DE840578C

DE840578C - Druckgiessmaschine mit kalter Druckkammer

Info

Publication number: DE840578C
Application number: DED7542A
Authority: DE
Inventors: Herman H Doehler; Clyde A Wilcox
Original assignee: DOEHLER JARVIS CORP
Current assignee: DOEHLER JARVIS CORP
Priority date: 1950-05-19
Filing date: 1950-12-12
Publication date: 1952-06-03

Description

Druckgießmaschine mit kalter Druckkamrpr Die Erfindung betrifft Druckgießmaschinen, insbesondere solche mit kalter Druckkammer und weiterhin insbesondere mit einer selbsttätigen Gießlöffeleinrichtung für derartige Maschinen.
Der Hauptgegenstand der Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von Druckguß mit kalter Druckkammer. Dieser wird üblicherweise bei Legierungen mit hohem Schmelzpunkt angewendet, wie Aluminium, Magnesium und Messinglegierungen, und kennzeichnet sich dadurch, daß eine Charge geschmolzenen Metalls von Hand mittels einer Kelle von einer Schmelzwanne in die kalte Druckkammer oder den Gießkanal der Maschine übergeführt wird. Es ist früher vorgeschlagen worden, diesenTransportvorgang zu mechanisieren, aber die früheren Vorschläge hatten keinen Erfolg, jedenfalls sind sie, soweit bekannt, nicht mit Erfolg gewerblich verwertet. Ein besonderes Merkrnl der Erfindung liegt in der Erleichterung des Mettransportes über eine beträchtliche Entfernung,) daß die Schmelzwanne in der üblicherweise angenssenen Entfernung von der Maschine steht. Ein weres Merkmal liegt in der Löffeleinrichtung insow-, als sie es gestattet, die Kelle des Löffels unter zem beträchtlichen Winkel in das geschmolzene 'Xall einzutauchen, der annähernd einen rechten "inkel erreicht, und ferner insoweit, als sie ermögLt, daß die Entleerungsöffnung des Löffels, durch t das geschmolzene Metall in die Eingußöffnung des.eßkanals hineinfließt, unter einem angemessenen Wirl liegt. Zur Erfüllung dieser Aufgaben wird der Löffam oberen Ende eines Trägerarmes angeordnet, den seinem unteren Ende gelenkig gelagert ist. Er hafte beträchtliche Länge und ermöglicht daher einen gemessenen Abstand zwisehen der Schmelzwanne und dem Eingußkanal. Vorzugsweise ist er so angeordnet daß er über einen erlieblich größeren Winkel als qo°, vorzugsweise über mehr als i35°, schwingt und cabei nicht nur den gewünschten Förderweg, sonderr auch die ge-,vünschten 17intauch- und Ausgußwinkel #,rreicht.
Ein weiteres Merkmal der Efindung liegt darin, den notwendigen Hub der Chargegeschmolzenen Metalls herabzusetzen und ebenso di Wirkung der Zentrifugalkraft während der Bewegrng des Löffels von der l?intauch- bis zur Gießstelltzg zu vermindern. Zu <fiesem Zweck enthält die Vrrichtung vorzugsweise Mittel zum beträchtlichen Küzen des Armes während des mittleren Teiles seines Wges und zum Ausziehen desselben an den Grenzteiler seines Weges. Vorzugsweise ist der Arm teleskopish ausgebildet, und sein oberer, den Löffel tragender eil ist mit einem Nockenau-,gerüstet, der geen einen festliegenden Nockenweg arbeitet. Der Nckenweg liegt in seiner Mitte im wesentlichen waZerecht und ist an den linden abwärts gebogen. :ine solche Anordnung bringt den Vorteil eines grden Förderweges in Verbindung mit den gewünsclpn Eintauch- und Gießwinkeln, mindert dabei aberlie Zentrifugalkraft beim 'leben des geschmolzenen Stalls im Löffel.
hin weiteres Merkmal der-rfiridung liegt in zweckentsprechenden miteinand zusammenarbeitenden Steuermitteln zum selbsttägen Steuern aller Teile der Maschine während ihreArbeitsganges. Die Vorrichtung enthält einen Haulpreßzylinder zum Öffnen und Schließen der Form, ein Druckkarnnierzylinder zum Bewegen des Druckkbens im Gießkanal und einen dritten Zylinder zum;ewegen des Löffelträgerarmes. Die Zv linder sind vorzugsweise hydraulisch und werden durch luftbetagte hydraulische Ventile gesteuert, die ihrerseits veckentsprechend durch solenoidbetätigte Luftvent: gesteuert werden. Die letzteren wiederum werdenurch zweckentsprechende elektrische Stromkreise gteuert. Es wird keine Hauptnocken- oder Verflerwelle benötigt, statt dessen werden zwei Zeitre2r benutzt. Der eine, ein Verzögerungsregler, verhüt eine verfrühte Tätigkeit des Druckkammerkolbens, id der andere, ein Hauptregler, bestimmt die Kühlft nach erfolgtem Gießen bis zum Öffnen der Masche für das Auswerfen. Aus Sicherheitsgründen ist eirianzahl von Arbeitsgängen der Maschine eingeschalt die später beschrieben werden.
