Vorrichtung zum Pressgiessen von Metallen und Legierungen

Abstract

 Um bei einer 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 (1) 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, das Gas automatisch während des Pressenleerhubs komprimieren und einen hohen Gasdruck auf die erstarrende Schmelze unmittelbar nach dem Schließen der Preßform (15) einwirken lassen zu können, ist in der Kolbenstange (3) eine Kammer (9) ausgebildet, 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.

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). 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.

[0003] 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 Vorrich- t_ung ist mit einem unabhängigen hydro-pneumatischen Multi- p_likator versehen, der im Preßkolben angeordnet ist und mittels entsprechender Absperrelemente mit einem Gasbe- _hälter 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.

[0004] Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie sehr kompli_{- zi}ert gebaut ist und die Anwendung eines hohen Gasdrucks unmittelbar nach dem Schließen der Preßform nicht zuläßt.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Komprimieren des Gases automatisch während des Leerhubs der Presse erfolgen und ein hoher Gasdruck auf die erstarrende Schmelze unmittelbar nach dem Schließen der Preßform ausgeübt werden kann.

[0006] 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.

[0007] 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.

[0008] Vorteilhafterweise kann zwischen der Betriebsflüssigkeit und dem Gas in der Kammer eine bewegliche Trennwand angeordnet sein.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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 Gasbehälter 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, 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, 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.

Zeichnung