzw. der mit dieser kommunizierenden Form) angelegt, was jedoch zu einer Reihe von Schwierigkeiten führt.

Wegen der häufigen mehr oder weniger großen Formundichtig­ keiten läßt sich das absolute Endvakuum nicht genau ein­ stellen, so daß auch die Einstellung der Druckdifferenz nicht absolut genau bei diesem Verfahren vorgebbar ist. Dies hat aber dann zur Folge, daß die ja nur über die Zeit­ dauer der Öffnung des Einströmens der Schmelze in die Füll­ kammer mögliche Dosierung entsprechend ungenau wird und es somit immer wieder zu Fehlgüssen kommen kann.

Entsprechend die gleichen Schwierigkeiten ergeben sich bei einem abgewandelten, ebenfalls in der genannten DE 41 23 463 A1 beschriebenen Verfahren, bei welchem die Do­ sierung ausschließlich durch Druckbeaufschlagung des Ofens erfolgt, während in dieser Füll- und Dosierphase in der Form Atmosphärendruck herrscht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine einfachere genauere Dosierung der Füllmenge in der Füllkam­ mer möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mit der Evakuierung der Form und der Füllkammer auf das gewünschte Endvakuum auch eine Evakuierung des Ofens auf einen geringeren Vakuumdruckwert erfolgt, dessen Differenz­ wert zum Forminnendruck dem Höhenunterschied der Schmelze im Ofen zum Einlauf der Füllkammer entspricht, und daß an­ schließend die Füll- und Dosierphase durch Erhöhen des Ofeninnendrucks unter Beibehaltung des Forminnendrucks ein­ geleitet wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird beim anfänglichen Formevakuieren zunächst erreicht, daß die Schmelze in der Verbindungsleitung zwischen dem Schmelzofen und der Füll­ kammer genau bis zur Einfüllöffnung der Füllkammer steigt, jedoch noch keine Füllung stattfindet. Erst mit der relativ leicht und exakt durchführbaren Erhöhung des Ofeninnen­ drucks wird die bereits an der Einfüllöffnung angelangte Schmelze dosiert in die Füllkammer eingebracht, wobei nach einer vorgegebenen Zeit, in der die gewünschte Füllmenge eingelaufen ist, der Preßkolben betätigt wird, der durch Überlaufen der Einfüllöffnung das weitere Einbringen der Schmelze in an sich bekannter Weise unterbindet. Erfin­ dungsgemäß ist das Verfahren dabei so ausgestaltet, daß der Ofen belüftet wird, sobald der Gießkolben die Einfüllöff­ nung vom Ofen durch Überfahren geschlossen hat, so daß mit dem Weiterfahren des Gießkolbens trotz der Wiederfreilegung der Einfüllöffnung kein weiteres Material in die Füllkammer hinter den Kolben nachlaufen kann, da ja wegen der Belüf­ tung des Schmelzofens und des daraus resultierenden Druckabfalls die Schmelze im Steigrohr zwischen Schmelzofen und Füllkammer sofort nach unten fällt.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, nach dem Belüften des Ofens das Vakuum in der Form bis zum Beginn der Kühlzeit aufrechtzuerhalten.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Metallgießvor­ richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Gießverfahrens und

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Gießver­ fahrens.

Die in Fig. 1 erkennbare Druckgießvorrichtung umfaßt eine aus zwei Formhälften bestehend Gießform 1, in deren der Kontur des späteren Werkstücks entsprechenden, evakuierba­ ren Formhohlraum 2 die flüssige Schmelze mittels eines Gießkolbens 3 eingebracht wird, der in einer Füllkammer 4 verschiebbar ist, in welche vor dem Betätigen des Gießkol­ bens 3 zunächst eine dosierte Menge an Metallschmelze, bei­ spielsweise flüssigem Aluminium, eingebracht worden ist. Die flüssige Metallschmelze 5 wird dem Schmelzofen 6 über ein Steigrohr 7 entnommen, die in die Einfüllöffnung 8 der Füllkammer 4 mündet. Die Gießform 1 und damit auch die mit ihr kommunizierende Füllkammer 4 ist über eine Verbindungsleitung 10 mit einem Vakuumventil Y1 mit einem Vakuumkessel 9 verbun­ den, an den eine Vakuumpumpe 12 mit einem Motor 13 ange­ schlossen ist. Von der Verbindungsleitung 10 zweigt eine Verbindungsleitung 11 zum Schmelzofen 6 ab, wobei durch ein Vakuumventil Y2 die Möglichkeit gegeben ist, den Druck im Schmelzofen unterschiedlich zum Druck in der Form 1 ein zu­ stellen. Bei Y3 erkennt man ein weiteres Belüftungsventil. 14 und 15 sind Druckmeßverstärker zum Messen des jeweiligen Druckwerts in der Form bzw. im Schmelzofen.

