NO157326B - Maskin for presstoeping. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en maskin for presstøping som angitt i innledningen til patentkrav 1.

Det er kjent en støpemetode, især for støping

med mottrykk (bulgarsk oppfinnersertifikat nr. 187/98), hvor smeiten under påvirkning av forskjellen mellom trykket i det hermetisk lukkede kammer med smeltebeholderen og i det hermetisk lukkede kammer med støpeformen, strømmer gjennom en materialledning og fyller støpeformen, og hvor et gasstrykk virker under fylling i det hermetisk lukkede kammer med støpeformen.

En ulempe ved denne fremgangsmåte ligger i det forhold at materialledningsrommet forbindes direkte med den ytre atmosfære, når støpeformen åpnes, og at smeiten der står under påvirkning av gassen som var i støpeformen eller under påvirkning av luft. Dette er årsak til en rekke feil i de fremstilte støpestykker, som skyldes produktet av samvirket av den benyttede gass eller luft med det støpte materiale, oppløsning i smeiten eller mangelfull utskilling av ekstra gassmengder fra smeiten og endringer i gassinnholdet i de fremstilte støpestykker.

En annen ulempe ligger i det forhold at det for gjennomføring av støpeprosessen benyttes en stor gassmengde, hvilket dels er energetisk uheldig og dels, etterhvert som det støpes, fører til forandret kvalitet av etter hverandre fremstilte støpestykker. Dette er resultat av forstyrret like-vekt mellom de utløste gasskomponenter og andre flyktige komponenter i smeiten-og disse komponenters partialtrykk i gassfasen under smeiten.

Det kjennes også en maskin for støping under lavt trykk (fransk patentskrift 2.147.827), som består av et hermetisk lukket kammer, hvor det er anordnet en digel med smeltet metall, og hvor det hermetisk lukkede kammeret står i forbindelse med et trykkammer. Ovenfor trykkammeret er støpeformen anordnet.; Det hermetisk lukkede kammer og trykk-kammeret er forbundet med hverandre ved en materialledning, hvis ene ende er neds'enket i digelen med det smeltede metall. I trykkammeret er det<1> utformet to koniske hulrom, som er forbundet med hverandre jog med materialledningen. Det ene koniske hulrom er i øvrei ende forbundet med støpeformen og det andre via en rørledning med kran som har minst fire stil-linger. Første kranstilling gir forbindelse med en trykkgass-beholder. Andre kranstilling gir forbindelse med det gassfylte

i

rom i det hermetisk lukkede kammer. Tredje kranstilling gir forbindelse med rørledningen for det andre koniske hulrom i trykkammeret og fjerde stilling forbinder med atmosfære.

Trykkammerets to koniske hulrom har omtrent likt volum og er forbundet!, med hverandre via en passasjeåpning, hvis tverrsnitt er det samme som materialledningens. Det koniske hulrom som er forbundet med kranen har så stort volum at smeltenivået i dette hulrom forblir under en bestemt høyde når støpeformen er fylt.

I øvre parti, over begynnelsen av rørledningen som forbinder det ene koniske hulrom med kranen, et trykkammeret utstyrt med en anordning som avbryter gasstilførselen til dette hulrom, når smeiten har nådd nevnte bestemte nivå der.

En ulempe ved denne maskin ligger i det forhold at den bare tillater støping av støpestykker under lavtrykk og spesielt er tilpasset for støping av tynnveggede, hule støpe-stykker, hvilket nødvendiggjør et ekstra mellomtrykkammer med en kran for styring av støpeprosessen.

En annen ulempe ligger i at tetningene mellom over-flatene av de enkelte maskinkomponenter ikke er beskyttet mot kontakt med smeiten,jslik at det må brukes plastisk deformerbare elementer som ofite ma skiftes ut pa grunn av rask slitasje. i

En annen i ulempe er at maskinens produktivitet er lav, da støpeformen må fjernes etter at smeiten er størknet,

j

noe som tar betydelig mer tid enn støpetiden.

