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Spritzgußmaschine zur Verarbeitung hochschmelzender Metalle Gegenstand
der Erfindung ist eine Spritzgußmaschine zur Verarbeitung von hochschmelzenden Metallen.
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Das Neue der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß zum Schließen
und öffnen der Formteile ein Exzenterscheibenantrieb der bekannten Art und zur Erzeugung
des Schließdruckes für die Form eine Flüssigkeitspumpe vorgesehen ist, welche auf
den den beweglichen Formteil tragenden Schlitten einwirkt, während das Heben und
Senken des Preßkol:bens zum Einspritzen des Metalls in die geschlossene Form durch
eine mit Steilgewinde versehene und durch ein Reibradgetriebe bewegte Spindel erfolgt.
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Spritzgußmaschinen, bei welchen das Schließen der Formteile mittels
Flüssigkeitsdruckes erfolgt und die geschlossene Form während des Spritzvorganges
unter :dem erforderlichen Schließdruck gehalten wird, sind bereits bekannt. Bei
diesen bekannten Maschinen sitzt am Ende einer in einem Zylinder geführten Kolbenstange
der eine Formteil, welcher gegen .den feststehenden Formteil durch Bewegen der Kolbenstange
mittels hydraulischen Druckes herangeführt und durch zusätzlichen Druck in der Schließlage
gehalten wird. Beim Erfindungsgegenstand dagegen wirkt eine Flüssigkeitspumpe auf
den das bewegliche Formteil tragenden Schlitten ein, wodurch der erforderliche Schließdruck
erzeugt wird. Durch die Anordnung der Fliissigiceitspumpewird erreicht, daß der
Verbrauch an Druckwasser auf ein kaum mehr zu verminderndes Maß herabgesetzt wird,
da der das bewegliche Formteil tragende Schlitten höchstens um i inm bewegt zu werden
braucht.
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Auch ist es bereits Allgemeingut der Technik, mittels eines Reibradgetriebes
einen mit steilgängigem Gewinde versehenen Preßstößel zu heben und zu senken. Die
Übertragung dieses Reibradgetriebes auf eine Spritzgußmaschine, zu dem Zwecke, den
mit steilgängigem Gewinde versehenen Preßlcolben mittels des Reibradgetriebes zum
Einspritzen des schmelzflüssigen Metalls in die Form zu verwenden, ist jedoch neu,
und die damit erzielte fortschrittliche Wirkung ist darin begründet, daß nach .dem
Füllen der Form die in dem Reibradgetriebe aufgespeicherte, ruckartig abgestoppte
lebendige Kraft zur Erzeugung eines außerordentlich hohen Nachdruckes ausgenutzt
werden kann, der für die Gewinnung von blasenfreien Gußstükken bekanntlich unbedingt
erforderlich ist.
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Eine derartige Spritzgußmaschine ist in den Abb. i bis 8 der Zeichnung
in .einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt die Abb. i
einen Längsschnitt, die Abb. z und 3 je einen Teillängsschnitt mit verschiedenen
Stellungen des Preßzylinders bzw. der Formteile, Abb. 4. eine Stirnansicht und die
Abb. 5 einen Grundriß, während
die Abb. 6 bis 8 die Kupplungsvorgänge
für den Antrieb der Exzenterscheiben bzw. einer Flüssigkeitspumpe in schematischer
Darstellung und in verschiedenen Arbeitsstellungen der Formteile wiedergeben.
