DE976942C - Druckgiessmaschine mit mechanischen Mitteln zum Abtrennen des Giessrestes vom Eingusskanal - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckgießmaschine mit einer zweiteiligen, sich horizontal öffnenden Form mit vertikaler Teilungsfläche und einer zylindrischen Druckkammer mit horizontal verschiebbarem Druckkolben, deren sich nach außen erweiterndes konisches Ende in Gießstellung dicht gegen eine entsprechende Aussparung im Preßtisch bzw. in der an diesen anschließenden Formhälfte mit dem zentral zum Formhohlraum führenden Eingußkanal gepreßt ist, und Mitteln zum mechanischen Abtrennen des Gießrestes vom Eingußkanal.

Um dichte homogene Gußstücke zu erhalten, sind hohe Preßdrücke erwünscht; bei dem Kaltkammerverfahren werden solche hohen Preßdrücke mit Erfolg angewendet. Ein gleichfalls wichtiger Vorteil des Kaltkammerverfahrens ist der, daß das geschmolzene Metall verhältnismäßig wenig durch Eisen verunreinigt wird, da die Temperatur des Metalls niedriger ist. Beim Kaltkammerverfahren wird eine bestimmte Menge von geschmolzenem Metall zunächst in eine Druckkammer gefüllt, die mit dem Formhohlraum in Verbindung steht, worauf ein Kolben in die Druckkammer hineingedrückt wird.

Eine nach dem Kaltkammerverfahren arbeitende Druckgießmaschine bekannter Ausführung weist eine vertikal angeordnete Druckkammer mit horizontal verlaufendem Spritzkanal auf. Die Druckkammer besitzt einen unteren, auf eine Feder ab-

gestützten Kolben und einen oberen Druckkolben. Zum Gießen wird die Druckkammer mit geschmolzenem Metall gefüllt, wobei der untere Kolben zunächst verhindert, daß das geschmolzene Metall in den Gußkanal einzudringen vermag. Wenn der obere Kolben betätigt wird, überwindet er den Druck der Feder, wodurch sich der untere Kolben nach unten bewegt, dadurch den Spritzkanal freigibt und das Metall in die Form unter Druck einspritzen läßt.

Obwohl diese Druckgießmaschine den Vorteil hat, daß das geschmolzene Metall infolge seines allseitigen Abschlusses gegen die Außenluft in der Druckkammer nachteiligen Einwirkungen der umgebenden Atmosphäre auf das Metall nur in geringem Maße während des Gießvorganges ausgesetzt ist, ergibt sich die Schwierigkeit, daß der aus Gründen der vollständigen Ausfüllung der Form mit Metall in der Druckkammer zwangläufig zurückbleibende Gießrest nach Zurückziehen des oberen Kolbens und Lösen durch den gleichzeitig unter dem Einfluß der Feder sich aufwärts bewegenden unteren Kolben nur von Hand aus der Druckkammer entfernbar ist. Diese Notwendigkeit verhindert die Erzielung maximaler Gießfrequenz. Eine zweite Ausführungsform der bekannten Druckgießmaschine, welche die aufwendige Anordnung von zwei Kolben vermeidet, weist eine horizontal verlaufende Druckkammer auf, deren einer Abschluß der von dem Spritzgußkanal durchsetzte Gießtisch mit der daran anschließenden horizontal öffnenden, vertikal geteilten Form bildet und deren vorwärtiger Abschluß der Druckkolben ist.

