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Spritz- oder Preßgießmaschinen Zur Verarbeitung von Schwer- und Leichtinetallegierungen
sind Preßgießmaschinen mit ungeheizter Preßkammer und seitlich daran angeschlossenen
Preßformen bekannt, bei denen der I'reßkolben als Auswerfer für den Preßrest dient
und als Boden der Preßkammer ein Gegenkolben @ orgesehen ist, der zugleich der Steuerschieber
für die zu den Preßformen führenden Düsenöffnungen ist. In seiner inneren, d. h.
innerhalb der Preßlcammer liegenden Endstellung wird der Gegenkolben durch eine
Abstützfeder gehalten, und aufgesteuert wird die Düsenöffnung dadurch, daß der Preßkolhen
den Gegenkolben über das unter Druck gesetzte Gießgut entgegen der Wirkung der Abstützfeder
nach unten schiebt. Hierbei bereitet es jedoch erhebliche konstruktive Schwierigkeiten,
die Düsenöffnung genau im richtigen Augenblick des Preßhubs aufzusteuern. llit ähnlichen
Schwierigkeiten ist auch das Ausfahren der Widerlager verbunden, auf denen der Gegenkolben
sich während des Spritzvorgangs abstützt und die, während der volle Preßdruck auf
ihnen lastet,. zum Auswerfen des Gießrestes aus der Bewegungsbahn des Gegenkolbens
entfernt werden müssen.
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Ferner sind Maschinen bekannt, bei denen der Gegenkolben sich auf
dem ortsfesten Boden der Preßkammer abstützt, die Düsenmündung aber nicht durch
eine Axialbewegung, sondern durch eine Drehbewegung freigibt. Hierbei muß jedoch
der als Auswerfer dienende Gegenkolben den Gießrest entgegen der Preßhubrichtung
entlang der gesamten Füllhöhe durch die Preßkammer nach oben herausdrücken. Dadurch
unterliegen Preßkammer und Gegenkolben einer hohen Abnutzung. Außerdem ist dabei
eine Preßkammer mit Boden erforderlich, die nicht nur eine schwierige und teure
Herstellung erfordert, sondern auch beim Ein- und Ausbauen des Gegenkolbens schwer
zugänglich ist. Gerade weil das Ausbauen der heißen Preßkammerteile während der
Arbeitszeit auf große Schwierigkeiten stößt,
war bisher die Bauart
mit drehbarem Gegenkolben wenig beliebt.
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Gegenüber den bekannten 'Maschinen unterscheidet sich der Gegenstand
der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß derCiegenkolben in seiner inneren, durch
steuerbare A, )stützmittel gegen Längsverschieben gesicherten Endstellung
nach Art eines Drehsteuerschiehers zum Aufsteuern der Düsenöffnung vierdrehbar und
in der Preßhubrichtung erst nach der Freigabe der Abstützmirttel in seine äußere
Endstellung längs verschiebbar ist. Um die Düsenöffnung im richtigen Augenblick
aufzusteuern, kuppelt man bei der neuen Bauart die Drehbewegung . des Gegenkolbens
derart zwangsläufig mit dem Preßhub des Preßkolbens, daß diese Drehbewegung unmittelbar
vor dem Auftreffen des Preßkolbens auf das Gießgut zustande kommt. Als :\bstützmittel
für den Gegenkolben eignet sich vor allem ein hydraulischer Stützkolben, der entgegen
der Preßhubrichtung derart belastbar ist, daß er dem vom Preßkolben bei seinem Preßhub
bis zur Beendigung des Gießvorgangs ausgeübten Druck unnachgiebig standhält und
erst nach dem Füllen der Form derart entlastet wird, daß der von ihm abgestützte
Gegenkolben sich in der Preßlitibrichtung in seine außerhalb der Preßkammer liegende
Endstellung längs verschieben kann. Konstruktiv verbindet man den Gegenkolben zweckmäßig
dreheinstellbar mit dem Stützkolben und läßt auf den Gegenkolben einen hydraulischen
Hilfskolbeneinwirken, der an das den Preßhub des Preßkolbens bewirkende hydraulische
Drucknetz angeschlossen ist und den Gegenkolben ki seiner die Düsenöffnung aufsteuernden
Richtung verdreht. Wenn man den Druck zum Preßkolben und Hilfskolben gleichzeitig
in einfachster Weise durch den gleichen Steuerapparat freigeben will, so wird man
in den zum Hilfskolben führenden Abschnitt der Druckflüssigkeitsleitung vorteilhaft
eine Drossel einbauen, die sich derart einstellen läßt, daß der Hilfskolben den
Gegenkolben zwangsläufig gerade in dem Augenblick verdreht, bevor der Preßkolben
auf das Gießgut auftrifft.