Weitere 'Merkmale der pindung betreffen die Änderung oder die Bestimmg der Metallmenge, die von dem Löffel während s Eintauchvorganges aufgenommen wird. Zu diese Zweck trägt er vorzugsweise eine abnehmbar arhm befestigte Kelle, die schnell entfern- und gegemdere Kellen abweichender Größe auswechselbar isUadurch kann die Metallcharge der Größe des Gstückes angepaßt werden, ohne diß man den gesJen Löffel auszuwechseln braucht. Durch ein ande `Merkmal der Erfindung und einen anderen Gegen.nd kann auch in gewissen Grenzen eine Abmessung#.r Metallcharge ohne Auswechslung der Schale erl;en. Zu diesem Zweck ist die Kelle am oberen End.in dem sie mit (lern Löffel verbunden wird, vorzug;ise kreisförmig oder zvIindrisch ausgebildet und dreheinstellbar eingerichtet. Da die Außenwand der Kelle zum Erzeugen der Öffnung, durch welche das Metall beim Eintauchen in sie hineinfließt, ausgeschnitten ist, wird praktisch die Metallmenge, die in der Kelle verbleibt, etwas geändert, wenn die Schale aus ihrer üblichen Lage nach der einen oder anderen Seite gedreht ist.
Zur Ergänzung der vorhergehenden Merkmale und anderer, mehr Einzelheiten betreffender Gegenstände, die im folgenden auftreten werden, ist festzustellen: Die Erfindung betrifft eine selbsttäti_.e Löffeleinrichtung und eine Druckgießniaschine sowie ihre Beziehungen zueinander, wie alles im folgenden beschrieben wird. Zu der Beschreibung gehören Zeichnungen, und es zeigt Fig. i eine Ansicht einer Ausführungsform einer Löffeleinrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 eine Endansicht der Einrichtung, Fig. 3 in größerem Maßstabe eine Einzelheit nach Linien 3-3 der Fig. 2, Fig.4 in größerem Maßstabe eine Teilansicht des teleskopischen Armes nach Entfernen seiner Deckplatte, Fig. 5 einen Teilgrundriß, der eine typische Stellung von Ofen, Kokillenform und Löffel zueinander zeigt, Fig. 6 eine Vorderansicht einer abgewandelten Löffeleinrichtung, Fig.7 einen Querschnitt etwa in der Ebene der Linien 7-7 der Fig. 6 und Fig. 8 ein Schema der Kreise der Flüssigkeit, der Luft und des elektrischenStronies in einer Vorrichtung, die gerade die Merkmale der Erfindung verkörpert.
Gemäß Fig. 8 der Zeichnungen enthält die Druckgießmaschine mit kalter Druckkammer üblicherweise eine Trägerplatte 12, an der die (nicht dargestellte) obere Formhälfte befestigt ist und die die kalte Druckkammer oder den Gießkanal 14 enthält. Der letztere besitzt eine Eingußöffnung 16, durch die die Charge geschmolzenen Metalls eingeführt wird. Die Maschine enthält ferner einen Hauptpreßzylinder 18 zum Bewegen der losen Platte 20, welche den Auswerfer trägt. Der Zylinder dient dazu, die Kokillen zu öffnen und zu schließen. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist die Hebeleinrichtung weggelassen. Sobald die Kokille geschlossen ist, wird die 'Metallcharge im Eingießkanal mittels des Druckkolbens 22 in den Innenraum der Form gedrückt. Das erfolgt mittels des Druckkammerzylinders 24. Üblicherweise werden die Zylinder hydraulisch betätigt.
Gemäß der Erfindung wird ein (in Fig. 8 nicht gezeigter) Löffel selbsttätig zwischen der Eintauchstellung und der Gießstellung hin und her bewegt, und für diesen Zweck sind entsprechende Mittel vorgesehen. Obgleich das nicht von entscheidender Bedeutung ist, wird die Vorrichtung üblicherweise hydraulisch betrieben und dementsprechend ein dritter hydraulischer Zylinder 26 zum Bewegen des Löffels angeordnet. In der Praxis steht dieser Zylinder senkrecht, wie später beschrieben wird. Hier aber ist er umgelegt, damit sich die Verbindungen in dem Schema leichter erkennen lassen.
Nach Fig. 6 der Zeichnung gebt der Grundgedanke der Fördereinrichtung mit dem Gießlöffel hervor. Ein Gießlöffel 3o sitzt am Ende eines Armes 32, der bei 34 an einem funkt zwischen der Schmelzwanne 36 und der Eingießöffnung 16 des Gießkanals 14 gelenkig gelagert ist. Der hier gezeigte Löffel 30 ist geschlossen oder röhrenförmig, an einem Ende mit der Ausgießöffnung 38 und am anderen Ende mit der Kelle 40 vers sehen. «"enn sich der Arrn 32 in seiner linken Lage befindet, taucht die Kelle, wie bei 40' gezeigt, in das geschmolzene Metall 42 ein, so daß das Metall den umschlossenen Teil der Kelle durch die Öffnung 44' füllt. Wenn der 1_öffel aus der Füllage 30' in die Gießlage 30" geschwungen wird, nimmt die Ausgießöffnung die Lage 38" unmittelbar über der Eingießöffnung 16 ein, und das Metall fließt aus der Kelle durch den Löffel in den Gießkanal 14. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Metall nicht zu fließen beginnt, bevor die Löffelbewegung nahezu beendet ist, und in diesem Augenblick ist die Fließrichtung des Metalls so, daß es in die Fingießöffnung 16 trifft.