Bei diesen Maschinen ist es bekannt, die Öffnung des Spritzgußkanals in die Druckkammer durch einen vertikal beweglichen Schieber abzudecken, während das Metall in. die Druckkammer eingegossen wird. Dadurch wird das unbeabsichtigte Einlaufen von Metall in die Form bei nicht betätigtem Druckkolben verhindert. Der Schieber ist ferner so ausgebildet, daß er sich bei Vorwärtsbewegung des Druckkolbens zur Freigabe des Eingußkanals zurückziehen läßt und nach Abschluß des Druckgießens bei seiner dann erfolgenden Aufwärtsbewegung den Gieß rest vom Eingußkanal abschlägt und gleichzeitig aus der Druckkammer ausstößt. Obwohl diese Vorrichtung den Gießvorgang weitgehend mechanisiert, arbeitet sie nicht einwandfrei, weil der komplizierte Bewegungsvorgang des Schiebers und die wechselnde Beschaffenheit und Größe des Gießrestes zu Störungen Anlaß geben.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Druckgießmaschine mit horizontaler Druckkammer, die die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten und Nachteile nicht aufweist und in neuartiger sowie im Hinblick auf eine maximale Gießfrequenz vorteilhafter Weise die Einzelvorgänge des Spritzgießens einschließlich der automatischen Entfernung des Gießrestes auszuführen ermöglicht.

In bekannter Weise besitzt die Druckgießmaschine gemäß der Erfindung eine zweiteilige, sich horizontal öffnende Form mit vertikaler Teilungsfiäche und eine zylindrische Druckkammer mit horizontal verschiebbarem Druckkolben, deren sich nach außen erweiterndes konisches Ende in Gießstellung dicht gegen eine entsprechende Aussparung im Preßtisch bzw. der an diesen anschließenden Formhälfte mit dem zentral zum Formhohlraum führenden Eingußkanal gepreßt ist, und Mittel zum mechanischen Abtrennen des Gießrestes vom Eingußkanal.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird das unbeabsichtigte Einfließen von Metall in den Formhohlraum beim Eingießen des Metalls in die Druckkammer und die absolut sichere Entfernung des Gießrestes vom Eingußkanal dadurch erreicht, daß der Eingußkanal dicht am oberen Ende der Druckkammer angesetzt und der Preßtisch an diesem Ansatz unter Teilung in vertikaler Ebene von der Formhälfte trennbar ist, so daß mit der im Preßtisch angeordneten, von oben nach unten wirkenden Abschereinrichtung der nun frei liegende Gießrest abgeschlagen werden kann und dann von selbst aus dem Preßtisch herausfällt.

Bei der erfindungsgemäßen Druckgießmaschine wird nach Abschluß eines Gießvorganges zunächst die Druckkammer als Ganzes von der Formhälfte getrennt, wobei unmittelbar nach ihrer Entfernung der Gießrest abgeschlagen wird. Noch während dieser aus der Form, d. h. aus der konischen Aussparung, herausgleitet, wird der Kolben der Druckkammer zurückgezogen und diese hierauf wieder zum Anliegen an die Form gebracht. Die Druckkammer kann nunmehr bis zum Rand des Eingußkanals, d. h. nahezu vollständig mit flüssigem Metall gefüllt werden, ohne daß Metall in den Formhohlraum fließt. Bei der nunmehr einsetzenden Vorwärtsbewegung des Kolbens wird das Metall in den Formhohlraum eingespritzt, worauf sich der geschilderte Vorgang wiederholt.

Da die öffnung zur Entfernung des Gießrestes beliebig gewählt werden kann, können selbst große Gießreste auch ohne Rücksicht auf ihre wechselnde Beschaffenheit ohne Zeitverzögerung automatisch entfernt werden. Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß bei maximal gesteigerter Gießfrequenz der Druckkammer nur eine minimale Zeit zur Abkühlung verbleibt und dadurch alle sich aus der Abkühlung der Druckkammer ergebenden Nachteile weitgehend vermieden werden.

Die Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben, die mehrere Ausführungsformen der neuen Druckgießmaschine veranschau- liehen. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. ι eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Teilansicht eines Elementes der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine ähnliche, eine andere Ausführungsform zeigende Ansicht,

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch einen Teil der Maschine gemäß der Erfindung und

Fig. 5 einen ähnlichen Schnitt durch eine Ausführungsform mit zusätzlichen Merkmalen.

