DE68920823T2 - Giessverfahren und Vorrichtung für niedrig schmelzende Metallegierungen. - Google Patents
Giessverfahren und Vorrichtung für niedrig schmelzende Metallegierungen.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Metall zum Herstellen herausschmelzbarer Metallkerne zum nachfolgenden Formen in Bauteilen aus einem Kunststoffmaterial. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen von Metallegierungen mit einem geringen Schmelzpunkt, um ein Produkt mit gleichmäßiger Dichte und einer feinkörnigen Struktur zu erhalten.
- Ausschmelzbare Metallteile komplexer Formen werden zur Verwendung als Kerne bei nachfolgend geformten Plastikbauteilen hergestellt. Derartige Kerne bestehen aus einer Legierung mit geringem Schmelzpunkt und werden aus den Kunststoffteilen entfernt, indem der Kern geschmolzen wird und das Bauteil verläßt. In einer anderen Ausführungsform werden Metallegierungen mit geringen Schmelztemperaturen als Umhüllungsteile für beispielsweise Turbinenschaufeln verwendet, so daß sie während des maschinellen Bearbeitungs- und anderer Fertigungsstufen gehalten werden können. Nach der Verwendung wird das Metall aus den Kernen oder Umhüllungen wiedergeschmotzen und wiederverwendet.
- Ein Beispiel einer Vorrichtung zum Gießen von Metallegierungen mit niedrigen Schmelztemperaturen ist in der US-A-4,676,296 (EP-A-0177257) beschrieben, auf welcher die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 7 basieren. Bei der in dieser Druckschrift beschriebenen Vouichtung ist ein Zylinder in einem Tank für flüssige Metallegierung vorgesehen, wobei sich ein Durchgang vom Boden des Zylinders aus durch den Tank und in eine Form oder Matrize führt. Ein Ventil ist in dem Durchgang vorgesehen, um das Strömen der geschmolzenen Metallegierung zwischen Injektionszyklen zu unterbrechen. Ein Kolben bewegt sich innerhalb des Zylinders auf und ab, und der Zylinder wird durch Anheben des Kolbens oberhalb einer Füllöffnung in dem oberen Teil des Zylinders gefüllt, wobei eine flüssige Metallegiemng in den Zylinder strömen kann. Vor Beginn der Injektionsstufe wird der Kolben um einen vorbestimmten Betrag abwärts bewegt, so daß die flüssige Metallegiemng innerhalb des Zylinders vorab unter Druck gesetzt wird. Nach dem vorhergehenden Unterdrucksetzen wird das Ventil in dem Durchgang zu der Form geöffnet, damit die flüssige Metallegierung in die Form injiziert werden kann.
- Das Formen herausschmelzbarer Metallteile ist ein unterschiedlicher Vorgang zum Druckgießen, bei welchem Metalle mit höheren Schmelztemperaturen, allgemein oberhalb 350ºC, in eine Form unter hohen Drücken injiziert wird. Beim Druckgießen liegen die Schußdrücke im allgemeinen im Bereich von 5516 bis 27580 kPa, und die Injektionszeit liegt in der Größenordnung von 30 bis 40 Millisekunden. Bei einem solchen Vorgang, bei welchem heiße Metalle mit hoher Geschwindigkeit und turbulenter Strömung in eine Form durch ein enges Tor injiziert werden, kann Luft eingeschlossen werden und es können sich Drücke im Zylinder und dem Durchgang zur Form aufbauen. Diese Hochgeschwindigkeits-Injektionsverfahren schließen im allgemeinen Rinnen ein, die in die Form führen, und das nichtverfestigte Metall fließt nach dem Gießprozeß zurück.
- Ein Beispiel einer Druckgießmaschine ist in der CA-A-1099476 beschrieben. Bei dieser Maschine ist eine Kniestückanordnung in einem Metallschmelzbad angeordnet und umfaßt eine Pumpe zum Füllen einer Pumpenkammer im Kniestück und zum Ausführen eines Schusses in die Gießformen durch einen Auslaßdurchgang vom Boden der Pumpenkammer. Ein Schieber in dem Durchgang neben dem Boden der Pumpenkammer ist wahlweise betätigbar, um geschmolzenes Metall aus dem Bad in die Kammer und aus der Kammer zu dem Anslaßdurchgang in Ansprechen auf den Betrieb der Pumpe zu richten.