Dadurch, daß der Löffel am Ende eines verhältnismäßig langen Armes sitzt, kann sein Förderweg beträchtlich sein, und infolgedessen kann der Ofen oder die Schmelzwanne sich in einem ausreichenden Abstande \,om Gießkanal befinden. Da gleichzeitig der «'inkel, über den der Arm geschwungen wird, beträchtlich ist, beispielsweise 135' oder mehr, kann die Sch'de 4cr unter einem steilen Winkel in (las gesclitnolzene Metall eintauchen, im vorliegenden Falle annähernd unter einem rechten Winkel. Ani Ende der Gießbewegung liegen der Löffel und die Ausgießöffnung unter einem angemessen steilen Winkel, der eine schnelle und vollständige Entleerung des geschmolzenen Metalls sichert. Die Anordnung stellt im Gegensatz zu einer solchen, bei der man den Abstand zwischen der Schmelzwanne und der Eingießöffnung mit Hilfe eines langen Löffels zu überbrücken versucht, der um ein Gelenk in seiner 'litte schwingt, denn in diesem Falle kann dem Löffel nur eine begrenzte Wipp- oder Schaukelbewegung gegeben werden und die Eintauch- oderAusgicßwinkel würden verhältnismäßig flach oder begrenzt sein.
Nach den die Finzelteile genauer darstellenden F ig. (i und 7 erfolgt das Schwingen des Armes 32 mit Hilfe eines Kolbens 46, der ;ich in einem hydraulischen Zylinder 48 bewegt. Das obere Ende der Kolbenstange 50 ist mit einer Zahnstange 52 verbunden, die mit einern Ritze[ 54 an der Welle 34 des Armes 32 im Eingriff steht. Es ergibt sich, daß die Auf- oder Abwärtsbewegung des Kolbens die Schwingbewegung des Armes zwischen der Tauch- und Ausgießlage bewirkt. 1)as würde indessen ein beträchtliches Heben des Löffels zur folge haben und erhebliche Zentrifugalkräfte auf (las geschmolzene Metall ausüben. Diese Schwierigkeiten werden mit Hilfe eines teleskopartigen Armes und von :Mitteln zur Änderung seiner Länge behoben.
f)ie Teleskopeinrichtung des Löffelarmes 32 zeigt sich am besten aus 1#ig.7, aus der hervorgeht, daß eine verdeckt liegende Stange 56 am unteren Ende mit der Welle 34 verbunden ist. Im vorliegenden Falle besitzt die Welle ein Paßloch, das quer durch sie hindurchgefräst oder -geräumt ist und das untere Ende der Stange 56 aufnimmt. Der obere Teil 32 des Armes ist hohl und nimmt die Gleitstange 56 auf. Zur Erleichterung der Herstellung kann er aus einem Hauptgehäuse 58 bestehen, das durch eine Platte 6o abgeschlossen ist. Der Teil 58 trägt eine Nockenstößerrolle 62, die in eine feste Nockenrille 64 eingreift. Ferner trägt er einen Gleitschuh 66, der in gleitender Verbindung mit einem Führungssteg 68 steht, welcher mit dem Gehäuse 70, in das die Nockenrille 64 eingearbeitet ist, aus einem Stück besteht.
Nach Fig.6 liegt die Nockenrille 64 größtenteils waagerecht, ist aber an den Enden abwärts gebogen. Das Ergebnis dieser Anordnung ist, daß der teleskopische Arm an den Enden des Tauch- und Ausgießweges zu der erforderlichen Länge ausgezogen und während seines Weges von einer Endstellung zur anderen beträchtlich verkürzt wird. Das ergibt eine Reihe von Vorteilen. Einer davon liegt darin, daß es nicht nötig ist, den schweren Löffel und seine Metallcharge während des gewünschten Förderweges vom Ofen zum Gießkanal um ein beträchtliches Maß anzuheben. Ein anderer Vorteil besteht in der Verringerung der Zentrifugalkraft, die sich auf das geschmolzene Metall auswirkt, so daß dies nicht aus der offenen Seite der Kelle herausspritzt oder vorzeitig längs des Löffels zur Ausgießöffnung getrieben wird, obgleich die Bewegung zur Vermeidung von Wärmeverlusten schnell ist.
Die gesamte Lagereinheit 72 (Fig. 6) ruht auf einer Platte 74, die vom oberen Ende der Stange 76 getragen wird. Diese ihrerseits ist in Trägern 78 und 8o festgeklammert, welche in einiger Entfernung voneinander an der Platte 82 sitzen, und diese wiederum ist am Außenmantel der Schmelzwanne befestigt. Das kann mit Hilfe von Blöcken 84 geschehen, die vorsorglich am Ofen angeschweißt sind und Bolzen 86 aufnehmen, welche die Platte 82 an der Seite des Ofens tragen.
