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Vorrichtung zum Herstellen von Werkstücken, bei der verflüssigte oder
in teigigem Zustand zugeführte Werkstoffe in einer Matrize einem Preßdruck unterworfen
werden Die vorliegende Erfindung bezieht Sich auf eine Presse zur Herstellung von
Werkstücken, bei der verflüssigte oder in teigigem Zustande zugeführte Werkstoffe,
insbesondere Metalle, in einer Matrize eitlem Preßdruck unterworfen werden. Durch
die Ernndung wird vor altern bezweckt. die Forinung von Werkstoffen, wie z. B. Aluminium,
Aluininiuntlegierungen. Bronze. 'Messing und ähnlichen Legierungen. welche bei den
bisher bekannten Pressen hzw. Preßgußma:chinen auf erhebliche Schwierigkeiten stößt.
zu erleichtern und zu verbessern.
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Bei mit Preßdruck arbeitenden Gießmaschinen ist es bereits bekannt,
das Gußniaterial mit Hilfe eines Speisekolbens durch eine seitliche Öffnung in die
Preßform zu drücken. in welcher dann aber der Preßstempel mit einem nachgiebig gelagerten
Bodenstempel derart abwärts bewegt wird. daß die Speiseöffnung völlig abgeschlossen
wird. Infolgedessen wirkt lediglich der Hauptpreßstempel auf das Preßgut, während
der Speisekolben weder eine weitere %\'irkung auf das Preßb t ausüben kann, noch
von dem Preßgut beeinflußt werden kann. Bei offenen Gußformen zur Herstellung von
Gußblöcken ohne eigentlichen Preßclruck sind auch teleskopartig verschiebbare Verdrängerkolben
bekannt, welche in die Gußform eindringen sollen. Schließlich ist es bei Pressen
zur Her-Stellung von Büchsen aus vollen Bronzescheiben durch Einpressen eines Stempels
bekannt. eine den Preßraum zunächst ausfüllende Gegenbüchse lediglich unter eine
Bremswirkung zu stellen. Diese Gegenbüchse kann aber. sobald der eigentliche Preßstempel
stillsteht, keinerlei Gegendruck auf das Preßa t ausüben. Bei Spritzgußmaschinen
ist es auch nicht mehr nett. nach dein Einspritzen des flüssigen 'Metalle: in die
Form das in der Form befindliche Spritzgut durch einen NTach-Jruck zu verdichten.
wobei aber das Spritzgut nicht mehr ausweichen kann.
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Gegenüber diesem Stande der Technik besteht die Erfindung im wesentlichen
darin, daß in der Wandung der aus Preßstempel und Matrize gebildeten Preßform ein
verschiebbarer, init einem unter Preßdruck stehenden Hilfskolben verbundener Steigstempel
angeordnet ist, welcher zwar unter der Wirkung des vom Preßgut ausgeübten Druckes
entgegen der Wirkung des Hilfskolbens zurückweicht, aber nach Beendigung der Bewegung
des Preßstempels unter der anhaltenden Wirkung des Hilfskolbens einen 'Nachdruck
auf das Preßgut ausübt. -Eine besonders vorteilhafte Ausführung besteht darin, daß
der Steigstempel in einer Bohrung des Preßstempels geführt ist. Der Preßkolben des
Preßstempels und der Hilfskolben des Steigstempels stellen zweckmäßig
unter
gleichem I'relldrtick. Der Steigstempel kann je nach der Größe des Werkstückes beillessen
und ausgewechselt werden.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Steigstempel. indem er
beim Überschreiten eines bestimmten Druckes im Forminneren zurückweicht, die Bildung
eines zur Aufnalinie des überschüssigen Werkstoffes dienenden Raumes ermöglicht,
wodurch unbedingte lfaßhaltigkeit des Werkstückes erzielt und Lunkerbildung in demselben
vermieden wird. und daß der Steigstempel, der geinäß der Erfindung unter Druck bleibt.
einen Nachdruckauf (las Preligut ausübt. welcher auch dann noch voll wirksam ist.
wenn der Preßstempel auf der Matrize zur Auflage gekommen ist. Dieser Nachdruck,
welcher wegen der Schwunderscheinungen im Preßgut von großer Bedeutung ist, ermöglicht
es, bei genauer Maßlialtigkeit ein vollkommen dichtes Werkstück -r -u erhalten.
Trotzdem treten keine erheblichen Werkstoffrückstände oder große verlorene Eingußköpfe
auf.
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Die Erfindung ermöglicht die Verarbeitung von höherlegierten Metallen,
welche mit den bisher bekannten Vorrichtungen nicht oder nur mangelhaft möglich
war, und zwar können mit dem Gegenstand der Erfindung auch große und schwere \Verkstücke
ohne weiteres hergestellt «-erden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise
veranschaulicht. und zwar zeigt die einzige Abbildung im Schnitt eine gemäß der
Erfindung ausgebildete Vorrichtung mit gesenkartig arbeitendem Preßstempel und Matritze.