Die Gießvorrichtung besteht aus einer horizontalen Druckkammer 6* mit einer Öffnung 0 zur Aufnahme des Spritzmaterials und einem an der öffnung vorbeibewegbaren Kolben P. Die Form D besitzt einen Formhohlraum C und einen sich erweiternden Spritzkanal bzw. Einguß G. Die Form und die Druckkammer sind gegeneinander bewegbar; die Druckkammer ist beim Einspritzen von Material in den Formhohlraum mit dem Spritzkanal G verbunden und wird dann von der Form getrennt (diese Stellung ist in der Zeichnung gezeigt), um das Abschlagen des Preßrestes L von dem Anguß mittels einer geeigneten Abschlagvorrichtung K zu ermöglichen. Der Rest L wird von dem in dem Ende der Druckkammer S während des Gießvorganges zurückbleibenden Metall gebildet. In der Fig. 2 ist lediglich ein Teil des ausfahrbaren Teils der Form E dargestellt. Die Abschervorrichtung K tritt in Tätigkeit, bevor die ao Form selbst geöffnet wird, und der ausfahrbare Teil E der Form wird von dem feststehenden Teil der Form nach dem Abscheren des Restes von dem Anguß getrennt und nimmt das Gußstück und den Anguß mit. Übliche Auswerf-bzw. Abstreifvorrichtungen, z.B. Stifte (nicht gezeichnet), streifen dann das Gußstück von dem abnehmbaren Teil der Form ab.

Fig. 3 zeigt eine Abänderung der Erfindung, bei der die Form D bei 12 eine Ausnehmung besitzt, zwecks Aufnahme des Endes 14 der Druckkammer S. Dadurch wird die Gefahr des Ausfließens von Metall verringert und ermöglicht, die Abscherstange 16 in der Form zu montieren, so daß sie lediglich eine geringe Strecke in vertikaler Richtung bewegt zu werden braucht, anstatt in eine Stellung zurückgeführt werden zu müssen, die oberhalb der Form liegt, wie sie die Fig. 2 zeigt.

Die Ausführung der Fig. 4 unterscheidet sich von der der Fig. 3 zunächst dadurch, daß das Ende der Druckkammer verbreitert und abgeschrägt ist. Dies wird vorzugsweise erreicht durch Anordnung eines abgeschrägten Ringes 18, der schließend auf das Ende der Druckkammer gesetzt ist. Die Ausnehmung 20 in dem feststehenden Formteil 22 ist verbreitert und abgeschrägt, um den Ring 18 genau passend aufzunehmen. Dies hat den Vorteil, daß mehr Raum für das Abscheren des Restes L von dem Anguß G zur Verfügung steht, daß das Herausgleiten des Restes aus der Ausnehmung erleichtert wird, daß automatisch eine Zentrierung der Teile herbeigeführt wird und daß ein Metallausfluß rund um die Druckkammer vermieden wird.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführung ist der feststehende Formteil 22 versehen mit einem den eigentlichen Formhohlraum aufweisenden Teil 24, der fest in den äußeren Teil 26 eingesetzt ist. Dieser Teil 26 gleitet auf dem Gestänge 28 der Vorrichtung. Er kann auf diesem Gestänge abnehmbar montiert sein mittels abnehmbarer Träger; in der Zeichnung ist eine Vereinfachung vorgenommen worden insofern, als das Gestänge durch die Form hindurchgeht. Die Abscherstange 21 wird in Tätigkeit gesetzt, wenn die Form sich von der Druckkammer wegbewegt.

Es ist lediglich der Oberteil des ausfahrenden Teils 30 der Form gezeigt, der von den Teilen 32, 34 und 36 gebildet wird, die in einen. Außenteil 38 eingesetzt sind. Konzentrische Rohre 40 und 42 führen zu einem wassergekühlten Kern 44. Der Kern 44 ist zwecks Unterstützung der Mitführung des Gußstückes mit dem ausfahrbaren Teil der Form von dem feststehenden Teil der Form hinweg ausgebildet. Er wirkt bei der Bildung eines Loches in dem als Beispiel gewölbten Tiegeldeckel mit, das später einen Handgriff aufnehmen soll. Der Kern ist gesondert hergestellt, so daß er, wenn er abgenutzt ist, ersetzt werden kann; er befindet sich an dem heißesten Teil der Form.