Videre er det kjent en maskin for støping av me-taller under gasstrykk (bulgarsk oppfinnersertifikat nr.

16 79 3), som omfatter en hermetisk forseglet smeltebeholder, som er lukket med en mellomplate, som bærer materialledningen og en permanent metallform. Materialledningen er hermetisk tettet mot mellomdekslet med en plastisk deformerbar tetning, og støpeformen er tett mot materialledningens flens med flater som har god kontakt og er godt tilpasset og med en

-tynn plastisk tetning, slik at smelte ikke skal lekke ut.

En ulempe ved denne maskin er dens lave produktivitet som følge av den mangedoblede tid det tar før smeiten størkner og støpestykkene er avkjølt til uttagningstempera-tur, sammenliknet med den tid som keves til fylling av støpe-formen. Denne ulempe gjør seg særlig gjeldende ved støping i delte former, hvor de kompliserte ytre og indre flater av støpestykket utformes av kjerner, som er anordnet i en metall-kasse. Det samme gjelder også for støping i kombinerte sand-metallformer eller i former som helt ut består av sand.

En vesentlig ulempe ved denne maskin er at det kreves svært kompliserte innretninger for å opprettholde konstant trykk under fylling av støpeformen, til tross for det gradvis avtagende smeltenivå i den hermetisk lukkede beholder. Som følge av dette er fremstilling av etter hverandre følgende støpestykker med jevn kvalitet ikke sikret.

En annen ulempe er at den plastisk deformerbare tetning ikke er egnet for avtetning mot smeltelekkasje ved den etter hverandre følgende utskifting av støpeformer. Av-tettingen av støpeformen mot materialledningens flens ved at flater trykkes mot hverandre er ikke pålitelig.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å utvikle en presstøpemaskin med bedre teknologiske mulig-heter, både ved støping av forskjellige materialer og anvend-else av forskjellige støpeformer, hvor likt trykk er sikret ved etter hverandre anyejndte støpeformer. På denne måte oppnås fremstilling av støpestykker med jevn kvalitet.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved en maskin som omfatter, et hermetisk avtettet kammer med deksel,hvor en smeltebeholder er anordnet. Det hermetisk avtettede kammer er forbundet med støpeformen via en materialledning. Materialledningen består av to separate støperør, dvs. et hovedrør og et ekstra støperør. Hovedstøperøret har en utvidelse hvor det ekstra støperør er, anordnet. Hovedstøperøret er lukket med et flensdeksel, ved hjelp av hvilket det er forbundet en mellomplate, på hvilken støpeformen er festet.

I det hermetisk avtettede kamrets deksel er det ut-

I

formet en hals, hvori det er montert en sylinder som er omgitt av en mantel. På sylinderen er hovedstøperøret festet. Mantelen er montert på mellomplaten og forsynt med et skyversete, hvor en flat skyver er anordnet og forbundet med en hydraulisk sylinder. <!>

Hovedstøperørets indre rom er forbundet med det indre rom i det hermetisk avtettede kammer ved hjelp av en første rørledning og en første ventil.

Mantelen er forbundet med sylinderens ytterflate ved en glidende tetning.j

Rommet mellom mantelen og sylinderen er forbundet med rommet i det hermetisk avtettede kammer ved en andre

. < i

rørledning med en andre ventil, hvor det er anordnet en trykkmåler. j

Når det støpes under mottrykk, blir støpeformen lukket med et hermetisk avtettet deksel, som er montert på mellomplaten og er forbundet med en vertikal, hydraulisk

i

sylinder. I

I dette tilfellet er hovedstøperørets rom, det hermetisk avtettede kamrets rom og det hermetisk avtettede dekselets rom forbundet med hverandre via en tredje og fjerde ventil og en tredje rørledning, og det foreligger en differensialtrykkmåler. Det hermetisk avtettede dekslets rom er forbundet med rommet mellom mantelen og sylinderen via en femte rørledning og en femte ventil.

