DE1238162B

DE1238162B - Casting device for precision castings

Info

Publication number: DE1238162B
Application number: DE1961K0044645
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Horst Gatzke
Original assignee: GATZKE KERAMISCHE IND
Current assignee: GATZKE KERAMISCHE IND
Priority date: 1961-09-06
Filing date: 1961-09-06
Publication date: 1967-04-06

Description

Gießvorrichtung für Präzisionsgußteile Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung, wie einen Vakuumofen, insbesondere zum Herstellen von Metallkleinteilen, z. B. aus Edelmetall, wie Zahnersatz od. dgl.Molding Apparatus for Precision Castings The invention relates to a Casting device, such as a vacuum furnace, especially for manufacturing small metal parts, z. B. made of precious metal, such as dentures or the like.

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. It is already a pouring device for pouring precision castings known that consists of a crucible and a casting mold placed on the same axis consists in pouring the mold by swiveling the entire device around a horizontal hollow axis takes place. In this known casting device is the made of ceramic crucibles fixed in one or the one closed pressure room and is held by the lid of the pressure chamber at its mouth, against which the mold is pressed.

Der Druckraum erhält durch einen der beiden achsgleichen Hohlzapfen, um die die Einrichtung kippbar ist, Druckluft. The pressure chamber is given by one of the two axially identical hollow pins, around which the device can be tilted, compressed air.

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. In order to counter this one-sided stress in a ceramic and High-frequency heated crucible to press the metal into the To be able to use a sufficiently high gas pressure (air pressure) is the casting mold Casting mold with the pressure from a pressure device consisting of cylinder and piston, which is connected to the pressure chamber via a bracket and through the second hollow pin and a two-way valve is supplied with a pressure medium to the crucible pneumatically pressed on.

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. This results in the intended two-sided stress of the crucible, but the entire facility is complex and therefore heavy Vacuum-tight and cumbersome to use.

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. It is also a casting machine for making precision cast parts became known, in which the somehow reversible inductively heated furnace from a smooth cylindrical vessel, in which the mold to be poured only on the crucible is set after the batch is liquid and slowly after pouring out of the Casting device is removed. Since the furnace is used for these process steps one end face is kept open, this device does not apply generically the subject of the invention of the type mentioned at the beginning.

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. It is also known in another context, in the case of fixed, non-tiltable casting devices by means of a thermocouple or another Contact knife as a fill indicator to control the pouring process.

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. In an apparatus of this type, a control system is for continuous Pouring provided by means of a fixed pouring device with which to adapt the height of the liquid level on the removal speed of the poured material of the molten metal is regulated by means of a thermocouple in order to avoid an overflow to prevent the molten metal over the inlet.

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. Another device of this type has the melt mold at the top a fixed casting device attached an electrode, which the entire filling the mold, and in still another a fixed pouring device for continuous, successive production of a large number of casts, like iron wheels, with the greatest possible preservation of the graphite shape. The one used Control system is used to automate the control of the funds in the step-by-step Feeding and removing a number of movable casting molds.

Zu all diesen Zwecken dient der Erfindungsgegenstand nicht. The subject of the invention does not serve any of these purposes.

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. The invention is therefore based on a pouring device for pouring of precision cast parts, consisting of a crucible and an axially aligned Casting mold placed above it, the pouring of the mold by pivoting the entire The device is set up around a horizontal hollow axis and by means of a thermocouple or another contact meter as a filling indicator, the casting process is controlled will.

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. Compared to this prior art, the invention has the task posed to create a casting device with a particularly simple training enables easier handling for a quick repetition of the casting process.

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. The solution to the given task is seen mainly in that the crucible together with the heating element and the casting mold via an intermediate piece freely within a known smooth steel cylinder and mutually self-supporting on the one hand with a three-point bearing in the Bottom of the steel cylinder and on the other hand on one with the lid in connection standing pressure bracket are stored, the crucible with a contact thermometer and the mold with a level indicator device and the device with a limit switch are provided, by means of which the casting process is initiated and ended and thereby the Device finally into a mold that can be easily removed and displayed Position.

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. The structure of the device is described below: A steel cylinder, closed at one end, open at the other and flanged, is placed in a suspension frame approximately in the center of the center of gravity - with ball bearings.

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. The so-called heating element with insulation is inserted from above through the Opening of the cylinder is inserted and sits - centered - in three on the inner wall of the cylinder evenly.

Das ringförmige Heizelement kann leicht von oben eingesetzt bzw. ausgewechselt werden. Der Schmelztiegel hat in der Bodenmitte einen sogenannten Heizdom zur Aufnahme des Thermoelementes. The ring-shaped heating element can easily be inserted or removed from above. be replaced. The crucible has a so-called in the middle of the bottom Heating dome to accommodate the thermocouple.

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. After inserting the crucible and the material to be melted, a Ceramic intermediate part applied, which has a hole for the suction of the Air and the exhaust gases. The connections are made through two additional holes of the radiator and to a vacuum-tight power lead through the steel wall connected.

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. The crucible and ceramic spacer must be deeply formed Have a nose so that the melt does not flow into the mold while it is being poured into the mold the air hole can flow and clog it.

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. One or a group of molds are placed on the mouthpiece of the ceramic intermediate part and clamped by means of a pressure bracket and T-screw. The ceramic spacer has the largest possible, built-in contact surface to accommodate shapes of any size.

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. The casting mold, which is made up of two parts by a bandage with a toggle fastener is held together, has two embedded metal plates, which with pins when inserting the mold, slide into two V-shaped power connections. These are used in the later mold filling process by pivoting around the Axis to electrically indicate that the required casting volume has been reached, to over Relay circuit to interrupt the casting process.