- Herausschmelzbare Metallteile müssen aus Metallen hergestellt sein, die unterhalb der Temperaturen des Kunststoffes schmelzen. Derartige Metalle eignen sich selbst nicht zum Hochdruckgießen. Sie werden bei Drükken gegossen, die im allgemeinen im Bereich von 207 bis 345 kPa liegen. Bei höheren Drücken und schnelleren Injektionsgeschwindigkeiten können mit diesen Metallen poröse Gußstücke geformt werden. Beim Gießen von ausschmelzbaren Metallteilen wird das Metall nicht unter hohen Druck gesetzt, sondern es kann in die Form strömen und die Füllzeit kann von 3 bis 30 Sekunden in Abhängigkeit von der Größe des Metallteiles variieren. Wenn die Form mit Metall gefüllt ist, tritt ein Druckaufbau allgemein in dem Bereich von 207 bis 276 kPa ein und wird während ungefähr 1 bis 10 Sekunden beibehalten, was wiederum von der Größe des Metallteiles abhängt. Ein Rückfliessen des geschmolzenen Metalles braucht nicht einzutreten, weil die Formen direkt unter Einfluß der Schwerkraft gefüllt werden und keine Gießrinnen aufweisen.
- Es wurde gefunden, daß zusätzlich zum wiederholbaren erfindungsgemäßen Verfahren die Gußteile, wie Kerne oder andere Komponenten aus Metallegierungen mit niedrigen Schmelzpunkten eine verbesserte Oberflächenbeschaffenheit und eine gleichmäßige dichte feine Kornstruktur gegenüber denen aufweisen, die mittels Druckgießverfahren hergestellt worden sind.
- Die Erfindung besteht in einem Verfahren zum Herstellen eines Gußstückes oder eines Einschlusses aus einer geschmolzenen Metallegierung mit einem Schmelzpunkt unterhalb ungefähr 350ºC, wobei die geschmolzene Metallegierung aus einem Behälter für geschmolzene Metallegierung in eine Form durch Betätigen eines Injektionskolbens in einen Injektionszylinder injiziert wird, der innerhalb des Behälters angeordnet ist und einen Injektionsdurchgang aufweist, der durch den Tank in die Form führt, wobei der Durchgang geschlossen ist, wenn der Kolben angehoben ist, um somit den Zylinder zu füllen, und geöffnet ist, wenn der Kolben abgesenkt ist, um ein Injizieren von geschmolzener Metallegierung in die Form zu gestatten, wobei der Injektionszylinder mit einer geschmolzenen Metallegierung aus dem Behälter über einen Ventildurchgang gefüllt wird, der mit dem Injektionsdurchgang verbunden und in einem Niveau angeordnet ist, das niedriger als der Zylinder ist, und zwar im Ansprechen auf das Anheben des Kolbens in dem Zylinder, wobei dieser Ventildurchgang geschlossen und der Durchgang von dem Zylinder zu der Form geöffnet wird, wobei der Kolben in dem Zylinder abgesenkt wird, nachdem der Durchgang geöffnet ist, so daß in dem Zylinder oder dem Durchgang vor dem Injizieren keine Unterdrucksetzung eintritt, wobei der Kolben mit einer gesteuerten Geschwindigkeit abgesenkt wird, so daß im wesentlichen kein Druck in der Form während der Injektion vorherrscht und wobei Druck auf den Kolben nach dem Injektionsvorgang ausgeübt wird, um die geschmolzene Metallegierung in der Form während des Verfestigens des Gußstückes unter Druck zu setzen.
- Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Herstellen eines Gußstückes oder eines Einschlusses bzw. eines Formteiles aus einer geschmolzenen Metallegierung, die einen Schmelzpunkt unterhalb etwa 350ºC aufweist, mit einem Behälter zum Aufnehmen der geschmolzenen Metallegierung, einem Kolben und einem Zylinder in dem Behälter, mit einer Betätigungseinrichtung zum Anheben und Absenken des Kolbens innerhalb des Zylinders, einem Injektionsdurchgang, der mit dem Boden des Zylinders verbunden ist und von dem Behälter zwecks Verbindung mit einer Form führt, die außerhalb des Behälters vorgesehen ist, einem Ventil in dem Durchgang zum Steuern der Strömung der geschmolzenen Metallegierung zu der Form und mit einer Ventilbetätigungseinrichtung zum Steuern des Ventils, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil in dem Behälter angeordnet ist und eine erste Position, in welcher der Injektionsdurchgang zu der Form offen ist sowie eine zweite Position aufweist, in welcher der Durchgang geschlossen ist und der Zylinder mit dem Behälter über eine Ventilöffnung verbunden ist, die in dem Durchgang in einer Höhe unterhalb derjenigen des Zylinders angeordnet ist, und daß die Betätigungseinrichtung im Betrieb den Kolben in dem Zylinder anhebt, wenn sich das Ventil in der zweiten Position befindet, um somit den Zylinder mit geschmolzener Metallegierung zu füllen und den Kolben in dem Zylinder abzusenken, wenn sich das Ventil in der ersten Position befindet, um zu gewährleisten, daß keine Vorunterdrucksetzung des geschmolzenen Metalles in dem Zylinder oder in dem Durchgang bei Einspritzen der geschmolzenen Metallegierung in die Form auftritt.
- Erfindungsgemäß wird eine geschmolzene Metallegierung in den Zylinder durch den Durchgang gezogen, wenn sich das Ventil in seiner Schließlage befindet und der Kolben angehoben ist. Der Kolben innerhalb des Zylinders kann auch einige Male bei geschlossenem Ventil hin- und herbewegt werden, um so ein Ändern und eine Rezirkulation der flüssigen Metallegierung innerhalb des Zylinders mit der flüssigen Metallegierung innerhalb des Behälters zu gestatten.
- Durch den zusätzlichen Durchgang des Ventiles innerhalb des Metallegierungsbehälters wird erfindungsgemäß die Notwendigkeit vermieden, die Metallegierung in dem Zylinder vor der Injektion in die Form oder Matrize unter Drnck zu setzen. Der Injektionsschritt kann auch durchgeführt werden, ohne daß ein Grenzschalter oder eine andere Steuerung vorzusehen ist und gestattet die Verwendung einer geschlossenen Form anstatt einer offenen Form, so daß die Form die Volumensteuerung schafft und keine vorbestimmte Volumensteuerung erforderlich ist. Weiterhin kann durch Beibehalten des Druckes auf die flüssige Metallegierung in der Form während des Abkühlens ein Gußstück mit gleichmäßiger Dichte und einer feinen Kornstruktur erhalten werden.
- Eine weitere Verbesserung, die mit der Erfindung erreicht wird, besteht darin, daß kein Extradruck beim Rückkehrhub erforderlich ist, wenn der Kolben angehoben wird, wie dies der Fall ist, wenn kein Durchgang innerhalb des Behälters vorgesehen ist, weil beim Rückhub flüssige Metallegierung durch den Durchgang in den Zylinder gezogen wird.
- Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
- In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung zum Erzeugen eines Gußstückes aus einer geschmolzenen Metallegierung;
- Fig. 2 perspektivisch und teilweise im Schnitt einen Behälter für geschmolzene Metallegierung mit einem Zylinder und einem Ventil innerhalb des Zylinders;
- Fig. 3 perspektivisch einen Zylinder mit Ventil zum Anordnen innerhalb des Behälters für geschmolzene Metallegierung;
- Fig. 4 eine obere Schnittansicht, wobei der Drehstopfen des Ventils in seiner Schließlage gezeigt ist;
- Fig. 5 eine Schnittansicht von oben auf das Ventil nach Fig. 4 in seiner Offenlage.
