DE1911573C - Vakuumgießeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumgießeinrichtung mit einer Gießform mit einem evakuierbaren, mit zumindest einer Einfüllöffnung für die Schmelze versehenen, im übrigen abgeschlossenen Formhohlraum und weiterhin mit Bewegungsmitteln, um die Gießform und die Schmelze relativ zueinander zu bewegen, derart, daß die Eintüllöffnung mit der Schmelze in Verbindung kommt, so daß der Gußwerkstoff in den Formhohlraum aufgesaugt wird und wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, die einen im wesentlichen unbehinderten Aufstieg des Gußwerkstoffes aus der Schmelze in die Gießform ermöglicht und welche das Ausfließen des Gußwerkstoffes aus dem Formhohlraum nach dem Gießvorgang nach der Trennung von Gießform und Schmelze verhindert.

Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung aus einem hydrostatisch wirkenden Kugelventil, wobei der Ventilsitz unterhalb der Kugel liegt, wenn das Gewicht größer ist als ihr Auftrieb im Gußwerkstoff, und der Ventilsitz oberhalb der Kugel liegt, wenn deren Gewicht kleiner ist als ihr Auftrieb im Gußwerkstoff. Die österreichische Patentschrift 247 530 weist kein eigentliches Kugelventil, d. h. ein Ventil mit einer frei beweglichen Kugel, auf, sondern ein Ventil, bestehend aus einer Ventilstange mit einer darauf befe-

.' stigten Kugel, und es dient dazu, den Zufluß von Gußwerkstoff aus der Schmelze in das darin angeordnete Druckgefäß zu steuern. Das Ventil wird von außerhalb der Gießeinrichtung gesteuert. Es arbeitet nicht hydrostatisch wie die Kugelventile gemäß der Erfindung. Dieses Ventil hat keineswegs die Aufgabe der Erfindung, nämlich das Auslaufen des Gußwerkstoffes aus dem Formhohlraum nach dem Gießvorgang zu verhindern. Dasselbe gilt für die Gießeinrichtung gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 105 115, welche

ao wieder eine von auPerhalb der Gießeinrichtung betätigte Stopfenstange mit Stopfen zeigt. Auch die USA.-Patentschrift 2 248 868 zeigt eine mechanisch betätigte Verschlußvorrichtung.

Eine weitere Ausführungsfonr. ist erfindungsge-

»5 maß dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung die Gießeinrichtung um ihre Längsachse in Drehung versetzt.

Der Vorteil der beiden Ausführungsformen besteht darin, daß die Einfüllöffnung für den Gußwerkstoff einen großen Durchmesser haben kann, so daß der Gußwerkstoff schnell in die Gießform einströmt. Dadurch wird auch das Herstellen von größeren Gußstücken mit dieser Vorrichtung wirtschaftlich.

Eine erfindungsgemäße Verwendung der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die zum Schleudergießen von Gegensts iden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 im Querschnitt eine erfindungsgemäße Gießeinrichtung,

F i g. 1 a eine abgewandelte Verschlußvorrichtung, Fig. 2, 3 weitere Ousführungsformen von Gießeinrichtungen.

Die in F i g. 1 betriebsbereit dargestellte GieSeinrichtung weist ein Gehäuse 201 suf mit einer darin eingebauten Gießform 202 mit Kernen 203 aus einem üblichen Formsand oder Formmasse. Die Gießform ist versehen mit einem Steigrohr 204 aus gasundurchlässigem Material mit einer, z. B. feuerfesten Ausklei-

dung 205, so daß sich ein Steigkanal 206 bildet. Das Gehäuse ist mit einem Deckel 209 mittels Schrauber 210 hermetisch geschlossen. Der Deckel 209 ist mii einer Saugleitung 211 versehen, die über einen flexiblen Schlauch 212, ein Drosselventil 213 und eir Rohrstück 214 —mit Manometer 215— mit einei Unterdruckleitung 216 verbunden ist. Die Unter druckleitung mündet in einer nicht gezeichneten Un terdruckquelle aus. Der Druck in der Unterdrucklei tung ist mittels eines Drosselventils 217, das über eit

Rohrstück 218 mit der Atmosphäre in Verbindunj steht, regelbar.

