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Vorrichtung zum Überführen von leicht oxydierbaren Metallen in die
Druckkammer von. Preßgießmaschinen Es sind bereits Preßgießmaschinen zum Herstellen
von Pr eßgußstücken aus leicht oxydierbaren Metallen, insbesondere Magnesiumlegierungen,
bekannt, bei welchen das Metall unter Luftabschluß aus dem Vorratstiegel mit Hilfe
einer stets gleiche Mengen entnehmenden Vorrichtung entnommen und mittels Kolben
durch gegen die Außenluft abgeschlossene Kanäle und Zylinder in :die Druckkammer
gefördert wird. Es ist auch bereits bekannt, bei derartigen Maschinen einen Lufteintritt
in. die Druckkammer von der Ausstoßseite der Kaminer und von deren Druckseite her
durch einen Druckkolben oder einen mit diesem zusammenwirkenden Gegenkolben zu verhindern.
Von :diesen bekannten Vorrichtungen unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand
dadurch, daß an Stelle eines Kanal- und Kolbensystems zur Förderung des Metalls
aus dem Tiegel in die Druckkammer ein becherartiger Schöpfer dient, der derart beweglich
angeordnet ist, daß er in der einen Endlage seiner Bahn in das Metallbad taucht
und in der anderen Endlage seinen Inhalt mit Hilfe eines Anschlages in die Druckkammer
entleert. Es sind zwar auch schon Vorrichtungen bekannt, bei welchen das gießfertige
Metall in einem geschlossenen Tiegel unter einer Schutzdecke von neutralen Gasen
oder geschmolzenen Schutzsalzen aufbewahrt und aus diesem
löffelweise
entnommen und der Druckkammer zugeführt wird. Dabei ist aber weder der Zutritt von
Luft auf dem Wege zwischen Tiegel und Druckkammer noch gegebenenfalls der Eintritt
kleiner Mengen Schutzsalze in die Metallsalze vollständig ausgeschlossen, so daß
die Erzielung einwandfreier Gußstücke gefährdet wird.
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Bei den an erster Stelle genannten Maschinen besteht die Gefahr, daß
sich das Metall durch die Berührung mit den Wänden des Beschickungszylinders und
*mit dem Beschickungskolbeninsbesondere in jenen Schichten abkühlt, welche an den
Wänden anliegen. Dadurch kann sich rings um das Metall eine erkaltete Schale bilden,
:die bei der nachfolgenden Verpressung des Metalls in der Preßkammer zusammengestaucht
wird, so daß sich in dieser nicht mehr eine vollständig liomogene Metallmenge befindet.
Bei manchen Magnesiumlegierungendarf die Temperatur nicht unter eine gewisse Grenze
sinken, damit Ausschuß mit Sicherheit vermieden wird. Andererseits ist es aber mit
Rücksicht auf die Wärmedehnungen und ihre Wirkungen nicht möglich, die Temperaturen
der Beschickungszylinder und Beschickungskolben und der Preßkammer dauernd so hoch
zu halten, daß sie nahe an der Temperatur des zu verarbeitenden Metalls liegen.
-Dieser Nachteil wird vermieden durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Schöpfers,
der nach jeweiliger vollständiger Entleerung in der Druckkammer wieder vollständig
in das Metallbad des Schmelz- oder Warmhaltetiegels zurückgeführt wird, wobei die
ganze Vorrichtung, also Tiegel, Schöpfer mit Fördervorrichtung und Preßkarnmer,
durch eine geschlossene Haube nach außen geschützt ist, innerhalb welcher zweckmäßig
ein Schutzgas vorgesehen ist. Die Wandungen des Schöpfers behalten bei dieser Vorrichtung
stets die gleiche Temperatur wie das Metallbad. Da auch das Metall im Schöpfer auf
seinem Wege vom Metallbad bis zum Einkippen in -die Preßkammer innerhalb des gegen
clie Außenatmosphäre vollständig abgeschlossenen Tiegels und Förderraumes nirgends
mit anderen kalten Wänden in Berührung kommt, vielmehr ausschließlich mit der entsprechend
angewärmten Atmosphäre von Schutzgas innerhalb der Haube, so kann auf dem ganzen
Wege vom Tiegel zur Preßkammer keine merkliche Abkühlung auftreten, um so mehr,
als der Wärmeübergang vom Metall auf die gasförmige Schutzhülle viel geringer ist
als der Übergang auf eine unmittelbar berührende metallische Wand.
