DE1583714C - Warmkammerdruckgießvorrichtung für Metalle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Warmkammerdruckgießvorrichtung für Metalle, bei der zwischen dem Druckzylinder und der zur Gießdüse führenden Förderleitung ein aus Eisen bestehendes Kniestück vorgesehen ist, das mittels einer hitzebeständigen Dichtung an den Druckzylinder angeschlossen ist.

Beim Druckgießen ist es seit langem erwünscht, zum Verarbeiten von hochschmelzenden Metallen, wie Aluminium u. dgl., die sogenannte Heißkammer-Technik anzuwenden. Hierbei ist der Druckzylinder untergetaucht in ein Gefäß mit dem zu verarbeitenden geschmolzenen Metall.

Eine derartige Heißkammer zum Verarbeiten von Aluminium u. dgl. enthält ein Gefäß mit dem geschmolzenen, zu verarbeitenden Metall, ein praktisch U-förmiges, gegabeltes Kniestück mit einer Öffnung darin, das senkrecht in dem geschmolzenen Metall aufgehängt ist, wobei im Inneren in der Nähe des einen Endes des Kniestückes ein Vorsprung angeordnet ist, eine Spritzgußform am oberen anderen Ende des Kniestückes, einen Druckzylinder mit einem Flansch, welcher dem Vorsprung im Kniestück entspricht, und einen Druckkolben, der sich im Druckzylinder bewegt und beim Vorwärtsbewegen das geschmolzene Metall in die Spritzgußform hineindrückt. Zum erfolgreichen Betreiben einer solchen Vorrichtung ist es erforderlich, daß eine gute Abdichtung zwischen dem Vorsprung im Kniestück und dem Flansch des Druckzylinders vorhanden ist. Ohne eine solche Dichtung ist es fast unmöglich, Gußstücke mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen.

Bisher wurde die Abdichtung an dieser Stelle dadurch erreicht, daß aufeinanderpassende Stellen des Druckzylinders und des Kniestückes mit überlappenden Oberflächen mechanisch aneinandergedrückt wurden. Eine solche Dichtung verhält sich aber nicht immer zufriedenstellend, insbesondere dann, wenn das Kniestück und der Druckzylinder aus verschiedenem Material hergestellt sind.

Auch die Verwendung einer Legierung von Chrom-Kobalt-Wolfram, die für gleiche Zwecke in der britischen Patentschrift 812 241 beschrieben ist, brachte nicht den gewünschten Erfolg.

Der Einsatz von verbessertem Graphit wurde nach der USA.-Patentschrift 1137 373 in der Technik nur für Dichtungszwecke in der Kälte beschrieben.

Beim Verarbeiten von hochschmelzenden Metallen, wie Aluminium u. dgl., besteht der Druckzylinder üblicherweise aus einem keramischen Material, wie Titandiborid, und das Kniestück besteht aus einem eisenhaltigen Material, wie Gußeisen. Beim Aufeinanderpressen der überlappenden Oberflächen dieser Teile wird ein nur kleiner Erfolg erzielt, da die verschiedenen Materialien verschiedene thermische Ausdehnungskoeffizienten besitzen, so daß die Verbindung sich löst, wenn sie wechselnden Temperaturen ausgesetzt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Abdichtung zwischen dem Vorsprung des Kniestückes und dem Flansch des Druckzylinders zu verbessern.

Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß als Dichtung eine elastische Modifikation von geblähtem Graphit Verwendung findet. Der geblähte elastische Graphit gleicht — trotz erheblicher Vorspannung beim Zusammenbau der Maschinenteile — alle durch die Erhitzung durch das geschmolzene Material entstehenden Ausdehnungen aus. Da der geblähte Graphit auch gegen geschmolzene Metalle absolut beständig ist, ist seine Verwendung sehr günstig.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der innere Vorsprung im Kniestück eine trichterförmig abgeschrägte Oberfläche hat. Dadurch kann die Dichtung aus dem geblähten Graphit besser den beiden Teilen angepaßt werden.

ίο Des ferneren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Druckzylinder aus Titandiborid besteht. Dieses hochschmelzende keramische Material hat sich gegen geschmolzene Metalle als sehr widerstandsfähig erwiesen.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
F i g. 2 ist ein etwas vergrößerter Querschnitt, der die Lage der elastischen, für geschmolzenes Metall undurchlässigen Dichtung zwischen dem Druckzylinder und dem Kniestück zeigt;

F i g. 3 ist ein Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung.

