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Mit Kolbendruck arbeitende Preßgießmaschine Die Erfindung betrifft
eine mit Kolbendruck arbeitende Preßgießmaschine für Metalle, insbesondere für-
Eisen, mit vom Schmelzofen -getrennt angeordneter Druckkammer.
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Es ist bekannt, Gußstücke aus niedrig schmelzenden Metallen, wie Blei,
Zinn, Zink usw., nach dem Preßgießverfahren herzustellen. Bei diesem Verfahren wird
im allgemeinen das flüssige Metall aus einem Füllzylinder in die Form unter hohem
Druck eingepreßt. Zur Erzielung eines dichten Gusses ist es üblich, die Form vorher
luftleer zu pumpen.
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Große Schwierigkeiten macht die Übertragung des Preßgießverfahrens
auf die Herstellung von Gußstücken aus höher schmelzenden Metallen, insbesondere
Eisenlegierungen. Infolge der hohen, Schmelztemperatur dieser Metalle ist es pral'<tisch
nicht mehr möglich, den Schmelzofen mit der Preßmaschine unmittelbar zusammenzubauen,
wie dies im allgemeinen ,bei Preßgießv orrichtungen für niedrig schmelzende Metalle
geschieht. Auf
der anderen Seite macht naturgemäß die Fortleitung des Schmelzgutes
vom Ofen zur Gießmaschine .durchRohrleitungenallergrößte Schwierigkeiten.
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Gemäß einem anderen Vorschlage wurde an dem Schmelztiegel des Metalluv
eine Hebervorrichtung angebracht, mit deren Hilfe die für ein Gußstück notwendige
Metallmenge aus dem Schmelzbad herausgeschöpft und unmittelbar in die Preßgießvorrichtung
eingeführt wird.
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Ferner hat man auch schon das flüssige Metall aus dem Schmelzofen
einem unter der Gießform angeordneten Preßzylin.der zugeführt, der nach seiner Füllung
mittels einer ,gesonderten Vorrichtung luftdicht an :die Gießform angedrückt wird,
worauf glas flüssige Metall in die Form hinein gepreßt wird.
Die
bekannten Einrichtungen sind aber nicht geeignet, die beim Prellgießen von höher
schmelzenden Metallen auftretenden Schwierigkeiten zu beseitigen. Da bei der hohen
Schmelztemperatur dieser Metalle derWärtneverlust der einzelnen Metalladungen unverhältnismäßig
hoch ist, gelingt es bei den für das Preßgießverfahren in Frage kommenden kleineren
Gußstücken kaum, :das Metall noch in gut flüssigem Zustand in die Form hineinzubringen.
Der einfache Ersafz einer metallischen Druckkammer durch eine solche aus feuerfestem
Stoff ist im Hinblick auf den hohen Preßdruck ebenfalls nicht möglich.
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Durch die vorliegende Erfindung werden die Schwierigkeiten, die der
Anwendung :des Preßgießverfahrens für höher schmelzende Metalle bisher entgegenstanden,
beseitigt, und nvar dadurch, saß die Druckkammer als elektrisch heizbarer Tiegel
ausgebildet und derart verschiebbar angeordnet ist. saß in der einen Endstellung
außerhalb der Vakuumkammer die Druckkammer mit Metall beschickbar und in der anderen
Endstellung innerhalb der Vakuumkammer die Verbindung mit der Gießform lierstellbar
ist.
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Zur Sicherung einer gleichbleibenden Teniperatur des Gußmetalls enthält
die Druckkammer einen Zylinder aus feuerfestem Baustoff, :fier von elektrischen
Heizwiderständen umgehen ist. Darüber befindet sich ein stählerner Kopfteil, in
den das Metall -durch einen beweglichen Boden oder Kofben gehoben wird, wobei die
Hölle des Zylinders bz,w. des Kopfteils derart bemessen ist, saß der Preßdruck nur
von dein Kopfteil aufgenommen wird.
