DD212201A1 - Presseinrichtung fuer Vertikale Kaltkammerdruckgiessmaschinen - Google Patents

Abstract

Es handelt sich um eine technische Loesung, mit welcher bei vertretbarem oekonomischem Aufwand grat- und lunkerfreie Druckgussteile hergestellt werden koennen. Die Aufgabe ist dadurch geloest, dass am Ende des Formfuellvorganges kein Druckstoss auf das Giessmetall ausgeuebt und die Nachspeisung von Giessmetall in die Form bis zur voelligen Erstarrung des Gussteiles gewaehrleistet wird. Bei der erfindungsgemaessen Loesung wird die obere Oeffnung der Fuellkammer nach dem Einfuellen des Giessmetalls von einem Dichtstempel verschlossen und ueber eine Leitung und eine Steuerung Druckgas in die Fuellkammer eingeleitet, wodurch der Unterkolben herabgedrueckt und das Metall in die Form gedraengt wird.

Description

gitel der 3rf indung

Preßeinrichtung für vertikale galtkanrnierdruckgießmaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Srfindung betrifft eine Preßeinrioiitung für vertikale Kaltkammerdruckgießmaschinen, mit welcher lunker— und gratfreie Druckgußteile hergestellt werden können«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Beim Druckgießen *sird das Gießmetall von einem Kolben, der meist hydraulisch oder pneumatisch angetrieben wird, aus der sogenannten Jüllkammer der Druckgießmaschine in eine Gießform gedrängt und dann unter hohen Druck gesetzt, unter welchem es erstarrt· Die so hergestellten Gußteile sind im aligemeinen sehr dünnwandig, maßgenau und haben glatte Oberflächen« Häufig haftet ihnen aber Gießgrat an und sie enthalten Lunker»

Vor ihrer weiteren Terwendung muß der Gießgrat entfernt werden« Wenn Lunker an bestimmten Stellen am Gußteil auftreter% können die betreffenden Teile unbrauchbar sein.

Der Gießgrat ^ird meist dadurch verursacht, daß am ünde des Fonnf'dllvorganges der, sich schnell bewegende, Gießkolben in der ?üllkammer schlagartig abgebremst wird,

weil das Gießmetall den gesamten Formenhohlraum ausgefüllt hat und somit seine weitere Verdrängung nicht mehr möglich ist« Das noch flüssige Gießmetall hat nun die kinetische Energie des Gießkolbens, seines hy— draulischen bzvj. pneumatischen Antriebskolbens und der Hydraulikflüssigkeit aufzupuffern. Dadurch entsteht im Metall ein Druckstoß der unter Umständen dazu führt, daß sich die beiden Pormhäiften kurzzeitig, geringfügig von einander abheben und Gießmetall in den Spalt dringt, das nach dem Erstarren als Grat am Gußteil haftet·

Die Lunker im Gußteil werden dadurch verursacht, daß der Prsßrest während der Erstarrung des Gußteiles ebenfalls zu erstarren beginnt und die sich dabei bildende Schale, die Kraft des Gießkolbens aufnimmt und so verhindert, daß flüssiges Metall in die Form nachgespeist wird um das Schwundeoluman auszugleichen

Es sind Einrichtungen bekannt, die zum Ziel haben den Druckstoß im Gießmetall und die dadurch verursachte Gratbildung am Gußteil zu verhindern, indem der An— triebskolben kurz vor dem Ende seines Hubes stark abgebremst wird, v«ie das in der Zeitschrift Die Casting Engineer, Ausgabe Januar/Februar 1976 im Artikel "Low — Impact Shot System" von Kazushige Shimisu beschrieben wird.

Zur Verhinderung von Lunkern im Gußteil werden unter anderem die Lösungen gemäß Patent JJD B 22d, 17/08 114530 und Patent DE 3 22 D 17/10 A 1 vorgeschlagen.

Dem Lovs-Impact Shot System haftet der Mangel an, daß die Bremsung des Antriebskolbens in abhängigkeit von seinem Hub, also bei einer wählbaren, dann-aber be— stJui:aten Position des Kolbens .eintritt» Diese Position muß so gewählt werden, daß der Kolben unmittel-

bar vor dem Ende der Pormfüllung nur noch, geringe Gesenk indigke it hat, andererseits aber noch, so viel kinetische Energie besitzt, um den Pormenhohlraum restlos mit G ie Sine tall füllen und den Gießdruck unverzüglich aufbauen zu können_o

Das setzt jedoch voraus, daß die Menge Gießmetall, die vor jedem Gießvorgang der IPüllkanmer zugeführt wird sehr genau bemessen ist, das aber ist im allgemeinen kaum zu gewährleisten.

