DE69815791T2

DE69815791T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Niederdruckgiessen

Info

Publication number: DE69815791T2
Application number: DE69815791T
Authority: DE
Inventors: Fabio Giolo
Original assignee: IMR SpA ROMANS D'ISONZO; IMR SpA
Current assignee: IMR SpA ROMANS D'ISONZO; IMR SpA
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2018-11-11
Also published as: EP0916433A1; EP0916433B1; ITPD970264A0; US6170558B1; ATE243591T1; DE69815791D1; ITPD970264A1; IT1296351B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Niederdruckgußeinrichtung.
Herkömmliche Niederdruckgußeinrichtungen bestehen gewöhnlich aus einem Fließofen, in den ein Rohr eingetaucht ist, um das flüssige Metall durch Zuführen von Druck in eine Form abzugeben, die in einem oberen Bereich mit dem Steigrohr für das Metall verbunden ist.
Zum Herstellen von Hohlkörpern, wie beispielsweise Leitungshähnen und dergleichen, ist in der Form ein Kern aus Gießereisand angeordnet. Sobald das Gießen beendet ist, muß dieser Kern zerstört werden, zum Beispiel einfach durch Schütteln.
An dem Ofen befindet sich gewöhnlich eine Handhabungseinheit, die es ermöglicht, die verschiedenen Schritte zum Handhaben der Form auszuführen sowie die Kerne zu laden, das Gußteil zu entladen und alle Schritte zum Graphitisieren und Abkühlen der Formen durchzuführen.
Die Form ist so geladen, daß das geschmolzene Material von unten in sie eintreten muß, da das geschmolzene Material, wenn es von oben eintreten würde, das Ausweichen von Luft verhindern würde, und sich Blasen bilden würden, die die Qualität des fertigen Produktes mindern.
Wie oben erwähnt, hat der Ofen ein Rohr, das in der Nähe des Bodens in die abzuziehende Schmelze eintritt und jedenfalls mit einem Kopf ausgestattet ist, der ausreicht, um eine gewissen Anzahl von Formfüllungen vorzunehmen, bevor der Ofen geöffnet und weiteres zu schmelzendes Material eingebracht werden muß.
Bei herkömmlichen Verfahren wird die Form durch eine Handhabungseinheit genau über den Ofen transportiert, wie es zum Beispiel im Falle der EP-A-0 811 447 (italienische Patentanmeldung Nr. MI96A001138) der gleichen Anmelderin geschieht, die den Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPÜ bildet, wird vertikal über diesem abgesenkt, bis ihr unterer Teil, in dem ein Loch für den Eintritt des geschmolzenen Materials vorhanden ist, mit dem Steigrohr in Kontakt tritt, das Material aus dem Ofen abzieht.
Das Gießen erfolgt, indem der Ofen durch Druckluft oder ein anderes Inertgas mit Druck beaufschlagt wird, so daß das flüssige Metall entlang dem Rohr steigt und die gesamte Form füllt.
Dieses Verfahren erfordert jedoch eine sehr komplizierte Handhabungseinheit.
Wenn sich diese Handhabungseinheit aus der Stellung über dem Ofen zu dem Entladebereich hin bewegt, muß sie sich nämlich öffnen, um die Ausgabe des fertigen Produkts zu ermöglichen, muß jedoch auch die die Form bildenden Formhälften drehen, um sie vor der Bedienperson zu plazieren.
Zudem muß die Handhabungseinheit in der Lage sein, die beiden Formhälften umzudrehen, um die Graphitisierung sowie das Waschen und Säubern von der gesamten Schlacke zu ermöglichen.
Folglich muß die Handhabungsmöglichkeit in der Lage sein, eine translatorische Bewegung auszuführen und sich zudem abwärts zu bewegen.
