Vorrichtung zum Pressgiessen von Metallen und Legierungen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pressgiessen von Metallen und Legierungen unter Anwendung eines erhöhten Gasdrucks über der erstarrenden Schmelze, bestehend aus einer hydraulischen Presse mit einem Presszylinder, einem Kolben, der den Zylinder in zwei Räume teilt, die mit dem hydraulischen System der Presse verbunden sind, und mit einer Kolbenstange, an der eine Pressplatte und eine Pressform befestigt sind, wobei in der Pressform mindestens ein Gassammelhohlraum ausgebildet ist, der durch Absperrelemente mit einem Gasbehälter verbunden ist.

[0002] Bei einer bekannten Vorrichtung zum Pressgiessen von Metallen und Legierungen ist die Pressform mit einem Presskolben mittels eines pneumatischen Kolbens verbunden, welcher in einem pneumatischen Zylinder angeordnet ist, wobei der Kompressionsraum vor dem pneumatischen Kolben mit den Pressformhohlräumen verbunden ist, denen Druckgas durch Gasleitungen und mindestens ein regulierbares Rückschlagventil zugeführt wird, das sich in Richtung von dem Kompressionsraum vor dem pneumatischen Kolben zu den Pressformhohlräumen hin öffnet (Bulg. Pat. Nr. 21 077).

[0003] Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass der nutzbare Hub infolge des Einbaus eines zusätzlichen Elements, nämlich eines pneumatischen Zylinders mit Kolben zwischen dem Presskolben und der Pressform, verkürzt wird, dass die Pressform während des Betriebs infolge ihrer beweglichen Verbindung mit dem Presskolben unsicher geführt ist und dass die Pressform zuerst geschlossen werden muss, ehe das Gas komprimiert werden kann.

[0004] Eine andere bekannte Vorrichtung zum Pressgiessen unter Anwendung eines erhöhten Gasdrucks hat eine spezialisierte hydraulische Presse mit separaten Einrichtungen für das Schliessen der Pressform und für das Pressen. Die Vorrichtung ist mit einem unabhängigen hydro-pneumatischen Multiplikator versehen, der im Presskolben angeordnet ist und mittels entsprechender Absperrelemente mit einem Gasbehälter und mit dem Pressformhohlraum verbunden ist. Nach dem Schliessen der Pressform erfolgt auf besonderen Befehl das Betätigen des Multiplikators zur Erhöhung des Drucks des Gases im Pressformhohlraum bis auf den erforderlichen Wert.

[0005] Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass sie sehr kompliziert gebaut ist und die Anwendung eines hohen Gasdrucks unmittelbar nach dem Schliessen der Pressform nicht zulässt.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass das Komprimieren des Gases automatisch während des Leerhubs (freies Hub des Kolbens während seines Arbeitshubs) der Presse erfolgen und ein hoher Gasdruck auf die erstarrende Schmelze unmittelbar nach dem Schliessen der Pressform ausgeübt werden kann.

[0007] Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Kolbenstange eine Kammer ausgebildet ist, die bis zu einem bestimmten Niveau mit Betriebsflüssigkeit vom hydraulischen System der Presse gefüllt ist. Der untere Teil dieser Kammer ist mit dem Raum des Presszylinders unterhalb des Kolbens verbunden. Dieser Raum ist seinerseits mit dem hydraulischen System der Presse über ein Absperrelement verbunden. Der obere Teil der Kammer ist gleichzeitig über ein Rückschlagventil mit dem Gasbehälter und über ein Absperrventil mit dem Pressformhohlraum verbunden. Der Pressformhohlraum ist seinerseits über ein anderes Absperrventil mit der Atmosphäre verbunden.

[0008] Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Entwicklung von Systemen für das Komprimieren des Gases in jeder Pressform entfällt und ein maximaler Gasdruck unmittelbar nach dem Schliessen der Pressform ausgeübt werden kann.

[0009] Vorteilhafterweise kann zwischen der Betriebsflüssigkeit und dem Gas in der Kammer eine bewegliche Trennwand angeordnet sein.

[0010] Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung im Längsschnitt;

Fig. 2 und

Fig. 3 in Längsschnitten eine zweite und dritte Ausführungsform der Vorrichtung.