Gerade die gezeigte Trägereinrichtung mit ihrer Stange 76 ist wegen ihrer Anpassungsfähigkeit bei der Einstellung vorteilhaft. Beispielsweise kann die Höhe des Gerätes schnell durch Auf- oder Abwärtsschieben der Stange 76 verändert werden, bevor man die Klemmschraube 88 eines drehbaren Ringes 9o festzieht. Durch Versuche wird die Einregelung für die beste Einstellung zum Spiegel des geschmolzenen Metalls und zur Höhe des Gießkanals ermittelt. Die ganze Einrichtung kann dann für die beste Ausrichtung des aus dem Löffel fließenden geschmolzenen Metalls um die Achse der Stange 76 gedreht werden. Darauf kann die Stange durch Anziehen der Klemmbolzen 92 in ihrer Stellung festgelegt werden. Dabei wird angenommen, daß das Lager 78 ein geschlitztes Klemmfutter ist. Die hydraulischen Verbindungen zum oberen und unteren Ende des hydraulischen Zylinders 48 bei 94 und 96 werden vorzugsweise durch biegsame Schläuche hergestellt, welche die gewünschte Einregelung für die Richtung des Löffelträgers nicht behindern.
Nach Fig. 7 ist der Löffel selbst auf seinem Trägerarm einstellbar befestigt. Ein umgekehrt U-förmiges Paßstück ioo, welches einen Teil des Löffels bildet, ist mittels eines Bolzens 104 über das abgeflachte obere Ende einer Stange 102 festgeklemmt. Dadurch wird ermöglicht, die Winkellage des Löffels zu dem Arm zu ändern. Die Stange Zog ist feststellbar, aber einregelbar mittels eines Klemmbolzens io8 in einem geschlitzten Arm io6 befestigt, und dadurch ist es möglich, den Löffel etwas zu heben oder zu senken und ihn um die Achse der Stange 102 zu schwenken. Der Arm io6 ist, wie bei iio und 112 gezeigt, abgewinkelt. Sein oberer Teil 112 wird dabei durch die Mutter 114 gehalten, die auf das obere Ende eines Bolzens 116 aufgeschraubt ist, der fest im obenerwähnten Hauptgehäuse 58 sitzt und einen Teil desselben bildet.
Fig. 7 zeigt auch, wie der obere Kopf 118 des Zylinders 48 durch ein Paar Seitenplatten i2o und 122 an der Grundplatte 74 befestigt ist. Der untere Kopf 124 des Zylinders wird mit Hilfe von vier Ankerbolzen 126, die außerhalb des Zylinders 48 "liegen, gegen den oberen Kopf gezogen.
Aus Fig. 6 ergibt sich, daß der :Mittelteil 3o des Löffels gegen den Mündungsteil 38 keilförmig oder verjüngt ist. Die keilartige oder verjüngte Form liegt vorzugsweise auf der Unterseite des Löffels, und dies zusammen mit der Krümmung der Kelle 40 verhindert ein vorzeitiges Ausfließen des Metalls aus dem Löffel. Auf diese Weise hängt die Kelle abwärts, wenn der Löffel eine waagerechte Lage einnimmt, und selbst wenn er sich etwas weiterbewegt, bewirkt die Krümmung am Ende des Löffelteiles 30 von selbst eine Verzögerung des Metallausflus-es.
Es ist nicht wesentlich, eine Zahnrad- und Zahnstangenanordnung zu benutzen, wenn man eine Zylinder- und Kolbeneinrichtung zur Löffelbewegung verwendet, und bei einer Abwandlung des Erfindungsgegenstandes nach Fig. i wird durch vier Abbildungen eine einfache Gelenkverbindung für diesen Zweck gezeigt.
Nach Fig. i und 2 umfaßt das Gerät einen hydraulischen Zylinder 130, der von Stangen 132 auf einer Tragplatte 134 gehalten wird, die am oberen Ende einer Hauptträgerplatte 136 befestigt ist. Diese selbst sitzt in zweckentsprechender Weise an einem Träger, beispielsweise dem Ofen oder der Formmaschine oder zwischen beiden liegenden Teilen. Der Löffel 138 sitzt am oberen Ende eines teleskopischen Trägerarmes 140, dessen unteres Ende gelenkig auf einer Welle 142 ruht.
Fig. 3 zeigt, daß die Welle 142 einen seitwärts ragenden Arm 144 besitzt und daß dieser mittels eines Gelenkes 146 mit einem gegabelten Paßstück 148 verbunden ist, das einstellbar an dem mit Gewinde versehenen oberen Ende der Kolbenstange i5o befestigt ist. Der ganze Zylinder 130 ist bei 152 gelenkig aufgehängt (Fig. i), damit während der Bewegung der Kolbenstange eine Winkelbeweglichkeit besteht.
Die Teleskopeinrichtung des Armes 140 zeigt am besten die Fig. 4, aus der hervorgeht, daß eine verdeckt liegende Stange 154 im äußeren Arm 140 gleitbar angeordnet ist. Die Stange 154 kann, wenn wünschenswert, mit Lagerrollen 156 ausgerüstet sein. Die Stange und ihre Rollen sind in dem hohlen Arm 140 mittels einer zweckentsprechenden Platte 158 abgedeckt. Die Einrichtung zum selbsttätigen Ändern der wirksamen Länge des Armes 140 ist im wesentlichen die gleiche wie die vorher beschriebene, d. h. es besteht eine Nockenrolle 16o (Fig. 2), die von dem Außenmantel oder dem Arm 140 getragen wird und in eine Nockenrille 162 eingreift, die in einem Gehäuse 164 liegt, das auf der vorher erwähnten Lagerplatte 134 befestigt ist.