Ved en alternativ utførelsesform er det på hoved-støperøret montert en vektarmmekanisme som er forbundet med en tredje vertikal, hydraulisk sylinder. I bunnen av det hermetisk avtettede kammer med smeltebeholderen er det utformet en fordypning.

Maskinen ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved følgende fordeler: det oppnås fullstendig beskyttelse av smeiten i materialledningen mot innvirkning av luften eller gassen i støpeformen, slik at produksjon av støpestykker av høy kvalitet er sikret,

det tilveiebringes en mulighet for gjennomspyling

av støpeformen før hver støpeprosess, og det skjer med en gass som er den samme som gassen i smeltebeholderen,

gassforbruket for opprettelse og opprettholdelse av et trykk i smeltebeholderen reduseres, og dette forbruk omfatter bare den gass som fortrenges av smeiten ved fylling av støpeformen og gassen for eventuell gjennomspyling (gjen-nomblåsing) av støpeformen,'

partialtrykkene av de gasser som foreligger i gassfasen i smeltebeholderen og i hovedstøperøret er like store og endres praktisk talt ikke ved etter hverandre følgende produksjon av støpestykker; det muliggjør oppnåelse av en optimal mengde av gassene som er oppløst i smeiten og andre komponenter, særlig når disse komponenter har høyt damp-

eller dissosiasjonstrykk ved støpetemperaturen,

det skapes en mulighet for at partialtrykket av en gitt, aktiv legerende gass samtidig økes eller senkes i smeltebeholderen, i hovedstøperøret og i støpeformen i kort tid før støpeformen blir fylt. Dette vil påvirke teksturut-formningen og sikrer at den legerende gass oppnås i form av en fast oppløsning i støpestykket i overensstemmelse med den

sprangvise endring av dens løselighet i faseovergangen mellom fast og flytende tilstand. Dette vil være praktisk talt en-tydig ved alle etter hverandre følgende støpestykker i en simeltecharge i smeltebeholderen,

muligheten av variasjon av smeltenivået i materialledningen utelukkes, og dermed sikres fullstendig kontroll med fyllingen av støpeformen med smelte.

Oppfinnelsen vil i det følgende beskrives nærmere under henvisning til noen utførelseseksempler av maskinen ifølge oppfinnelsen. I tegningene viser

fig. 1 et skjematisk lengdesnitt gjennom maskinen ved støping under gassmottrykk,

fig. 2 et lengdesnitt gjennom materialledningen, sammen med støpeformen, før hovedstøperøret forbindes med støpeformen,

fig. 3 en skjematisk gjengivelse av gjennomføringen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved en modifisert ut-førelse av maskinen, når det hermetisk avtettede kammer er bevegelig sammen med hovedstøperøret, og

fig. 4 et skjematisk lengdesnitt gjennom maskinen ved en annen modifisert utførelse, hvor hovedstøperøret er bevegelig.

Maskinen ifølge fig. 1, 2 og 3 omfatter et hermetisk avtettet kammer 1, hvor en beholder 2 for smeiten 3 er anordnet. Det hermetisk avtettede kammer 1 er lukket med et deksel 4, som er utformet med en hals 41. På halsen er en sylinder 5 montert, og på sylinderens 5 øvre ende er en inn-vendig flens 51 utformet. Det hermetisk avtettede kammer 1 er, via materialledningen, forbundet med støpeformen 13. Materialledningen består av to separate støperør, dvs. et hovedstøperør 6 og et ekstra støperør 18. Hovedstøperøret 6 er forsynt med en utvidelse 61, hvori det ekstra støperøret 18 er anordnet. Hovedstøperøret 6 er lukket med et flensdeksel 7 og er, via flensdekslet 7, forbundet med mellomplaten 12. Flensdekslet 7 er forsynt med en åpning 71.

En mantel 8, i hvilken en sylinder 5 er anordnet, er montert på nedre flate av mellomplaten 12. Mantelen 8 er ved hjelp av en glidetetning 9 forbundet med ytre overflate av sylinderen 5. Mantelen 8 er forsynt med et skyversete 81, hvor en flat skyver 10 er anordnet. Skyveren 10 er forbundet med en horisontal, hydraulisk sylinder 11.

