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Gießvorrichtung für Präzisionsgußteile Die Erfindung betrifft eine
Gießvorrichtung, wie einen Vakuumofen, insbesondere zum Herstellen von Metallkleinteilen,
z. B. aus Edelmetall, wie Zahnersatz od. dgl.
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Es ist bereits eine Gießvorrichtung zum Abgießen von Präzisionsgußteilen
bekannt, die aus einem Schmelztiegel und einer achsgleich darübergesetzten Gießform
besteht, wobei das Abgießen der Form durch Schwenken der gesamten Einrichtung um
eine waagerechte Hohlachse erfolgt. Bei dieser bekannten Gießvorrichtung ist der
aus Keramik bestehende Tiegel fest in einem oder dem einen geschlossenen Drucks
raum untergebracht und wird von dem Deckel des Druckraumes an seiner Mündung gehalten,
gegen die die Gießform gepreßt wird.
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Der Druckraum erhält durch einen der beiden achsgleichen Hohlzapfen,
um die die Einrichtung kippbar ist, Druckluft.
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Um gegen diese einseitige Beanspruchung bei einem keramischen und
mittels Hochfrequenz beheizten Schmelztiegel zum Nachdrücken des Metalls in die
Gießform einen ausreichend hohen Gasdruck (Luftdruck) anwenden zu können, wird die
Gießform mit dem Druck aus einer aus Zylinder und Kolben bestehenden Druckvorrichtung,
die mit dem Druckraum über einen Bock verbunden ist und durch den zweiten Hohlzapfen
und einen Zweiwegehahn mit einem Druckmittel versorgt wird, an den Tiegel pneumatisch
angepreßt.
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Hierdurch tritt zwar die beabsichtigte zweiseitige Beanspruchung
des Tiegels ein, jedoch ist die gesamte Einrichtung aufwendig und deshalb schwer
vakuumdicht zu bekommen und umständlich in der Handhabung.
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Es ist auch eine Gießvorrichtung zur Herstellung von Präzisionsgießteilen
bekanntgeworden, bei der der irgendwie wendbare induktiv beheizte Ofen aus einem
glatten zylindrischen Gefäß besteht, in den die abzugießende Form erst auf den Tiegel
gesetzt wird, nachdem die Charge flüssig ist und langsam nach dem Abgießen aus der
Gießvorrichtung herausgenommen wird. Da für diese Verfahrensschritte der -Ofen an
einer Stirnseite offengehalten ist, betrifft diese Vorrichtung gattungsgemäß nicht
den Erfindungsgegenstand der eingangs erwähnten Art.
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Es ist ebenfalls in anderem Zusammenhang bekannt, bei feststehenden,
nicht kippbaren Gießvorrichtungen mittels eines Thermoelementes oder eines anderen
Kontaktmessers als Füllungsanzeiger den Gießvorgang zu steuern.
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Bei einer Vorrichtung dieser Art ist ein Kontrollsystem für kontinuierliches
Abgießen mittels einer feststehenden Gießvorrichtung vorgesehen, mit dem zur Anpassung
an die Entnahmegeschwindigkeit des abgegossenen Materials die Höhe des Flüssigkeitsspiegels
des geschmolzenen Metalls mittels eines Thermoelementes geregelt wird, um ein Oberfließen
des geschmolzenen Metalls über den Einlauf zu verhindern.
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Bei einer anderen Vorrichtung dieser Art ist am oberen Ende der Schmelzform
einer feststehenden Gießvorrichtung eine Elektrode angebracht, die die Gesamtfüllung
der Form anzeigt, und bei einer noch anderen eine feststehende Gießvorrichtung zum
kontinuierlichen, aufeinanderfolgenden Herstellen einer großen Anzahl von Abgüssen,
wie Eisenräder, unter größtmöglicher Schonung der Graphitform. Das dabei verwendete
Kontrollsystem dient der Automatisierung der Steuerung der Fördermittel beim schrittweisen
Zu- und Wegführen einer Reihe von verfahrbaren Gießformen.
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Zu all diesen Zwecken dient der Erfindungsgegenstand nicht.
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Die Erfindung geht demzufolge aus von einer Gießvorrichtung zum Abgießen
von Präzisionsgußteilen, bestehend aus einem Schmelztiegel und einer achsgleich
darübergesetzten Gießform, wobei das Abgießen der Form durch Schwenken der gesamten
Einrichtung um eine waagerechte Hohlachse erfolgt und wobei mittels eines Thermoelementes
oder eines anderen Kontaktmessers als Füllungsanzeiger der Gießvorgang gesteuert
wird.
