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Preßgußvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Preßgußvorrichtung,
bei welcher das Preßgut aus einer an der Trennfuge der Formenteile angeordneten
Preßkammer mittels eines Preßkolbens, dessen Längsachse gleichlaufend mit der Bewegungsrichtung
der Formhälften ist, in die Gußform gepreßt wird.
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Solche Preßgußvorrichtungen sind bisher in der Weise ausgebildet worden,
daß .die Betätigung des Preßkolbens einerseits und die Bewegung der Formteile zum
Öffnen und Schließen der Form andererseits durch zwei gesonderte Antriebsmittel
erfolgt. Diese Ausführungsart erfordert jedoch eine vielteilige Bauart mit vieltaktiger
Wartung und hohen Anlagekosten.
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Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Preßgußvorrichtungen besteht
darin, daß es nicht möglich ist, die je zur Betätigung des Preßkolbens und zur Bewegung
der Formteile verwendeten Antriebsmittel in der Weise aufeinander abzustimmen, daß
die Form während des Gusses in jedem Augenblick nur mit der dem Preßdruck entsprechenden
Kraft geschlossen gehalten wird; daher muß man, um ein dichtes Schließen der Form
zu erzielen, diese während der ganzen Dauer des Gusses mit einer Kraft geschlossen
halten, die durch den im Augenblicke der Vollfüllung der Form auftretenden Bremsstoß
des Preßkolbens bedingt wird. Diese Schließkraft muß aber so bemessen sein, daß
nach Abzug der von dem Preßgut in der Form ausgeübten Sprengkraft noch eine zur
Abdichtung hinreichende Flächenpressung übrigbleibt; daher sind, wenn die Schließkraft
von Anfang an in dieser Höhe einwirkt, die Dichtungsflächen der Formteile während
des größten Teiles des Gusses, solange die Form noch nicht mit Preßgut gefüllt ist,
einem wesentlich höheren Druck ausgesetzt, als für deren dichtes Aneinanderliegen
erforderlich wäre, so daß die Formteile in erheblichem Maße beansprucht werden.
Ein Schadhaftwerden schmaler vorspringender Kanten oder sonstiger gefährdeter- Stellen
an der Trennfuge der Formteile ist daher nicht zu vermeiden.
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Diese Nachteile zu beheben, ist der Zweck der Erfindung. Sie besteht
darin, daß einerseits der nicht mit dem Formenschließzylinder verbundene Formteil
bloß widerstandsmäßig gelagert ist und andererseits für den den Preßraum dieses
Formteiles abschließenden Preßkolben eine solche Lagerung vorgesehen ist, daß in
Fortsetzung der Bewegung des die Form schließenden Antriebsteiles nach dem Schließen
der Form eine relative oder absolute Gegenläufigkeit zwischen geschlossener Form
und Preßkolben auftritt.
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Die praktische Ausführung der Erfindung kann in verschiedener Weise
erfolgen. So kann z. B. der eine Formteil auf einem kraftschlüssigen (federnden)
Auflager irgendwelcher Art ruhen, während der durch ihn hindurchgeführte Preßkolben
außerhalb und unabhängig von diesem Formteil gelagert ist.
Nach
erfolgtem Schließen der Form wird durch das Nachgeben des federnden Auflagers dieses
Formteiles eine Bewegung der gesamten Form mitsamt der Preßkam-mer; gegen den Preßkolben
hin ermöglicht, wob'* der Widerstand des kraftschlüssigen Auflagers die Größe der
Formenschließkraft, somit die Flächenpressung an den Dichtungsflächen der Formteile
in deren Trennfuge, hestimmt. Als kraftschlüssige Auflagemittel für die eine Formhälfte
können z. B. pneumatische, hydraulische oder Federpuffer dienen. Durch sinngemäße
Ausgestaltung dieser Pufferglieder kann man erreichen, daß ihr Widerstand im Verlaufe
des Preßgusses entsprechend dem Anwachsen des vom Preßkolben ausgeübten Druckes.