Die Gießform 202 ist mittels der Schrauben 219 die auf eine Platte 220 drücken, im Gehäuse 201 fi xiert und darin von einem Unterdruckraum 221 um geben. Damit der in der Saugleitung 211 eingestellti Unterdruck sich auch in dem Formhohlraum 222 de Gießform einstellen kann, ist die Platte 220 aus porö sem, gasdurchlässigem Material hergestellt. Statt des

sen oder auch zusätzlich kann die Platte mit Löchern 223 versehen sein.

Der Steigkanal 206 weist eine Verschlußvorrichtung auf in der Form eines selbsttätigen, hydrostatisch wirkenden Kugelventils 235. Eine Kugel 236 des Kugelventils wirkt mit einem Sitzkegel 237 zusammen. Das Ventil wird verwendet, im Falle das Gewicht der Kugel größer ist als ihr Auftrieb im Gußwerkstoff. Ist letztgenannter Aluminium, so kann die Kugel z. B. aus Stahl bestehen.

Die Gießeinrichtung befindet sich über einem Schmelzofen oder einem Schmelzbehälter 224 mit einer Schmelze (Gußwerkstoff) 225. Das Steigrohr 204 taucht in der Schmelze ein, so daß der Formhohl-

Die bisher beschriebenen Verschlußvornchtungen befinden sich im oder am Steigkanal der Gießform. Natürlich ist es bei entsprechender Gestaltung una Abmessungen des Bodens der Gießform möglich die

5 Verschlußvorrichtungen im Boden selbst anzubringen, wobei das Gießrohr entfällt. Für einen Gießvorgang wird dann die Gießvorrichtung in Richtung der Schmelze gesenkt, bis der Boden über einen sicheren Abstand in der Schmelze eintaucht.

ίο Eine weitere Möglichkeit das Ausfließen des GuIiwerkstoffes nach dem Austauschen des Steigrohres aus der Schmelze zu verhindern, besteht darin, daß die Gießeinrichtung um ihre Längsachse rotiert wird. Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Das Gehäuse

die Gießform aus Formsand, Keramik u. ä., ist eine Hinterfüllung 269 aus Sand oder Stahlschrott zwischen Gießform und Gehäuse anzubringen oder ist die Gießform sonstwie mit mechanischen Mitteln gegenüber dem Gehäuse abzustützen. Im Boden 270 des Gefäßes ist eine öffnung 271 angebracht. Es ist oben mit einem Kanäle 272 aufweisenden Deckel 273 abgeschlossen.

Zum Herstellen eines Gußstückes wird die Einrichtung bei eingetauchtem Steigrohr 204 in Drehung versetzt und die Saugleitung 211 mit der Unterdmckvorrichtung verbunden. Der in den Formhohlraum einströmende Gußwerkstoff steigt infolge der Flieh