Støpeformen 13 er anordnet på mellomplaten 12 og

det ekstra støperør 18 er montert på støpeformen 13. Støpe-formen 13 er innelukket av det hermetiske deksel 19, som er montert på mellomplaten 12 og forbundet med en første, vertikal, hydraulisk sylinder 20. Det hermetiske deksel 19 består av to deler: øvre del 191 og nedre, sylindriske del 192.

Mellomplaten 12 er ved hjelp av bærende kolonner

14 festet til tverrbjelken 15, som er forbundet med stemplet for en andre vertikal, hydraulisk sylinder 16. På tverrbjelken 15 er den første vertikale, hydrauliske sylinder 20 festet, mens den andre vertikale, hydrauliske sylinder 16

er festet til en støtte 17.

Hovedstøperørets 6 indre rom er ved hjelp av en første rørledning, forbundet med det indre rom i det hermetisk avtettede kammer 1 via en første ventil f.

Rommet mellom sylinderen 5 og mantelen 8 er forbundet med det indre rom i det hermetisk avtettede kammer 1 via en andre rørledning f^ med en andre ventil og en trykkmåler M^. Rommet i det hermetiske deksel 19 og rommet i det hermetisk avtettede kammer 1 er forbundet via en tredje rør-ledning med en tredje ventil g^ og en fjerde ventil g, og det er anordnet en differensialtrykkmåler M. Rommet i det hermetiske deksel 19 er forbundet med rommet mellom mantelen 8

og sylinderen 5 via en femte rørledning med en femte ventil c.

I den modifiserte utførelse som er vist i fig. 4

er det på hovedstøperøret 6 montert en vektarmmekanisme 21, som er anordnet for bevegelse i vertikal retning og er forbundet med en tredje, vertikal, hydraulisk sylinder 22. I bunnen av beholderen 2 for smeiten 3 er det utformet en fordypning 23.

Støping av materialer som er sterkt reaktive over-for atmosfæren, som f.eks. magnesiumlegeringer, betraktes som et eksempel på gjennomføring av en støping ved bruk

av maskine ifølge oppjfinnelsen. Eksempelet

gjelder støping under' mottrykk i en permanent form ved bruk av to gasser: svoveldioksyd eller argon som vernegass i det hermetisk lukkede kammejr med smeltebeholderen og argon for opprettelse av mottrykkjiet i støpeformen.

Som utgangsstilling kan man betrakte den stilling hvor øvre del av støpeformen 13 er fjernet, det hermetiske dekslet 18 er åpnet og [flensdekslet 7 for hovedstøperøret 6 er lukket med den flate' skyver 10. Det indre rom i det hermetisk lukkede kammer 1'med beholderen 2 for smeiten 3 er fylt med svoveldioksyd eller! argon eller en blanding av disse gasser ved ønsket trykkj. Ventilen f er åpen og gasstrykket i det indre rom i det hermetisk lukkede kammer 1 og i hoved-støperøret 6 ovenfor smfelten 3 er utliknet. Trykkverdien kan avleses på dif f erensialjtrykkmåleren M ved åpnet ventil g og lukket ventil g, . Ventillene a, b, c, d, f, er lukket.

1 i -L

Støpeprosessen foregår som følger:

i

Det hermetiske deksel 19 lukkes sammen med øvre del av støpeformen 13 ved'nedadrettet bevegelse, som fremkalles av den første vertikale, hydrauliske sylinder 20. Det lukkede rom blir dermed hermet, isI k avtettet. Ventilene b og c1, åpnes, hvorpå rommet under detj hermetiske deksel 19 fylles med nitro-gen inntil trykket er i utliknet med trykket i det hermetisk lukkede kammer 1. Dettej angis ved at differensialtrykkmåleren M viser null. ■Deretter lukkes ventil b. Et signal følger for bevegelse av1 mellomplaten 12 i øvre endestilling, hvorpå den flate skyver. 10 åpnes, mens den andre vertikale, hydrauliske sylinder i61 beveger mellomplaten 12 nedover, inntil den sitter på den;elastiske tetning på hovedstøperørets 6 flensdeksel 7. I samme øyeblikk kommer det ekstra støpe-røret 18 inn i utvidelsen 61 for hovedstøperøret 6. Nå følger et signal for lukking av ventilene og g og åpning av ventilen a, som styrer denJønskede støpeprosess, samt av ventilene og g^.