ansteigt, so daß die Formenschließkraft immer nur dem jeweiligen Preßdruck entspricht
und eine unnötig hohe Beanspruchung der Dichtungsflächen der Formteile vermieden
wird. Der Preßkolben kann entweder starr oder unter Zwischenschaltung eines Puffergliedes
irgendwelcher Art gelagert sein. Im ersteren Falle darf die Preßgußvorrichtung nur
durch ein kraftschlüssig wirkendes Antriebsmittel, z. B. durch einen Kraftzylinder
oder einen mit einem Pufferglied versehenen Kurbel- oder Exzenterantrieb, betätigt
werden, während bei kraftschlüssiger Abstützung des Preßkolbens die Vorrichtung
auch durch ein formschlüssig wirkendes Antriebsmittel, z. B. durch einen gewöhnlichen
Kurbel- oder Exzenterantrieb, betätigt werden darf.
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Hier sei darauf hingewiesen, daß es hydraulische Pressen zur Herstellung
von Preßformstücken aus plastischen Massen gibt, bei welchen die Form durch die
gegeneinander bewegten Preßplatten geschlossen wird, während ein besonderer Preßkolben
auf die Masse innerhalb der Form wirkt. Der auf solchen Pressen ausgeführte Arbeitsgang
unterscheidet sich jedoch wesentlich von dem Arbeitsgange der vorliegenden Preigußvorrichtung,
nachdem bei letzterer die Preßkammer von der Form räumlich gesondert angeordnet
ist und mit ihr durch einen engen Kanal (Eingußkanal) in Verbindung steht, während
bei der erwähnten bekannten Presse das Preßgut in die Form eingelegt und durch den
Preßdruck zur Ausfüllung des Formenhohlraumes gequetscht wird. Auch wird bei der
bekannten Vorrichtung die geschlossene Form samt Preßgut und Preßkolben in die Presse
eingesetzt und der widerstandsmäßig gelagerten Preßplatte und dem starren Stempel
entgegenbewegt, während bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das
Antriebsmittel für die Öffnungs- und Schließbewegung der Form zugleich auch den
Preßvorgang hervorruft. Nach Beeinflussung des Preßgutes sowie auch hinsichtlich
des kinetischen Verhältnisses des Preßkolbens zur Form ist die vorliegende Preßgußvorrichtung
von der bekannten Presse verschieden, auf welcher ein Preßgußverfahreri mit der
für dieses maßgebenden Berücksichtigung, insbesonders der Formenschließkräfte, nicht
ausgeführt werden kann.
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In den in der Zeichnung in Abb. i und 2 schematisch dargestellten
Ausführungsformen bedeutet A den oberen, B den unteren Formteil, welche die Hohlformen
C enthalten, die durch in die Trennfuge eingearbeitete Rinnen (Eingußkanäle) E mit
dem Preßraum verbunden sind. Letzterer wird aus -der zylindrischen Bohrung D des
Formteiles B und aus dem zur Aufnahme des Preßrestes dienenden Hohlraum F des oberen
Formteiles A gebildet. Der Formteil B ist mit Stempeln K starr verbunden, .die in
den auf der Grundplatte 11l ruhenden hydraulischen Zylindern H arbeiten, welche
mit Druckflüssigkeit gefüllt und durch Leitungen J mit einem nicht gezeichneten
Kraftspeicher verbunden sind. Durch die Zylinder H wird der untere Formteil in der
Ruhelage ständig gegen die am Maschinenrahmen angeordneten Anschläge L gedrückt.
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Bei der Ausführung nach Abb. i ist der Preßkolben starr auf der Grundplatte
111 gelagert, die auf dem Tisch N einer durch Druckwasser betätigten Presse ruht.
Der obere Formteil A ist an dem Bären 0 der Presse befestigt, der durch den im Querhaupt
O der Presse gelagerten Druckwasserzylinder P betätigt wird.