[0011] Die Vorrichtung besteht aus einem Presszylinder 1 mit einem darin angeordneten Presskolben 2, der eine Kolbenstange 3 hat. An der Kolbenstange 3 sind eine Pressplatte 14 und eine Pressform 15 befestigt. Der Kolben 2 und der Zylinder 1 sind untereinander mittels ringförmiger Dichtungselemente 6 abgedichtet. Die Kolbenstange 3 und der Zylinder 1 sind durch Dichtungselemente 12 abgedichtet. Der Raum 4 oberhalb des Kolbens 2 ist mittels einer Rohrleitung 5 mit dem hydraulischen System der Presse verbunden. Der Raum 8 des Presszylinders 1 unterhalb des Kolbens 2 ist über ein Absperrelement 10 mit dem hydraulischen System der Presse verbunden. In der Kolbenstange 3 ist eine Kammer 9 ausgebildet, die bis zu einem bestimmten Niveau mit Betriebsflüssigkeit 13 aus dem hydraulischen System der Presse gefüllt ist. Der übrige Teil der Kammer 9 ist mit Gas 24 gefüllt. Der untere Teil der Kammer 9 ist über ein Rohr 11 und einen Kanal 7 mit dem Raum 8 unterhalb des Kolbens 2 verbunden. Der obere Teil der Kammer 9 ist über ein Rohr 23 gleichzeitig über ein Rückschlagventil 21 mit dem Gasgbehälter 22, über ein Absperrventil 18 mit dem Hohlraum 16 der Pressform 15 und über ein regulierbares Rückschlagventil 19 mit der Atmosphäre verbunden. Der Hohlraum 16 der Pressform 15 ist seinerseits über ein Absperrventil 17 mit der Atmosphäre verbunden. Die Kammer 9 ist mit einem Manometer 20 für die Kontrolle des Gasdrucks verbunden.

[0012] Die Vorrichtung arbeitet folgendermassen:

In der Ausgangsstellung sind das Absperrelement 10 und die Absperrventile 17 und 18 geschlossen. Nach dem Erzeugen eines Drucks im Raum 4 des Zylinders 1 beginnt die Abwärtsbewegung des Kolbens 2, wobei die Betriebsflüssigkeit von Raum 8 unterhalb des Kolbens durch den Kanal 7 und das Rohr 11 in die Kammer 9 gefördert wird, wodurch eine Verminderung des Volumens bzw. eine Erhöhung des Drucks des dort befindlichen Gases 24 hervorgerufen wird. Dieser Vorgang dauert fort, bis der Druck in der Kammer 9 und im Raum 8 unterhalb des Kolbens den durch die Einstellung des regulierbaren Rückschlagventils 19 bestimmten Wert erreicht. Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Kolbens 2 wird der Druck nicht erhöht, da ein Teil des Gases 24 durch das Sicherheitsventil 19 in die Atmosphäre ausgelassen wird. Nach dem Schliessen der Pressform wird durch Öffnen des Absperrventils 18 Druckgas in den Hohlraum 16 eingeführt.

[0013] Nach dem Erstarren des Pressteils in der Pressform wird das Ventil 18 geschlossen. Das Ventil 17 für das Auslassen des in der Pressform übriggebliebenen Gases in die Atmosphäre wird geöffnet. Es wird ein Befehl für den Rückwärtshub des Presskolbens gegeben, d.h. der Druck im Raum 4 wird abgebaut, indem die Rohrleitung 5 mit dem Behälter der Presse verbunden wird. Zuerst bewegt sich der Kolben zusammen mit der Pressform 15 aufwärts unter der Wirkung des Drucks des Gases in der Kammer 9, wobei die Betriebsflüssigkeit 13 zurück in den Raum 8 unterhalb des Kolbens läuft. Nach dem Ausgleich des Drucks in der Kammer 9 und im Gasbehälter 22 erfolgt die weitere Abwärtsbewegung des Kolbens 2, wobei eine zusätzliche Gasmenge vom Gasbehälter 22 durch das Rückschlagventil 21 in die Kammer 9 strömt, wodurch die Vorrichtung in die Ausgangsstellung zurückkommt.

[0014] Wenn das Absperrelement 10 geöffnet und die Verbindung zwischen der Kammer 9 und dem Gasbehälter 22 unterbrochen wird, arbeitet die erfindungsgemässe Vorrichtung als normale hydraulische Presse.