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Das Maschinengestell besteht aus den beiden Böcken i und 2, die zusammen
mit den beiden Spannsäulen 3, 3a einen festen Rahmen bilden. Über dem Bock i erheben
sich zwei rechte Säulen ¢, 4a, auf welchen ein Querhaupt 5 mit zwei seitlich nach
oben ragenden Armen 6, 6a ruht; welch letztere an ihren Enden Lager für die Welle
7 tragen. Auf dieser sind eine Antriebsscheibe 8 und eine Leerlaufscheibe 8a, die
beiden Reibscheiben 9, ga und ein Kreuzgelenk io vorgesehen, das durch ein Hebelgestänge
12a ,2b, i2c, 12d mit dem Tritthebel 12 verbunden ist. Der Gewichthebel i2t drückt
nach der Freigabe des Tritthebels 12 die Scheibe ga gegen das Reibrad i i, wodurch
dieses in seiner höchsten Stellung festgehalten wird. Das mit den Reibscheiben 9,
ga in Eingriff gelangende Reibrad i i sitzt am Ende der mit steilgängigem Gewinde
versehenen Spindel 13, die in einer mit Muttergewinde versehenen Bohrung des Querhauptes
5 geführt und an deren unteren Ende der Preßkolben 14 drehbar und auswechselbar
eingehängt ist. Der Preßkolben 14 sitzt über der den Block 16 durchsetzenden, das
schmelzflüssige Metall aufnehmenden Bohrung 17, an welche eine Querbohrung 18 angeschlossen
ist, welche die Verbindung mit dem Formteil i9 herstellt. Den unteren Abschluß der
Bohrung 17 bildet der in dem Schlitten 2i geführte und durch eine Druckfeder 22
abgestützte Kolben 2o, der sich mit seinem Bunde 2oa in der einen Endstellung gegen
den Deckel a3 anstellt, wodurch die Bewegung des Stützkolbens 2o nach oben begrenzt
wird. Der Schlitten 21 wird von einem aus den Platten 24 und 25 gebildeten Kniegelenk
getragen, dessen untere Platte 25 mit dem am Bock i befestigten Widerlager 26 gelenkig
verbunden ist. Die Platte 25 besitzt an der rückwärtigen Seite eine Anlauffläche
27, gegen die sich eine am Ende des gewichtbelasteten Hebels 28 angebrachte Rolle
29 abstützt. Der Hebel 2,8 wird mittels des Handhebels 30 gekippt (Abb. 4),
womit das Plattengelenk 24, 25 umgelegt oder aufgestellt wird (Abb. i und 3). Beim
Aufstellen des Gelenkes 24, 25 wird der Schlitten 21 angehoben, der .durch die Feder
22 hochgedrückte Kolben 2o tritt in die Spritzzylinderbohrung 17 ein und verschließt
die Querbohrung 18 (Abb. i). Wird das Plattengelenk 24, 25 umgelegt, so beyvegt
sich .der Schlitten 21 nach unten, der Kolben 2o tritt aus der Spritzzylinderbohrung
17 heraus und gibt diese frei. Auf den Säulen 3, 3a des Maschinengestelles gleitet
die Preßplatte 31, auf welcher eine dieAuswerfereinrichtung aufnehmendeBrücke 32,
32a befestigt ist, die das bewegliche Formteil 33 trägt. Die für das öffnen und
Schließen der Förm und für die Auswerfereinrichtung erforderlichen Einrichtungen
sind auf dem ebenfalls auf den Säulen 3, 3a gleitenden Schlitten 34 angeordnet (Abb.