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Das Arbeitsspiel dieser Vorrichtung vollzieht sich in folgender Art:
Nachdem bei geöffneter Form der Preßraum D mit Preßgut beschickt ist, wird der Bär
0 .der Presse abwärts bewegt. Hierbei schließt er zunächst die Form und drückt sie
dann entgegen der Wirkung der Zylinder H weiter nach unten, wobei der- feststehende
Preßkolben G das Preßgut durch die Kanäle E in die Formen preßt, bis diese gefüllt
sind und hierdurch der Abwärtsgang des Bären gebremst wird. Bei dem Rückgang des
Bären geht der untere Formteil mit, bis er an die Anschläge L gelangt. Hierauf öffnet
sich die Form, worauf das Preßgußstück mitsamt dem Preßrest durch einen nicht mitgezeichneten
Auswerfer ausgestoßen wird und das Arbeitsspiel von neuem begonnen werden kann.
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Die in Abb.2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der
eben beschriebenen nur dadurch, daß die Vorrichtung in eine Kurbelpresse eingebaut
und dementsprechend der Preßkolben G nicht starr gelagert, sondern mit dem Kolben
eines als Puffer dienenden, einseitig wirkenden Druckwasserzylinders
R
verbunden ist, der durch eine Leitung S mit einem Kraftspeicher in Verbindung steht.
Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist die gleiche wie die zu Abb. i beschriebene.
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Die in Abb.3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von den
oben beschriebenen dadurch, daß bei ihr der Preßkolben nicht unabhängig von dem
unteren Formteil gelagert, sondern von diesem durch ein mittels Druckwasser betätigtes
Übertragungsmittel abhängig gemacht ist, derart, daß eine auf den unteren Formteit
einwirkende, abwärts gerichtete Kraft einen Antrieb auf den Preßkolben in aufsteigender
Richtung verursacht.
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Unterschiedlich von den in Abb. i und z gezeichneten Ausführungsformen
ist der Preßkolben G an einem Stempel G' befestigt, der abdichtend in einer Bohrung
des Stempels K geführt ist und unter der abwärts gerichteten Einwirkung einer Druckfeder
G" steht.
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Um den Wasservorrat in dem Zylinder H gleichbleibend zu erhalten,
ist dieser über ein Rückschlagventil H' mit einem Niederspannungsdruckspeicher H"
verbunden, dessen Spannung den von dem Stempel K ausgeübten Gewichtsdruck um einen
gewissen Betrag übertrifft, jedoch hinter der auf den Querschnitt des Stempels G'
bezogenen Spannung der Feder G" um einen hinreichenden Betrag zurückbleibt, so daß
sich eine genügend hohe Rückzugskraft für den Preßkolben ergibt.
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Zur Sicherung gegen das Auftreten übergroßer Bremsstöße ist der Druckwasserzylinder
H über ein Rückschlagv entil T mit einem Hochdruckspeicher U verbunden.
Wird die Anordnung so getroffen, daß diese Verbindung dauernd wirksam bleibt, so
begrenzt die Spannung des Druckspeichers U die Höchstwerte des .Preßdruckes und
der Formenschließkraft während des gesamten Preßvorganges; in diesem Falle kann
man die Vorrichtung ohne weiteres in eine gewöhnliche Kurbel- oder Exzenterpresse
einbauen. Vorzugsweise wird jedoch die Anordnung so getroffen, daß der zum Rückschla.gventil
T führende Kanal nur während eines Teiles des Preßvorganges offen ist, an einem
bestimmten Punkte, vorzugsweise gegen Ende des Preßhubes, jedoch abgesperrt wird,
so daß voii da ab die Druckflüssigkeit in H als ein. nichtfederndes Übertragungsmittel
wirkt. Hierdurch erreicht man den großen Vorteil, daß zwar das Auftreten eines übergroßen
Preßschlages zu Beginn des Preßvorganges, wo er wegen vorzeitiger Aufzehrung der
kinetischen Energie schädlich wäre, verhindert wird, daß jedoch am Ende des Preßvorganges
die den bewegten Massen noch innewohnende kinetische Energie durch einen Bremsschlag
aufgezehrt wird, der sich in vollem Maße auf den Preßling in der Form auswirkt,
wodurch dieser eine sehr. günstige Nachverdichtung erfährt. Durch diese Anordnung
eines gegen Ende' des Preßvorganges außer Wirkung tretenden Puffergliedes wird es
ermöglicht, nahezu die gesamte kinetische Energie des Bären und seiner -Antriebsmittel
für den eigentlichen Arbeitsvorgang (das Einpressen und Nachverdichten des Preßwerkstoffes)
in günstigster Weise nutzbar zu machen.
