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Gießmaschine .mit Schöpfgefäß Die Erfindung betrifft das Gießen von
geschmolzenem Metall unter Druck, den sogenannten Spritzguß, der besonders bei Massenherstellung
von Gußstücken zur Verwendung kommt.
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Innerhalb dieser Technik ist es bekannt, ein Schöpfgefäß von der Form
eines krummen Rohres, einen sogenannten Schwanenhals, zu verwenden, das in den Schmelztiegel
eingetaucht wird. Das Rohr ist an dem einen Ende offen, während sein zweites Ende
stets mit einer Leitung verbunden ist, die durch ein Ventil zu einem Preßluftbehälter
führt. Diese Anordnung kann indessen leicht Unfälle verursachen, wenn das genannte
Ventil undicht oder unrichtig bedient wird, indem das geschmolzene Metall dann ausgepreßt
werden kann, bevor die Mündung des Schöpfgefäßes mit der Form verbunden ist.
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Man kennt ferner Schöpfgefäße, bei denen die beiden Enden des krummen
Rohres unter sich parallel angebracht sind, und zwar das eine über dem anderen,
und welche dazu eingerichtet sind, mit dem Preßluftbehälter und der Form gleichzeitig
verbunden zu werden, indem die Ausströmungsöffnung der Preßluftleitung in diesem
Fall unmittelbar über dem Einguß der Form angebracht ist. Man erzielt dann dadurch
Dichtheit, daß das Schöpfgefäß an seiner einen Seite, die von den Mündungen abgekehrt
ist, mit einem Nocken o. dgl. versehen ist, gegen welchen in der Richtung gegen
die Preßluftleitung und die Form ein Druck ausgeübt wird. Diese Einrichtung ist
indessen in mehreren Beziehungen unpraktisch. Es ist beispielsweise schwer, an beiden
Enden des krummen Rohres Dichtheit zu erzielen, unter anderm wegen der verschiedenen
Wärmeausdehnung der zusammenwirkenden Teile.
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Bei der vorliegenden Erfindung werden diese Nachteile vermieden, wodurch
wichtige Vorteile erzielt werden, wie aus dem Folgenden zu ersehen ist.
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Bei einer Gießmaschine mit Schöpfgefäß, das beim Gießen vom Schmelztiegel
getrennt ist und während des Gießvorganges- zwischen die Preßdruckleitung und die
Gießform eingespannt wird, wird das Neue der Erfindung im besonderen darin gesehen,
daß das Spannstück, in dem sich die Eingußmündung befindet, frei beweglich ist und
eine Spannvorrichtung, z. B. eine Kniepresse, hintereinander die Formhälften, das
Schöpfgefäß sowie das bewegliche Spannstück zusammenspannt.
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Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Gießmaschine
mit Schöpfgefäß gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
Abb.
i eine Vorrichtung von oben gesehen zum Gießen von geschmolzenem Metall unter Druck
bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung, Abb.2 dieselbe Vorrichtung teilweise
im Schnitt nach der Linie II-II der Abb. i mit einigen der Teile m einer anderen
Lage, Abb.3 in größerem Maßstab einen teilweisen Längenschnitt des Schöpfgefäßes
der Vorrichtung, Abb. ¢ einen Querschnitt desselben nach der Linie IV-IV der Ab-b.
3, Abb. 5 einen Teil der Vorrichtung von der Seite gesehen, wobei eine abgeänderte
Ausführung derjenigen Einrichtung angewandt ist, die zur Beförderung des Schöpfgefäßes
vom Schmelztiegel zur Form dient, Abb.6 einen Querschnitt derselben nach der Linie
VI-VI der Abb. 5.
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Bei der in Abb. i und 2 dargestellten Vorrichtung bezeichnen ro, i
i und 12 (Abb. i) Spannstücke, von denen das erstgenannte am Ende zweier paralleler
Wangen 13,14 befestigt ist, während die anderen Spannstücke an den Wangen entlanggleiten
können. Das Spannstück 12 kann durch an sich bekannte Kniepressen 15 betätigt werden,
die wieder durch Zahnräderübersetzungen 16 mittels, eines Steuerrades 17 bewegt
werden.
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Die Form, in welche das Metall gegossen wird, besteht aus zwei Hälften
18 und i g, die an den Spannstücken i i bzw. 12 befestigt sind. Der Eingußkanal2o
der Form setzt sich durch das Spannstück i i fort und endigt in einem umtauschbaren
Mundstück 21.
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Zur übertragung des geschmolzenen Metalls von dem Schmelztiegel 27
zur Form 18, i9 dient ein Schöpfgefäß 22, welches auf einem waagerechten Zapfen
23 frei drehbar aufgehängt ist, der von einem Arm 24 getragen wird. Dieser ist an
dem einen Ende einer drehbaren Welle 25 befestigt, die parallel zu den Wangen 13
und 14 gelagert ist und an ihrem anderen Ende durch einen Hebel 26 betätigt
werden kann.