5). Die Bewegung des Schlittens 34 wird vorn durch die beiden Stellringe 35. 35a,
hinten durch die beiden auf die Säulen 3, 3a aufgeschobenen federnden Ringe 36,
36a begrenzt, welche beispielsweise aus einem ringförmigen Gummipuffer oder aus
einem Schrauben.federring gebildet sein können. Die Stellringe 35, 35'
sind
derart eingestellt, daß der Schlitten 34 bei entspannten Ringen 36, 36a noch einen
Weg von einigen Millimetern zurücklegen kann. Außer der Preßplatte 31 ist auf dem
Schlitten 34 noch die Pumpe 37 für die Preßflüssigkeit angeordnet (Abb.5). Zwei
am Schlitten angegossene Armpaare 38, 38a und 38b, 38c tragen Querleisten 39, 39a
(Abb. i), die als Anschläge für dieAuswerfereinrichtung dienen. Diese besteht aus
dem Auswerfersteg 4o, auf welchem eine Platte 41 mit den Auswerferstiften, die sich
im Formteil 33
führen, befestigt ist. Der Steg 40 trägt zwei Stabpaare 42,
42a und 42b, 42c, die die Querleisten 39, 39a in Bohrungen frei durchsetzen und
auf welchen Stellmuttern 43, 43a zur Begrenzung der Vor- und Rückwärtsbewegung des
Steges 40 vorgesehen sind. Auf der Welle derAntriebsriemenscheiben 44,44a sitzt
ein Ritzel 45, das mit dem auf der Welle 47 aufgekeilten Zahnrad 46 kämmt. Das auf
derselben Welle angeordnete Zahnrad 48, das mit dem Zahnrad 49 in Eingriff steht,
wird durch eine in den Abb. 6 bis 8 der Zeichnung dargestellte und im nachfolgenden
näher beschriebene Kupplung mit der Welle 47 derart gekuppelt, daß nach je einer
vollen Umdrehung des Rades 48 die Kupplung gelöst wird. Die Zähne der Räder 48 und
49 verhalten sich wie 1 ::2, so daß einer vollen Umdrehung des Zahnrades 48 eine
halbe Umdrehung des Zahnrades 49, also einer Vor-oder Rückwärtsbewegung,des Formenteiles
33 entspricht. Das Zahnrad 49 ist durch einen Abscherstift (nicht gezeichnet), der
beim Auftreten von zu hohen Drücken im Getriebe abgeschert wird, mit den beiden
Exzenterscheiben 51, 5 ia in bekannter Weise gekuppelt. Die Exzenterbügel 52, 52a
stehen mittels der Gelenkstücke 53, 53a, deren Enden mit Rechts- und Linksgewinden
versehen sind, mit der Preßplatte 31 in Verbindung. In den Exzenterbügeln und in
der Preßplatte sind Muttergewinde eingeschnitten, welche es ermöglichen, den Weg
der Preßplatte 31 der
Stärke der beiden Formteile 19, 33 anzupassen.
Die Einstellung erfolgt derart, daß sich die Teilflächen der beiden Formhälften
in der vorderen Ausladung der Exzenterscheiben eben berühren, wobei geringere Unterschiede
durch die federnden Ringe 36, 36a ausgeglichen werden.
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Auf der die Riemenscheiben 4-I, 44a und das Ritzel 45 tragenden Welle
sitzt noch der Exzenterantrieb 54 für die am Schlitten 3.4 befestigte Preßpumpe
37. Diese ist mittels geeigneter Rohrleitungen mit den beiden im Bock -a untergebrachten
Zylindern 55,55a verbunden, in welchen zwei mittels Ledermanschette gegen den Deckel
56, 56a abgedichtete Plungerkolben 57, 57a geführt sind, die sich mit ihrer Stirnfläche
gegen den Schlitten 34 anstellen.
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Das Einrücken der nach jeder vollen Umdrehung der Welle .17 ausrückenden
Kupplung erfolgt durch den Tritthebel 58. Die Abb. 6, 7 und 8 zeigen schematisch
den Aufbau der Vorrichtung zur Handhabung der Kupplung und die damit verbundene
Steuerung für die hydraulische Druckvorrichtung. Der Tritthebel 58 steht
durch das Gestänge 59 mit der im Rahmen 6o gelagerten Zahnstange 61 in Verbindung,
welche in ein Zahnrad 62 eingreift, das lose auf der Welle 63 sitzt und das
durch den federbelasteten am Schaltrad 65 befestigten Schaltzahn 64 mit dem Schaltrad
65 auf Antrieb verbunden ist. Das Rad 65 ist ebenfalls lose auf der Welle 63 gelagert
und wird durch den Schaltzahn 64a an seiner Rückwärtsdrehung gehindert. Ein Zahn
des Rades 65 steht jeweils in Verbindung mit dem Zahn 66 der Schaltstange67, die
sich unter dem Einfluß der Feder 68 mit einem Bunde gegen den Anschlag 7o anlegt.