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Da bei jedem Arbeitsspiel dem Hochdruckspeicher U etwas Wasser zugeführt
und dem Niederdruckspeicher H" etwas Niederdruckwasser entzogen wird, muß der erstere
durch eine Leitung V über ein Sicherheitsventil W
mit einem Abfluß, der letztere
durch eine Leitung H"' mit einem Zufluß verbunden sein. Wird die Presse mittels
Druckwasser betrieben oder ist für andere Zwecke eine durch Druckwasser angetriebene
Hochdruckanlage im Betriebe vorhanden, so wird man das Hochdruckwasser aus dem .Druckspeicher
U zweckmäßig in den Speicher der Druckwasseranlage übertreten lassen.; in diesem
Falle muß der Vorrat des Niederdruckspeichers H" aus einer Niederdruckquelle ergänzt
werden. Wird jedoch die Presse mechanisch betätigt, so kann man durch Druckwasser
betätigte Hilfsaggregate dadurch entbehrlich machen, daß man die Abflußleitung V
des Hochdruckspeichers U über das Sicherheitsventil W unmittelbar mit der Zuflußleitung
H' des- Niederdruckspeichers H" verbindet. Da die Menge des beim Arbeitsspiel nach
U verdrängten Wassers fast genau, bis auf Undichtigkeitsverluste, der Menge des
aus H" nachzuliefernden Wassers entspricht, erhält man auf diese Art einen geschlossenen
Kreislauf innerhalb der Preßgußvorrichtung, wobei nur von Zeit zu Zeit die durch
Undichtigkeit verlorengehende Wassermenge an H" zu ersetzen ist.
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Das Arbeitsspiel vollzieht sich bei dieser Vorrichtung in folgender
Art. Nachdem bei geöffneter Form die Preßkammer D mit Preßgut beschickt worden ist,
wird der Bär 0 mit dein oberen Formteil A abwärts bewegt. Nach dem Schließen der
Form drückt er diese mitsamt dem Stempel K weiter nach unten, wobei das Rückschlagventil
H' geschlossen und der Stempel G' mit dem Preßkolben G durch die mit Druckwasser
betätigte Übertragung aufwärts gedrückt wird, und zwar so lange praktisch widerstandslos,
bis das Preßgut an den oberen Formteil A anschlägt und den Preßraum völlig' erfüllt.
Daher ist während dieses ersten Teiles des Kolbenhubes (genannt Vorhub) die Form
nur mit geringer Kraft geschlossen, so daß die vor dem Preßgut her aus der Preßkammer
verdrängte Luft leicht
durch die Trennfuge entweichen kann. Am Ende
des Vorhubes setzt das Preßgut plötzlich der weiteren Kolbenbewegung infolge der
Drosselwirkung durch die engen Eingußkanäle E einen großen Widerstand entgegen,
wodurch auch die weitere Abwärtsbewegung des Bären gebremst wird; daher tritt in
diesem Augenblick ein heftiger Bremsschlag auf; in dessen Folge sich die Form fest
schließt und gegebenenfalls das Rückschlagventil T geöffnet wird. Bei dem weiteren
Atiwärtsgang des Bären O drückt der Preßkolben G das Preßgut in die Hohlform G,
wobei der Preßdruck und die Formschließkraft, solange der hydraulische Zylinder
H mit dem Rückschlagventil T verbunden bleibt, nicht über bestimmte, durch die Spannung
des Hochdruckspeichers U und die "Querschnittsverhältnisse der Stempel K und G'
gegebene Höchstwerte hinauswachsen können. Sobald jedoch die Verbindung des Zylinders
H mit dem Rückschlagventil T abgesperrt wird, sind die Höchstwerte der Preßkraft
und der Formenscbließkraft nach oben hin nicht mehr begrenzt, während ihr,Verhältnis
auch weiterhin durch die Querschnittsverhältnisse fest gegeben ist. Im Augenblick
der Vollfüllung der Form werden die bewegten Massen plötzlich gebremst, wobei ein
sehr heftiger Stoßdruck auf das Preßgut ausgeübt wird, jedoch auch die Formenschließkraft
in entsprechendem Maße ansteigt.