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'\lit i ist in der Zeichnung ein HauptpreßzN-linder bezeichnet, dessen
Flansch 2 als Oberliolin des Pressengestells ausgebildet ist. Dieser Oberhollil
2 ist mit einem Unterhohn 3 durch Säulen .4 verbunden, deren Enden aus Schraubenbolzen
bestellen und mit den Holinen 2 bzw. 3 verschraubt sind. Beispielsweise sind vier
kreuzweise gegenüberliegende Säulen .4 vorgesehen.
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Der Hauptpreßzylinder i stellt über eine in den Zylinderkopf mündende
Anschlußleitulig 5 mit einer Druckinittellcitting, beispielsweise einer Preßwasserleitung,
unter Einschaltung von in der Zeichnung nicht dargestellten Steuerventilen tisw.
in Verbindung. Im Inneren des Preliz_ylinders i arbeitet ein Hauptpreßkolhen 6,
der an seinem oberen Ende einen mit Dichtun-sinanschetten ; Versehenen zweiteiligen
Führungsring 8, 8'd trägt, während am unteren linde des I-Iatiptprelizvlinders i
ein weiterer mit Dichtungsmatlschetteil 9 versehener Führungsring; io mittels eines
Ringflansches i i am Oberhohn 2 befestigt ist.
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Der Hauptpreßkolben 6 selbst besitzt einen geringeren Durchmesser
als der Innendtirchmesse,- (ges il:ltlptprel.izylinclers t. .o daß zwischen dem
oberen Führungsring; R und dem unteren Führungsring; io ein Ringraum 12 verbleibt.
.Dieser Ringraum 12 ist über einen Stilteen 13 an eilte Druckleitung angeschlosseil
und bildet den Zylinderinnenraum eine. Rückzuges für den Hauptpreßkolllen, wobei
die Rückzugkolbenfläche voll (lein vorstehenden unteren Teil 8« des oberen Führungsringes
gebildet wird. Am oberen Kolbenende bzw. am Zylinderkopf sind Ansätze 14 N-orgesehen,
die als Anschläge dienen.
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Das untere mit einem Flansch 15 versehene I'nde des Hauptpreßkolbens
0 ist mit einer Traverse i6 verbunden, die mittels ihrer Gleitlager i; auf den Säulen
..I geführt ist. Unter der Traverse 16 ist ein Preßstempel i` befestigt, der mit
einer auf (,lern Unterholm 3 angeordneten Matrize i9 zusammenarbeitet, wobei im
geschlossenen Zustand der Form die Fläche 20 des Preßstempels 1ä auf die Fläche
21 der 'Matrize ic zu liegen kommt.
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Gemäß der Erfindung ist nun außer dem Preßstempel 1d ein Steigstempel
22 vorgesehen. der mit einem besonderen Hilfskolben a3 verbund:°n ist. Der Steigstempel
22 k<i;inte an sich an einer beliebigen geeigneten Stele der Form, z. B. in eitler
in der Matrize vorgesehenen Führung, angeordnet sein. In besonders einfacher und
zweckmäßiger Weise wird jedoch der Steigstempel 22 in eitler Bohrung 24 des Preßstempels
18 geführt. Dadurch - wird erreicht, claß der Steigstempel zusammen mit (lein
Preßsternpel gehoben und gesenkt wird, so daß sich eitle besondere Riickzugvorrichtung
für den Steigstempel erübrigt.
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Der Hilfskolben 23, der mit (lern Steigstempel 22 aus einem Stück
bestellen kann, arbeitet seinerseits in einem besonderen Hilfszvlinder 25, der in
verschiedener Weise, beispielsweise als besonderer Zylinderkörper, ausgebildet sein
kann, in einfachster Ausführung aber gemäß dein in der Zeichnung dargestellten Beispiel
von dein Hauptpreßkolben 6 gebildet wird. Zu diesem Zweck ist der Hauptpreßkolben
6 an seinem unteren Ende finit einer Zylinderbohrung versehen und zweckmäßig mit
einem Führungsring -26. 26° ausgekleidet, in den eine Dichtungsmanschette 27 eingelegt
ist. Die Traverse i6 und der obere Teil des Preßstempels 18 sind mit entsprechenden
Ausbohrungen bzw. Führungeil Versellen.
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Es sind null an sich Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei
denen der Hilfszvlinder beispielsweise an eine von der Hauptdruckleitung getrennte
Druckleitung atigeschlossen ist, die finit eigenen Steuerventilen versehen ist.
ßei einer derartigen Anordnung kann der Zeitpunkt und die Geschwindigkeit
des
Arbeitens des Hilfskolbens und damit des Steigstempels willkürlich. z. B. in Abhängigkeit
von der Stellung des Preßsteinpeis, geregelt werdeli.