Mit dem Kommando "Form geschlossen" bzw. "Pressbereit" be­ ginnt die Evakuierung der Form 1 und der Füllkammer 4 auf einen durch das Vakuumventil Y1 eingestellten und am Druck­ meßverstärker 14 ablesbaren Vakuumwert von typisch etwa 70 mbar.

Gleichzeitig mit der Evakuierung der Form und der Füllkam­ mer erfolgt auch eine Evakuierung des Innenraums des Schmelzofens, allerdings auf einen geringeren Vakuumwert, d. h. auf einen höheren Druck als der Forminnendruck. Der Differenzdruck zwischen beiden wird durch den Höhenunter­ schied vom Metallbadspiegel zur Einfüllöffnung 8 bestimmt, derart, daß die Metallschmelze 5 im Steigrohr 7 genau bis zur Füllkammer 4 steigen kann, jedoch nicht in die Füllkam­ mer 4 selbst gelangt. Nach dem Erreichen des eingestellten Forminnendrucks (und des um die genannte Druckdifferenz verminderten Ofeninnendrucks) wird die Füll- und Dosier­ phase durch Öffnen des Ventils Y3 gestartet. Der Ofeninnen­ druck steigt, wodurch die Differenz zwischen Forminnendruck und Ofeninnendruck erhöht und das flüssige Metall, das ge­ nau am Eingang der Füllkammer angelangt ist, in die Kammer eingesaugt wird. Nach Erreichen der Dosiergeschwindigkeit (Differenzdruck statische Höhe und Differenzdruck Metallge­ schwindigkeit) beginnt die Dosierzeit, wobei der einge­ stellte Ofeninnendruck gehalten wird.

Nach Ablauf der Dosierzeit startet der Einpreßvorgang durch Betätigung des Gießkolbens 3, der sich nach links in der Füllkammer bewegt und nach kurzer Zeit über die Einfüllöff­ nung 8 gelangt. Sobald der Gießkolben die Einfüllöffnung 8 der Füllkammer 4 verschlossen hat, öffnet das Ventil Y3 vollständig und der Ofen wird belüftet. Dies hat zur Folge, daß beim Weiterfahren des Kolbens nach links um die Schmelze aus der Füllkammer in die Gießform 1 zu pressen die Freigabe der Einfüllöffnung 8 dazu führt, daß - nachdem auch auf der rechten Seite des Gießkolbens ja Atmosphären­ druck herrscht - die Metallschmelze im Steigrohr 7 sofort in den Schmelzofen zurücksinkt und somit kein Metall mehr nach oben austreten kann.

Der Forminnendruck wird bevorzugt noch bis zum Beginn der zweiten Kühlzeit aufrechterhalten.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von Gußstücken mittels einer Druckgießmaschine, bei dem das Einbringen von schmelz­ flüssigem Metall aus einem Schmelzofen in die darüber­ liegende Füllkammer aufgrund einstellbarer Druckdiffe­ renzen zwischen beiden erfolgt und nach einer Füll- und Dosierphase ein füllkammerseitiger Gießkolben die Metallschmelze in einen Formhohlraum drückt, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Evakuierung der Form und der Füllkammer auf das gewünschte Endvakuum eine Eva­ kuierung des Ofens auf einen geringeren Vakuumdruck­ wert erfolgt, dessen Differenzwert zum Forminnendruck dem Höhenunterschied der Schmelze im Ofen zum Einlauf der Füllkammer entspricht, und daß anschließend die Füll- und Dosierphase durch Erhöhen des Ofeninnen­ drucks unter Beibehaltung des Forminnendrucks einge­ leitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen belüftet wird, sobald der Gießkolben die Ein­ füllöffnung vom Ofen durch Überfahren geschlossen hat.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Vakuum in der Form bis zum Beginn der Kühlzeit aufrechterhalten wird.