Bei dem durch die oben erwähnte Patentanmeldung EP-A-0 811 447 (MI96A001138) beschriebenen System sind zwei Öfen vorgesehen, und die Funktionsweise der Handhabungseinheit ist derart, daß sie sich in einen Bereich und dann in den anderen bewegt, so daß die Handhabungseinheit sehr kompliziert ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Niederdruckgußeinrichtung anzugeben, deren Bauweise gegenüber herkömmlichen Einrichtungen vereinfacht ist.
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also, eine Niederdruckgußeinrichtung anzugeben, die eine bessere Kupplungszentrierung zwischen dem Ofen und der Form hat.
Eine weitere wichtige Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Gußeinrichtung anzugeben, die es erlaubt, auch mit sehr großen Formen ohne besondere Schwierigkeiten zu arbeiten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Druckgußeinrichtung anzugeben, die eine praktische, dauerhafte und effektive Funktionsweise gewährleistet.
Dieses Ziel, sowie diese und andere Aufgaben, die im folgenden deutlich werden, erreicht und löst eine verbesserte Niederdruckgußeinrichtung gemäß der Erfindung mit den in Anspruch 1 spezifizierten Merkmalen.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform derselben, die als nicht einschränkendes Beispiel in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, in denen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer verbesserten Niederdruckgußeinrichtung nach der Erfindung;
2 einen Querschnitt des in 1 gezeigten Fließofens;
3 eine Seitenansicht eines Teils der verbesserten Niederdruckgußeinrichtung nach der Erfindung;
4 eine Seitenansicht des in 3 gezeigten Teils der Einrichtung während des Gießens, wobei der Ofen mit einer Form gekoppelt ist;
5 eine perspektivische Ansicht eines Details des Fließofens der 1;
6 einen Längsschnitt des Details der 5;
7 einen Längsschnitt des Details der 5 während des Gießens.
Gemäß den vorstehend genannten Figuren umfaßt eine verbesserte Niederdruckgußeinrichtung einen Eiektro-Fließofen 10, oder einen Fließofen äquivalenter Art, der durch eine rechnergestützte Zentraleinheit gesteuert wird, die schematisch durch das Bezugszeichen 11 bezeichnet ist.
Im vorliegenden Fall hat die Einrichtung eine Handhabungseinheit 12, die sich horizontal entlang Führungen 13 bewegen kann und dazu geeignet ist, eine Form 14 in die Gießposition zu bringen.
Die Handhabungseinheit 12 kann zum Gießen in die Form 14 über dem Ofen 10 angeordnet sein und sich dann horizontal zu einer Station zum Laden/Entladen der Form 14 bewegen.
Der Ofen 10 ist von einem Rahmen 15 gehalten, der mit Mitteln zum Heben/Senken bezüglich des Bodens ausgestattet ist, die allgemein mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet sind.
Die Mittel 16 umfassen Gewindebeine 17a, 17b, 17c, 17d mit einem Fuß 18. Jedes Bein ist mit einem in einem Gehäuse 20 aufgenommenen Innengewinde 19 gekoppelt.
Jedes der Innengewinde 19 hat außen Zähne und ist im vorliegenden Fall mit einer ebenfalls in dem Gehäuse 20 aufgenommenen Schneckenschraube 21 gekoppelt.
Die Hebe-/Senkmittel 16 umfassen einen Motorantrieb 22 mit einer Ausgangswelle 23, auf die eine Antriebsscheibe 24 gekeilt ist und die mit der Schneckenschraube 21 eines ersten Beins 17a in Eingriff steht.
Insbesondere ist die Antriebsscheibe 24 (siehe 3-4) mittels eines Zahnriemens 25 (siehe 2) (oder eines anderen, äquivalenten flexiblen Elements) mit einer Abtriebsscheibe 26 gekoppelt, die an einem zweiten Bein 17b angeordnet und ihrerseits auf eine zweite Welle 27 gekeilt ist, die mit der Schneckenschraube 21 des zweiten Beins 17b in Eingriff steht.