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Die Erfindung wird im folgenden unter 1linweis auf ein in der Zeichnung
srhematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei sich weitere kennzeichnende
Merkmale ergeben werden. Es zeigt Fig. l einen senkrechten Schnitt durch eine Preßgießmaschine,
wobei jedoch nicht alle Einzelteile, insbesondere diejenigen der hydraulischen Anlage,
in demselben Maßstab dargestellt sind, Fig.2 einen waagerechten Schnitt, etwa nach
Linie 11-]I in Fig. i, F ig. 3 eine Schrägansicht einer Einzelheit.
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i ist ein in besonders kleinem Maßstab dargestellter Druckspeicher,
all dessen unteren I# lüssirikeitsauslaß eine Druckleitung 2 angeschlossen ist,
die zu dem in der Zeichnung obenliegenden Arbeitsraum 3 des Arbeitszylinders 4 eines
Preßkolbens 5 einer Preßgießmaschine führt. Die Druckleitung 2 führt jenseits des
Arbeitsraumes 3 über einen Leitungsabschnitt 6 und eine einstellbare Drossel j zum
Arbeitsraum 8 eines Hilfskolbens g. io ist die rohrförmig ausgebildete Preßkaminer
der Preßgießmaschine und 11 ein Gegenkolben, welcher den Boden der Preßkanirner
io bildet. .\1n Gegenkolben i i ist eine im wesentlichen radial nach außen gerichteter
Hebel 12 befestigt. der in der gezeichneten Stellung unter der Wirkung einer Feder
13 an einem Anschlaglineal 14 anliegt. Der Nebel 1 2 befindet sich in der Bewegungsbahn
des Hilfskolbens g.
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Der Gegenkolben t i hat an seinem oberen Stirnende eine Aussparung
1,3. wie dies am ]>testen aus Fig. 3 ersichtlich ist. In der gezeichneten 'Stellung
@, hei der der Gegelikolben i i seine obere Endstellung innerhalb der Preßkamtner
to einnimmt, liegt die Aussparung 15 gemäß Fig. i zwar in der gleichen Höhe wie
eine Düsenöffnung 16. Trotzdem ist dabei. was am deutlichsten aus der strichpunktierten
Linie i5a in Fig. 2 hervorgeht, die Aussparung 15 noch nicht mit der Düsenöffnung
i6 verbunden. Eitle solche Verbindung entstellt erst, wenn in der gezeichneten Hubstellung
des Kolbens i i der Hebel 12 entgegen der Wirkung der Feder 13 in der PfeilriChtUng
28 verschwerikt wird.