Der größere Maßstab der Fig. 4 zeigt die bevorzugte Lage des Spritzkanals G im Verhältnis zu der Druckkammer S. Der Kanal liegt vorzugsweise höher als die Mittellinie der Kammer.

Dies zeigt auch die Abscherstelle 48 des Preßrestes L. Auf diese Weise kann eine größere Metallmenge in die Druckkammer gegossen werden, ohne daß die Gefahr eines vorzeitigen Fließens von Metall in den Formhohlraum besteht. Bei kleineren Gußstücken würde das nicht von Belang sein, jedoch muß bei größeren Gußstücken die Druckkammer und der Weg des Kolbens vergrößert werden, wenn der Einguß bzw. der Spritzkanal in der Mittellinie der Kammer angebracht wäre.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführung der Erfindung, gemäß der ein Preßtisch 50 vorgesehen ist, an dem der feststehende Formteil 52 mittels Bolzen abnehmbar befestigt ist. Der Preßtisch kann an dem Gestänge 54 der Vorrichtung gleiten und trägt einen doppeltwirkenden hydraulischen Zylinder 56 für die Betätigung der Abscherstange 58. Die abgeschrägte Ausnehmung 60 für das verdickte Ende 62 der Kammer S ist in dem Preßtisch 50 und nicht in der Form selbst gebildet. Ein sich erweiternder Kanal 64 für das Spritzen geht durch den Preßtisch 50 hindurch und paßt auf eine Bohrung 66 der Form. Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird in den Preßtisch ein spezielles Kanalfutter 68 eingesetzt. Dieses Futter kann gewünschtenfalls mit Wasserkanälen 70 zwecks Kühlens versehen sein. Das Passen der Kanäle 64 und 66 ist wichtig, damit hier nicht ein Widerstand gegen das Abziehen des Gußstückes 72 von dem feststehenden Formteil entsteht. Das Futter 68 kann also mit einem flachen Ansatz 74 versehen sein, der in eine flache Ausnehmung des feststehenden Formteiles 52 paßt.

Wenn der ausfahrbare Teil der Form abgezogen wird, so bewirkt der in einem Sinne wirkende hydraulische Zylinder 76 die Bewegung des Preßtisches 50 um eine begrenzte Sti'ecke weg von der stationären Platte 78 unter Vermittlung des Gestänges 80. Das Gußstück J2 ist von dem feststehenden Teil der Form abgezogen. Der ausfahrende Teil der Form ist nicht gezeigt.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 5 unter Verwendung eines Preßtisches hat den Vorteil, daß der gleiche

Preßtisch mit einer Reihe verschiedener Gießformen verwendet werden kann. Es wird dadurch die Notwendigkeit der Verwendung eines dicken, massigen, feststehenden Formteils und die Notwendigkeit einer übermäßigen maschinellen Bearbeitung des feststehenden Formteils für die sich erweiternde Ausnehmung und das Aufnehmen der Abschlagstange vermieden. Üblicherweise bleibt der Preßtisch an dem Gestänge 54 und verbleibt mit der Betätigungsvorrichtung 56 für die Abscherstange verbunden und ebenfalls mit dem in einer Richtung wirkenden Zylinder 76, der die Form während ihrer anfänglichen Bewegung geschlossen hält. Die Vorrichtung besteht (Fig. 1) aus feststehenden Vorder- und Hinterplatten 82 und 84, die miteinander durch ein angeschraubtes Gestänge 86 verbunden sind. Der feststehende Formteil 88 ist an einem Preßtisch 90, der an dem Gestänge 86 gleitet, befestigt. Der ausfahrbare Formteil 92 mit dem Formträger 93 ist an einer bewegbaren Platte 94, die an dem Gestänge 86 gleitet, befestigt. Der Formträger 93 enthält die übliche Auswerfervorrichtung (nicht gezeichnet) zwecks Betätigung der Auswerferstifte. Der ausfahrbare Formteil wird durch einen doppeltwirkenden hydraulischen Zylinder 96 betätigt. Zwischen dem Zylinder und der beweglichen Platte 94 kann eine Hebelvorrichtung verwendet werden, die jedoch zur Vereinfachung der Zeichnung nicht gezeichnet ist.