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Die Vakuunikaminer besitzt in ihrer einen Wandung eine Öffnung. gegen
deren Rand die Gufiförm, ltiftdiclit angedrückt wird,-während die Druckkammer hindurchgeführt
werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prel3g:e13mascliine
soll nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
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Abb. i zeigt einen Ciesamtaufriß der erfindungsgenii@f@:n @lasch:ne
unter Fortbrechung einiger Teile und teilweise lotrecht geschnitten, wobei die Druckkätnmer
in der Beschickungsstellung, dargestellt ist.
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_Ub.2 ist ein entsprechender _@ufriß mit lotrechten Teilschnitten
und Fortbrechungen. der die finit Metall geffillte Druckl:arnmer bereit zum Einsetzen
:n die Vakuumkammer zeigt.
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Abb. 3 zeigt im lotrechten Schnitt die Masc]iine am Ende eines Formganges.
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_@hb.4 und 3 sind axiale Längsschnitte durch eine Drackkaininer mit
elektrischer I-leizung nzw. durch eine Druckkammer ohne 7 I;-izuri@. Die Maschine
-besitzt ein Gehäuse oder einen Unterbau, der die Vakuumkaninier bildet, deren Oberwand
den Formtisch :darstellt. Das Gehäuse i trägt zwei Säulen 3, at_if welche ein oberes
Querstücks. gesetzt ist. das vorteilhaft an seinen Enden drehbar nelagert sein kann,
damit man es um eine zur oberen Fläche des Tisches 2 parallele :\chse srh«-enken
kann.
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Das Ouerstück d trägt ein den Formträger f@ bildendes System, dessen
unterer. finit einem geeigneten Ring 7 versehener Rand sich dicht gegen einen Kranz
8 des Tisches 2 legen kann. Die Höhe des doppelwandigen. in geeigneter Weise geführten
Formträgers 6 ist mittels eines Handrades 3 einstellbar: seine sich nach oben verjüngende
Innenwand nimmt die Teile der aus Metall bzw. einem anderen Werkstoff hergestellten
Gießform 9 auf, während der zur Aufnahme dieser Form dienende Raum io durch Öffnungen
ii mit dein Zwischenraum 12 in @Terb-ind.uiig steht, der seinerseits an seinem unteren
Ende offen .ist und infolge der Anwesenheit des Ab.dichtringes ; mit der Vakuumkammer
i über die zentrale Bohrung des Kranzes 8 in Verbindung steht.
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Die Gieß- oder Preßforin 9 kann aus :1letall bestehen, wird aber vorzugsweise
von einem Agglomerat aus Schmelzzement und Asbestpulver gebildet, das im Verhältnis
von einen Gewichtsteil Zement zu fünf Gewichtsteilen Asbestpulver gemischt ist.
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Um eine Form in den Formträger einzusetzen oder aus ihm herauszunehmen,
dreht tnan das Handrad 5, um den Formträger, wie in A.bb. i gezeigt, anzuheben,
und das schwenkbare System wird durch @cü«-enkung um die oben erwähnten Drehzapfen
gegen die lotrechte Lage verstellt. Wenn die Form in den Formträger 6 eingesetzt
ist, senkt man diesen, um den Ring ; mit deni Kranz S in Berührung zu bringen, und
durch Drehung eines Handrades 14 wird mittel: eines Exzenters 13 der Formträger
6 auf deni Gießtisch 2 verriegelt. Diese Verriegehmg wird durch einen Schlitten
16 bewirkt, der beim Einspritzen des :Metalls in die Form die Rückwirkung des Formträgers
6 aufnimmt, während der Einfluß des in dein Raum i herrschenden Vakuums zur VVrriegelting
beiträgt.
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Außerhalb der Kammer i ist ein Geliätisc 17 vorgesehen, das eine Kainnier
18 enthält, die an ihrem vorderen Teil offen und finit einer Dichtung i9 versehen
ist. durch «-elche sie sich gegen den Rand 2o einer Zutrittsöffnung 21 zur 1 legen
kann. Vor dem Rand 20 ist ebenfalls eine Dichtungsfläche, ein Diclitiiigsring o.
dgl. 22 für einen Schieber oder Gleitverschluß 23
@-<,i;@@sehen, der, -,renn
er zurück-ezogen :st.
sich in eitlem abgedichteten Schacht 24 befindet.