[0015] Bei der zweiten Ausführungsform von Fig. 2 ist in der Kammer 9 zwischen der Betriebsflüssigkeit 13 und dem Gas 24 eine bewegliche Trennwand 25 angeordnet, die als schwebender Kolben ausgeführt ist, der an der Wand der Kammer 9 mittels ringförmiger Dichtungselemente 26 abgedichtet ist. Auf diese Weise wird der direkte Kontakt zwischen Gas und Betriebsflüssigkeit vermieden und die Gefahr einer eventuellen Wechselwirkung beseitigt.

[0016] In der dritten Ausführungsform von Fig. 3 ist die bewegliche Trennwand als eine elastische Membrane 27 ausgeführt, die fest an der Kammer 9 befestigt ist.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Pressgiessen von Metallen und Legierungen unter Anwendung eines erhöhten Gasdrucks über der erstarrenden Schmelze, bestehend aus einer hydraulischen Presse mit einem Presszylinder (1), einem Kolben (2), der den Zylinder in zwei Räume teilt, die mit dem hydraulischen System der Presse verbunden sind, und mit einer Kolbenstange (3), an der eine Pressplatte (14) und eine Pressform (15) befestigt sind, wobei in der Pressform (15) mindestens ein Gassammelhohlraum (16) ausgebildet ist, der durch Absperrelemente (18) mit einem Gasbehälter (22) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kolbenstange (3) eine Kammer (9) ausgebildet ist, die bis zu einem bestimmten Niveau mit Betriebsflüssigkeit (13) gefüllt ist, während der untere Teil der Kammer mit dem Raum (8) unterhalb des Presskolbens verbunden ist, wobei dieser Raum über ein Absperrelement (10) mit dem hydraulischen System der Presse verbunden ist, während der obere Teil der Kammer (9) gleichzeitig über ein Rückschlagventil (21) mit dem Gasbehälter (22) und über ein Absperrventil (18) mit dem Hohlraum (16) der Pressform (15) und der Hohlraum (16) über ein Absperrventil (17) mit der Atmosphäre verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Betriebsflüssigkeit (13) und dem Gas (24) in der Kammer (9) eine bewegliche Trennwand (25) angeordnet ist.

Revendications

1. Dispositif pour mouler sous pression des métaux et des alliages en utilisant une pression de gaz élevée au-dessus de la masse fondue en train de se solidifier, qui comprend une presse hydraulique comportant un cylindre de presse (1), un piston (2), qui divise le cylindre en deux espaces, qui sont reliés au système hydraulique de la presse, et une tige de piston (3) à laquelle sont fixés un plateau compresseur (14) et une matrice de presse (15), cette matrice (15) présentant au moins un espace (16) pour l'accumulation de gaz, relié, par l'intermédiaire d'éléments d'arrêt (18) à un réservoir de gaz (22), caractérisé en ce que dans la tige de piston (3) est formée une chambre (9) qui est remplie jusqu'à un niveau déterminé avec un fluide de travail (13), tandis que la partie inférieure de la chambre est reliée à l'espace (8) situé sous le piston de pression, cet espace étant relié par un élément d'arrêt (10) au système hydraulique de la presse, tandis que la partie supérieure de la chambre (9) est reliée en même temps par un clapet de non retour (21) au réservoir de gaz (22) et par une soupape d'arrêt (18) à la cavité (16) de la matrice de presse (15), cependant que la cavité (16) est reliée à l'atmosphère par une soupape d'arrêt (17).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la chambre (9) et entre le fluide de travail (13) et le gaz (24) est interposée une cloison mobile (25).

Claims

1. An apparatus for squeeze casting of metals and alloys involving the use of increased gas pressure on the solidifying melt, comprising a hydraulic press with pressing cylinder (1) with piston (2), dividing the cylinder in two spaces connected to the hydraulic system of the press, and a piston rod (3) to which a press plate (14) and a die (15) are fastened, the latter comprising at least one gas-collecting cavity (16), connected by means of respective valves (18) to a supply reservoir for gas (22), wherein inside the piston rod (3) there is formed a chamber (9), which is filled up to a fixed level with working liquid (13), and the bottom part of the chamber is connected to the hydraulic system of the press by means of a valve (10), while the upper part of chamber (9) is connected simultaneously by means of a check valve (21) to the gas supply reservoir (22) and by means of valve (18) - to the cavity (16) of the die (15), and this cavity (16) is connected by means of a valve (17) to the atmosphere.

2. An apparatus according to claim 1, wherein between the working liquid (13) and the gas (24) within the chamber (9) there is provided a movable partition (25).

Zeichnung