Die Druckkammer S ist an der Vorderplatte 82 befestigt und mit einem vergrößerten abgeschrägten Ende 98 versehen. Der Kolben 100 wird durch einen doppeltwirkenden hydraulischen Zylinder 102 betätigt. Es ist klar, daß der Kolben, wenn er in. der zurückgezogenen Stellung ist, rechts der Öffnung 104 steht, so daß geschmolzenes Metall durch diese Öffnung in die Druckkammer eingegossen werden kann.

Der hydraulische Zylinder 96 wird gesteuert durch ein Ventil 106, das durch Luftzylinder 108 betätigt wird, die ihrerseits durch handbetätigte Mittel 110 gesteuert werden. Der feststehende Formteil 88 und der Preßtisch. 90 werden zunächst mit dem ausfahrbaren Formteil 92 mittels in einer Richtung wirkender Zylinder 112 und Stangen 114 nach links bewegt. Die Zylinder 112 sind durch Rohrleitungen, wie sie schematisch bei 116 angedeutet sind, mit dem Rohr 118 verbunden, das zu der Rückführungsseite des Zylinders 96 führt. Auf diese Weise wird den Zylindern 112 am Ende des Gießverfahrens, wenn die Form geöffnet wird, Druck zugeführt, und sie werden freigegeben, wenn die Form geschlossen ist.

Der Zylinder 102 wird gesteuert durch ein Ventil 120, das durch Luftzylinder 122 betätigt wird, die durch von Hand zu betätigende Mittel 124, die vorzugsweise in der Nähe der Steuerung 110 und der Eingießöffnung 104 wegen der Bequemlichkeit für den Bediener liegen, gesteuert werden. Dies sind die einzigen von Hand zu betätigenden Steuerungen der Vorrichtung.

Die Abscherstange 126 wird von einem doppeltwirkenden hydraulischen Zylinder 128, der von einem Ventil 130 gesteuert wird, betätigt. Dieses Ventil wiederum wird betätigt durch Luftzylinder 132, die gesteuert werden von einem relaisbetätigten Ventil 134, das seinerseits mit einem Schalter 136 mit einer Leitrolle 138 verbunden ist, die mit einer an der Platte 94 befestigten und mit ihr bewegbaren Führungsstange 140 zusammenarbeitet. Die Verdickung 142 der Stange 140 ist so angeordnet, daß die Abschervorrichtung nach Wegbewegen des Preßtisches 90 von der stationären Platte 82, jedoch bevor der ausfahrbare Teil der Form 92 von dem feststehenden Teil der Form 88 zum Ausstoßen des Formlinge wegbewegt ist, in Tätigkeit gesetzt wird. In der Zeichnung ist der abgescherte Preßrest bei L gezeigt und das Gußstück mit 150 bezeichnet.

Konstruktion und Betrieb sowie auch die Vorteile der verbesserten Vorrichtung für das Kaltkammergießen ergeben sich aus der obigen eingehenden Beschreibung. Die Form wird geschlossen, eine bestimmte Menge Metall wird eingegossen und der Preßkolben durch das Ventil 124 in Tätigkeit gesetzt. Nach einer kurzen Weile wird die geschlossene Form durch Betätigung des Ventils 110 abgezogen. Bei dem Abziehen der Form tritt die Abscherstange in Tätigkeit und schert den Preßrest ab. Der feststehende Teil der Form bleibt stehen, während der bewegliche Teil der Form mit seiner Bewegung fortfährt. Nach öffnen der Form wird das Gußstück ausgestoßen. Die Form wird wieder durch Betätigung des Ventils 110 geschlossen und das Verfahren wiederholt.