- Metallegierungen mit niedriger Schmelztemperatur, die eine Schmelztemperatur im Bereich von ungefähr 35 bis 350ºC aufweisen, werden verwendet, um Gußteile für Kerne oder Einkapselungen herzustellen. Beispiele derartiger Metallegierungen sind Zinn, Antimon und Bleilegierungen und eutektische Wismuth und Zinn enthaltende Legierungen.
- In Fig. 1 ist ein Behälter 10 gezeigt, der mit einer geschmolzenen Metallegierung 12 gefüllt ist und einen darin vertikal angeordneten Injektionszylinder 14 aufweist, der an einem Injektionsblock 16 angeordnet ist. Der Injektionsblock 16 ist mit einem Sicherheitsventilkörper 18 verbunden, der seinerseits an der Wand 20 des Behälters 10 befestigt ist. Ein Verbindungsdurchgang 22 erstreckt sich von dem Injektionszylinderblock 16, wo er mit dem Zylinder 14 über den Sicherheitsventilkörper 18 angeschlossen ist, und der Wand 20 des Behälters 10 in einen Block 24, der an einem Drehsperrventilkörper 26 befestigt ist, der seinerseits an eine Leitung 28 angeschlossen ist. Eine Düse 30 der Leitung 28 erstreckt sich vertikal aufwärts und in Verbindung mit einer Form 32, welche eine geschlossene Form ist und von der Düse 30 zum Trennen und Entfernen des innerhalb der Form 32 vorgesehenen Gußstückes 34 entfernbar sein kann.
- Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist der Injektionszylinder 14 einen Injektionskolben 38 an einem Schaft 40 auf, welcher innerhalb des Zylinders 14 auf- und abwärtsbewegbar ist. Der Kolben 38 wird von einem pneumatischen Zylinder 42 angetrieben, welcher ein doppelwirkender Zylinder ist und neben sich, verbunden über ein Brückenteil 43, einen Hydraulikzylinder 44 mit einem Hydraulikventil 46 aufweist, das einen Schrittmotor 48 aufweist, um das Hydraulikventil 46 zu öffnen und zu schließen und somit die Geschwindigkeitssteuerung des Injektionskolbens 38 zu beeinflussen. Der Luftzylinder 42 ist doppeltwirkend und treibt den Kolben 38 aufwärts und abwärts. Die Geschwindigkeitssteuerung wird von dem Schrittmotor 48 eingestellt. Der Betrieb des Sicherheitsventiles 18 erfolgt über eine Drehwelle 50, die sich aufwärts über das Niveau der geschmolzenen Metallegierung 12 in dem Behälter 10 zu einem Drehbetätiger 52 erstreckt. Ähnlich wird das Drehsperrventil 26 von einer Welle 54 aktiviert, die mit einem Drehbetätiger 56 verbunden ist. Ein Mikroprozessor 58, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, betreibt den Pneumatikzylinder 42, steuert die Geschwindigkeit des Kolbens 38 in dem Zylinder 14 über den Schrittmotor 48 und treibt die Drehbetätiger 52 und 56 an, um die aufeinanderfolgenden Stufen des Gießprozesses zu steuern. Während eine Anordnung zum Steuern der Bewegung des Kolbens beschrieben ist, können auch andere Systeme einschließlich eines gesteuerten Hydraulikzylinders und einer mechanischen Einrichtung mit elektronischer Steuerung verwendet werden.