raum von der Atmosphäre abgeschlossen ist. In der 15 201 mit der darin befindlichen Gießform 202 wird von Unterdruckleitung 216 ist der Unterdruck auf einen einer Hohlwelle 260 getragen. Auf der Hohlwelle die solchen Wdt eingestellt worden, daß, nach öffnen des in einem Lager 261 gelagert ist, ist ein Zahnrad 26-Ventils 213, ein solcher Unterdruck im Formhohl- befestigt, worin ein Ritzel 263 eines Motors 264 lautt. raum 222 entsteht, daß bei gegebenem spezifischem Der Motor versetzt das Gehäuse mit der Gießform um Gewicht des Gußwerkstoffes, dessen Dampfdruck 20 die Längsachse 265 der Gießform in Drehung. Die und herrschendem Barometerstand, der Gußwrkstoff feststehende Saugleitung 211 der bereits oben bemit optimaler Geschwindigkeit in die Gießform ein- schriebenen Unterdruckvorrichtung ist mittels einer strömt. Stopfbüchse 266 mit Dichtung 267 mit der Hohlwelle Zum Herstellen eines Gußstückes wird das Ventil 260 verbunden, so daß sie nicht an der Drehung teil-213 geöffnet, so daß der Gußwerkstoff in den Steigka- 25 nimmt. Die Gießfurm besteht aus einem Gefäß 268 nal 206 eintritt. Dabei wird die Kugel 236 des Kugel- aus einem porösen oder massiven Material. Besteht ventils durch den einströmenden Gußwerkstoff von ~~ seinem Sitzkegel 237 ab- und bis zum Anschlag 238
angehoben, so daß der Gußwerkstoff in den Formhohlraum eintreten kann. Sich aus dem Formmaterial
bildende Gase werden durch die Platte 220 und durch
das poröse Formmaterial der Gießform über die Saugleitung abgesaugt. Nachdem sich der ganze Formhohlraum mit Gußwerkstoff gefüllt hat, sinkt die Kugel zurück auf den Sitzkegel 237, dabei den Steigkanal wie- 35
der abschließend. Die Gießeinrichtung und der
Schmelzbehälter können nun voneinander getrennt
werden, so da3 das Steigrohr 204 aus der Schmelze
taucht. Der Gußwerkstoff wird durch das Kugelventil
235 am Auslaufen aus dem Formhohlraum behindert. 40 kraft an der Innenwand des Formhohlraumes empoi Nach Schließen des Ventils 213 kann das Gehäuse und es bildet sich dort ein Zylinder 274 aus Gußwerkgeöffnet, die Gießform entmantelt und das Gußstück stoff. Nach dem Gießvorgang wird der Unterdruck geentfernt werden, brachen, die Drehung der Gießeinrichtung jedoch Statt aus porösem Material, wie Formsand, kann fortgesetzt, um das Ausfließen des Gußwerkstoffes zu die Gießform auch aus massivem Material bestehen, 45 verhindern, während die Gießeinrichtung außerhalb z. B. aus Keramik, Stahl oder Kunststoff. Zur Entlüf- des Bereiches der Schmelzpfanne gebracht wird, um tung des Formhohlraume: ist es in solchen Fällen not- den nächsten Gießvorgang unmittelbar anschließen wendig, diesen durch eine oder mehrere Entlüftungs- lassen zu können. Nach genügender Erstarrung des kanäle mit dem die Gießform umgebenden Unter- Gußwerkstoffes kann auch die Rotation abgestellt druckraum 221 zu verbinden. Die Entlüftungskanäle 50 werden. Es kann gewünscht sein, den Unterdruck müssen so klein sein, daß der durchtretende Gußwerk- während des Drehens aufrechtzuerhalten, um entwikstoff direkt erstarrt. kelte Gase direkt abführen zu können. Es kann auch Die Verschlußvorrichtung gemäß F i g. 1 a zeigt so beim Gießen vorgegangen werden, daß während ein Kugelventil 240, dessen Kugel 241 mit einem Sitz- des Aufsaugens des Gußwerkstoffes in die Gießform, kegel 242 zusammenwirkt Dieses Ventil findet Ver- 55 diese nicht gedreht wird. Erst, nachdem der Gußwerkwendung für den Fall, daß das Gewicht der Kugel stoff das gewünschte, durch die Abmessungen des kleiner ist als ihr Auftrieb im Gußwerkstoff. Dieser Gußstückes bedingte Niveau im Formhohlraum erFall liegt beispielsweise vor bei einer Hohlkugel aus reicht hat, wird die Gießform in Drehung versetzt. Kunststoff und Wachs oder Kunststoff, z. B. Capro- Erst dann findet die Formgebung des Gußstückes lactam als Gußwerkstoff. Beim Aufsteigen des Guß- 60 statt.

Werkstoffes in dem Steigkanal 206 wird die Kugel Obschon die Drehung der Gießeinrichtung hier durch diesen vom Sitzkegel 242 entfernt und gegen dem Zweck des Verhinderns des Auslaufens des Gußeinen Anschlag 243 ged-ückt, so daß der Gußwerk- Werkstoffes dient, ist es selbstverständlich, daß die bestoff in den Formhohlraum eintreten kann. Nach schriebene Einrichtung als Schleudergießeinrichtung Beendigung des Gießvorganges wird die Kugel durch 65 überhaupt verwendet werden kann. Bei den bekannden Auftrieb im GußwerLv.off wieder auf den Sitzke- ten Schleudergießeinrichtungen mit senkrechter gel 242 gedrückt und verschließt damit den Steigkanal Scbleuderachse wird der Gußwerkstoff durch eine von inn oben her in die Gießform eingeführte, mit seinem

Auslaufende bis in die Mitte der Gießform reichende Gießrinne eingebracht. Demgegenüber ist das Einbringen des Gußwerkstoffes bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Aufsaugen in die Gießform erheblich einfacher und wirtschaftlicher und mit geringerer Turbulenz verbunden.