Der Löffel 138 weicht etwas von dem vorher beschriebenen ab. Er enthält einen Kegelstumpfteil 138, der an einem Ende mit einem zylinderförmigen Teil 166 und am anderen Ende mit einer Kelle 168 in Verbindung steht. Die Kelle ist im wesentlichen zylindrisch, an ihrem oberen oder rechten Ende offen und an ihrem linken oder unteren Ende durch einen etwa kugelschalenförmigenTeilabgeschlossen. EinWandungsteil der Kelle ist, wie bei 170 gezeigt, über eine beträchtliche Strecke ausgeschnitten. Das obere oder zylindrische Ende sitzt in dem zylindrischen Ringteil 172 des Löffels. Es ist dort abnehmbar eingesetzt und wird durch eine oder mehrere Klemmschrauben 174 festgelegt. Dazu ist zu bemerken, daß die Kelle aus anderem Werkstoff hergestellt sein kann als der Löffel selbst, vorzugsweise aus einem hochhitzebeständigen oder gegen das geschmolzene Metall, in das sie eintaucht, besonders widerstandsfähigen. Darüber hinaus läßt sich die Kelle leicht entfernen und gegen eine andere von einem höheren oder geringeren, beispielsweise durch einfaches Ändern der Größe des Ausschnittes 17o bestimmbaren Fassungsvermögen austauschen. Es kann jeweils eine Kelle gewählt werden, die eine Metallcharge schöpft, welche der Größe des Gußstückes entspricht, aber natürlich einen Überschuß an Metall für den Anguß am gießkanalwärtigen Ende enthält, der zusammen mit dem Gußstück und dem Steiger herauskommt, wenn das Gußstück aus der Kokille ausgeworfen wird.
Eine typische Anordnung von Gießmaschine, Ofen und Löffel zueinander zeigt die Fig. 5. Hier sind der feststehende Kopf der Presse i8o, ein Gießkanal 182 und ein Druckkolben 184 gezeigt, der von einem Druckkammerzylinder 186 betätigt wird. Der Ofen ist bei 188 gezeigt und hat einen Zugang zur Schmelzwanne bei igo. Der Löffel 138 ist in waagerechter Stellung etwa in der Mitte zwischen der Tauch- und Gießanlage dargestellt.
Es ist nachzuholen, daß der Löffel nach Fig. 6 und 7 insofern ähnlich eingerichtet ist, als auch die Kelle 40 mittels einer oder mehrerer Schrauben 41 im Löffel 3o abnehmbar befestigt ist. Auch hier besteht der Vorteil, die Kelle aus beliebigem, gegebenenfalls von dem des Löffels abweichendem Werkstoff herzustellen und schnell von einer Kellengröße zu einer anderen überzugehen, um die Menge des geförderten Metalls zu ändern. Eine beträchtliche Anzahl von Kellen 4o kann mit einer kleinen Öffnung wie 44 ausgebildet werden, und die Öffnung kann bei weiteren Kellen vergrößert werden, so daß man Sätze von Kellen mit laufend sich änderndem Fassungsvermögen erhält.
Das Arbeiten der Vorrichtung soll an Hand der Fig. 8 kurz beschrieben werden. An einer zweckentsprechenden Stelle der Vorrichtung ist für den Gießer ein Instrumentenbrett mit einer Anzahl von Steuerschaltern oder Druckknöpfen vorgesehen. Sie sind oben in der Fig. 8 dargestellt und arbeiten wie folgt Die Knöpfe 2o2 und 204 müssen vom Benutzer gleichzeitig mit der rechten und linken Hand gedrückt werden, um die Vorrichtung in Betrieb zu setzen. Das ist eine Sicherheitseinrichtung. Der Knopf 2o6 öffnet den Kokillenschließstromkreis und kann beim Eintritt eines Notfalls zum sofortigen öffnen der Kokille benutzt werden. Knopf 2o8 ist ein Handsicherheitsgießknopf. Knopf 2io ist ein Handunterbrecherknopf. Sie werden nur dann benutzt, wenn die Vorrichtung mit einer sogenannten gleitenden Paßplatte verbunden ist. Der Knopf 212 ist ein Handgießknopf und dient, falls gewünscht, zum Betätigen des Druckkammerzylinders von Hand. In einigen Fällen kann der Pfropfen oder Metallüberschuß im Druckzylinder haften, anstatt aus diesem zusammen mit dem Gußstück und dem Steiger herauszufallen. Dann kann der Benutzer den Handgießknopf 212 drücken, während die Kokille offen ist, und dadurch den Druckkolben veranlassen, den Rückstand auszuwerfen. Der Schalter 214 ist ein Hauptsteuerschalter, der den elektrischen Speisestrom schaltet und daher ermöglicht, die Ströme abzuschalten, welche üblicherweise das selbsttätige Arbeiten steuern.