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Gegenüber diesem Stand der Technik hat sich die Erfindung die Aufgabe
gestellt, eine Gießvorrichtung zu schaffen, die bei einer besonders einfachen Ausbildung
eine erleichterte Handhabe für ein schnelles Wiederholen des Gießvorganges ermöglicht.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe wird in der Hauptsache darin gesehen,
daß der Schmelztiegel ge-
meinsam mit dem Heizeinsatz und die Gießform
über ein Zwischenstück frei innerhalb eines an sich bekannten glatten Stahlzylinders
und gegenseitig sich selbstabstützend einerseits mit einer Dreipunktlagerung im
Boden des Stahlzylinders und andererseits an einem mit dem Deckel in Verbindung
stehenden Druckbügel gelagert sind, der Tiegel mit einem Kontakt-Thermometer und
die Gießform mit einer Füllanzeigervorrichtung sowie die Einrichtung mit einem Endschalter
versehen sind, mittels denen der Gießvorgang eingeleitet und beendet und dabei die
Einrichtung schließlich in eine die Gießform bequem entnehmbare und diese anzeigende
Stellung gebracht werden.
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Der Aufbau des Gerätes wird anschließend beschrieben: Ein Stahlzylinder,
an seinem einen Ende geschlossen, an dem anderen offen und mit einem Flansch versehen,
wird ungefähr in der Schwerpunktmitte - kugelgelagert - in ein Aufhängegestell gebracht.
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Der sogenannte Heizeinsatz mit Isolation wird von oben durch die
Öffnung des Zylinders eingeführt und sitzt - zentriert - in drei an der Innenwand
des Zylinders angebrachten Winkeln gleichmäßig auf.
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Das ringförmige Heizelement kann leicht von oben eingesetzt bzw.
ausgewechselt werden. Der Schmelztiegel hat in der Bodenmitte einen sogenannten
Heizdom zur Aufnahme des Thermoelementes.
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Nach dem Einsetzen des Schmelztiegels und des Schmelzgutes wird ein
keramisches Zwischenteil aufgebracht, welches eine Bohrung für die Absaugung der
Luft und der Abgase besitzt. Durch zwei weitere Bohrungen werden die Anschlüsse
des Heizkörpers geführt und an eine vakuumdichte Stromdurch führung der Stahlwand
angeschlossen.
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Schmelztiegel und keramisches Zwischenstück müssen eine tief ausgebildete
Nase haben, damit der Schmelzfluß während des Umgießens in die Gießform nicht in
das Luftloch fließen und dieses verstopfen kann.
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Eine oder eine Gruppe von Gießformen werden auf das Mundstück des
keramischen Zwischenteiles gesetzt und mittels Druckbügel und Knebelschraube festgeklemmt.
Das keramische Zwischenstück hat eine größtmögliche, eingearbeitete Auflagefläche
zur Aufnahme beliebig großer Formen.
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Die Gießform, welche zweiteilig durch eine Bandage mit Knebelverschluß
zusammengehalten wird, besitzt zwei eingelassene Metallplättchen, welche mit Stiften
herausgeführt beim Einsetzen der Form in zwei V-förmige Strom anschlüsse gleiten.
Diese dienen dazu, um bei dem späteren Gießformfüllvorgang durch Schwenkung um die
Achse das Erreichen des geforderten Gießvolumens elektrisch anzuzeigen, um über
Relaisschaltung den Gießvorgang zu unterbrechen.
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Das Evakuieren erfolgt durch die Mittelachse auf der einen Seite
des kugelgelagerten Gerätes. Das Kugellager sitzt mit dem Innenring fest auf dem
Vakuumrohr und mit dem äußeren Ring fest in einem an dem Stahlzylinder vorzugsweise
angeschweißtem Rohransatz. Die Vakuumdichtung wird durch eine Stopfbuchse erreicht.
Die auf dieser Seite des Stahlzylinders hohl ausgebildete Achse dient als Absaug
rohr zur Vakuumpumpe und kann gegebenenfalls auch gekühlt werden, da durch das Absaugen
der heißen Dämpfe und Luft unter Umständen die Viskosität des Pumpenöles so weit
heraufgesetzt wird,
daß die Vakuumpumpe zu warm wird und infolgedessen ein starker
Leistungsabfall eintreten kann.
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Nach dem Einsetzen des Heizeinsatzes, des Zwischenstückes und der
jeweiligen Gießformen wird der obere Zylinderflausch durch eine Platte mit Rohransatz
dicht verschlossen. Dieser Rohransatz dient zum Aufsetzen einer Kappe, die vor Inbetriebnahme
lose übergestülpt und beim Ansaugen der Pumpe leicht angedrückt wird.