Der Schieber-23 wird durch beliebige zweckmäßige, nicht dargestellte Mittel .betätigt.
Das .Gestell 17 ruht mit Rollen 25 auf waagerechten Schienen 26, so daß es der Vakuumkammer
z genähert oder von ihr entfernt werden kann. Diese Verschiebungen werden in irgendeiner
geeigneten Weise bewirkt, z. Ba, wie teilweise dargestellt, mittels zweier Vorrichtungen,
die je einen Kolben enthalten, der mit-am Gehäuse i der Maschine befestigten: Stangen
27 verbunden ist und in einem am Gestell r,7 angebrachten Zylinder 28 spielt. Je
nachdem, ob ein Druckmittel auf die eine oder andere Seite dieser Kolben geleitet
wird, ,wird das Gestell 17 der Kammer i genähert öder von ihr entfernt.
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Die Druckkammer wird in bezug auf das Gehäuse 17 in der Weise gehalten,
daß sie sich waagerecht verschieben kann, wofür beliebige geeignete Mittel benutzt
werden können. Die Zeichnungen zeigen zur Steuerung dieser Verschiebung ein Lenkersystem
z9 mit einem ortsfesten Drehpunkt 30 und einem waagerecht geführten Gelenk
31. An der ortsfesten Drehachse 30 greift ein. Bedienungshebel 32 an, mit
dem man entweder das Lenkersystem 29 einknicken kann, um die Druckkammer 33 in ihre,
rückwärtige Stellung zu bringen (vgf. Abb-. 2), oder um dieses Lenkersystem zu strecken,
um jene Kammer in- ihre äußerste vordere Stellung- zu bringen (vgl. Abb.3),
oder um auch die Kammer 33
in eine Zwischenstellung zu bringen (vgl. ,A"bb.
i). Der Hebel 32 kann entweder von Hand betätigt werden oder zwangläufig
von den anderen Bewegungen der Maschine gesteuert werden, wenn diese vollständig
selbsttätig arbeiten soll.
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Im Innern ider Vakuumkammer i ist ein Bock 34 angeordnet, :der an
seinem oberen Ende zwei zur Aufnahme der Druckkammer 33 dienende Gleitschienen 35
besitzt. ,Dieser Bock, der lotrecht längs Säulen 36 geführt ist, kann durch irgendeine
geeignete Antriebsvorrichtung gehoben oder gesenkt werden; der letztere wird dabei
z. B. pneumatisch oder Hydraulisch von einem Kolben mit Zahnstange 52 und einem
Zahnsiegment 53 betätigt und ist mit Exzentern 37 verbunden oder auch getrennt von
diesen Exzentern angeordnet, die dabei nur zur Verriegelung des Bocks in seiner
äußersten oberen Lage dienen.' Gleichachsig mit,dem Formträger 6 ist ein Zylinder
38 angeordnet, in dem ein Kolben 39 unter der Wirkung eines in den Zylinder ingelassenen
Druckmittels lotrecht verschoben werden kann.
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Die zur Aufnahme der in die Form einzuspritzenden Ladung geschmolzenen
Metalls dienende Druckkamin.er 33 wird-vorteilhaft mit Mitteln zum Heizendes Metalls
versehen. Bei .der Ausführungsform nach Abb. d. enthält die Druckkammer einen Zylinder
d.oa aus feuerfestem Material, der durch einen Graphitinantel -to verstärkt ist,
um welchen elektrische Heizwiderstände .41 gelegt sind, die außen durch eine feuerfeste
Umhüllung 42 geschützt sind. Das Ganze ist in einem Metallzylinder 43 mit einer
Füllung oder einem Futter aus Asbestwolle 4.4 eingeschlossen. Ferner sind bei :45
ein feuerfester Ring und bei :46 Scheiben vorgesehen, und das Ganze wird von einem
Kopf oder Oberteil 47 aus Stahl gehalten, der den Zylinder 43 abdeckt und einen
Ring .I8 enthält, dessen Unterseite entweder auf in der Kammer 18 vorgesehenen Stützen
oder auf den Gleitschienen 35 ruht.