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Wesentlich einfacher ist eine Ausführung. bei der der Hauptpreßlcolben
6 und der Hilfskolben 23 ständig unter dein :[eichen Druck stehen. Gemäß dein Ausführungsbeispiel
-,wird dies dadurch erreicht, daß der von dein Hauptpreßkolben 6 umschlossene Hilfszylinder
2; durch einen Kanal 28 mit dem Inneren des Hauptdruckzylinders in Verbindung steht.
Das Nachgeben des Hilfskolbens wird hierbei bei entsprechender Bemessung der Druckflächen
des Prel;sternpels und des Steigstempels durch den von dem Preßsteinpel auf das
Preßgut ausgeübten Druck. der sich auf den Steigstempel überträgt, hervorgerufen.
wobei sich das erforderliche 'Maß des Zurückweichens vollkommen selbsttätig regelt.
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Gegebenenfalls kann in dein Hilfszylinder eine in der Zeichnung in
gestrichelten Linien angedeutete Feder 29 angeordnet sein. Die Feder 29 wirkt zusätzlich
auf den Hilfskolben 23, um den Zeitpunkt und das 'Maß des Zurückweichens des Steigstempels
22 in bestimmter «'eise zu ändern.
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Schließlich ist am Unterholm 3 unterhalb der 'Matrize i9 eine Auswerfvorrichtung
vorgeselleil, die aus einem in einer Bohrung der .Matrize i9 geführten Stößel 3o
besteht. Der Stößel 30 sitzt auf einer Zahnstange 31, welche 1111t einen[
Ritze[ 32 kämmt. Die Ritzelwelle 33 kann beispielsweise mittels einer Kurbel, die
auf einen am freien Ende der Ritzel-,velle angebrachten Vierkantzapfen 3.4 aufsteckbar
ist. in Drehung versetzt werden. wodurch der Stößel 30 gehoben bzw. gesenkt
wird. Zwecks Entlastung und Führung sind an der Verbindungsstelle von Stößel
30 und Zahnstange 31 zwei Scheiben 3;, 36 angebracht, die in einer Bohrung
37 laufen. Der Stößel 3o besitzt an seinem unteren Ende einen Bund 38, mit
dem er sich auf die Scheibe 36 stützt, welche ihrerseits in ihrer unteren Endstellung
auf einer Fläche des Zalinstargen- und Ritzellagers .1o ruht.
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Die Wirkungsweise einer gemäß der Erfindung aus;-ebildeten Presse
ist die folgende: In ihrer Ruhestellung nehmen Hauptpreßkolhenc; und I'reßstenllt:l
18 -sowie Hilfskolben 2 3 mit Steigstempel 2 2 die in der Zeichnung veralischaulichte
Stellung ein. Das Preßgut. beispielsweise eine Aluminium- oder .Messinglegierung,
wird in mehr oder weni-@er flüssigem bz\t-. teigigem Zi;stand in das Innere der
.Matrize eingegossen. Sodann wird das Druckmittel durch die Anselililßleitung ;
in (las Innere des Hauptdruckzvlinders i und damit auch über den im Hauptpreßkolben
0 vorgesehenen Kanal 28 in den i@ilfs(lrucl:zylin(kr 23 eingelassen. Infolgeilesse11
senkt sich der HauptpreUkolben 6 mitsaint den] Preßstenlpel 18 und dein Steig-.te11tliel
22, bis die Ste1111]el 1R 1111d 22 in die 'Matrize io eindringen uni[ das Preßgut
zusaniinenpressen.
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Das L'bcrschtttlniaterial kann nun zunächst bis zu dein Steigstempel
2 2 in die Bohrung 24. des Preßstempels r@ eindringen. Wenn nun ein bestimmter Druck
von beispielsweise 12o at erreicht ist, so wir(' beim Überschreiten dieses Druckes
der Steigsteinpel22 entgegen der Wirkung des inl Hilfsdruckzvlinder 2; herrschenden
Druckes durch die auf den Steigstempel 22 voll unten ausgeübte Druckkraft zurückgedrängt.
In den von dem nachgebenden Steigstempel 22 freigegebenen Raun] kann der überschüssige
Werkstoff eindringen, bis die Form vollständig geschlossen ist. Der unter Druck
stehende Steigstempel übt nun den eigentlichen Nachdruck aus, wodurch unter Wahrung
des gewünschten Preßdruckes eiii unbedingt maßhaltiges Werkstück erzielt wird. Es
sei bemerkt, daß gegebenenfalls auch mehrere Steigstempel angewendet werden können.
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Sodann wird der Kolben 6 mit dem Preßstempel 18 und dein Steigtempel
22 von der .Matrize ic abgehoben und wieder in seine Ausgangsstellung zurückgeführt.
Nunmehr kann das fertige Werkstück mit Hilfe der Auswerfvorrichtung durch den Stößel
3o aus der .Matrize i9 ausgestoßen werden.