Die Ausgangswelle 23 und die zweite Welle 27 sind jeweils mittels einer ersten Kupplung 28 mit einer dritten Welle 29 verbunden. Die dritten Wellen 29 sind mittels einer zweiten Kupplung 28 mit einer Abtriebswelle 30 verbunden, mit der die Schneckenschraube 21 des dritten und des vierten Beins 17c und 17d in Eingriff steht.
Im vorliegenden Fall besteht jede der dritten Wellen 29 aus einem ersten Wellenabschnitt und eine zweiten Wellenabschnitt 31, die mittels einer geflanschten Kupplung 32 aneinander befestigt sind.
Der Eingriff jeder der Wellen 23, 27 und 30 mit den Schneckenschrauben 21 jedes der Beine 17a, 17b, 17c und 17d erfolgt über Öffnungen 33 in jedem der Ge häuse 20 und mittels Keilen 34, die die Übertragung von Drehmoment von der Welle 23, 27 oder 30 auf die Schneckenschraube 21 gewährleisten, die durch Eingreifen in das Innengewinde 19 die auf sie wirkende Drehbewegung überträgt und dadurch das Heben oder Senken bezüglich der entsprechenden Beine 17a, 17b, 17c oder 17d erzeugt.
Die Mittel 16 stellen also das gleichzeitige Heben oder Senken aller Innengewinde 19 sicher, um auch das kleinste Ungleichgewicht des Ofens 10 zu vermeiden, der in die Formen 14 zu gießendes geschmolzenes Metall enthält.
Auf diese Weise fungiert die Handhabungseinheit 12 nur als Vorrichtung zum horizontalen translatorischen Bewegen der Formen 14, und sobald sie des Ende ihres Hubs erreicht hat, wird sie sicher über dem Ofen 10 zentriert, so daß die Zentraleinheit 11 lediglich das Anheben des Ofens 10 aktivieren muß, um das Gießen des geschmolzenen Materials in die Form 14 zu veranlassen, indem der Ofen 10 mit Druck beaufschlagt wird.
Zusätzlich ist der den Ofen 10 tragende Rahmen 15 auf Wägezellen 35 einer an sich bekannten Art montiert, die ebenfalls mit der rechnergestützten Zentraleinheit 11 verbunden sind.
Die Wägezellen 35 sind in der Lage, den Lastzustand des Ofens 10 zu erfassen und zeigen jeden Bedarf an neuem zu schmelzendem Material sowie die eingeführte Menge an.
Genauer gesagt erfassen die Wägezellen 35 den Zeitpunkt, zu dem der Ofen 10, angehoben von den Innengewinden 19 unter Betätigung durch den Motorantrieb 22, die über ihm liegende Handhabungseinheit 12 berührt und somit bereit ist, den Gießvorgang durchzuführen.
Jede Wägezelle 35 erfaßt nämlich die Aktivierung des Motorantriebs 22, der Bewegung synchron auf die Innengewinde 19 überträgt und so den Ofen 10 anhebt, während jede Wägezelle 35 das Gewicht des Ofens 10 und das Gewicht des darin enthaltenen geschmolzenen Metalls erfaßt.
Abgesehen von völlig vernachlässigbaren keinen Schwankungen bleibt dieses Gewicht konstant, bis der Ofen 10 die Handhabungseinheit 12 berührt.
Zu diesem Zeitpunkt drückt der Ofen 10 schließlich gegen die Form 14 und jede Wägezelle 35 erfaßt eine Spitze der Lastzunahme aufgrund dieses leichten Stoßes.
Zudem kann durch die Wägezellen 35 der Druck automatisch variiert werden, um während der Druckbeaufschlagung zum Gießen des Metalls in die Form jederzeit die gesetzte Schwelle zu erreichen, ungeachtet der Schwankung des Metallstands in dem Ofen 10.