Die Feder 71 zieht den Tritthebel 58 und das mit ihm verbundene Gestänge 59 sowie
Zahnstange 61 nach oben. Am unteren Ende der Zahnstange 61 ist eine keilförmig zugespitzte
Lauffläche 72 vorgesehen, gegen welche sich die am Ende der Zugstange 73 befindliche
Rolle 73a anlegt. Die Zugstange 73 ist mit .dem Doppelhebel 74 und dessen oberes
Ende mit dem Rastenbolzen 75 gelenkig verbunden. Die Nabe einer oder beider Exzenterscheiben
52. 52a weist eine Rast 76 auf, in welche bei der größten Ausladung der Exzenterscheiben
und der gleichzeitig erfolgenden Lösung einer auf der Welle 47 angeordneten, auf
der Zeichnung nicht dargestellten Kupplung der bekannten Art der Rastenbolzen 75
einspringt. In der Verlängerung des Rastenbolzens, 75 liegt der Ventilschaft des
durch die Feder 78 gegen seinen Sitz angedrückten Ventilkegels 77 eines mit (lern
Druckraum der Pumpe 37 in Verbindung stehenden Druckablaßventils. Für die nachstehend
beschriebene Wirkungsweise der Maschine ist die in Abb. i veranschaulichte Stellung
als Ausgangspunkt genommen. Der Spritzkolben 14 befindet sich in seiner obersten
Lage. Durch Aufstellen des Kniehebelgelenkes 24., 25 mittels des Handhebels
30 und unter der Wirkung der Feder 22 ist der Abschlußkolben 2o in seiner
höchsten Stellung angelangt, in welcher er den OOuerkanal i8 verdeckt. Die beiden
Formteile 19, 33 sind voneinander entfernt. Die Ausladung .der Exzenterscheiben
51, 51a zeigt nach rückwärts. Die Pumpe 37 fördert die Preßflüssigkeit durch das
geöffnete, die Druckkammer mit dem Ab-,vasserbehälter verbindende Druckablaßventil
77 in das Abwasser (Abb. 8). Die beiden Zylinder 55, 55"
sind drucklos,
das Zahnrad 48 ist entkuppelt.
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Durch Niederdrücken des Tritthebels 58 wird die im Rahmen 6o gelagerte
Zahnstange 61 nach unten bewegt, die das mit ihr in Eingriff stehende Zahnrad 6a
und das durch den Schaltzahn 64 mit letzterem verbundene Schaltrad 65 weiterdreht,
wodurch ein Zahn desselben mit dem Vorsprung 66 der Schaltstange (7 in Eingriff
gelangt und die Schaltstange 67 entgegen der Wirkung der Feder 68 so weit nach unten
drückt, bis die Klinke 5o der in der Welle .a.7 eingebauten Kupplung durch die Wirkung
der Feder 79 nach oben gezogen wird. Beim Weiterdrehen des Rades 65 wird der Zahn
66 der Schaltstange 67 frei, diese schnellt unter derWirkung der Feder 68 in .die
Höhe und stellt sich mit dem Vorsprung 66 gegen den nächsten Schaltzahn des Rades
65. Wenn die Klinke 50 mit der Welle 47 eine Umdrehung zurückgelegt hat,
stößt sie gegen die Schaltstange 67 und löst die Kupplung aus. Durch diese Vorrichtung
wird erreicht, daß unabhängig davon, wie lange der Tritthebel 58 nach unten gedrückt
wird, die Welle 47 nur eine Umdrehung macht. Durch das Einrücken der das Zahnrad
48 mit der Welle 47 verbindenden Kupplung mittels des Tritthebels 58 macht das Zahnrad
49 mit den Exzenterscheiben 51, 5ia eine halbe Umdrehung, wodurch die beiden Formenhälften
19, 33 zusammengeschoben werden. In der der Form zugekehrten äußersten Ausladung
Tier Exzenterscheiben 51, 51a wird die Kupplung ausgelöst, der Rastenbolzen 7 5
springt in die Rast 76, wodurch die Exzenterscheiben am Weiterdrehen gehindert und
der Ventilteller 77 durch die Feder 78 auf seinen Sitz. gepreßt wird. Nunmehr fördert
die Pumpe 37 .diePreßflüssigkeit in die beiden Zylinder 55,55a, die Plungerkolben
57, 57a werden vorgeschoben, wodurch der Schlitten 34 bewegt und .die Formenhälfte
33 gegen das feste Formteil ic] angepreßt wird.