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Der Schmehtiegel27 ist derart angebracht, daß das Schöpfgefäß 22 durch.
Schwingen der Welle 25 um fast eine halbe Umdrehung in den Schmelztiegel eingesenkt
wird. Der Schmelztiegel ist in einem wärmeisolierenden, feuerfesten Gehäuse 28 eingeschlossen
und wird von einem Ölbrenner 29 von an sich bekannter Arterhitzt.
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Das Gehäuse 28 umschließt außer dem Schmelztiegel 27 zugleich den
unteren Teil eines Dampfkessels 30, der auch von dem Brenner 29 erhitzt wird, indem
die Heizräume des Kessels durch Kanäle 31 und 3 2 mit der den Schmelztiegel
umgebenden, ringförmigen Verbrennungskammer 33 verbunden ist. Die Erhitzung des
Kessels kann durch eine verschiebbare Klappe 34 reguliert werden, die
im Kanal 31 angebracht ist.
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Von dem Dampfraum des Kessels 3o führt eine mit einem Ventil
35 versehene Leitung 36 zum Spannstück io. Durch dasselbe geht in der Fortsetzung
der Leitung 36 ein Kanal 37, der an seiner, an der inneren Seite des Spannstückes
liegenden Öffnung. in einem Mundstück 38 endigt.
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Der Hohlraum des Schöpfgefäßes 22 wird, wie aus Abb.3 und ¢ ersichtlich,
aus zwei unten miteinander verbundenen Räumen 39 und 40 gebildet, welche oben m
einen Zuleitungskanal41 für die Preßluft und einen Ausgußkanal42 für das flüssige
Metall übergehen. Die Räume 39 und 40 sind gleich hoch; die Mündungen der Kanäle
4i und 42, die vorwiegend eine gemeinsame Achse haben, sind untereinander entgegengesetzt
gerichtet, damit der Hohlraum des Gefäßes so zwischen die Druckleitung 36 und die
Form 18, i9 eingeschoben werden kann, daß das. Gefäß zwischen den Spannstücken io
und i i eingeklemmt wird. Der Raum 39 ist größer als der Raum 40, das Volumen des
Schöpfgefäßes ist so bemessen, daß: es eben eine Formladung abgeben kann. Zu einer
bestimmten Vorrichtung gehört daher eine Anzahl Schöpfgefäße, deren Hohlräume verschiedene
Volumen besitzen, und für jede in Verbindung mit der Vorrichtung zu verwendende
Form erwählt man dann das Schöpfgefäß, dessen Volumen' dem Hohlraum der Form entspricht.
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Die Anwendung der Vorrichtung ist folgende: Durch Betätigung des Handhebels
26 wird die Welle 25 so gedreht, daß das Gefäß 22, das wegen der Schwerkraft stets
am Zapfen 23 senkrecht 'herabhängt, ausgeschwungen wird, bis es in das geschmolzene
Metall im Schmelztiegel 27 eingesenkt ist. Das Metall fließt nun durcli die
Kanäle 41 und 42 in den Hohlraum des Gefäßes hinein. Nachdem der Hohlraum gefüllt
ist, wird das Gefäß 22 in umgekehrter Richtung gedreht, bis es die Lage der Abb.
i einnimmt, in welcher das Mundstück 38 mit dem Kanal 41 Verbindung hat;
das Mundstück 21 ist dann mit dem Kanal 42 in Verbindung. Während der Förderbewegung
werden die Kanäle 41 und 42 fortwährend in hauptsächlich der gleichen waagerechten
Ebene liegen, so daß kein Metall während der Beförderung zur Form vergossen wird.
Danach werden die Kniepressen 15 durch das Steuerrad 17 betätigt, so da,ß die Formhälften
18 und i g zusammengespannt werden und das Gefäß gleichzeitig zwischen den Mundstücken
38 und 21 der Spannstücke i o und i i eingeklemmt wird. Zuletzt wird das Ventil-35
geöffnet, was zur Folge hat, daß das flüssige Metall im Gefäß 22 durch
den
im Kessel 3o herrschenden Dampfdruck in die Form 18, ig eingepreßt wird und dieselbe
ausfüllt, wobei die in der Form vorhandene Luft durch hierfür bestimmte enge Kanäle,
durch welche das Metall nicht passieren kann, herausgedrückt wird.
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Bei der in Abb. 5 und 6 gezeigten Ausführungsform ist der Schmelztiegel
hinter der Gießvorrichtung angebracht, indem er von einem Gehäuse 28a umgeben ist.