Die Lösung nach Patent B 22 d, 17/08 114 530 hat den Mangel, daß die Herstellung des Solbens mit allen da— zugehörigen Einbauteilen sehr aufwendig und die Anwendung der Lösung unter Produktionsbedingungen störanfällig ist, dennj

- Ss ist an mehreren Stellen, zwischen sich relativ zu einander bewegenden -Teilen, Dichtheit gegen Gas zu gewährleisten,

- Das Gaspolster, das den Yoiumenschwund des Gießmetalls durch Nachdrücken von flüssigem Metall aus dem Preßrest ausgleichen soll, ist verhältnismäßig gering, so daß eine sehr gute Dichtung die unbedingte Voraussetzung für das 3?unktlaniaj?en_.ist«

- Sine Kühlung des Gießkolbens ist nicht ohne ysei— teres mehr zu realisieren, so daß die starke xürmr— mung das Problem der Dichtung noch vergrößert«

Die Lösung nach DS 3 22 D 17/10 3044992 A 1 hat die Mangel:

- Der Anteil des Kreisiaufmaterials ist größer und damit ist der Metallverlust durch Abbrand größer.

- Beim Gießvorgang muß mehr Luft verdrängt werden, •wodurch die !,löslichkeit von Lufteinschlüssen im Gußteil größer ist·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Preßeinrichtung für Druckgießmaschinen zu schaffen mit welcher grat- und lunkerfreie Druckgußteile, bei vertretbarem ökono— mischen Aufwand, hergestellt werden können«

Darlegung des Wesens der Erf indung

Der Erfindung, liegt die Aufgabe au gründe, eine Preß— einrichtung zu schaffen, die am Ende der Fonnfüllung keinen Druckstoß auf das flüssige Metall ausübt, aber es bis zuletzt mit Druck beaufschlagt» Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daS eine, an sich bekannte, FüHK-ammer einer vertikalen Druckgießmaschine nach unten von dem Unterkolben verschlossen ist, der in seiner Ausgangslage außerdem die Eingußdüse verdeckt. Zum 7arschließen der oberen Fullkammeröffnung dient ein Dichtkolben, der durch ein geeignetes Mittel bewegt werden kann· Eine Leitung verbindet die 3¹Ul!kammer mit einer Steuerung, welche an eine Druckquelle mit einem geeigneten Gas angeschlossen ist.

In der Ausgangsstellung befindet sich der Dichtkol- ben'in seiner oberen Lage, dadurch ist die Füllkammer nach oben geöffnet« !Nachdem, das Giei3metall eingebracht wurde, wird der Dicht&olben auf den oberen Hand der Füllkamnier aufgedrückt, Danach läßt die Steuerung Druckgas -durch die Leitung in die Füllkammer strömen« Das Gas drückt auf das Gießmetall und schiebt es, zusammen mit dem Unterkolben, nach unten, bis dieser auf seinen Festanschlag zur Anlage kommt.

In dieser Lage ist die Eingußdüse frei und das Gießmetall strömt, geschoben durch das Druckgas, in den Pormenhohlraum. v/enn die Form völlig gefüllt ist, hört die Strömung auf. Ein Druckstoß auf das Gießme-

- 5 -

tall tritt dabei nicht auf, weil das Gas eine so geringe Masse hat, daß seine kinetische Energie zu gering ist.

Das Gas drückt weiterhin auf die gesamte, dem Dicht-5> stempel zugewandte, Oberfläche des Gießmetalls und sichert somit die ilachspeisung in die Form bis zur völligen Erstarrung des Gußteiles. Nach Abschluß der Erstarrung -tfird durch die Steuerung der Gasdruck wesentlich reduziert. Dann erst raird der Dichtstempel abgehoben. Danach ^Tsird in bekannter Weise der Unterkolben nach oben geschoben, wodurch er den Preßrest von der Eingußdüse abschert und aus der Püllkammer he bt.

Ausführungs be isp iel

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungs— beispiel näher erläutert.

Die Zeichnungen zeigen in:

5"igur 1 Einen Querschnitt der erf indungsgemäßen PreSeinrichtung in Ausgangsstellung

5"igur 2 Einen Querschnitt der e rf indungs gemäß en

Preßeinrichtung mit eingefülltem Gießmetall, verschlossener 5^lüllkanimer und Eingußdüse, sov;ie e ingelsitetem Gas, das unter Anfangsdruck steht.

5¹IgUr 3 Einen Querschnitt der erf indungs gemäße η

Preßeinrichtung unmittelbar nach dem 5Όγιπϊ üllvorgang

Eine, an sich bekannte, 5¹UlIkammer 1 einer vertikalen Druckgießmaschine v;ird nach unten von einem so— genannten ünterkolben 2 verschlossen, der in seiner Ausgangslage außerdem die Eintrittsöffnung der Eingußdüse 3 verdeckt, vselche die Verbindung zum Joz—

menhohlraum 22 herstellt· Sin Dichtkolben 4 kann von dem, nicht dargestellten, Preßkolben der Druckgießmaschine auf und ab bewegt werden« Die S¹Ul!kammer 1 ist durch eine Leitung 5 mit einer Steuerung 6 verbunden, die die Ventile 7 bis 11 und die Stellzylinder 12, 13 und. 14 enthält« Die Steuerung 5 ist außerdem mit einer nicht dargestellten Druckquelle und einem Druckübersetzer 16 verbunden« Eine leitung 17 verbindet über ein Wegeventil 18 und ein Drosselventil I9 den Druckübersetzer 16 mit dem !Flussigkeitsraum eines Druckspeichers 20» In Figur 1 ist der Zustand der Preßeinrichtung unmittelbar nach dem Einfüllen des Gießmetalls 21 in.die Füllkamme r 1 dargestellte