Im vorliegenden Falle arbeitet die Maschine immer für einen Herstellungsgang selbsttätig. Zum Inbetriebsetzen der Maschine drückt der Gießer mit der rechten und linken Hand gleichzeitig die Knöpfe 202 und 204. Der Knopf 202 öffnet einige (nicht dargestellte) Sicherheitskreise an den Hauptzugstangen der Maschine, so daß sich die Kokille schließen läßt. Der Knopf 204 ist durch eine schematisch dargestellte Leitung 215 elektrisch mit einem durch Solenoid gesteuerten Luftventil 216 verbunden. Dieses betätigt einen einfach arbeitenden Luftdruckzylinder 218 und dieser wiederum das Vierwegeventil 220. Dieses selbst steuert den hydraulischen Zylinder 18 zum Öffnen und Schließen der Kokille und schließt diese jetzt. An der beweglichen Platte 20 sitzt eine Grenzschaltstange 222. Sie ist bei 224 für das Zusammenarbeiten mit einem Endschalter 226 abgestuft und zum Zusammenarbeiten mit den Endschaltern 232 und 234 mit Nockenvorsprüngen 228 und 230 versehen. Der Schalter 226 ist üblicherweise offen, schließt sich aber, wenn die Kokille sich zu schließen beginnt, und löst, wie später beschrieben, die Löffelbewegung aus. Der Grenzschalter 232 hat linke und rechte Kontakte. Die linken sind üblicherweise geschlossen und verhindern, daß mit Hilfe des Handgießknopfes 212 eine Druckkammerbetätigung eintreten könnte, während die Kokille geschlossen ist; die rechten Kontakte lösen, wie später beschrieben wird, die Tätigkeit eines Verzögerungszeitreglers 236 der Druckkammertätigkeit aus. Der Endschalter 234 steuert, wie später beschrieben, den Haltestrom des Relais 238.
Wenn die Kokille sich zu schließen beginnt, wird der sonst offene Endschalter 226 durch die Endschaltstange 222 geschlossen, erregt ein Solenoid zum Betätigen eines Vierwegeluftventils 240, und dieses läßt Druckluft zum Luftzylinder 242, der seinerseits das Vierwegeventil 244 schaltet. Dieses steuert den hydraulischen Zylinder 26, der den Löffel nach seiner Gießlage drückt.
Wenn die Kokille sich ihrer Schließlage nähert, schließt sich der Endschalter 234 und bringt dabei einen Haltestrom in der Wicklung des Relais 238 zum Fließen.
Sobald sich die Kokille geschlossen hat und die Maschine verriegelt ist, schließen die Kontakte des Endschalters 232 den Startstrom des elektrischen Verzögerungszeitreglers 236. Dieser Startstrom läuft auch durch einen Endschalter 246, der durch einen Nocken an der Löffelwelle geschlossen wird, wenn der Löffel das Ende der Gießbewegung erreicht. Der diesem Zweck dienende Nocken ist in Fig. i und 2 bei 248 und in Fig. 7 bei 250 ggzeigt. Dadurch wird der Verzögerungszeitregler 236 der Druckkammerbetätigung in Betrieb gesetzt. Nach einer kurzen Zeitspanne, z. B. einer Sekunde Verzögerung, schließt sich ein Belastungsstrom des Zeitreglers 236 und erregt die Magnetwicklung des Relais 238. Dieses schließt einen elektrischen Strom, der das Solenoid eines Vierwegeventils 252 erregt. Dadurch wird ein Luftdruckzylinder 254 und ein hydraulisches Vierwegeventil 256 für den hydraulischen Druckkammerzylinder 24 betätigt. Das letztere treibt den Kolben 22 an und erzeugt damit den Gießdruck.
Wenn das Flüssigkeitsventil 256 sich bewegt, um die Druckkammer zu betätigen, schließt es einen Endschalter 258, und dieser schließt ebenfalls einen Stromkreis, der einen Zeitregler 26o für das öffnen der Maschine anlaufen läßt. Dies ist der Hauptzeitregler; er ist auf eine wesentlich längere Zeit eingestellt als der Zeitregler 236. Nach der gewünschten Abkühlzeit, die das Gußstück zum Erhärten braucht, erregt der Zeitregler 26o das Solenoid des Luftventils 262 über eine schematisch gezeigte Leitung 263. Dieses betätigt den Luftdruckzylinder 264, der seinerseits das Vierwegeflüssigkeitsventil 22o des Preßzylinders 18 schaltet. Der hydraulische Zylinder 18 öffnet dann die Kokille zum Auswerfen des Gußstückes, des Steigers und des Pfropfens oder Rückstandes.
Wenn die Maschine sich zu öffnen beginnt, kehrt der Endschalter 232 in seine Ruhelage zurück, in der er mittels der linken Kontakte eine Handdruckkammerbetätigung während der Öffnungslage der Maschine zuläßt. Das ist mitunter nötig, wenn der Angußpfropfen sich, wie oben erwähnt, in dem Gießkanal festgesetzt hat, anstatt mit dem Gußstück ausgeworfen zu werden. Die rechten Kontakte liegen im Anlaufstromkreis des Zeitreglers 236 und sind in der Ruhelage geöffnet, schließen sich aber, wenn die Kokille geschlossen wird, und setzen so den Zeitregler 236 in Lauf. Dadurch wird sichergestellt, daß der selbsttätige Preßguß nicht vorzeitig beginnt, z. B. nicht vor Ablauf einer Sekunde nach Schließen der Kokille.