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17 ist eine hydraulische Hochdruckleitung, deren Druck in an sich
bekannter Weise zweckmäßig durch eine kombinierte I\ iederdruckhochdruckpumpe erzeugt
wird. Die Hochdruckleitung 1; führt über Leitungsabschnitte ig zu zwei Steuerapparaten
20, 21. Der Steuerapparat 20 ist auf der Zeichnung so eingestellt, daß die Druckflüssigkeit
über eine Leitung 22 zum Rückhubraum 23 des Preßkolbens 5 und von dort über eine
Leiturig 24 und eitle einstellbare Drossel 25 zum Rückhubraum 26 des Hilfskolbens
c gelangen kann. Ferner sind der Druck in <teil Leitungen 17, 18. 22,
23 und die Rückhubfläche des Preßkolhens 5 ini Verhältnis zu seiner oberen Stirnfl:iclie
so gewählt. claß der Prel3-kolben 3 sich entgelte ti dem hin 1 >rtlcksl>eiclier
i herrschenden Druck nach aufwärts in die gezeichnete obere Endstellung bewegen
muß, sobald der Steuerapparat 20 die gezeichnete I#.irlstellu11g hat. bewegt inan
dagegen seinen @teuerscllielter 30 nach rechts, so wird die Zuleitung t S
zum Stetierapllarat 20 unterbrochen und der hüclalul>raum 23 über die l.eiturlg
22 tnit einer .\lifltil:ileitung 29 verbunden. so da13 der Preßkolbeil ; sich unter
<lern Druck des Druckspeichers i abwärts bewegen und seitletl Arbeits- oder I'reßliti1>
ausführen kann.
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Der andere Steuerapparat 21 verbindet in der gezeichneten Stellu11g
seines @teuerschiel>ers 31 die Zuleitung ig mit Leitu11gsabschllittetl 32. 33, die
zti den Arbeitsräumen 34, 35 eines #,cltlietizvl.inders 36 und eines anderen Zylinders
37 führen. Im Schließzylinder 36 ist ein Schliel3kol4en 38 angeordnet. der die bewegliche
Hälfte 39 einer Gießfarin 39. 40 trägt, deren andere Hälfte 40 über
die i >iisen<iffntin#, 16 seitlich alt die rolirfiirniige l'rel:ikattitner io
angeschlossen ist. Die gezeichnete rechte Endstellung des Schließkolbens 38 erltsl>ricllt
der- Scllließstellurlg der Gießform 39, 40.
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In dem anderen oder Stützzylinder 37 ist ein Stützkolben 41 angeordnet.
in dessen oberem Ende eine untere Ringschulter 42 des Gegenkolbens t t
drehbar,
aber nicht längs verschiebbar eingehängt ist. Der Druck, welcher von der Hochdruckleitung
17 aus im Arbeitsraum 35 auf die verhältnismäßig große untere Stirnfläche
des Stützkolbens ,I1 ausgeübt wird. ist wesetitlicli größer als der vorn Druckspeicher
1 au: auf den 1'reßkolben 5 in der 1'reßlitibrichtung 43 ausgeübt(- Druck.
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Die Rückhubräume 44, .I5 für die Rückhübe der beiden Kolben 38, .I1
sind Tiber Leitungen 46, .17 an den Steuerapparat 2 t angeschlossen. In der gezeichneten
Stellung des Steuerscluiebers 31 sind die Rückhubräume .h1, .I5 durch ihre Verbindung
mit einer drucklosen Abflußleitung .I8 entlastet. Bewegt nian den Steuerschieber
31 aus der gezeichneten Stellung nach rechts, so wird die Abflußleitung .18 abgesperrt.
Ferner wird dabei die Zuleilun1g 17, 19 für die zu den Leitungen 46, :17
aufgestettert und die Arbeitsräunne 34, 35 des Schließzylinders 36 und des Stützzylinders
37 mit einer drucklosen Flüssigkeitsableitung .I9 verbunden. In di,esetn Fall bewegen
sich der Stützkolben .I1 nach abwärts und der Schließkollier 38 in der Zeichnung
nach links. Dabei sind die IZückhubflächen in den ringförmigen Riickliubräumeti
44, .I5 im Verhältnis zu den den Arbeitsräumen 3d., 35 zugewandten Kolbenstirnflächen'
derart bemessen, daß zuerst der Stützkopien 41 seine Abwärtsbewegung und erst danach
der Schließkolben 38 seine die Gießform 39, 4o öffnende Iiubbewegung ausführt.