- In Fig. 3 ist das Sicherheitsventil 18 und der Injektionszylinderblock 16 gezeigt. Ein Stopfen 60 in dem Ventilblock 18 wird von einer Betätigungswelle 50 gedreht, um ein Zweiwegeventil mit drei Durchgängen zu schaffen. Wie in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, weist der Stopfen 60 einen T- förmigen Durchgang 62 auf, welcher in der Schließlage mit einem Ventilkörperdurchgang 64 in Verbindung steht, der sich innerhalb des Behälters 10 befindet. Somit ist in der Schließlage, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, der Zylinder 14 mittels des Verbindungsdurchganges 22 mit dem Ventilkörperdurchgang 64 verbunden, und wenn der Kolben 38 in dem Zylinder angehoben wird, wird flüssige Metallegierung in den Zylinder durch den Durchgang 64 und den Durchgang 22 gezogen. Wenn der Kolben seine maximale Höhe erreicht hat, die von einem Grenzschalter (nicht gezeigt) eingestellt werden kann, öffnet sich das Sicherheitsventil in die in Fig. 5 gezeigte Konfiguration, und der Durchgang 22 von dem Zylinder 14 zu der Form 32 ist geöffnet. Somit strömt, wenn sich der Kolben 38 abwärts bewegt, geschmolzene Metallegierung durch den Durchgang 22. Da die Form 32 eine geschlossene anstatt einer offenen Form ist, wenn sie gefüllt wird, ist kein Raum für die geschmolzene Metallegierung zum Entweichen vorhanden, und sie wird demzufolge unter Druck innerhalb des Systems durch den Kolben 38 gehalten, welcher von dem Pneumatikzylinder 42 abwärts gedrückt wird. Durch Aufrechterhalten des Druckes auf den Kolben 38 und somit innerhalb der Form 32 kann sich das Metall unter Druck abkühlen und verfestigen, so daß gewährleistet ist, daß in dem Gußstück 34 keine Leerstellen verbleiben.
- Bei einer Ausführungsform beträgt die Füllzeit für die Form 32 in Abhängigkeit von der Größe des Metallteiles ungefähr 3 bis 30 Sekunden. Wenn die Form 32 gefüllt ist, baut sich ein Druck bis ungefähr 207 bis 345 kPa auf, und dieser Druck wird für ungefähr 1 bis 10 Sekunden aufrechterhalten.
- Obere Durchgänge 70 sind am oberen Teil des Zylinders 14 vorgesehen, um somit gewünschtenfalls die geschmolzene Metallegierung aus dem Behälter 10 abzuziehen, wobei es lediglich erforderlich ist, den Kolben 38 oberhalb der oberen Durchgänge 70 anzuheben und den Ventilkörperdurchgang 64 im Sicherheitsventilblock 18 zu öffnen. Ein Abzugsventil (nicht gezeigt) ist am Boden des Behälters vorgesehen. Wenn es geöffnet ist, fällt der Flüssigkeitspegel sowohl im Behälter als auch im Zylinder gleichzeitig. Weiterhin kann die flüssige Metallegierung innerhalb des Zylinders von Zeit zu Zeit geändert werden, indem lediglich der Kolben 38 in dem Zylinder 14 hin- und herbewegt wird, wobei der Ventildurchgang 64 geöffnet ist, so daß die flüssige Metallegierung ein- und ausströmt, wenn der Kolben 38 sich hin- und herbewegt.
- Es ist im wesentlichen kein Druck in dem Injektionszylinder vor dem Injektionszyklus vorhanden, und wenn sich das Sicherheitsventil 18 und das Drehsperrventil 26 öffnen, fließt flüssige Metallegierung in die Form, gesteuert von der Geschwindigkeit des Kolbens 38, die ihrerseits von dem Schrittmotor 48 des Ventiles 46 des Hydraulikzylinders 44 gesteuert wird. Die Form 32 ist geschlossen, jedoch verhindern Luftablässe einen Druckaufbau innerhalb der Form während der Injektionsstufe. Wenn die Form vollständig gefüllt ist, baut sich ein Druck auf, und das flüssige Metall wird während der Verfestigung unter Druck gehalten, wenn der Kolben 38 in dem Zylinder 14 abwärtsgedrückt wird. Das Sperrventil 26 und das Sicherheitsventil 18 schließen sich. Der Injektionskolben 38 wird dann in dem Zylinder 14 angehoben, um somit ein Wiederauffüllen des Injektionszylinders 14 mit geschmolzener Metallegierung durch den Durchgang 64 in dem Sicherheitsventilblock 18 zu gestatten. Das Wiederfüllen des Zylinders 14 erfolgt teilweise auf Grund der Schwerkraft durch das Gewicht der flüssigen Metallegierung in den Behälter 10 und teilweise durch ein Vakuum, welches auftritt, wenn der Kolben 38 in dem Zylinder 14 angehoben wird.