Der Endschalter 234 öffnet sich, sobald die Kokille geöffnet wird, und dabei fällt das Relais 238 ab, das seinerseits das Solenoid des Vierwegeluftventils 252 stromlos macht, so daß Druckluft zum Zylinder 266 strömt. Dadurch wird das Vierwegeflüssigkeitsventil 256 zurückgestellt und bewirkt, daß der Druckkammerzylinder 24 den Druckkammerkolben in seine zurückgezogene Lage bringt und den nächsten Gießvorgang vorbereitet. Der Endschalter 226, der als erster geschlossen wurde, wird jetzt als letzter geöffnet und macht das Solenoid des Vierwegeluftventils 240 stromlos. Dadurch stellt der Luftdruckzylinder 268 das Vierwegeflüssigkeitsventil 24:1 zurück, und dieses bewirkt, daß der hydraulische Zylinder 26 den Löffel in seine Eintauchlage bringt. Wenn er in diese zurückkehrt, wird der von ihm betätigte Endschalter 270 geschlossen, der wegen seiner elektrischen Verbindung mit dem solenoidgesteuerten Ventil 216 des Haupt- oder Preßzylinders verhindert, daß die Kokille geschlossen wird, ohne d,aß sich der Löffel in seiner Eintauchlage in der Schmelzwanne des Ofens befindet. Dadurch wird ein Leerguß verhindert.
Die Zusammenfassung der beschriebenen Arbeitsgänge ergibt: Die Maschine wird durch Drücken der Startknöpfe in Betrieb gesetzt, die Kokille beginnt sich zu schließen, und kurz darauf beginnt der Löffel sich aus der Eintauchlage in die Gießlage zu bewegen. Sobald, wie durch den Endschalter 232 angezeigt, die Kokille geschlossen ist, und vorausgesetzt, daß der Löffel, wie durch den Endschalter 246 angezeigt, seine Gießlage erreicht hat, wird der Verzögerungszeitregler 236 der Druckkammer zum Anlaufen gebracht. Nach einer kurzen Sicherungsverzögerung läuft der Zeitregler 236 aus, und der Spritzguß wird in Lauf gesetzt.
Die Tätigkeit des Druckkammerkolbens oder, in diesem Falle genauer gesagt, des ihn steuernden Flüssigkeitsventils setzt den Hauptzeitregler 26o in Lauf, der auf eine beträchtliche Zeit eingestellt ist, um dem Gußstück vor dem Auswerfen die Zeit zum Erhärten zu lassen. Wenn die Zeit auf der Uhr 26o abgelaufen ist, wird der Preßzylinder umgesteuert, und die Kokille beginnt sich zu öffnen. Der Anfang dieser Öffnungsbewegung bewirkt ein Zurückziehen des Druckkammerkolbens, und sobald die Kokille sich vollständig geöffnet hat, wird der Löffel in seine Eintauchlage zurückbewegt, so daß sich der Kreislauf schließt.
Es ist anzunehmen, daß die verbesserte Druckgießmaschine mit der selbsttätigen Löffelvorrichtung und deren Vorteilen aus der vorhergehenden Einzelbeschreibung ersichtlich ist. Die selbsttätige Löffelvorrichtung macht eine erhöhte Anzahl von Arbeitsgängen je Stunde möglich. Sie macht die aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge einheitlich. Das wirkt sich in der Einheitlichkeit der Angießpfropfen aus. Es wirkt sich auch in der Aufrechterhaltung einer mehr einheitlichen Temperatur der Kokille aus. Es wirkt sich aus in einer mehr einheitlichen Temperatur des Metalls, das dem Gießkanal und dem Kokillenraum zugeführt wird. Es ermöglicht eine Entfernung des Gießers von dem Ofen, so daß er der Hitze nicht ausgesetzt ist, ermüdet und weniger leistungsfähig ist. Außerdem wird die Ermüdung des Gießers herabgesetzt durch den Wegfall körperlicher Arbeit beim Transportieren des Metalls. Es wird auch ein Fernhalten des Gießers von dem Eingießende der Maschine und von der Trennlinie der Kokille ermöglicht, so daß die Sicherheit erhöht wird. Auch bei Betätigung der Maschine durch einen verhältnismäßig unerfahrenen Gießer werden ausgezeichnete und einheitliche Gußstücke ermöglicht. Der Gießer behält auch mehr Zeit, sich auf die Kokille zu konzentrieren und sich um diese wie um die anderen Teile der Einrichtung zu kümmern. Das trägt in höchstem Maße dazu bei, daß homogenere und einheitlichere Gußstücke erzeugt werden.
Wenngleich die Erfindung in mehreren, vorzugsweise benutzten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben ist, so können Abwandlungen der offenbarten Einrichtungen vorgenommen werden, ohne daß man von dem Erfindungsgedanken abweicht, wie er in den folgenden Ansprüchen zum Ausdruck gebracht wird.

Claims

PATEN TA\SPR1 CIIE: i. Selbsttätige Löffelführvorrichtung für Druckgießmaschinen mit kalter Druckkammer, einer Schmelzwanne und einem Gießkanal, gekennzeichnet durch einen Gießlöffel und einen schwingenden Trägerarm, der in der Nähe seines oberen Endes den Löffel trägt und mit dem unteren Ende gelenkig gelagert ist, um den Löffel zwischen einer Eintauch- und einer Gießlage zu bewegen, wobei dieser Arm eine beträchtliche Länge besitzt und daher einen angemessenen Abstand zwischen der Gießwanne und dem Gießkanal ermöglicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießlöffel am einen Ende eine Kelle und am anderen Ende eine Entleerungsmündung besitzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Schwingen des Löffels über einen beträchtlichen Winkel.