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Die Preßgießniaschine und ihre Steuerapparate 2o, 21 befinden sich
in der gezeichneten Stellung, wenn das Gießgut in abgemessener Menge mit einem Gießlöffel
oder einer geeignete" Beschickungseinrichtung eingefüllt wird, wobei der in seiner
oberen Endstellung in die Preßkammer io hiineinragende Gegenkolben i i nach Art
eines Drebsteuerschiebers die zur seitlichen Fortn 39, 4o führende Düsetiöffnung
16 absperrt.
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Nach deni 1?infüllen des Gießgutes wird der Schieber 3o des Steuerapparates
20 nach reclits 4ewegt. 1lierdurch wird die Leitung 22 finit derAbflukileitung 29
verbunden. Das bewirkt eine Entlastung des Rückzugraun,es 23 und über
die Drossel 25 auch eine Entlastung des Rückzugraunie.s 26 des Iiilfskolbens 9.
Der Druckspeicher i vermag nun den Preßkolben 5 abwärts zu bewegen und über die
Drossel 7 auch den Hilfskolben 9 nach rechts zu bewegen. Dabei ist die Drossel ?
derart bemessen bzw. eingestellt, daß der Hilfskolben 9 über den Hebel 12 den, dabei
als Steuerschieber wirksamen Gegenkolben i i in unmittelbarer zeitlicher Abhängigkeit
vorn .@\rbeitshub des Preßkolbens 5 so verdreht, daß die Aussparung 15 die Düsenöffnung
16 aufsteuert, kurz bevor der Preßkolben 5 auf (las in der Preßkammer io befindliche
Gießgut einwirkt. Bei seiner der vollendeten Drehbewegung nun unmittelbar folgenden
Einwirkung drückt der Preßkolben 5 das Gießgut, ohne daß dieses vorher eine zusätzliche
Abkühlung an den Wandungen der Preßkammer erleidet, ungehindert durch die Düsenüffnung
16 in die Gießforst 39, .,o. die dabei durch den von der Leitung 17 aus unter
Hochdruck stehenden Schließkolben 38 fest geschlossen gehaltert wird. Bei diesem
Preßgießvorgang kann der Gegenkolben i i nicht nach unten nachgeben, weil die im
Art>-i(ts,raum 35 auf den Stützkolben .I1 nach oben wirkende Kraft wesentlich größer
ist als die statischen und Beschleunigungskräfte, dne vorn Druckspeicher i aus auf
den Preßkolben 5 in dessen Arbeitsrichtung 43 einwirken.
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Sobald nun das Gießgut in der Form 39, 4o erstarrt ist, wird von Hand
oder selbsttätig der Steuerschieber 31 des Steuerapparates 21 derart (nach rechts)
verschoben, daß die Arbeitsräume 34, 35 über dii,e Leitungen 32, 33 an die Abflußleitung
49 und die Rückhubräume 44, 45 über die Leitungen .I6. ,I7 an die Hochdruckleitung
17 angeschlossen worden. Das hat infolge entsprechender Bemessung der Kolbenflächen
in den Räumen 35, .15 im Verhältnis zu den Kolbenflächen in den Räumet, 3:1, ad
zur Folge, daß sich zunächst der Stützkolben 41' abwärts bewegt. Der auf dem Gießrest
aufsitzende Preßkolben 5 folgt, weil er weiterhin unter dem Druck des Speichers
i steht, der Abwärtsbewegung des Gegorikolbens i i. Er schert dabei den in der Preßkammer
verbliebenen scheibenförmigen Gießrest gewaltsam von dem in der Düsenmündung erstarrten
Metallrest ab und bleibt entsprechend der Länge des Rückdruckraumes 23 `kurz unterhalb
des unteren Endes der Preßkammer io stehen. Der Gegenkolben i i bewegt sich noch
ein Stück weiter nach unten, bis der Stützkolben .41 am Boden des Stützzylinders
37 auftrifft. Hierbei entsteht zwischen dem Gießrest und einem der beiden Kolben
5. i i ein Zwischenraum, der es ermöglicht, in einfacher, an sich bekannter Weise
den Gießrest von dem anderen Kolben zu entfernen. In dieser Stellung ist die Preßkammer
an ihren beiden Enden offen und der Reinigung lieicht zugänglich.