Die Vorteile der geringen Verunreinigung durch Eisen und der sehr hohen Betätigungsdrücke werden beibehalten, jedoch ist es möglich, den Einguß an jede gewünschte Stelle des Gußstückes zu legen und vor allem an das Zentrum des Guß- ¹⁽>° Stückes. In der Form ist also der Weg für das eingespritzte Metall so kurz als möglich, und die für die verschiedenen Teile des Gußstückes zu durchlaufenden Wege sind ungefähr gleich. Es entsteht ein besseres und homogeneres Gußstück mit besserer Oberfläche. In der Tat kann in manchen Fällen die Oberfläche direkt aus der Form nach dem Putzen und ohne zwischenliegendes Schleifen poliert werden. Totz der Zeit, welche benötigt wird, um den Preßrest vor dem öffnen der Form abzuscheren, wird die Leistung infolge der Verminderung der Anzahl der unbrauchbaren Gußstücke erhöht. Die Form muß nicht notwendigerweise wesentlich unter den Formhohlraum herunterreichen, um Platz für die Druckkammer zu schaffen. Bei der bevorzugten Ausführung braucht der feststehende Teil der Form nicht maschinell zur Aufnahme des Druckraumes und der Abscherstange bearbeitet zu werden. Bei der Herstellung neuer Gießformen entsteht eine große Ersparnis an Stahl für die Form. iao Gußstücke, die sich schwer mit einem Anguß an einer Kante spritzen lassen, wie z. B. Tiegel deckel und Bratpfannen, die sich bisher nur schwierig nach der Kaltkammermethode herstellen ließen, können mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung leicht hergestellt werden. Formen, wie sie früher

bei Vorrichtungen des Schwanenhalstyps verwendet wurden, können leicht für die Verwendung bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung umgeändert werden.

Es sei betont, daß die hydraulischen Zylinder 112 konstant mit einer Druckquelle verbunden sein können und auf diese Weise als hydraulische Federn wirken, statt dies, wie gezeichnet, intermittierend geschieht. Auch ist es nicht wesentlich, hydraulische Betätigungsmittel für die Maschine zu verwenden, da mechanische Antriebe ebenfalls anwendbar sind.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Druckgießmaschine mit einer zweiteiligen, sich horizontal öffnenden Form mit vertikaler Teilungsfläche und einer zylindrischen Druckkammer mit horizontal verschiebbarem Druckkolben, deren sich nach außen erweiterndes konisches Ende in Gießstellung dicht gegen eine entsprechende Aussparung im Preßtisch bzw. in der an diesen anschließenden Formhälfte mit dem zentral zum Formhohlraum führenden Eingußkanal gepreßt ist, und Mitteln zum mechanischen Abtrennen des Gießrestes vom Eingußkanal, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingußkanal (G, 64) dicht am oberen Ende der Druckkammer (S) angesetzt und der Preßtisch (90, 50) an diesem Ansatz unter Teilung in vertikaler Ebene von der Formhälfte (88, 24, 52) trennbar ist, so daß mit der im Preßtisch angeordneten, von oben nach unten wirkenden Abschereinrichtung (126, K,. 16, 21, 58) der frei liegende Gießrest (L) abzuschlagen ist, der dann von selbst aus dem Gießtisch herausfällt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschereinrichtung (126, K, 16, 21, 58) durch einen von der zurückgleitenden Druckkammer (S) ausgelösten Impuls steuerbar ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 744 642, 739 392, 144, 654076, 476093;

   USA.-Patentschriften Nr. 2244816, 2174847; The Metal Industry, 1935, S. 127 bis 131;

   Druckschrift 836 der Fa. Hahn u. KoIb, Stuttgart, von 1937.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   409 665/15 8.64