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. Evacuation takes place through the central axis on one side of the ball bearing device. The ball bearing sits firmly on the inner ring Vacuum tube and with the outer ring firmly in one on the steel cylinder preferably welded pipe socket. The vacuum seal is achieved through a stuffing box. The hollow shaft on this side of the steel cylinder serves as a suction device pipe to the vacuum pump and can, if necessary, also be cooled because of the suction the hot vapors and air may reduce the viscosity of the pump oil so much is increased, that the vacuum pump is too warm and consequently a strong one A decline in performance can occur.

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. After inserting the heating element, the intermediate piece and the In the respective casting molds, the upper cylinder fleece is secured by a plate with a tube attachment tightly closed. This pipe socket is used to put a cap on before commissioning loosely pulled over and pressed lightly when the pump is sucked in.

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. The drive for the swivel movement of the rotating steel cylinder takes place via a pole-changing gear motor from the one opposite the vacuum connection Axis of rotation. The device is commissioned and controlled from the control panel the end.

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. The working method is as follows: After inserting the melted material and the closure of the chamber, the heater and the pump are activated by pressing the switch switched on at the same time. When the casting temperature is reached, it switches electronically Controlled controller activates the pole-changing motor via a relay. This will make the Cylinder set in a slow rotary motion. The liquid metal pours out in one or more forms. After the crucible has been emptied, contact is made the engine, including the heater, is switched off until the temperature of the Sensor has dropped to 2000 C; then the motor is reversed in polarity by relays switched on and brings the steel cylinder at three times the reverse rotation speed to the starting position while the pump is switched off.

Ganz allmählich dringt durch die Pumpe Luft in den Zylinder. Soll dieser Vorgang abgekürzt werden, muß die Flutungsschraube aufgedreht werden. Very gradually air enters the cylinder through the pump. Intended to If this process is shortened, the flooding screw must be unscrewed.

Das Gerät ist in der Abbildung im senkrechten Schnitt dargestellt. The device is shown in the figure in a vertical section.

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. A steel cylinder 1 is rotatably mounted about the axis 2, which the tightly closing lid 3 removes. In the steel cylinder 1 is located the heating insert 4 with insulation 5 and therein the crucible 6, which is made by means of a dome A thermocouple 7 allowed to be inserted in the center of the floor, which is not the case here shown controller leads. The entire heating insert 4 with insulation 5 can easily can be inserted or exchanged from above through the open steel cylinder 1 and sits centered in the angled frame. Above this heating insert is the ceramic intermediate piece consisting of two conically interacting rings 8 and 9, which is secured against rotation by a nose 10, so that the continuous Hole 11 for the suction of the air and the exhaust gases in parts 8 and 9 corresponds. More holes for the connections 12 of the heating insert 4 and one if possible Wide support surface 13 for receiving any two-part casting molds 14 with strap toggle closure 15 are provided.

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. Crucible 6 and ceramic spacer 9 received 900 for Bore 11 offset deeply trained nozzles 16 so that the melt flow does not Hole 11 can clog.

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. The casting mold 14 is now on the support surface 13 by means of a pressure bracket 17, which can be rotated about point 18 and can be pivoted away under cover 3 firmly pressed on with the T-screw 19. When installing and removing the mold 14 then only the tommy screw 19 is loosened and the pressure bracket 17 swung away, so that after removing the cap 20 you have free access for the casting molds 14 has. The casting mold 14 has two let-in metal foils 21 with the one out Power supply, which serves as a display device for the completion of the pouring filling process Let the relay respond.

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. The evacuation and re-injection of air takes place through the hollow tube trained axis 2, which leads to the vacuum pump. The ball bearing 22 sits with his Inner ring fixed on axis 2 and with its outer ring fixed in the steel cylinder tube attachment. A seal is achieved through the stuffing box23. For actuating the swivel A pole-changing gear motor (not shown) is used around the axis 2 and engages via pairs of gears 24 on the axle 25 on the left in the figure. A limit switch 26 is provided for locking the normal position.

Für die Stromzuführung des Heizeinsatzes 4 dient der Anschluß 27.The connection 27 is used for the power supply of the heating element 4.

Claims

Claims: 1. Casting device for pouring precision cast parts, consisting of a crucible and a casting mold placed on the same axis, wherein the pouring of the mold by pivoting the entire device about a horizontal Hollow axis takes place and wherein by means of a thermocouple or another contact knife the pouring process is controlled as a filling indicator, characterized in that the crucible (6) together with the heating insert (4) and the casting mold (14) over an intermediate piece (8, 9) free within a smooth steel cylinder known per se (1) and mutually self-supporting on the one hand with a three-point bearing in the bottom of the steel cylinder and on the other hand on one with the cover (20) in connection standing pressure bracket (17) stored the crucible (6) with a contact thermometer (7) and the mold (14) with a filling indicator (21, 27) and the Device with a limit switch (26) are provided, by means of which the casting process initiated and terminated and the device finally in a mold (14) can be easily removed and brought this indicating position.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the intermediate piece (8, 9) consists of the conically interlocking rings (8 and 9), of which the ring (8) presses against the heating element (4) and the ring (9) against the crucible (6) and both rings are provided with an aligned bore (11) which extends in the transverse direction extends to the passage (16) and to secure this relative position with a nose (10) is provided.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that a tommy screw to hold the casting device (14) pressing on the ring (9) (19) or the like. Is provided in the pressure bracket (17).

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the contact thermometer (7) in a dome of the crucible (6) and the contacts for the Filling indicator of the casting mold (14) consisting of two half-shells in sliding contact devices (21, 27) reach inside the steel cylinder (1).

Publications considered: Austrian patent specification No. 202 288; U.S. Patent Nos. 2,804,663, 2,847,739, 2997756; A 11 e n d o r f, "Precision casting process with lost models", 1958, 2nd edition, p. 161 to 163.