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Nach Beendigung des Preßvorganges geht der Bär O mit dem oberen Formteil
A wieder aufwärts. Dabei wird durch die Feder G" der Stempel G' mit dem Preßkolben
G abwärts gezogen und hierdurch der Stempel K mit dem Formteil B aufwärts gedrückt.
Wenn beim Preßhub Druckflüssigkeit aus dem Zylinder H in den Hochdruckspeicher
U übergetreten. ist, so öffnet sich beim Rückhub, sobald der Stempel G' in
seine Ruhelage kommt, das Rückschlagventil H', worauf Niederdruckwasser aus dein
Speicher H" in den Zylinder H übertritt, bis der Stempel K wieder
seine Anfangslage erreicht hat. Nach dem Öffnen der Form werden die Preßlinge mitsamt
dem Preßrest durch einen nicht mitgezeichneten Auswerfer entfernt, worauf das Arbeitsspiel
von. neuem beginnt.
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Aus .dem Vorstehenden sind die Vorteile der vorliegenden Preßgußvorrichtung
zu erkennen. Zunächst ermöglicht die Erfindung, mit einfachen Hilfsmitteln unter
geringem Kostenaufwand auf jeder beliebigen Presse von normaler Bauart, sei es nim
eine mittels Druckwassers betätigte Presse oder eine Kurbel-, Exzenter- oder Reibungsspindelpresse,
Preßgußstücke herzustellen, und zwar mit einer Arbeitsgeschwindigkeit, die der Leistung
beim Warmpressen (Gesenkpressen) nicht nachsteht. Hierdurch wird der Anwendungsbereich
des Preßgußverfahrens in unabsehbarer Art erweitert; insbesondere wird es möglich,
auch in Warmpreßwerkstätten, die keine Einrichtungen für normalen Preßgußbetrieb
haben, das Preßgußverfahren für besondere Fälle aushilfsweise heranzuziehen, ohne
daß hierfür nennenswerte Aufwendungen gemacht werden müssen.
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Als weiterer wegentlicher Vorteil ist die Schonung der Gießwerkzeuge
zu nennen, die sich insbesondere bei der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsart
daraus ergibt, dall die Formenschließkraft erst nach Vollfüllung der Hohlform mit
Preßmetall auf ihren Höchstwert ansteigt.
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Als weiterer wichtiger Vorteil der in Abb.3 dargestellten Ausführungsart
ist die Tatsache anzuführen, daß es bei dieser Anordnung infolge der unbedingt zuverlässigen
Abhängigkeit der Formenschließkraft vom Preßdruck möglich ist, Preßdrücke, insbesondere
Nachdruckpreßschläge, von weit größerer Höhe als sonst zulässig zu verwenden, da
bei richtiger Bemessung der Querschnitte der Stempel G' und K das Dichthalten der
Form in jedem Falle, wie hoch auch immer die Kräfte und Drücke ansteigen mögen,
mit einer solchen Zuverlässigkeit gewährleistet ist, wie es bei keiner Ausführungsart
mit gesonderten Antrieben für Preßkolben und Formenschließung möglich wäre.