Trykket i detjhermetisk lukkede kammer 1 begynner

å stige. Smeiten 3 begynner å stige i hovedstøperøret 6 og fortrenger den svoveldioksyd- eller argongass som foreligger

i

i

der foran seg. Imens viser differensialtrykkmåleren M et svakt overtrykk som følge av strupeeffekten i støpeformens 13 luftekanaler. Når smeiten 3 når frem til nedre ende av det ekstra støperør 18, fortsetter den å stige i dette rør, fortrenger den lettere nitrogengass fra støpeformen 13 og erstatter den av svoveldioksyden eller argongassen som strøm-mer foran smeiten, mens smeiten komprimerer svoveldioksygen eller argongassen som er innelukket i rommet mellom de to støperør.

Støpeformen 13 fylles med smelte, som praktisk talt ubrutt er i kontakt med vernegass (svoveldioksyd eller argon). Inntil støpeformen 13 er fullstendig fylt med smelte, viser differensialtrykkmåleren M trykkøkningen som funksjon av tid etter en lov som er spesifikk for formen av støpeformhul-rommet 13. Etter at støpeformen 13 er fylt helt, begynner differensialtrykkmålerens M viser raskt å avvikle og avgir ved oppnåelse av en fastsatt verdi av den registrerte trykk-forskjell et signal for lukking av ventil a.

I tilfellet av fallstøping blir ventil f åpnet, samtidig som ventil a lukkes, hvorpå det raskt opptrer ut-likning av trykket i hovedstøperørets 6 indre rom og i be-holderens 2 rom. Smeltens nivå i rommet mellom hovedstøpe-rørets 6 og det ekstra støperør 18 synker, og etter åpning av det ekstra støperør 18 kommer vernegassen (svoveldioksyd eller argon), som har samme sammensetning som i beholderen 2 for smeiten 3, i det ekstra støperør 18 og i støpeformen 13

og trenger derfra ut i smeiten som befinner seg under føde-anordningens nivå. Etter dette fremgangsmåtetrinn kan den horisontale, hydrauliske sylinder 11 straks betjenes i retning oppad for forskyvning av den flate skyver 10, slik at det ekstra støperør 18 trekkes ut av utvidelsen 61 i hoved-støperøret 6. I øvre endestilling av den flate skyver 10, avgis et signal for dennes forskyvning over flensdekslet 7

og ved kort nedadrettet bevegelse av mellomplaten 12, frem-kalt av den andre hydrauliske sylinder 16, presser den flate skyver 10 mot den elastiske tetning som er anordnet over flensdekslet 7. Sikkerhetsventilen f^ lukkes etter å ha vært åpent

I

under støpingen etter lukking av ventilen f, for å hindre mulig kontakt mellom den stigende smelte 3 og den elastiske tetning ved en eventuelt mangelfull tetning mellom hoved-støperørets 6 utvidelse 61 og mellomplaten 12. Under fyllingen av støpeformen I3 med smelte 3, viser trykkmåleren M-. det totale trykk i beholderen.

Etter at støpestykket er størknet i støpeformen 13, åpnes ventilene c og c^j, slik at trykket reduseres i rommet rundt støpeformen 13 og i rommet mellom sylinderen 5 og mantelen 8. Nitrogenet unnviker da fra støpeformens 13 rom.

I rommet mellom sylinde'ren 5 og mantelen 8 virker fortsatt svoveldioksyd eller airgjon ved et trykk som er utliknet med atmosfæretrykket. Trykkmålerne M og M-, viser null. Ventilen g, lukkes og ventilen'gj åpnes, og differensialtrykkmåleren M koples inn for å vise, trykket av smeiten 3 i rommet 2.