F i g. 3 zeigt eine rotierende Gießeinrichtung ohne Gehäuse. Die eigentliche Gießform 280 besteht aus einem Hohlzylinder 281, welcher mittels Spannbolzen 282 zwischen einer mit der Hohlwelle 260 der Antriebsvorrichtung fest verbundenen Tragplatte 283 und einem abnehmbaren Boden 284 eingespannt ist. Der Hohlzylinder die Tragplatte und der Boden sind aus einem festen Stoff, z.B. Stahl, hergestellt. Die Tragplatte ist mit einer Zentrierscheibe 285, z. B. aus Keramik, versehen, an welcher der Hohlzylinder 281 hinsichtlich der Drehachse der Gießeinrichtung zentriert wird. Der Boden 284 ist versehen mit einem Steigrohr 286 mit einer Auskleidung 287 aus einem den vorherrschenden Temperaturen widerstehenden Material. Die Auskleidung wird von einer den Boden bedeckenden Scheibe 288 getragen, die aus demselben Material wie die Auskleidung 287 sein kann. Diese Scheibe dient ebenfalls der Zentrierung des Hohlzylinders 281. Durch den Steigkanal 289 im Steigrohr tritt der aufgesaugte Gußwerkstoff in den Formhohlraum 290 ein und wird darin zu einem Zylinder 291 ausgeschleudert. Abhängig vom Durchmesser des Gußstückes wird eine Zentrierscheibe 285 mit entsprechendem Außendurchmesser und ein Hohlzylinder 281 mit entsprechendem Innendurchmesser verwendet. Die Spannbolzen 282 ermöglichen ohne weiteres eine Anpassung der Gießeinrichtung an die Länge des Gußstückes.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vakuumgießeinrichtung mit einer Gießform mit einem evakuierbaren, mit zumindest einer Einfüllöffnung für die Schmelze versehenen, im übrigen abgeschlossenen Formhohlraum und weiterhin mit Bewegungsmitteln, um die Gießform und die Schmelze relativ zueinander zu bewegen, derart, daß die Einfüllöffnung mit der Schmelze r. Verbindung kommt, so daß der Gußwerkstoff in den Formhohlraum aufgesaugt wird, und wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, die einen im wesentlichen unbehinderten Aufstieg des Gußwerkstoffes aus der Schmelze in die Gießform ermöglicht und welche das Ausfließen des Gußwerkstoffes aus dem Formhohlraum nach dem Gicßvorgang nach der Trennung von Gießform und Schmelze verhindert, drdurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem hydrostatisch wirkenden Kugelventil besteht, wobei der Ventilsitz (237, F i g. 2) unterhalb der Kugel liegt, wenn das Gewicht größer ist als ihr Auftrieb im Gußwerkstoff, und der Ventilsitz (242, F i g. 3) oberhalb der Kugel iiegt, wenn deren Gewicht kleiner ist als ihr Auftrieb im Gußwerkstoff.

2. Vakuumgießeinrichtung mit einer Gießform mit einem evakuierbaren, mit zumindest einer Einfüllöffnung für die Schmelze versehenen, im übrigen abgeschlossenen Fc.mhohlraum und weiterhin mit BewegungSinitteln, um die Gießform und die Schmelze relativ zue../ander zu bewegen, derart, daß die Einfüllöffnung mit der Schmelze in Verbindung kommt, so daß der Gußwerkstoff in den Formhohlraum aufgesaugt wird und wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, die einen im wesentlichen unbehinderten Aufstieg des Gußwerkstoffes aus der Schmelze in die Gießform ermöglicht und welche das Ausfließen des Gußwerkstoffes aus dem Formhohlraum nach dem Gießvorgang nach der Trennung von Gießform und Schmelze verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung die Gießeinrichtung um ihre Längsachse in Drehung versetzt.

3. Verwendung der Einrichtung nach Anspruch 2 zum Schleudergießen von Gegenständen.