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Auch das eingefüllte Metall kommt bei dieser Anordnung mit den Wandungen
der Preßkammer nur so weit in Berührung, als unumgänglich nötig ist, so daß auch
an dieser Stelle nur eine sehr geringe Abkühlung der der Wandung zunächst liegenden
Teile der Metallfüllung eintreten kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Preßgießmaschine
nach der Erfindung in rein schematischer Form dargestellt.
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Abb. i zeigt einen senkrechten Schnitt längs der Mittelebene der Maschine,
wobei die gestrichelt dargestellten Teile aus einer uni qo@ zur Bildebene liegenden
Ebene lierausgeschwenkt gedacht sind, Abb.2 die Anordnung des Schöpfers in einer
gegenüber Abb. i um 9o° versetzten Ebene.
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Es ist i -die Druckkammer, 2 die Druckdüse derselben, 3 der unbewegliche
Teil der Form, d. der Druckkolben, 5 eine Stopfbüchse, 6 der Kolben des hydraulisch
betätigten Druckzylinders, 7 eine Querbrücke, 8 zwei schlagstangen, von denen sich
eine vor, die andere hinter der Schnittebene befindet, in welcher die Maschine dargestellt
ist. Eine dieser Anschlagstangen 8 ist aus ihrer tatsächlichen Lage um 9o° herausgedreht
gezeichnet. Weiter stellt 9 einen Deckel dar, io eine Haube, i i den Becher mit
Anschlagnocken 16, 12 den Träger für den Becher (vgl. Abb. 2), 13 Führungsstangen
für den Träger 12 (vgl. Abb. 2), 14 Bewegungsstange für den Träger 12, 15 den Arbeitstiegel,
17 dell Gegenkolben der Druckkammer i, iS Mitnehmerstangen, i9 eine ausschwenkbare
Schnappvorrichtung, 2o eine Querbrücke, 21 zwei Kolben und 22 deren. hydraulische
Zylinder. 23 die Zuführungsrohre zu diesen, welche gleichzeitig als feststehende
Kolben wirken (für die Teile -21 bis 23 gilt die zu den Anschlagstangen 8 gegebene
Erklärung). Es bezeichnen weiter 24 einen Kolben und 25 der hydraulischen Zylinder
desselben, 26 den beweglichen Teil der Gießform,' 27 den Schließkolben, 28 den Schließzylinder,
29 den Warnihalteofen und 3o einen hydraulischen Zylinder.
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Die Wirkungsweise dieser Maschine ist folgende: Das Metall (Mg-Legierung)
wird in cle:: Arbeitstiegel 1s durch eine seitliche, nicht gezeichnete, verschließbare
Öffnung unter dei, bekannten Vorsichtsmaßnahmen eingeführt (Stauben mit Schwefelblüte),
nachdem es vorher in einem geeigneten Schmelzofen unter einer Schutzdecke erschmolzen
und nach den gebräuchlichen 'Methoden mit Reinigungssalz gewaschen wurde. Der Warm'.ialteofeil
29 wird durch eine geeignete Heizung (am beste» elektrisch oder Gas) mittels automatischer
Temperaturregelung auf der für das Gußstück jeweilig geeigneten Temperatur gehalten.
Durch Einleiten von Wasser unter Druck i» den Schließzylinder 28 wird die Gußform
äeschlossen.
Gleichzeitig wird durch die Rohre 23 Wasser. unter
Druck in die Zylinder 22 geleitet und dadurch die Querbrücke 20 mit dem an ihr befestigten
Gegenkolben 17 angehoben, so daßdieser die Mündung der Druckdüse 2 verschließt.
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Nun wird durch Betätigen der Stange 14 der im Metallbad getaucht gehaltene
Becher i i, der also mit Metall gefüllt ist, nach oben bewegt, bis sein. Anschlagnocken
16 an den Rand der Druckkammer i stößt, wodurch der Becher bei seiner fortgesetzten
Bewegung schließlich gekippt wird und seinen Inhalt in die Druclekammer gießt. Die
Auf- und Abwärtsbewegung der Stange 14 wind zweckmäßig durch den hydraulischen Zylinder
30 besorgt.
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Unmittelbar nach Auffüllung der Druckkammer erfolgt der Gießvorgang.