Ventilene c og er normalt lukket. Åpningen av utløpsrørledningen etter ventilen c-^ er forhøyet over mellom-platens 12 nivå, slik .at inntrengning av luft ikke kan skje til rommet mellom sylinderen 5 og mantelen 8 mens støpe-formen 13 åpnes. Om nødvendig kan ventilen c, forbli lukket mens støpeformen 13 åpi neIs. Laget av tung vernegass i rommet fra fødeanordningene til nedre ende av det ekstra støperør 18 tillater heller ingen adkomst av luft til det rom som er innelukket mellom sylinderen 5, mantelen 8 og mellomplaten 12.

Etter at støpestykket er avkjølt til en temperatur som tillater uttagning fra formen, blir støpeformens øvre del og det ferdige støpestykket tas ut, hvorpå støpeformen 13 forberedes for etterfølgende støping.

Det omtalte <u>tjførelseseksempel gjelder også støping under lavtrykk eller vakuum, hvor beholderen 2 for smeiten konstant er under trykk |og hvor samme gass er virksom ovenfor smeltens nivå i beholder'en 2 og i hovedstøperøret 6.

Utførelseseksejmplet ifølge oppfinnelsen utelukker ikke muligheten av en \erjtikal bevegelse av beholderen 2 for

smeiten 3, når det gjelder trykking av den flate skyver 10 mot den elastiske tetning for hovedstøperørets 6 flensdeksel 7 og for uttrekking av det ekstra støperør 18 fra hovedstøperørets 6 utvidelse 61.

Claims (3)

1. Inj ektor for innsprøytning av brennstoff i en sylinder på en forbrenningsmotor, omfattende et injektorlegeme (20) med en stempelboring (21) og en dyseåpning (23) ved den ene enden av stempelboringen (21), hvilket legeme (20) også har en brennstoffledning som er tilpasset for å forbindes til en brennstoffkilde under trykk og med et tilførselshull (98) som forbinder en passasje med boringen (21), og et stempel (61) som er anordnet for frem- og tilbakegående bevegelse i boringen (21) henholdsvis for åpning og stengning av tilførselshullet (98) og som er bevegelig mot dyseåpningen (23) for inn-sprøytning av brennstoff gjennom dyseåpningen, hvilket stempel (61) er bevegelig bort fra dyseåpningen (23) for tilveiebringelse av rom inne i boringen (21) og som kommuniserer med dyseåpningen (23) og tilførselshullet (98), karakterisert ved at stemplet (61) og legemet (20) er utformet slik at det tilveiebringes en innsnevret passasje (106) mellom stemplet og legemet, og som er plassert mellom dyse-

åpningen (23) og tilførselshullet (98), hvilken passasje (106) kommuniserer med en del (101) av rommet ved siden av dyseåpningen (23) og en annen del (103) ved siden av tilførselshullet (98), hvilken passasje er så smal at passeringen av forbrenningsprodukter fra den ene delen (101) til den andre delen (103) er i alt vesentlig forhindret, idet stemplet (61) når det beveges mot dyseåpningen (23) stenger tilførselshullet (98) og presser brennstoff fra den andre delen (103) ,gjennom passasjen (106) til den ene delen (101) og også presser brennstoff gjennom dyseåpningen (23).

2. Brennstof f inj ektor som angitt i på-stand 1, karakterisertvedat stemplet (61) har et parti (104) med redusert

diameter, og at boringen (21) likeledes har et parti med redusert diameter (107) som samvirker med delen (104) med redusert diameter på stemplet (61), hvorved tilveiebringes den innsnevrede passasjen (106) mellom stemplet (61) og legemet (20) og som står i forbindelse med delene (101, 103).

3. Brennstof f inj ektor som angitt i på-stand 2, karakterisert ved at delen med redusert diameter (104) av stemplet (61) er anordnet med en. krage (111) og som åpner og stenger tilførselshullet (98).