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Der Antrieb für die Schwenkbewegung des drehbaren Stahlzylinders
erfolgt über einen polumschaltbaren Getriebemotor von der dem Vakuumanschluß gegenüberliegenden
Drehachse aus. Die Inbetriebnahme und Steuerung des Gerätes erfolgt von der Schalttafel
aus.
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Die Arbeitsweise ergibt sich wie folgt: Nach dem Einlegen des Schmelzgutes
und dem Verschluß der Kammer werden durch Schalterdruck die Heizung und die Pumpe
gleichzeitig eingeschaltet. Beim Erreichen der Gießtemperatur schaltet der elektronisch
gesteuerte Regler über ein Relais den polumschaltbaren Motor ein. Dadurch wird der
Zylinder in eine langsame Drehbewegung versetzt. Das flüssige Metall ergießt sich
in eine oder mehrere Formen. Nach Entleerung des Schmelztiegels wird infolge Kontaktgabe
der Motor einschließlich Heizung ausgeschaltet, so lange, bis die Temperatur des
Fühlers auf 2000 C abgesunken ist; dann wird der Motor, durch Relais umgepolt, wieder
eingeschaltet und bringt den Stahlzylinder mit dreifacher Rückdrehgeschwindigkeit
in die Ausgangsstellung, während die Pumpe ausgeschaltet wird.
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Ganz allmählich dringt durch die Pumpe Luft in den Zylinder. Soll
dieser Vorgang abgekürzt werden, muß die Flutungsschraube aufgedreht werden.
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Das Gerät ist in der Abbildung im senkrechten Schnitt dargestellt.
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Ein Stahlzylinder 1 ist drehbar um die Achse 2 gelagert, der den
dicht schließenden Deckel 3 abnehmbar trägt. In dem Stahlzylinder 1 befindet sich
der Heizeinsatz 4 mit Isolation 5 und darin der Schmelztiegel 6, der mittels Dom
in Bodenmitte ein Thermoelement 7 einzuführen gestattet, welches zu dem hier nicht
dargestellten Regler führt. Der gesamte Heizeinsatz 4 mit Isolation 5 kann leicht
von oben durch den offenen Stahlzylinder 1 eingesetzt bzw. ausgewechselt werden
und sitzt zentriert im Winkelrahmen. Oberhalb dieses Heizeinsatzes befindet sich
das keramische, aus zwei konisch zusammenwirkenden Ringen 8 und 9 bestehende Zwischenstück,
welches durch eine Nase 10 gegen Verdrehen gesichert ist, damit die durchgehende
Bohrung 11 für die Absaugung der Luft und der Abgase in Teil 8 und 9 übereinstimmt.
Weitere Bohrungen für die Anschlüsse 12 des Heizeinsatzes 4 sowie eine möglichst
breit gehaltene Auflagefläche 13 zur Aufnahme beliebiger zweiteiliger Gießformen
14 mit Bandknebelverschluß 15 sind vorgesehen.
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Schmelztiegel 6 und keramisches Zwischenstück 9 erhalten 900 zur
Bohrung 11 versetzt tief ausgebildete Tüllen 16, damit der Schmelzfluß nicht die
Bohrung 11 zusetzen kann.
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Die Gießform 14 wird nun auf die Auflagefläche 13 mittels Druckbügel
17, der um den Punkt 18 drehbar und unter dem Deckel 3 wegschwenkbar gelagert ist
durch Knebelschraube 19 fest aufgedrückt. Beim Ein-und Ausbau der Gießform 14 wird
dann lediglich die Knebelschraube 19 gelockert und der Druckbügel 17
weggeschwenkt,
so daß man nach Abnehmen der Verschlußkappe 20 freien Zugang für die Gießformen
14 hat. Die Gießform 14 besitzt zwei eingelassene Metallfolien21 mit der herausgeführten
Stromzuführung, die als Anzeigegerät für die Beendigung des Gießfüllvorganges das
Relais ansprechen lassen.
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Das Evakuieren und Wiederlufteinblasen erfolgt durch die als Hohlrohr
ausgebildete Achse 2, die zur Vakuumpumpe führt. Das Kugellager 22 sitzt mit seinem
Innenring fest auf der Achse 2 und mit seinem Außenring fest im Stahlzylinderrohransatz.
Durch die Stopfbuchse23 wird eine Abdichtung erreicht. Für die Betätigung der Schwenkung
um die Achse 2 dient ein nicht dargestellter polumschaltbarer Getriebemotor und
greift über Zahnräderpaare 24 an der in der Abbildung linken Achse 25 an. Ein Endschalter
26 ist zur Arretierung der Normalstellung vorgesehen.
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Für die Stromzuführung des Heizeinsatzes 4 dient der Anschluß 27.