Der Kolben 6 bewegt sich gemeinsam mit der Querbrücke 7 und den verstellbaren Anschlagstangen
8 nach abwärts. Unmittelbar vor Auftreffendes Druckkolbens 4 auf die in die Druckkammer
i eingefüllte Metallmenge treffen die Anschlagstangen 8 auf die Kolben--
i und bewegen diese gemeinsam mit den Zylindern 22, der Brücke 2o, derSchnappvorrichtung
i9 und dem Kolben 17 so weit nach unten, bis die Brücke 2o festes Widerlager auf
dem Kopf des Kolbens 24 findet. Der Gegenkolben 17 hat dabei die Mündung der Druckdüse
2 freigegeben, so daß das Metall in die Gußform hineingepreßt werden kann. Die Schnappvorrichtung
i9 ist .dabei hinter die Anschläge der Mitnehmerstangen 18 eingeschnappt.
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Nach Beendigung des Preßvorganges wird das Druckwasser aus dem Zylinder
25 abgelassen, so daß sich der Kolben 24 unter dem Einfluß eines Rückzugdruckes
mitsamt der durch die Schnappvorrichtung i9 und die Mitnehmerstangen 18 gekuppelten
Brücke 2o sowie Gegenkolben 17 nach abwärts in seine untere Endlage bewegt.
Der Druckkolben folgt so weit nach, als es ihm ,der Hub des Kolbens 6 gestattet,
wobei der Gießrest aus der Druckkammer i herausgedrückt wird. Dieser liegt nun frei
zwischen dem Druckkolben 4 und dem Gegenkolben 17 und kann in geeigneter
Weise, z. B. mittels Zange, von dort entfernt werden. Die Länge des Druckkolbens
4 ist dabei so groß gewählt, daß seine Oberkante die Mündung der Druckdüse nicht
freigibt.
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Nachdem dies geschehen ist, wird der Kolben 24 und die Brücke 2o wieder
gehoben, nachdem vorher die Schnappvorrichtung i9 ausgeklinkt wurde, bis der Gegenkolben
17 auf den: Drucld#:olben 4 auftritt, worauf diese beiden Kolben ihren oberen Endlagen
zustreben. Es ist klar, daß auf diese Weise die Druckkammer sich immer bloß .mit
Gas aus dem Arbeitstiegel und aus der diesem finit der Preßguß'maschine verbindenden
Haube anfüllen kann. Hier ist jedoch chemisch unwirksames Schutzgas eingefüllt.
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Die geschilderte Aufeinanderfolge der einzelnen Arbeitsschritte schließt
es daher aus, daß durch die Druckkammer Gas nach auß--n entweicht. Die Gießform
wird geöffnet und das Gußstüok ausgeworfen.
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Der vom Kolben 24 erzeugte Druck muß den von oben her durch .den Kolben
6 ausgeübten Gießdruck übersteigen, damit während des Gießvorganges ein sicherer
Verschluß der Druckkammer durch den Gegenkolben 17 gewährleistet ist.
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Vorteilhaft wird zwecks Ersparnis von Druckwasser ein hydraulischer
Druckverstärker verwendet, der .den Druck im Zylinder 25 über den Druck .des hydraulischen
Antriebsaggregats erhöht, wobei die Erreichung einer vorsätzlich bestimmten Höhe
-dieses Druckes im Zylinder 25, der einen sicheren Abschluß gewährleistet, gleichzeitig
die Auslösung der Bewegung des Druckkolbens 4 bewerkstelligt.
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Statt der dargestellten Ausführungsförm kann die Übertragung des Metalls
aus dem Arbeitstiegel in die Druckkammer-auch durch andere Mittel erfolgen, wenn
diese nur sämtlich in der geschlossenen Haube zwischen Tiegel und Druckkammer .untergebracht
sind .und wenn weiter diese Übertragungsmittel nicht eine solche zusätzliche Heizung
erfordern, welche die Temperatur der kalten Druckkammer erhöhen. Die richtige Aufeinanderfolge
der einzelnen Arbeitsschritte wird durch Steuerapparate der üblichen Bauart bewerkstelligt.
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Es können auf der gezeichneten Preßgußmaschine auch Metalle verarbeitet
werden, welche einen Abschluß gegen die Atmosphäre nicht erfordern; in diesem Falle
wird die Haube io einfach abgenommen, und das Einbringen des Metalls in .die Druckkammer
kann in der bisherigen Weise mittels Löffels erfolgen.
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Zur Regelung der Einfüllmenge werden Becher i i verschiedener Größe
eingesetzt. Zur Beobachtung des Füllvorganges ist in die Haube io an passender Stelle
ein Fenster, z. B. Glimmer, eingesetzt. Die Stopfbüchse 5 verhindert einerseits
den zutritt von Druckflüssigkeit zum Metall, andererseits das Entweichen von Schutzgas.