Der die Maschine
bedienende Arbeiter kann durch Festhalten des Tritthebels 58 in der unteren Stellung
die Formteile mechanisch zusammenführen und erst später durch Loslassen desselben
die Preßpumpe 37 einschalten. Beim Aufeinanderpassen der Formteile vor Beginn der
Arbeitsvorgänge ist es somit möglich, durch rasches Niederdrücken des Tritthebels
58 nacheinander die Form mehrmals zu öffnen und zu schließen, ohne daß die Preßpumpe
37 in Tätigkeit tritt. Mit der Vorwärtsbewegung des beweglichen Formteiles 33 kommen
die Anschlagmuttern 43a der Stabpaare 42, 42a und 42b, 42a zum Anschlage an die
Leisten 39, 39a. Die Auswerferstiftewerden festgehalten und nehmen ihre normale
Lage ein.
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Während des Schließvorganges der Form wird die Zylinderbohrung 17
mit schmelzflüssigem Metall von Hand aufgefüllt. Durch Niederdrücken des Fußhebels
i2 wird das Gestänge i2a gehoben, die Reibscheibe 9 wird an das Reibrad i i angedrückt,
wodurch die Spindel 13 mit dem Spritzkolben 14 nach unten bewegt wird. Der
auf die flüssige Metallsäule wirkende Druck des Preßkolbens 14 bewegt ,den Abschlußkolben
2o entgegen der Wirkung der Feder 22 nach unten. Es entsteht zunächst eine der Federspannung
gleichwertige Drucksteigerung auf die Metallsäule. Sobald der Kolben 2o so weit
zurückgegangen ist, daß die seitliche Bohrung 18 frei wird, tritt das Metall mit
verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit durch ,den Kanal i 8 in die Form. Sobald diese
aufgefüllt ist, wird der Abschlußkolben 2o gegen seinen Sitz im Schlitten 21 gepreßt,
der Preßkolben 14, der durch die kinetische Energie der bewegten Teile vorwärts
bewegt wird, findet nunmehr unterErzeugung eines starkenNachdruckes immer stärkeren
Widerstand, bis die Bewegung der Spindel 13 und des Reibrades i i abgebremst ist.
Durch die zwischen Reibscheibe 9 und Reibrad i i auftretenden Reibungswiderstände
wird die Welle 7 nach rechts verschoben, die Scheibt 9 kommt zur Anlage an das Rad
i i, wodurch die Spindel nach oben zurückbewegt wird.
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Sofort nach dem Hochgehen des Kolbens 14 wird das Kniehebelgelenk
24, 25 mit dem Handhebel 30 umgelegt, die Spindel 13 wird erneut abwärts
bewegt. Der Kolben 14 trennt am übergang von Zylinderbohrung 17 zum Querkanal
18 den Ausgußrückstand ab und wirft ihn nach unten aus (Abb.3). Der Ausgußrückstand
kann durch die Öffnung 79 im Boch i über eine Rutsche zum Schmelztiegel zurückgeleitet
werden.
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Gleichzeitig mit demAusstoßvorgange wird durch Abwärtsbewegung des
Tritthebels 58 zunächst das Druckausgleichventil 77 geöffnet, womit die Zylinder
55, 55a drucklos werden. Im weiteren Verlauf der Abwärtsbewegung wird die Kupplung
in der oben beschriebenen Weise eingerückt, die Exzenterscheiben5i,5ia bewegen sich
nach rückwärts, wodurch das bewegliche Formenteil 33 sich vom festen Formteil entfernt
(Abb. 3 und 7). Die Muttern 43 der Auswerferstabpaare 42, 42a und 42b, 42c finden
Anschlag an .den Leisten 39, 39a, die Auswerferstifte werden vorgeschoben und,derFormling
ausgeworfen. Nach dem Reinigen der Form beginnt das Spiel von neuem.