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Ein Kolben 49 kann in der zentralen Bohrung des Zylinders .43 spielen,
die dabei genau die innere Bohrung de, Zylinders 4o" und ,die zentrale Bohrung des
Kopfteils 47 verlängert. Der Kolben 4.9 wird in seiner Tieflage von einer:\nschlagscheibe
So zurückgehalten. die durch Verschrauben oder auf andere Weise an dem Teil 4.3
befestigt ist. Eine feuerfeste Packung 51, die beispielsweise von einer'Mischung
aus Asbest und Graphit gebildet wird, ist auf die Oberseite des Kolbens 49 aufgesetzt,
um die unmittelbare Berührung dieses Kolbens mit dem schmelzflüssigen Metall zu
verhüten.
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Die in dieser `'eise hergestellte Druckkammer-ermöglicht es, das in
.die Form einzuführende Metall auf der für .die Formung günstigsten Temperatur zu
halten.
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Bei der einfachen Ausführungsform gemäß A:bb. 5 ist keine Heizung
des Metalls vorgesehen. Die Druckkammer wird hier von einem Stahlzylinder 5:1. mit
,beweglichen Kolben 55 gebildet, der einen die schmelzflüssige Metallbeschickung
aufnehmenden feuerfesten Topf 56 trägt.
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Die im vorhergehenden beschriebene \-laschine arbeitet in folgender
Weise: In Abb. i ist der Formträger 6 über dem Tisch angehoben und kann, wie bereits
angegeben, geneigt werden, urr. die Ferm 9 aufzunehmen. Das Gestell 17 mit der Kammer
18 ist von der Kammer i entfernt, und man betätigt den Hebel 32 derart, daß die
Druckkammer 33 in die in Abb. i dargestellte Lage gebracht wird, in der sie die
Beschickung aus geschmolzenem Metall aufnehmen kann. Hierauf wird die Druckkammer
33 wieder in die Kammer 18 eingeführt.
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Sobald die Form 9 in den Formträger 6 eingesetzt ist, wird dieser
gesenkt und mit dem Tisch 2 in Berührung gebracht. Der. Schieber 23 wird geschlossen,
und ein Vakuum wird in der Kammer i erzeugt (vgl. Abb. 2). Dann..bringt_man die
Kammer 18 in Berührung
mit den Rändern 2o der Üffnung 21 der Kammerz,
und der Schieber23 wird geöffnet; durch das Vakuum wird dabei die Dichtung ic) an
die Ränder 21 angepreßt. Der Formträger 6 wird auf dein Tisch a durch den Stößel
16 und den Exzenter 15 verriegelt.
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hlit. Hilfe des Hebels 32 Wird das Lenkersystem 29 zur der Druckkammer
33 völlig gestreckt, um die letztere auf die Gleitschienen 35 des Fockes 34. zu
schieben und genau in die Achse des Formträgers 6 zu bringen.
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Der Bock 34 wird angehoben, uin die Oberseite der Druckkammer 33 genau
gegen -die entsprechend geformte Unterseite der Form 9 zu :drücken (vgl. Abb. 3)
; hierauf wird der Kolben 39 betätigt und hebt den Kolben 4.9 bzw. 55 der Druckkammer
33 an, wobei das schmelzflüssige Metall in die Hohlräume der Form hineingedrückt
wird. Danach werden die oben beschriebenen Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge wiederholt;
.die gefüllte Form wird durch eine leere Form ersetzt, und ein neuer Formvorgang
wird ausgeführt. Die Folge der Vorgänge geht rasch vonstatten, und die Arbeitsweise
kann vollständig selbsttätig gestaltet werden.