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Nachdem der Gießrest die -beiden unterstehenden Kolben nicht mehr
zusammenhält, zieht die Feder 13 dei liebe, 12 zurück gegen das Anschlaglineal 14.
Hierbei gelangt der Gegenkolben 13 bzw. seine Steuerkante i5a in die in Fig. i und
2 dargestellte Ausgangslage. Diese ist derart, daß der Gegenkolben i i in seiner
gezeichneten oberen oder inneren Endstellung die Düsenöffnung 16 absperrt.
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Nach dem Auftreffen des Stützkolbens 41 auf dem Boden des Stützzylinders
3j kann der Druck im Rückhubraum .LI des Formschließzylinders den Schließkolben
38 nach littiks schieben und die Gießform 39, .I0 öffnen. Gelangt nun durch Betätigen
des Steuerschiebers 30 Druck aus der Hochdruckleitung 17 in den Rückhubraum
23, so bewegt sich der Preßkolben 5 entgegen dem ,schwächeren Druck, der vom Speicherraum
i auf ihn ausgeübt wird, nach oben in die gezeichnete obere Ausgangsstellung. Dabei
pflanzt sich der Druck auch über die Leitung 24 und die Drossel 25 in den Rückhubraum
26 des Hilfszylinders 5o fort. Hierdurch wird der Hilfskolben 9 entgegen dem vom
Speicherraum i über die Leitung 6 und die Drossel 7 ausgeübten Druck in seine linke
Ausgangsstellung zurückbewegt.
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Ist nun das Werkstück samt dem in der Düsenöffnung 16 steckenden Metallrest
aus der Gießforen
39, -1o entfernt, so wird der Steuerschieber 3
i des Steuerapparates 21 wieder in die gezeichnete Stellung gebracht. Hierdurch
kann der Hochdruck wieder in die Arbeitsräume 34., 35 gelangen, während die Rückhubräume
44, d5 über die Leitungen 46, .17, 48 entlastet sind. Es kann sich jetzt die Foren
39, .4o unter dem Druck im Arbeitsraum 3-1 wieder schließen und der Gegenkolben
i i unter dem Druck des Arbeitsraumes 35 des Stützzylinders 37 aus der unteren oder
äußeren in seine innere, d. li. innerliall) der Preßkammer.io liegende obere Endstellung
bewegen, dire auf der Zeichnung dargestellt ist. Hierbei bewegt sich der Hebel 12
unter der Wirkung der Feder 13 am Anschlaglineal 1:I nach oben, während der Hilfskolbeng
sich bereits wieder in seiner linken l,.ndst@ellung befindet. Sobald der Gegenkolben
i i die gezeichnete innere Endstellung erreicht hat, ist die Maschine wieder gießbereit.
Ihre I'reßkainmer io kann also mit einer abgemessenen Gießgutmenge beschickt werden,
worauf dann durch Verstellen des Steuerschiebers ein neuer Preßhul) des Preßkoll)ens
5 eingeleitet wird, wie dies oben erläutert wurde.
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Durch die beschriebene Konstruktion wird nicht nur erreicht, daß jener
Teil der Preßkammerfiillmenge, die den späteren Gießrest bildet, auf dem kürzesten
Wege ohne alle überflüssigen Reibungen durch die Füllkammer gebracht wird: sondern
es wird zugleich auch die Bewegung, die zur Freigabe der Düsenöffnung führt, in
einfacher, betriebssicherer Weise dem Antriebssystem der Maschine entnommen, ohne
daß bei der Bewegung des nach Art eines Drehsteuerschiebers wirkenden Abschlußorgans
in der Füllkammer selbst auf die Kraftwirkungen federnder Mittel zurückgegriffen
werden müßte, die nach den Erfahrungen der Praxis nicht betriebssicher sind.