Das Schöpfgefäß 22a ist mittels eines Zapfens 23a an einem Arm 24a
aufgehängt (wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform), jedoch ist in Abb.
5 und 6 die Welle 25a des Armes 24.a rechtwinklig zur Längsrichtung der Vorrichtung
angebracht, von einem Lager 5o gestützt. Das Schöpfgefäß 22a wird vom Schmelztiegel
zur Form und zurück durch die Bewegung derjenigen Formhälfte iga befördert, welche
dann bewegt wird, wenn das Gußstück von der Form entfernt wird. An dem Spannstück
i2a, das diese Formhälfte trägt, ist eine Stange 51 befestigt, die als eine in einer
Führung 53 (Abb. 6) verschiebbare Zahnstange 52 ausgebildet ist. Die Zahnstange
ist mit einem Getriebe oder einem Zahnsoktor 54 in Eingriff, der an dem Ende der
Welle 25a befestigt ist.
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Wenn die Form i 8a, i ga geschlossen ist (Abb. 5), ist das
eine Ende der Zahnstange 52 mit dem einen Ende des Zahnsektors 54 in Eingriff, und
der Arm 24a nimmt eine solche Stellung ein, daß das Schöpfgefäß, 22a zwischen den
Mundstücken 2 ia und 38a angebracht ist, indem die Mündungen seines Hohlraumes an
die Mündungen der genannten Mundstücke angeschlossen sind. Die genaue Lage des Schöpfgefäßes
wird durch verstellbare Schrauben 55 bestimmt, die an einem Bügel 56 befestigt
sind, der von den Wangen 13a und 14a getragen wird. Nachdem der Guß stattgefunden
hat, wird die Formhälfte iga von der anderen Formhälfte 18a entfernt. Während des
ersten Teils der Bewegung desselben ist die Zahnstange 52 mit dem Zahnsektor 54
im Eingriff, und der Arm 24a sowie das Schöpfgefäß 22a werden in die Lage, die in
Abb.5 durch gestippte Striche gezeigt ist, gebracht, in welcher der Arm 24a an einem
festen Anschlag 57 ruht. Während der weiteren Bewegung der Formhälfte iga findet
keine Zusammenwirkung zwischen der Zahnstange und dem Zahnsektor statt.
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Theoretisch betrachtet genügt es, daß die Verbindung 52, 54 das Schöpfgefäß
von einer Endstellung in eine Stellung befördert, in welcher der Schwerpunkt des
Gefäßes die Achse der Welle 25a passiert hat, indem der restliche Teil der Bewegung
unter der Einwirkung der Schwerkraft erfolgen kann. Die dargestellte Ausführungsform'
des Schöpfgefäßes und die Anordnung zur Bewegung desselben besitzen den wesentlichen
Vorteil, daß das Gefäß, sich in Defektfällen leicht auswechseln läßt, wie auch das
gezeigte Gefäß, da es außen vorwiegend klotzförmig ist, stark und haltbar und demnach'
sehr billig herzustellen ist.
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Ferner ist es vorteilhaft, da.ß der Schmelztiegel so angebracht ist,
da:ß er leicht herauszunehmen und durch einen anderen zu ersetzen ist, welcher neues
Metall enthält, damit man sehr schnell zum Gießen eines anderen Metalls übergehen
kann. Die beschriebene Vorrichtung stellt keine Ansprüche bezüglich der Form und
des Materials: des Schmelztiegels, weshalb man in der Wahl desselben nicht gebunden
ist und gewünsc!htenfalls vorhandene Tiegel mit den dazugehörigen Heizstellen verwenden
kann. Ein Merkmal der Vorrichtung ist, daß ohne Veränderung Spritzguß, aller hierfür
geeigneten Metalle angewandt werden kann, deren Schmelzpunkt unter i2oo° C liegt.
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Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Dampf als Druckmittel
begrenzt. Die Erfindung ist ferner nicht darauf beschränkt, daß die Bewegungsvorrichtung
des Schöpfgefäßes, wie oben beschrieben, ein schwingbarer Kurbelarm ist, sondern
es läßt sich jede beliebige mechanische Bewegungsvorrichtung anwenden, bei welcher
das Gefäß, nachdem ies in den Schmelztiegel eingesenkt gewesen ist, meiner senkrechten
Stellung unter dem Einfluß, der Schwerkraft hängend, zur Form befördert werden kann.
Unter Umständen kann die Bewegungsvorrichtung ganz weggelassen werden, indem das
Schöpfgefäß dann permanent vor der Form aufgehängt wird, während das Metall in das
Schöpfgefäß mittels eines besonderen Gefäßes o. dgl. auf mechanischem Wege oder
von Hand gefüllt wird.