Die verbesserte Einrichtung nach der Erfindung ermöglicht es auch, mit sehr großen Formen zu arbeiten, da alle Probleme im Zusammenhang mit der translatorischen Bewegung beträchtlich vereinfacht sind und die Handhabungseinheit nur die einfache horizontale translatorische Bewegung liefert.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein weiterer Vorteil erzielt, da eine Druckgußeinrichtung angegeben worden ist, die eine sehr einfache Bauweise hat und gleichzeitig einen wirklich effektiven Betrieb gewährleistet.
In der praktischen Anwendung hat sich gezeigt, daß die vorliegende Erfindung das gesteckte Ziel erreicht und alle Aufgaben erfüllt.
Zahlreiche Modifikationen und Änderungen der so konzipierten Erfindung sind möglich, die alle im Rahmen der beiliegenden Ansprüche liegen.
Alle Details können ferner durch andere, technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden.
Die eingesetzten Materialien, sofern sie mit der jeweiligen Verwendung kompatibel sind, sowie die entsprechenden Abmessungen sind je nach den Erfordernissen frei wählbar.
Wo in den Patentansprüchen auf technische Merkmale Bezugszeichen folgen, dienen diese lediglich der besseren Verständlichkeit der Ansprüche.

Claims

Niederdruckgußeinrichtung mit zumindest einem Fließofen (10), mit dem zumindest eine Form-Handhabungseinheit (12) zusammenwirkt, wobei die Form-Handhabungseinheit (12) wahlweise mit einer entsprechenden Form (14) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Handhabungseinheit (12) einer Führung (13) für eine translatorische Bewegung zwischen einer Gießposition, die über dem zumindest einen Ofen (10) liegt, und einer Entladeposition zugeordnet ist, wobei der zumindest eine Ofen (10) mit Hebe-/Senkmitteln (16) ausgestattet ist, die einen Motorantrieb (22) enthalten, der mit Innengewinden (19) verbunden ist, die mit entsprechenden Gewindebeinen (17a, 17b, 17c, 17d) gekoppelt sind, um die vertikale Bewegung des Ofens (10) zu bewirken, um diesen mit der Form (14) zu koppeln und zu entkoppeln, die mit der zumindest einen Handhabungseinheit (12) verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußofen (10) in einem unteren Bereich von einem Rahmen (15) gehalten ist, wobei die Innengewinde (19) fest an den Rahmen (10) gekoppelt und die entsprechenden Gewindebeine (17a, 17b, 17c, 17d) am Boden befestigt sind.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innengewinde (19) mittels eines kinematischen Systems (21, 23, 24) für eine Bewegungsübertragung mit dem Motorantrieb (22) verbunden sind.
Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innengewinde (19) außen Zähne haben und das kinematische System Schneckenschrauben (21) enthält, die jeweils mit einem entsprechenden Innengewinde (19) gekoppelt sind, wobei die Schneckenschrauben (21) jeweils auf einer entsprechenden Welle (30) befestigt sind, die mit dem Motorantrieb (22) verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenschrauben (21) paarweise mit entsprechenden Wellen verbunden sind, von denen eine erste Welle (23) die Ausgangswelle des Motorantriebs (22) und eine zweite Welle (27) eine angetriebene Welle ist, die durch die erste Welle (23) betätigt ist.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und der zweiten Welle (23, 27) Bewegung mittels einer Übertragungseinrichtung übertragen wird, die mit einem flexiblen Element (25) versehen ist, das zwischen Führungselementen (24, 26) in einer Schleife gespannt ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beine (17a, 17b, 17c, 17d) auf Wägezellen (35) stehen, die dazu geeignet sind, das Gewicht des Ofens (10) sowie seine Zentrierung bezüglich der zumindest einen Handhabungseinheit (12) zu erfassen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine rechnergestützte Steuereinheit (11) hat, die dazu geeignet ist, die Hebe-/Senkmittel (16) zu aktivieren, um gleichzeitiges Heben oder Senken der Innengewinde (19) sicherzustellen und jegliches Ungleichgewicht des Ofens (10) zu vermeiden.