Das Gießmetall 21 wird vom ünterkolben 2 getragen, sein Gewicht reicht nicht aus, um ihn nach unten drücken zu können· 'Den Dichtstampel 4 befindet sich noch in seiner oberen Lage und somit ist die FülJLkammer 1 nach oben noch offen. Alle Ventile 7 bis 11 der Steuerung 6 sind geschlossen, so daß durch die Leitung 5 kein Druckgas in die Fülikammer 1 strömt· Der Kolben des Druckübersetzers 16 ist eingefahren, in seinem Ringraum befindet sich Druckgas, in seinem Zylinderraum befindet sich dagegen eine geeignete Hydraulikflüssigkeit« Das wegeventil 18 trennt.diesen Saum vom Flüssigkeits— raum des Druckspeichers 20*

Der Gießvorgang vollzieht sich danach in seinen wesentlichen Phasen wie folgt:

Der Dichtkolben 4 7jird auf die obere öffnung der Füllkainmer 1 gedruckt, y»ie das aus Figur 2 zu erkennen ist. Die Stellzylinder 12 und 14 öffnen die Ventile bzw. 11, Das von der Druckquelle 15 kommende Druckgas öffnet das Ventil 7 '^d gelangt sowohl in den

Bingraum des Druckübersetzers 16, als auch in dia Füllkammer 1, Es drückt auf das Gießmetall 21 and darüber auf den Unterkolben 2, dessen Standkraft ist aber so groß, daß er nicht herabgedrückt vsird. Der Diehtstempel 4 wird ebenfalls fest genug auf die Füllkammer 1 gedruckt, um von dem Gas nicht angehoben zu --»erden. In dieser rhase wird das System gewissermaßen vorgespannt

In Figur 3 ist die nächste Phase dargestellt:

Der ätellzylinder 12 geht in seine Ausgangslage zurück, wodurch die Tentlie 8 und 7 wieder schließen. Das Wegeventil 18 verbindet nun den Druckspeicher 20 mit dem Druckübersetzer 16. Der im Druckspeicher 20 herrschende Druck ist so groß, daß er den Kolben das Druckübersetzers 16 ausfahren kann, wodurch das Gas komprimiert ^ird und somit in der Füllkammer 1 eine Druckerhöhung eintritt. Die auf den Unterkolben 2 wirkende Kraft viird dadurch groß genug, um ihn auf seinem Festanschlag 23 zur Anlage zu bringen. Dabei vsird. die Singußdüse 3 frei und das Gießmetall 21 strömt in den Formenhohlraum 22. Auch nachdem dieser gefüllt ist, wird der Druck in der Füllkammer 1 noch aufrechterhalten, um die liachspeisung des Schwundvo— lumens im Gußteil abzusichern.

2.5 Mit dem Drosselventil 19 kann der Verlauf der Druckerhöhung in der Füllkammer den Erfordernissen des Füllvorganges bei der betreffenden Form angepaßt werden. Nachdem das Guß teil restlos erstarrt ist, wird über das viegeventil 18. der Flussigkeitsraum des Druckübersetzers 16 drucklos geschaltet. Der im Hingraum des Druckübersetzers 16 herrschende Druck fährt dessen jiolben wieder ein, wodurch der Druck in der Füllkammer 1 mieder reduziert wird. Danach geht der Stellzylinder 14 in seine Ausgangslaga zurück und das Yentil 11 kann wieder scnließen. Dann wird der Dicht— stempel 4 von der Füllkammer 1 abgehoben. Der Unter—

kolben 2 kann dann, in bekannter Weise, den Preßrest von der Eingußdüse abscheren und aus der ITüllkarnnier 1 heben. Der. übrige Ablauf des Arbeitszyklus'.ist bekannte

Claims (3)

Erfindungsansprach 9 -j 2 ? Q 1

1, Preßeinrichtung für vertikale lialtkannnerdruckgießmaschinen, dadurch gekennzeichnet;, daß über der Jüllkammer (1) ein beweglicher Dichtstempel (4) angeordnet ist und in die j^üllkamsier (1) eine Gasleitung (5) führt, vselche an eine Steuerung (5) angeschlossen ist, die ihrerseits mit einer Gasdruckquelle (15) ia. Verbindung steht,

2„ Preßeinrichtung nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckübersetzer (16) vorhanden ist·

3« Preßeinrichtung nach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerelement (I9) zur Einstellung der Druckübersetzungsgeschi'jindigkeit vorhanden ist·

Hierzu_=3_Seiten Zeschnunae»