=5 Bei erfindungsgemäß abgedichteten Vorrichtungen können der Druckzylinder und das Kniestück sich thermisch ausdehnen oder zusammenziehen, ohne daß hierbei die Dichtung zwischen ihnen unwirksam wird.

Die Vorrichtung nach F i g. 1 enthält einen Ofen 10. In diesem befindet sich das Gefäß 12 mit dem geschmolzenen, zu verarbeitenden Metall 13. Im Gefäß 12 ist ein gegabeltes Kniestück 14 aufgehängt. Eines seiner Enden ist mit der Spritzgußform 16 verbunden. Diese Spritzgußform ist von üblicher Ausführung und soll hier im einzelnen nicht gezeigt werden.

Die Wandung des anderen Endes des Kniestückes 14 hat im Inneren einen umlaufenden Vorsprung 18, auf welchem die elastische Dichtung 17 ruht. Der Druckzylinder 20 hat einen sich nach auswärts erstreckenden Flansch 21, welcher die Dichtung 17 aufnimmt. Im oberen Ende des Kniestückes 14 und über dem Druckzylinder 20 befindet sich eine Pumpe.

Die Pumpe ist so angeordnet, daß die Dichtung 17 zwischen dem Vorsprung des Kniestückes 14 und dem Flansch 21 des Druckzylinders 20 etwas zu-

, sammengedrückt wird, so daß eine elastische, für geschmolzenes Metall undurchlässige Dichtung zwisehen dem Druckzylinder und dem Kniestück entsteht. Die Pumpenvorrichtung enthält ein Gehäuse 22, das innerhalb des oberen Teils des Kniestückes 14 und in Berührung mit dem Druckzylinder 20 und einem Druckkolben 24 angeordnet ist. Der Druckkolben 24 bewegt sich innerhalb der Bohrung 23 des Druckzylinders 20. Die Mittel zum Betreiben des

Druckzylinders sind bekannt und sollen hier im einzelnen nicht beschrieben werden.

Die F i g. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab eine

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung zwischen dem Druckzylinder 20 und dem Kniestück 14. Das Kniestück 14 hat einen umlaufenden .Vorsprung 18, der die elastische ringförmige Dichtung 17 aufnimmt und hält. Der Flansch 21 des Druck-Zylinders 20 ruht auf der Dichtung 17. Die Abdichtung zwischen dem Kniestück und dem Druckzylinder wird verbessert durch das Gehäuse 22, welches einen abwärts gerichteten Druck auf den

Druckzylinder mit dem Flansch ausübt. Die Dichtung 17 besteht vorzugsweise aus geblähtem Graphit, der weiter unten näher beschrieben wird. Ein Kolben 24 bewegt sich innerhalb der Bohrung 23 des Druckzylinders 20. Wenn der Kolben in dem Druckzylinder abwärts bewegt wird, so drückt er das geschmolzene Metall in die nicht abgebildete Spritzgußform.

Die F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Unterbringung des Druckzylinders 20 im Kniestück 14. Das Kniestück 14 hat einen abgeschrägten Vorsprung 16. Eine entsprechend geformte elastische Dichtung 26 steht in Berührung mit diesem Vorsprung. Der Flansch 21 des Druckzylinders 20 ruht auf der Dichtung 26, wobei der Zwischenraum zwischen dem Druckzylinder und dem Kniestück abgedichtet wird.

Bei Betrieb der beschriebenen Vorrichtung befinden sich der Druckzylinder und das Kniestück unter der Oberfläche des Bades aus geschmolzenem Metall. Beim Heben des Kolbens wird das Kniestück mit dem Metall gefüllt. Nach dem Füllen des Druckzylinders und des Kniestückes drückt man den Kolben abwärts, wodurch das geschmolzene Metall in die Spritzgußform gefördert wird. Beim weiteren Herabdrücken des Kolbens im Druckzylinder wird ein wachsender Flüssigkeitsdruck ausgeübt auf das Gebiet zwischen dem Kniestück und dem Druckzylinder. Da aber dieses Gebiet mittels der erfindungsgemäßen Dichtung gut abgedichtet ist, so wird das zu verarbeitende Metall unter einem gleichmäßigen Druck in die Spritzgußform gefördert. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Gußstücke die gewünschten physikalischen Eigenschaften haben.