- Das gezeigte Sicherheitsventil 18 umfaßt einen Drehstopfen 60 innerhalb eines zylindrischen Durchganges des Sicherheitsventilkörpers 18. Der Drehstopfen 60 sorgt für weniger Leckage und weniger Verschleiß als ein sich hin- und herbewegendes Spindelventil und arbeitet gut bei geringen Drücken. Das Absperrventil 26 bei einer Ausführungsform umfaßt ein Drehglied mit einer flachen Oberfläche, die sich auf einer polierten flachen Oberfläche einer stationären Scheibe dreht. Das Sicherheitsventil 18 kann von ähnlichem Typ wie das Absperrventil 26 sein, wobei ein zusätzlicher Durchgang vorhanden ist, so daß, wenn sich das Ventil in der Schließlage befindet, ein Durchgang in der Seitenwand den zum Zylinder 14 führenden Durchgang mit der flüssigen Metallegierung in dem Behälter 10 verbindet.
- Strömungsgeschwindigkeiten der zu liefernden Metallegierung an die Form variieren von ungefähr 0,1 bis 1 kg/sec. Der Behälter hält die flüssige Metallegierung auf der gewünschten Temperatur, und Heizvorrichtungen können in dem Durchgang und dem Absperrventil außerhalb des Behälters als auch in der Form vorgesehen sein, um zu gewährleisten, daß die Metallegierungen oberhalb der Schmelztemperatur gehalten werden und leicht in die Form fließen.
- Es lassen sich verschiedene Änderungen vornehmen, ohne sich jedoch dabei vom Kern der Erfindung zu entfernen. Während beispielsweise ein Zylinder 14 innerhalb des Behälters gezeigt ist, können mehrere Zylinder verwendet werden, die je ihren eigenen Kanal zu separaten Formen aufweisen.
Claims (12)
1. Verfahren zum Herstellen eines Gußteiles (34) oder eines Stückes
aus einer geschmolzenen Metallegierung (12), die einen
Schmelzpunkt unterhalb etwa 350ºC aufweist, wobei die geschmolzene
Metallegierung aus einem Behälter (10) in eine Form (32) durch
Betätigen eines Injektionskolbens (38) in einem Injektionszylinder (14)
injiziert wird, der innerhalb des Behälters angeordnet ist und einen
Injektionsdurchgang (22) aufweist, der sich durch den Behälter zu
der Form erstreckt, wobei der Durchgang (22) geschlossen ist, wenn
der Kolben angehoben ist, um somit den Zylinder zu füllen und
geöffnet ist, wenn der Kolben abgesenkt wird, um das Injizieren der
geschmolzenen Metallegierung in die Form zu gestatten,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Injektionszylinder (14) mit geschmolzener Metallegierung
(12) aus dem Behälter (10) durch eine Ventilöffnung (64) gefüllt
wird, welche mit dem Injektionsdurchgang (22) verbunden und in
einer Höhe angeordnet ist, die niedriger als der Zylinder ist, indem
der Kolben (38) in dem Zylinder angehoben wird,
daß die Ventilöffnung (64) geschlossen und der Durchgang (22) von
dem Zylinder (14) zu der Form (32) geöffnet werden,
daß der Kolben (38) in dem Zylinder (14), nachdem der Durchgang
(22) offen ist, abgesenkt wird, so daß keine Vordruckbeaufschlagung
in dem Zylinder oder Durchgang vor der Injektion eintritt, wobei
der Kolben mit einer gesteuerten Geschwindigkeit abgesenkt wird, so
daß im wesentlichen während der Injektion in der Form kein Druck
vorherrscht, und
daß nach dem Injektionsvorgang Druck auf den Kolben (38)
ausgeübt wird, um die geschmolzene Metallegierung in der Form (32)
während des Verfestigens des Gußstückes unter Druck zu setzen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zylinder (14) innerhalb einer Zeit von ungefähr 3 bis 30 Sekunden
gefüllt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
auf den Kolben (38) ausgeübte Druck in dem Bereich von ungefähr
207 bis 276 kPa liegt.
4. Verfahren nach Ansprnch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drnck auf den Kolben (38) während ungefähr 1 bis 10
Sekunden ausgeübt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zylinder (14) innerhalb des Behälters (10) für das
geschmolzene Metall angeordnet wird und das Füllen des Zylinders
durch Schwerkraft unterstützt wird, wenn die Ventilöffnung (64)
geöffnet ist und der Kolben (38) angehoben ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Drehsperrventil (26) in dem Durchgang (22) außerhalb
des Behälters (10) für die geschmolzene Metallegierung neben der
Form (32) angeordnet wird, und daß das Drehsperrventil (26)
während des Füllvorganges geschlossen wird.
7. Vorrichtung zum Herstellen eines Gußstückes (34) oder eines Teiles
aus einer geschmolzenen Metallegierung (12), die einen
Schmelzpunkt unterhalb etwa 350ºC aufweist, mit einem Behälter (10) zum
Aufnehmen der geschmolzenen Metallegierung (12), einem Kolben
(38) und einem Zylinder (14) in dem Behälter (10) mit einer
Betätigungseinrichtung (42) zum Anheben und Absenken des Kolbens
innerhalb des Zylinders, einem Injektionsdurchgang (22), der mit
dem Boden des Zylinders verbunden ist und von dem Tank zwecks
Verbindung mit einer Form (32) führt, die außerhalb des Behälters
vorgesehen ist, einem Ventil (18) in dem Durchgang zum Steuern
der Strömung der geschmolzenen Metallegierung zu der Form und
mit einer Ventilbetätigungseinrichtung (52) zum Steuern des Ventils,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (18) in dem Behälter (10) angeordnet ist und eine
erste Position aufweist, in welcher der Injektionsdurchgang (22) zu
der Form (32) offen ist und eine zweite Position aufweist, in
welcher der Durchgang geschlossen ist und der Zylinder (14) mit dem
Behälter über eine Ventilöffnung (64) verbunden ist, die in dem
Durchgang in einer Höhe unterhalb derjenigen des Zylinders
angeordnet ist, und daß die Betätigungseinrichtung (42) im Betrieb den
Kolben in dem Zylinder anhebt, wenn sich das Ventil in der
zweiten Position befindet, um somit den Zylinder mit geschmolzener
Metallegierung zu füllen und den Kolben (38) in dem Zylinder
abzusenken, wenn sich das Ventil in der ersten Position befindet,
um zu gewährleisten, daß keine Vorunterdrucksetzung des
geschmolzenen Metalles in dem Zylinder oder in dem Durchgang bei
Einspritzen der geschmolzenen Metallegierung in die Form auftritt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine
Steuereinrichtung (44, 46, 48) für die Betätigungseinrichtung (42), um die
Strömungsgeschwindigkeit und Menge der in die Form (32)
eingespritzten geschmolzenen Metallegierung zu steuern, so daß sich die
Form innerhalb einer Zeit von ungefähr 3 bis 30 Sekunden füllt.
9, Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventil ein Drehventil mit einem Drehventilstopfen (60) ist, der
sich in einem Ventilkörper (18) so dreht, daß wenn sich das Ventil
in der ersten Position befindet, ein im wesentlichen gerader Kanal
sich durch den Ventilstopfen erstreckt und zwischen dem Zylinder
(14) und der Form (32) einen offenen Durchgang schafft, und wenn
sich das Ventil in der zweiten Position befindet, eine Verbindung
zwischen der Ventilöffnung (64) in dem Ventilkörper und dem
Zylinder herstellt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ventil ein Zweiwegeventil mit drei Durchgängen ist und daß der
Ventilstopfen (60) eine T-förmige Öffnung (62) aufweist, welche mit
den Öffnungen in dem Ventilkörper (18) zusammenwirkt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Lüftungsdurchgang (70) im oberen Bereich des
Injektionszylinders (14) vorgesehen ist, um den Zylinder zu lüften, wenn sich
der Kolben (38) in seiner vollständig angehobenen Position befindet.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ventilöffnung (64) so positioniert ist, daß der
Zylinder (14) und der Injektionsdurchgang (22) gespült werden, wenn
die Metallegierung aus dem Behälter (10) abgezogen ist.
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