4. Vorrichtung nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kelle eine Füllöffnung besitzt und die Mündung und ihre Verbindung mit der Kelle röhrenförmig sind und der Schwingarm am oberen Ende mit dem Löffel in der Mitte zwischen Kelle und Mündung verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm zwischen den Endlagen zum Füllen der Kelle mit geschmolzenem Metall bzw. zum Entleeren des geschmolzenen Metalls in die Eingießöffnung des Gießkanals über einen Winkel von i35° oder mehr schwingbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Verkürzung der wirksamen Armlänge auf der Mitte des Förderweges und zum Verlängern des Armes in den Endlagen des Förderweges, so daß das Metall über einen beträchtlichen Weg gefördert wird, ohne um ein entsprechendes Maß gehoben zu werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm teleskopisch ausgebildet ist. B.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder .7, dadurch gekennzeichnet, daß der obere den Löffel tragende Teil des Armes einen Nockenstößel besitzt und die Vorrichtung eine feste Nockenrille zur Aufnahme des Nockenstößels, welche so gestaltet ist, daß sie den Ann auf (lein mittleren Teil seines Förderweges beträchtlich verkürzt und ihn an den Enden des Weges verlängert.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die \ockenrille in der Mitte etwa waagerecht verläuft und an ihren Enden abw;irts gekrümmt ist. io.
Vorrichtung nach einem derAnsprüche i bis 9, gekeiinzeicluiet durch einen Hauptpreßzvlinder (1R) zum Offnen und Schließen der Kokille, einen 1)rnckkannnerzvlin<ler (24) zum Bewegen eines Druckkolbens (22) im Gießkanal, ferner dadurch, claß der Lütlel ein Eintauchende und ein Auslaufende besitzt und zwischen der Schmelzwanne und dem Gießkanal bewegbar ist, um eine abgemessene Charge geschmolzenen Metalls zu befördern, ferner eine Hinrichtung zum Inla,fsetzen des Preßz_vlinders zum Schließen der Kokille, eine von der Schließbewegung der Kokille abhängige Einrichtun;; zum Bewegen des l.iitfels von der Eintauchlage in die Gießlage, eine Einrichtung zum Inlaufsetzen eine; Zeitreglers für eine kurze Zeit, eine vorn Ende dieser Zeit abhängige Einrichtung zum Betätigen des Druckkammerzvlinders und -kolbens, eine vorn Druckkaminerzvlinder abhängige Einrichtung zum Inlaufsetzen eines Hauptzeitreglers für eine verhältnismäßig lange Zeit und eine vom Ablauf dieser Zeit abhängige Einrichtung zum Öffnen der Kokille und Zurückziehen des Druckkolbens sowie Zurückführen des Löffels in die Eintauchlage. ii.
Vorrichtung nach Anspruch io, gekennzeichnet durch eine von der Schließbewegung der l@okille abhängige Einrichtung, die beim Anfang dieser Schließbewegung arbeitet und eine Verriegelungseinrichtung enthält, die in Abhängigkeit soNvolil vom der Schließbewegung der Kokille als auch von der 1:ntleerungsbewegung des Löffels den für die kurze Zeit bestimmten Verzögerungszeitregler anlaufen läßt.
12. Vorrichtung nach Anspruch io oder ii, gekennzeichnet durch eine Verriegelungsvorrichtung, die in Abhängigkeit davon arbeitet, daß der Löffel zum Beginnen des nächsten Arbeitsganges zurückgeführt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kelle abnehmbar in dem Löffel befestigt und schnell entfernbar und gegen andere Kellen auswechselbar ist, so daß die Menge des von ihr bei jedem Tauchgang aufgenommenen Metalls änderbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kelle einen zylindrischen, im röhrenförmigen Mittelteil abnehmbar befestigten Endteil hat.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm fest und quer stehend am Löffel befestigt ist und daß sich sein Gelenk entfernt vom Löffel befindet.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kelle, eine tiefe Schale mit einem geschlossenen Unterteil und einem offenen Oberteil, an dem Mittelteil des Löffels befestigt ist und daß die äußere Seitenwand der Schale in der Nähe des unteren Endes eine Öffnung besitzt, durch welche das Metall in sie hineinfließt, wenn sie eingetaucht wird, wobei diese Schale an dem Mittelteil des Löffels abnehmbar befestigt ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die röhrenförmige Ausgießmündung .mit dem Mittelteil aus einem Stück gebildet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 17, gekennzeichnet durch eine Führungsbahn für den Löffel zwischen der Schmelzwanne und dem Gießkanal, von der mindestens ein beträchtlicher Teil waagerecht verläuft, sowie durch eine Fördervorrichtung für den Löffel zu seiner Bewegung längs der Führungsbahn, die so eingerichtet ist, daß sie den Löffel unter einem Winkel mit abwärts gerichteter Kelle zur Schmelzwanne in etwa waagerechter Lage zwischen der Schmelzwanne und dem Gießkanal und in winkelförmiger Lage mit der Gießmündung abwärts zum Gießkanal führt.