Eine Vorrichtung nach F i g. 1 mit einer ringförmigen Dichtung aus geblähtem Graphit zwischen einem Druckzylinder aus Titandiborid und einem Kniestück aus Gußeisen wurde verwendet, um stündlich 300 Gußstücke aus Aluminium mit einem Gewicht von etwa 700 g herzustellen. Auf diese Art wurden 41500 Gußstücke fortlaufend hergestellt. Alle Gußstücke waren von ausgezeichneter Qualität.

Entsprechend wurde eine ähnliche Vorrichtung mit einer Abdichtung nach F i g. 3 verwendet. Auch hierbei bestand der Druckzylinder aus Titandiborid, das Kniestück aus Gußeisen und die Dichtung aus geblähtem Graphit. Stündlich wurden 300 Gußstücke aus Aluminium mit einem Gewicht von etwa 700 g hergestellt. Fortlaufend wurden 41650 Gußstücke gewonnen. Praktisch alle Gußstücke waren von ausgezeichneter Qualität.

Der Ausdruck »geblähter Graphit« bezeichnet jede Form von Graphit, der mit einem Mittel behandelt ist, durch welches er gebläht und in der »c«-Richtung mindestens doppelt, vorzugsweise 80mal dicker ist als die ursprüngliche Dicke.

Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen geblähten Graphits ist in der USA.-Patentschrift 1137 373 beschrieben.

Nach diesem Verfahren werden Graphitteilchen mit einem starken Oxydationsmittel, wie mit einer Mischung von Schwefelsäure und Salpetersäure, behandelt, worauf man die so behandelte feuchte Masse auf eine Temperatur unter dem Siedepunkt der Säuren erwärmt, den behandelten Graphit auswäscht, um überschüssige Säure oder Salze zu entfernen, und den ausgewaschenen Graphit dann auf Rothitze erwärmt, bis eine genügende Expansion erreicht ist. Den erhaltenen geblähten Graphit mischt man dann mit einem Bindemittel und formt ihn dann in üblicher Weise.

Nach einem anderen, ähnlichen Verfahren werden Graphitteilchen mit einem Oxydationsmittel, wie einer Mischung von Schwefelsäure und Salpetersäure, behandelt, worauf die feuchten, oxydierten Graphitteilchen zum Entfernen der überschüssigen Säuren oder Salze gewaschen werden. Dann erhitzt man die so behandelten Graphitteilchen schnell auf eine Temperatur von etwa 1000° C, wobei praktisch sofort eine Blähung der Graphitteilchen stattfindet. Die so erhaltenen geblähten Graphitteilchen werden dann in üblicher Weise geformt.

Nach dem letzteren Verfahren gewonnener geblähter Graphit ist das bevorzugte Material für die Herstellung von erfindungsgemäßen Dichtungen. Ein solcher Graphit haftet gut an den abzudichtenden Oberflächen und verhindert ein Durchsickern mittels Kapillarwirkung.

Fachleute wissen, daß Einzelteile der üblichen Spritzgußvorrichtungen aus sehr verschiedenen hitzebeständigen Stoffen hergestellt werden können. Die einzige Voraussetzung hierbei ist, daß das jeweilige Material widerstandsfähig ist gegen das zu verarbeitende Metall. Beim Verarbeiten von Aluminium ist es sehr zweckmäßig, einen Druckzylinder aus Titandiborid und ein Kniestück aus Gußeisen zu verwenden; mit gutem Erfolg können aber auch andere Materialien hierfür gebraucht werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Warmkammerdruckgießvorrichtung für Metalle, bei der zwischen dem Druckzylinder und der zur Gießdüse führenden Förderleitung ein aus Eisen bestehendes Kniestück vorgesehen ist, das mittels einer hitzebeständigen Dichtung an den Druckzylinder angeschlossen ist, gekennzeichnet d u r c h die Verwendung einer elastischen Modifikation geblähten Graphits als Dichtung (17, 26).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Vorsprung (16) im Kniestück (14) eine trichterförmig abgeschrägte Oberfläche hat.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (20) aus Titandiborid besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen