Verfahren und Vorrichtung zum Giessen unter Druck

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Druckgießen von Leichtmetall-Legierungen,bei denen unter der Einwirkung eines Druckunterschieds die Schmelze aus einem in einer hermetisch abgedichteten Kammer befindlichen Ofen (3) durch ein Gießrohr (22) befördert wird und den Hohlraum einer Gießform (21) ausfüllt, die in einer anderen hermetisch abgedichteten Kammer (17) angeordnet ist, wobei vor dem Aus­füllen der Gießform (21) mit Schmelze diese Schmelze einer thermischen und metallurgischen Vorbehandlung in zwei Öfen (2,3) unterworfen wird, worauf diese nacheinander in Gieß­position gefahren werden, während gleichzeitig oder später die Gießform (21) auf die gewünschten Temperaturparameter gebracht wird, der Gießvorgang vorgenommen, das fertige Guß­stück aus der Gießform (21) entnommen und dann der Zyklus wiederholt wird. Die Gießformtemperatur wird sowohl vor als auch nach ihrem Ausfüllen mit Schmelze durch Änderung der Leistungen der in der Gießform eingebauten Heiz- und Kühl­einrichtung (27,28) geregelt. Während des Erstarrens des Guß­stücks bis zu seiner Entnahme wird der Verformungszustand des Systems Gußstück-Gießform durch Änderung des Spiels und der Festspannkraft zwischen dem Gußstück und den Wänden der Gießform (21) reguliert. Beide Öfen (2,3) sind vor der Gieß­maschine (1) auf Aufnahmeeinrichtungen angeordnet, die mit­tels einer horizontal beweglichen Plattform in eine linke oder rechte Position gefahren werden. In diesen Positionen sind Einrichtungen für die metallurgische und die thermische Vorbehandlung der Schmelze in den Öfen (2,3) montiert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen unter einem durch eine Gasphase erzeugten Druck und findet in der Gießereitechnik für die Herstellung von Gußstücken mit hohen physikalischen und mechanischen Kenn­werten aus Leichtmetall-Legierungen Anwendung.

[0002] Es ist ein Druckgießverfahren bekannt (US-PS 3 196 501), bei dem unter der Einwirkung eines Druckunterschieds die Schmelze aus einem in einer hermetisch abgedichteten Speisekammer befindlichen Ofen durch ein Gießrohr beför­dert wird und den Hohlraum einer Gießform ausfüllt, die in einer anderen hermetisch abgedichteten Ausgleichskammer an­geordnet ist, wo das Gußstück bei der vorliegenden Tempera­tur und bei dem vorliegenden Druck erstarrt, worauf das fertige Gußstück aus der Gießform entnommen und ein neuer Gießzyklus durchgeführt wird.
Dieses Verfahren befaßt sich nicht mit der matallurgischen und thermischen Vorbehandlung der Schmelze im Ofen unmittel­bar vor dem Ausfüllen der Gießform und verbindet nicht diese Vorbehandlungen mit der Vorbereitung der Gießform für das Gießen. Das Verfahren befaßt sich auch nicht mit der Art der Steuerung der Gießformtemperatur während des Ausfüllens des Gießformhohlraums mit Schmelze oder während des Erstarrens des Gußstücks. Diese Elemente des gesamten Druckgießvorgangs sind jedoch von besonderer Bedeutung für die Herstellung von Gußstücken mit eindeutig bestimmten sowie hohen physikalischen und mechanischen Kennwerten.

[0003] Es ist eine Druckgießvorrichtung (vgl. US-PS 3 899 021) für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens gemäß US-PS 3 196 501 bekannt, die aus zwei hermetisch abdichtbaren Kam­mern besteht, und zwar aus einer Speisekammer und einer Aus­gleichskammer für den Ofen mit Schmelze bzw. für die Gießform, die untereinander durch ein Gießrohr verbunden und voneinan­der durch eine Zwischenplatte getrennt sind, an der das Gieß­rohr montiert ist. Die Gießform ist auf der Zwischenplatte angeordnet, an der ein zweiteiliges Gehäuse befestigt ist, welches die Ausgleichskammer ausbildet. Die Zwischenplatte ist zusammen mit der Gießform vertikal beweglich. Der Ofen ist derart in der Vorrichtung montiert, daß es möglich ist, ihn bei gehobener Zwischenplatte aus der Vorrichtung heraus­zuziehen und zu beschicken. Das Gasleitungssystem der Vorrich­tung (das in der US-PS 3 899 021 nicht gezeigt ist) ist eine bekannte Ausführung, wie dies in der US-PS 3 196 501 gezeigt ist, und besteht aus einem Behälter für technologisches Gas, der durch entsprechende Rohrleitungen und Ventile mit den beiden hermetisch abdichtbaren Kammern verbunden ist, welche Ausgänge mit entsprechenden Ventilen und zur Atmosphäre auf­weisen. Die Regelung der Temperaturparameter des Gießvorgangs, wie z.B. der Temperatur der Schmelze im Ofen, der Gießform­temperatur u.a. erfolgt durch Ein- oder Ausschalten von Heiz- oder Kühleinrichtungen bekannter Ausführung.
Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Druckgießvorrichtung ist darin zu sehn, daß im Falle der Erschöpfung der Schmelze im Ofen und bei der Notwendigkeit einer längerandauernden me­tallurgischen und thermischen Vorbehandlung der Schmelze im Ofen der Gießprozeß für lange Zeit unterbrochen werden muß, was sich sowohl auf die Produktivität der Vorrichtung, als auch auf die Qualität der Gußstücke auswirkt, und dies bei erhöhten Energieverlusten.
Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß infolge der vielen Verzweigungen der Leitungen des Gasleitungssystems und der Änderung der Bewegungsrichtung der Gasströme beim Füllen und Entleeren manchmal ein Schütteln des Schmelzspiegels und ein Vermischen mit der Gasphase stattfindet, was zur Ver­schlechterung der Gußstückparameter führt.
Ein anderer Nachteil der Vorrichtung liegt darin, daß die Temperaturregelung nur durch Ein- und Ausschalten der Heiz- und der Kühleinrichtung erfolgt, was keine ausreichende Ge­nauigkeit gewährleistet.
Ein weiterer Nachteil besteht auch darin, daß es beim Aus­wechseln des Gießrohrs erforderlich ist, den oberen Teil des Gehäuses und die Gießform zu demontieren und aus der Maschine herauszunehmen, wobei die Verbindungen zwischen dem unteren Teil des Gehäuses und dem unteren Teil der Gießform gelöst werden, und daß außerdem noch zusätzliche Einrichtungen be­nötigt werden.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Druckgießen zu entwickeln, die es ermög­lichen, Gußstücke mit hohen und gleichbleibenden physikali­schen und mechanischen Kennwerten herzustellen, und dies bei erhöhtem Automatisierungsgrad, gesteigerter Produktivität und bequemerer Bedienung.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Druckgießverfah­ren gelöst, bei dem unter der Einwirkung eines Druckunter­schieds die Schmelze aus einem sich in einer hermetisch ab­gedichteten Speisekammer befindlichen Ofen durch ein Gieß­rohr befördert wird und den Hohlraum einer Gießform ausfüllt, welche in einer anderen hermetisch abgedichteten Ausgleichs­kammer angeordnet ist, wo das Gußstück erstarrt. Danach wird das Gußstück aus der Gießform entnommen und es folgt die Vorbereitung für einen neuen Gießzyklus. Die Schmelze wird vor dem Eingießen in die Gießform einer thermischen und me­tallurgischen Vorbehandlung in zwei Öfen unterworfen, die sich an Positionen unmittelbar neben der Gießmaschine befin­den, wonach die Öfen aufeinanderfolgend in die Gießposition gebracht werden. Die Gießform wird zur gleichen Zeit oder später auf die gewünschten Temperaturparameter gebracht.

[0006] Sowohl vor als auch nach dem Ausfüllen wird die Temperatur durch Änderung der Leistungen der Heiz- und der Kühlanlagen reguliert, die in die Gießform angeordnet sind, wonach bis zur Entnahme des Gußstücks aus der Gießform der Verformungs­zustand des Systems Gußstück-Gießform aufgrund des Spiels bzw. der Festspannkraft zwischen Gußstück und Gießform regu­liert wird. Die Temperaturregelung erfolgt durch Umformung des Temperatursteuersignals in ein Zeitsteuersignal, wobei zwei Steuersignale abgesondert werden, deren Verhältnis dem Verhältnis zwischen den Leistungen der Kühl- und der Heiz­anlage entspricht. Die Regelung des Verformungszustands er­folgt, indem bei der Bildung eines Spiels zwischen Gußstück und Gießform die Kühlung unterbrochen wird, während bei Er­höhung der Festspannkraft zwischen Gußstück und Gießform und der Überschreitung eines vorgegebenen Werts für diese Kraft die Kühlung eingeschaltet wird.

[0007] Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch eine Druck­geißvorrichtung gelöst, die aufweist: eine Gießmaschine mit zwei beweglichen Öfen, eine Mischeinrichtung zur Beschickung der Öfen mit Schmelze, ein Gasleitungssystem für das Fördern der Schmelze vom Ofen durch ein Gießrohr zum Gießformhohl­raum und einen Steuerblock, bestehend aus einem Vergleichs­block, dessen Eingänge entsprechend mit einem Sollwertblock und einem Temperaturgeber verbunden sind, während sein Aus­gang sowohl mit den ersten Eingängen von zwei Stellblöcken verbunden ist, deren zweite Eingänge entsprechend mit zwei Sollwertblöcken und die Ausgänge entsprechend mit der Kühl­und der Heizeinrichtung verbunden sind, als auch mit dem Eingang eines Regelungsverstärkers, dessen Ausgang mit dem einen Stromkreiskontakt eines Umschalters verbunden ist, wäh­rend mit dem zweiten Stromkreiskontakt des Umschalters ein Multivibrator (Zungenfrequenzmesser) verbunden ist. Der Steuerblock enthält noch Steuerblöcke für die Bewegung, die Gasströmungsprozesse und die metallurgische Vorbehandlung sowie auch eine Sollwertblock für die Temperatur der Schmelze.

[0008] Die Gießmaschine enthält eine Ausgleichskammer, die aus einem zweiteiligen Gehäuse besteht, und eine Speisekammer, welche durch eine Zwischenplatte getrennt sind, in der das Gießrohr und die Eingangsöffnungen des Gasleitungssystems angeordnet sind. Auf der Zwischenplatte ist im Bereich der Ausgleichkam­mer die Geißform montiert. Vor der Gießmaschine sind eine linke und eine rechte Position mit Einrichtungen für die me­tallurgische Vorbehandlung der Schmelze in den Öfen ausge­bildet, wobei die Öfen mittels flexibler Speiseverbindungen mit Systemen für die thermische Vorbehandlung der Schmelze verbunden und auf eine linke und eine rechte Aufnahmeeinrich­tung aufgestellt sind, welche von einer horizontal bewegli­chen hin- und herlaufenden Plattform getragen werden, unter der ein Speisesystem für die Speisung der Einrichtungen für metallurgische Vorbehandlung der Schmelze angeordnet ist. An der Gießmaschine sind folgende Einrichtungen montiert: ein Steuerblock, der in Reihe mit Temperatur- und Verformungs­gebern verbunden ist; eine Kühl- und eine Heizeinrichtung, die in der Gießform angeordnet sind; die Systeme für die thermi­sche Vorbehandlung der Schmelze in den Öfen; und die Ein­richtungen für die metallurgische Vorbehandlung der Schmelze in den Öfen. Das Gasleitungssystem enthält zwei Zweipositions-­Vierwege-Steuerungsventile, die durch Rohrleitungen sowohl mit den Einlaßöffnungen der Zwischenplatte als auch entspre­chend mit dem Behälter für technologisches Gas und der Atmo­sphäre oder mit einer Abgasanlage und gleichzeitig auch mit dem Eingang und Ausgang eines Sperrventils verbunden sind. Am unteren Teil des Gehäuses, welches die Ausgleichskammer aus­bildet, ist eine Stütze starr montiert, die an einem Ansatz des unteren Teils der Gießform anliegt. Der Steuerblock ent­hält einen Zeitumformer, dessen erster Eingang mit dem Aus­gang eines Umschalters, dessen zweiter Eingang mit einem Sollwertblock verbunden ist, und dessen Ausgänge entspre­chend mit dem dritten Eingang des ersten Stellblocks und mit dem dritten Eingang eines zweiten Stellblocks verbunden sind. Der Steuerblock enthält noch einen zweiten Vergleichsblock, dessen erster Eingang mit einen Sollwertblock für Verformungs­parameter verbunden ist, während sein zweiter Eingang mit einem Verformungsgeber und sein Ausgang mit dem Eingang eines Reglers verbunden sind, wobei der Ausgang des Reglers mit dem vierten Eingang des Stellblocks verbunden ist.

[0009] Die Vorteile der erfindungsgemäßen Druckgießverfahrens und der erfindungsgemäßen Druckgießvorrichtung liegen darin, daß sie folgendes ermöglichen:
- das Erzielen von hohen physikalischen und mechanischen Kenn­werten der aufeinanderfolgend hergestellten Gußstücke durch präzise Regelung der Verfahrensparameter;
- eine Erhöhung der Produktivität durch die Koordinierung der Hilfsarbeitsgänge, die Vermeidung der Ursachen für Aus­schuß und die Erhöhung des Automatisierungsgrades des Pro­zesses;
- eine Verbesserung der Bedienung der Einrichtungen, insbe­sondere, wenn ein Auswechseln des Gießrohrs erforderlich ist.

[0010] Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Druckgießvorrichtung in Draufsicht;

Fig. 2 eine Ansicht der Gießmaschine und das Schema des Steuerblocks;

Fig. 3 ein Schema des Gasleitungssystems.

[0011] Die Vorrichtung besteht aus einer Gießmaschine 1, die zwei bewegliche Öfen enthält, und zwar einen linken Ofen 2 und einen rechten Ofen 3. Der linke bewegliche Ofen 2 ist durch eine flexible Speiseverbindung 4 mit dem linken System 5 für thermische Vorbehandlung der Schmelze verbunden, während der rechte bewegliche Ofen 3 durch eine zweite flexible Speise­verbindung 6 mit dem rechten System 7 für thermische Vorbe­ behandlung der Schmelze verbunden ist. Vor der Stirnseite der Gießmaschine 1 ist eine bewegliche Plattform 8 montiert, auf welcher zwei Aufnahmeeinrichtungen 9 und 10 aufgestellt sind, und zwar eine linke bzw. eine rechte. Jeder der beiden beweglichen Öfen 2 und 3 ist in der entsprechenden Endposi­tion der beweglichen Plattform 8 mit einer entsprechenden Einrichtung 11 bzw. 12 für metallurgische Vorbehandlung der Schmelze versehen. Jede Einrichtung 11,12 für metallurgi­sche Vorbehandlung der Schmelze besteht aus einer Konsole und einem Stellglied. Die Basis jeder Konsole ist seitlich an der beweglichen Plattform 8 befestigt, und das Stellglied ist gleichachsig über dem entsprechenden beweglichen Ofen - dem linken 2 oder dem rechten 3 - angeordnet. Unterhalb der beweglichen Plattform 8 ist ein Speisesystem 13 ausge­bildet, welches die Einrichtungen 11,12 für metallurgische Vorbehandlung der Schmelze speist. Für die Gießmaschine 1 ist ein Steuerblock 14 vorgesehen, der sowohl mit den beiden Systemen 5 und 7 für thermische Vorbehandlung der Schmelze, als auch mit den beiden Einrichtungen 11 und 12 für metal­lugische Vorbehandlung der Schmelze verbunden ist. Vor der beweglichen Plattform 8 ist gegenüber der Gießmaschine 1 ein Mischer 15 montiert. Die Gießmaschine 1 enthält eine Speisekammer 16, die den linken 2 oder rechten 3 beweglichen Ofen aufweist, und eine Ausgleichskammer 17, die ein unteres Gehäuse 18 und ein oberes Gehäuse 19 aufweist, die durch eine lösbare Verbindung 26 untereinander verbunden sind. Diese Kammern 16 und 17 sind voneinander durch eine Zwischenplat­te 20 getrennt, auf welcher im Bereich der Ausgleichskammer 17 die Gießform 21 montiert ist, die mit der Speisekammer durch ein oder mehrere Gießrohre 22 verbunden ist, welche durch die Zwischenplatte 20 hindurchgehen und in die Schmelze ein­getaucht sind. Das Gießrohr 22 wird durch den unteren Teil der Gießform 21 an die Zwischenplatte 20 und an die Dich­tung 23 angepreßt. Im unteren Teil der Gießform 21 ist ein Ansatz 24 ausgearbeitet, an dem eine Stütze 25 mit Spiel an­liegt. Diese Stütze 25 ist an dem unteren Gehäuse 18 montiert. Weiterhin sind in die Gießform 21 die Kühleinrichtung 27 und die Heizeinrichtung 28 eingebaut, die mit dem Steuerblock 14 verbunden sind. In der Zwischenplatte 20 sind eine erste Öff­nung 29 und eine zweite Öffnung 30 ausgebildet, wobei die erste Öffnung 29 einerseits mit dem Ausgang einer ersten Gaslei­tung 31 und andererseits mit der Speisekammer 16 verbunden ist, während die zweite Öffnung 30 einmal mit dem Ausgang einer zweiten Gasleitung 32, einmal mit der Ausgleichskam­mer 17 und einmal mit einem Ventil 33 für das Erzeugen eines Druckunterschiedes zwischen beiden Kammern verbunden ist, wo­bei die Gasleitungen 32 und 32 teleskopisch aufgebaut und gleichachsig unterhalb der entsprechenden ersten und zweiten Öffnung 29 und 30 angeordnet sind. Am Eingang der ersten Ga­leitung 31 ist ein erstes Zweipositions-Vierwege-Einlaß-­Steuerungsventil 34 montiert, welches die Ausgänge A, B, C, D aufweist, und am Eingang der zweiten Gasleitung 32 ist ein zweites mit dem ersten identisches Zweipositions-Vierwege-­Auslaß-Steuerungsventil 35 montiert, welches die Ausgänge E, F, G, H aufweist. Die Ausgänge A und B des Einlaß-Steuerungs­ventils 34 sind mit dem Behälter 36 für technologisches Gas verbunden, der Ausgang C ist mit dem Eingang der ersten Gas­leitung 31 verbunden, der Ausgang D ist mit dem Eingang des Sperrventils 37 verbunden, mit dessen Ausgang der Ausgang E des Auslaß-Steuerungsventils 35 verbunden ist, der Ausgang F ist mit dem Eingang der zweiten Gasleitung 32 verbunden, während die Ausgänge G und H mit der Atmosphäre verbunden sind. Wenn das Einlaß-Steuerungsventil 34 und das Auslaß-­Steuerungsventil 35 sich in Stellungen befinden, bei denen entsprechend die Ausgänge C mit D und D mit F verbunden sind, dann ist der Eingang des Sperrventils 37 mit dem Eingang der ersten Gasleitung 31 durch eine erste gleichachsige Lei­tung C-D verbunden, während der Ausgang des Sperrventils 37 mit dem Eingang der zweiten Gasleitung 32 durch eine zweite gleichachsige Leitung E-F verbunden ist, wobei die erste Gas­leitung 31 bis zu ihrer Verbindung mit der ersten Öffnung 29 in der Zwischenplatte 20 nur ein L-förmiges Knie bildet, während die zweite Gasleitung 32 gleichachsig mit der zwei­ten gleichachsigen Leitung E-F ist. Wenn das Einlaß-Steue­rungsventil 34 sich in einer Stellung befindet, bei welcher die Ausgänge A mit D und B mit C verbunden sind und das Sperrventil 37 sich in einer Stellung befindet, bei der sein Eingang und Ausgang verbunden sind, dann ist der Behälter 36 für technologisches Gas gleichzeitig und selbständig durch die erste Gasleitung 31 mit der Speisekammer 16 verbunden, und durch die zweite Gasleitung 32 und die zweite gleich­achsige Leitung E-F mit der Ausgleichskammer 17. Wenn das Auslaß-Steuerungsventil 35 sich in einer Stellung befindet, bei welcher die Ausgänge E mit G und F mit H verbunden sind, und das Sperrventil 37 sich in einer Stellung befindet, bei der sein Eingang und Ausgang verbunden sind, dann sind die Speisekammer 16 durch die erste Gasleitung 31 und die erste gleichachsige Leitung C-D und die Ausgleichkammer 17 durch die zweite Gasleiting 32 gleichzeitig selbständig mit der Atmosphäre verbunden.
Der Steuerblock 14 enthält einen Steuerblock 38 für Bewegun­gen, einen Steuerblock 39 für die Gasströmungsprozesse, einen Steuerblock 40 für die metallurgische Vorbehandlung und einen Sollwertblock 41 für die Schmelztemperatur, die mit den entsprechenden Einrichtungen und Systemen verbunden sind. Der Steuerblock 14 enthält weiterhin auch einen Ver­gleichsblock 42, dessen Eingänge mit einem Sollwertblock 43 für die gewünschte Temperatur und einem in die Gießform 21 montierten Temperaturgeber 44 verbunden sind. Der Ausgang des Vergleichsblocks 42 ist sowohl mit den ersten Eingängen der beiden Stellblöcke 45 und 46 verbunden, mit deren zwei­ten Eingängen die Ausgänge der beiden Sollwertblöcke 47 und 48 entsprechend verbunden sind, und deren Ausgänge mit der Kühleinrichtung 27 und der Heizeinrichtung 28 entsprechend verbunden sind, als auch mit dem Eingang eines Regelungs­verstärkers 49, dessen Ausgang mit dem einen Stromkreiskon­takt des Umschalters 50 verbunden ist, wobei mit dessen zwei­tem Stromkreiskontakt ein Multivibrator 51 verbunden ist.

[0012] Der Ausgang des Umschalters 50 ist mit dem einen Eingang des Zeitumformers 52 verbunden, mit dessen zweitem Eingang der Ausgang des Verhältnis-Sollwertblocks 53 verbunden ist. Der eine Ausgang des Zeitumformers 52 ist mit dem dritten Eingang des ersten Stellblocks 45 verbunden, während sein anderer Ausgang mit dem dritten Eingang des zweiten Stell­blocks 46 verbunden ist. Der Steuerblock 14 enthält auch einen anderen Vergleichsblock 54, dessen Eingänge mit einem Soll­wertblock 55 für Verformungsparameter und mit einem in der Gießform 21 montierten Geber 56 für Verformungsparameter verbun­den sind, während sein Ausgang mit dem Eingang des Verstärkers 57 verbun­den ist, dessen Ausgang mit dem vierten Eingang des ersten Stellblocks 45 verbunden ist.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist wie folgt: Der linke Ofen 2 wird mit Schmelze seitens des Mischers 15 beschickt. Die bewegliche Plattform 8 wird in die linke End­position gefahren. Dann wird das linke System 5 für thermi­sche Vorbehandlung betätigt. Nach erfolgter thermischer Vor­behandlung wird die linke Einrichtung 11 für metallurgische Vorbehandlung eingeschaltet. Nach Beendigung der metallurgi­schen Vorbehandlung wird der rechte Ofen 3 auf die rechte Aufnahmeeinrichtung 10 gefahren, die frontal gegenüber die Achse der Gießmaschine 1 angeordnet ist. Dann wird der rechte Ofen 3 mit Schmelze seitens des Mischers 15 beschickt, wonach die bewegliche Plattform 8 in die rechte Endposition gefah­ren wird. Auf diese Weise wird die linke Aufnahmeeinrichtung 9 an der gleichen Stelle positioniert, wo die rechte Aufnahme­einrichtung 10 vor dem Fahren gewesen ist. Zur gleichen Zeit wird der rechte Ofen 3 im Bereich der rechten Einrichtung 12 für metallurgische Vorbehandlung positioniert. Dann wird das rechte System 7 für thermische Vorbehandlung der Schmelze eingeschaltet und zur gleichen Zeit wird der linke Ofen 2 in die Gießmaschine eingeführt, wonach das Gießenk beginnt. In der Zwischenzeit hat die Gießform die gewünschte Ausgangs­temperatur erreicht, die folgenderweise reguliert wird:
Falls sich die vom Temperaturgeber 44 gemessene Temperatur von der vorgegebenen unterscheidet, wird durch den Sollwert­block 43 ein Unterschied erzeugt, der in die ersten Eingänge der Stellblöcke 45 und 46 und in den Eingang des Regelungs­verstärkers 49 eingegeben wird. Aufgrund dieses Unterschieds und des in ihm vorprogrammierten Gesetzes (proportionales, integrales, differentiales, normales u.a.) erzeugt der Rege­lungsverstärker 49 ein Analog- oder Impuls-Steuersignal. Bei der oberen Stellung des Umschalters 50 gelangt dieses Steuer­signal in den einen Eingang des Zeitumformers 52 und, falls er einen analogen Charakter hat, erfolgt die Umformung auf­grund einer Impuls-Intermittierung, wobei am ersten und zwei­ten Ausgang entsprechend zwei Impuls-Steuersignale abgeson­dert werden, und zwar mit einem Verhältnis zwischen den einem jeden Signal entsprechenden Proportionen Pause- Impuls, die dem am zweiten Eingang durch den Verhältnis-Sollwertblock 53 vorgegebenem Gesetz entsprechen. Falls das Steuersignal ein Impulssignal ist, erfolgt dann die Umformung aufgrund der Verlängerung oder Verkürzung der Dauer der Impulse und Pau­sen, wobei für die in den beiden Ausgängen abgesonderten ent­sprechenden Steuersignalen das obengenannte Verhältnis erhal­ten bleibt, jedoch mit einer anderen Periodendauer, welche der Periode des im ersten Eingang eingegebenen Signals ent­spricht. Bei Änderung des durch den Verhältnis-Sollwertblock 53 vorgegebenen Gesetzes wird das Verhältnis zwischen den Pro­portionen Pause- Impuls für jedes abgesonderte Steuersignal geändert und als Ergebnis werden einerseits die Impulsdauer für das eine und die Pausendauer für das andere verlängert und andererseits die Pausendauer für das eine und die Impuls­dauer für das zweite abgesonderte Steuersignal verkürzt, dies bei Änderung in einer Richtung, d.h. bei Vergrößerung (bzw. Verkleinerung) des Unterschieds zwischen den Leistun­gen der Kühleinrichtung 27 und der Heizeinrichtung 28, oder umgekehrt bei Änderung in der anderen Richtung. Falls der im ersten Eingang des ersten Stellblocks 45 eingegebene Unter­schied positiv ist und den im zweiten Eingang durch den Sollwertblock 47 eingegebenen positiven Grenzwert für den Unterschied überschreitet, so entsteht am Ausgang das vom dritten Eingang eingegangene, abgesonderte Steuersignal, wel­ches in die Kühleinrichtung 27 eingegeben wird und ihren Be­trieb steuert. Dieser positive Unterschied, der am ersten Eingang des zweiten Stellblocks 45 eingegeben wird, kann nicht unterhalb des durch den anderen Sollwertblock 48 vorge­gebenen negativen Grenzwert des Unterschieds sinken und die Heizeinrichtung 28 ist außer Betrieb, da sie das zweite ab­gesonderte Steuersignal nicht erhält. Analog wird, falls der Unterschied negativ ist, die Heizeinrichtung 28 in Betrieb sein, während die Kühleinrichtung 27 kein Steuersignal er­hält. Bei der unteren Stellung des Umschalters 50 gelangt vom Multivibrator 51 zum ersten Eingang des Zeitumformers 52 ein Impuls-Steuersignal mit festgelegtem Gesetz, das, analog wie oben beschrieben, umgeformt wird. Als Ergebnis der beschrie­benen Regelung wird eine Aufrechterhaltung der Temperatur in engen Grenzen um die vorgegebene Temperatur erzielt, und zwar infolge der Kombination der Art der Steuerung mit den konstruktiven und technologischen Besonderheiten der Gieß­form 21, die mit einer Kühleinrichtung 27 und einer Heizein­richtung 28 verschiedener Leitung ausgerüstet ist.
Das Füllen der Gießform 21 mit Schmelze erfolgt folgenderweise: Die Ausgangsstellung der Sperr- und Steuerungsventile ist in Fig. 3 gezeigt:
- das Sperrventil für die Erzeugung eines Druckunterschieds 33 ist geschlossen;
- das Einlaß-Steuerungsventil 34 befindet sich in einer Stel­lung, bei welcher die Ausgänge C und D verbunden sind;
- das Auslaß-Steuerungsventil 35 befindet sich in einer Stel­lung, bei welcher die Ausgänge E mit G und F mit H verbun­den sind;
- das Sperrventil 37 ist offen, d.h. in einer Stellung, bei welcher der Eingang mit dem Ausgang verbunden ist.
Der Ausgang des Sperrventils 37 wird mit dem Eingang der zwei­ten Gasleitung 32 über die zweite gleichachsige LeitungE-F verbunden, wobei das Auslaß-Steuerungsventil 35 sich in einer Stellung befindet, bei der E mit F verbunden wird. Der Behäl­ter 36 für technologisches Gas wird über die erste Gaslei­tung 31 selbständig mit der Speisekammer 16 verbunden und gleichzeitig auch mit derAusgleichskammer 17 über die zweite Gasleiting 32 und die zweite gleichachsige Leitung E-F durch Stellen des Einlaß-Steuerungsventils 34 in eine Stellung, bei der die Ausgänge A mit D und B mit C verbunden werden. Die Speisekammer 16 und dieAusgleichskammer 17 werden gleich­zeitig und selbständig mit technologischem Gas gefüllt. Nach Einstellung des vorgegebenen Arbeitsdrucks in den Kam­mern 16 und 17 wird das Einlaß-Steuerungsventil 34 in eine Stellung gebracht, bei der die Ausgänge C und D verbunden sind. Die Kammern 16 und 17 werden durch Schließen des Sperrven­tils 37 getrennt. Das Ventil 33 wird zur Erzeugung eines Druck­unterschieds geöffnet, und zwar bis sich eine technologisch vorgegebene Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 16 und 17 einstellt, wonach das Ventil 33 erneut geschlossen wird. Die Schmelze fließt gleichmäßig durch das Gießrohr 22 und füllt den Hohlraum der Gießform 21 aus.
Falls die Gießformtemperatur infolge ihres Ausfüllens mit Schmelze höher als auf einen vorgegebenen Wert steigt, so wird im Vergleichsblock 42 eine Steuerdifferenz erzeugt, die im Regelungsverstärker 49 eingegeben wird, so daß nach einem ent­sprechenden Gesetz ein Steuersignal erzeugt und die Kühleinrichtung 27 durch den Stellblock 45 betätigt wird. Dies ruft einerseits Temperaturänderungen und andererseits Verformungsänderungen im System Gußstück-Gießform hervor. Nach der anfänglichen Ausbildung einer festen Haut während des Er­starrens wird die Festigkeit des Gußstücks erhöht. In seinem Streben dem Gesetz der Änderung seiner Maße zu folgen, führt das Gußstück eine relative Versetzung in Bezug auf die Gieß­form aus oder strebt eine relative Versetzung an, wobei sich der Kontakt zwischen einigen seiner Teile und den entspre­chenden Teilen der formgebenden Konturen ändert. Falls sich ein Spiel zwischen dem Gußstück und den das Gußstück umfas­senden Teilen der formgebenden Konturen bildet und dessen Wert Wert größer als der durch den Sollwertblock 55 vorgegebene Wertbereich ist, dann führt der zweite Vergleichsblock 54 dem Regler 57 eine Steuerdifferenz zu, welche ein Steuer­signal am Stellblock 45 ausbildet, durch das die Kühlein­richtung 27 ausgeschaltet wird. Dies dauert bis zur Wieder­herstellung des vorgegebenen Kontakts zwischen Gußstück und Gießform. Im anderen Fall, wenn sich das Festspannen (An­drücken) zwischen den formgebenden Konturen und dem Gußstück erhöht, d.h. wenn die Festspannkraft einen vorgegebenen Wert überschreitet, und die Temperatur so tief ist, daß die Kühl­einrichtung 27 nicht eingeschaltet ist, dann ruft die Steu­erdifferenz vom zweiten Vergleichsblock 54 im Regler 57 die Ausbildung eines Steuersignals hervor, welches über den Stellblock 45 die Kühleinrichtung 27 betätigt, was eine Ver­formung der formgebenden Kontur hervorruft.
Nach Beendigung der technologischen Zeit für das Erstarren bei Druckunterschied zwischen den beiden Kammern, wird das Sperrventil 57 geöffnet (in Ausgangsstellung gebracht). Nach Beendigung der technologischen Zeit für das Erstarren unter Druck, jedoch ohne Druckunterschied zwischen den bei­den Kammern, wird die Ausgleichskammer 17 selbständig mit der Atmosphäre durch die zweite Gasleitung 32 verbunden, und gleichzeitig wird auch die Speisekammer 16 selbständig mit der Atmosphäre durch die erste Gasleitung 31 und die erste gleichachsige Leitung C-D verbunden, und zwar durch Zurück­führen des Auslaß-Steuerungsventils 35 in eine Stellung, bei der die Ausgänge E mit G und F mit H verbunden sind (Aus­gangsstellung). Das technologische Gas wird gleichzeitig selbständig aus den beiden Kammern 16 und 17 ausgelassen. Die Gießmaschine wird geöffnet, das Gußstück wird entnommen und gleichzeitig wird die Gießform 21 auf die Ausgangstemperatur für den nächsten Gießvorgang gebracht, wobei die Regelung, wie bereits beschrieben, erfolgt. Inzwischen wird zu einem geeigneten Zeitpunkt die rechte Einrichtung 12 für die metal­lurgische Vorbehandlung der Schmelze eingeschaltet, welche die Vorbehandlung der Schmelze im rechten Ofen 3 durchführt.

[0013] Nach Erschöpfen der Schmelze im linken Ofen 2 wird dieser auf die linke Aufnahmeeinrichtung 9 gefahren, seitens des Mischers 15 mit Schmelze beschickt, wonach die bewegliche Plattform 8 in die linke Endposition gefahren wird. Danach wird in gleicher Weise mit dem rechten Ofen 3 verfahren. Falls während des Gießprozesses das Gießrohr 22 infolge Ver­schleiß oder andere Ursachen betriebsunfähig wird, werden die Verbindungen zwischen der Zwischenplatte 20 und dem un­teren Gehäuse 18 bzw. dem unteren Teil der Gießform 21 ge­löst. Bei geschlossener Gießmaschine 1 wird durch die lös­bare Verbindung 26 eine Verbindung zwischen dem unteren Ge­häuse 18 und dem oberen Gehäuse 19 hergestellt. Dann wird die Gießmaschine 1 geöffnet, wobei das untere Gehäuse 18 ge­hoben wird. Bei der erwähnten Bewegung des unteren Gehäu­ses 18 wird das Spiel zwischen dem unteren Teil der Gieß­form 21 und der Stütze 25 im Ansatz 24 beseitigt und im An­satz 24 eine Verbindung zwischen dem unteren Gehäuse 18 und dem unteren Teil der Gießform 21 mittels der Stütze 25 her­gestellt. Dank dieser Verbindung wird die Gießform 21 bei dem Öffnen der Gießmaschine 1 gehoben, es bildet sich ein freier Raum über der oberen Fläche der Zwischenplatte 20 und nun können das Gießrohr 22 und, falls erforderlich, auch die Dichtung 23 ausgewechselt werden. Nach Wiederherstellung al­ler Verbindungen kann das Gießen fortgesetzt werden.

Ansprüche

1. Druckgießverfahren, bei dem unter der Einwirkung eines Druckunterschieds die Schmelze aus einem in einer her­metisch abgedichteten Kammer (16) befindlichen Ofen (23) durch ein Gießrohr (22) befördert wird und den Hohl­raum einer Gießform (21) ausfüllt, die in einer ande­ren hermetisch abgedichteten Kammer (17) angeordnet ist, wo das Gußstück erstarrt und worauf es aus der Gießform (21) entnommen wird und die Vorbereitung für einen neuen Gießzyklus folgt.
dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausfüllen des Hohlraums der Gießform (21) mit Schmelze die Schmelze einer thermischen und metal­lurgischen Vorbehandlung in zwei Öfen (2,3) unterwor­fen wird, die in Gießposition gebracht werden, und daß zur gleichen Zeit oder später die Gießform auf die ge­wünschten Temperaturparameter gebracht wird, wobei so­wohl vor als auch nach dem Ausfüllen die Temperatur der Gießform durch Änderung der Leistungen der Heiz- und der Kühleinrichtung (28 bzw. 27) reguliert wird, die in der Gießform eingebaut sind, und worauf bis zur Entnahme des Gußstücks aus der Gießform (21) der Verformungszustand des Systems Gußstück-Gießform auf­grund des Speils und der Festspannkraft zwischen Guß­stück und Gießform (21) reguliert wird.

2. Druckgießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Temperaturregelung durch Umformen des Temperatursteuersignals in ein Zeitsteuersignal erfolgt, wobei zwei Steuersignale abgesondert werden, deren Verhältnis dem Verhältnis zwischen den Leistungen der Kühl- und der Heizeinrichtung (27 bzw. 28) ent­spricht.

3. Druckgießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Regelung des Verformungszustands derart erfolgt, daß bei der Bildung eines Spiels zwi­schen Gußstück und Gießform (21) die Kühlung unterbro­chen wird, während bei einer Überschreitung eines vor­gegebenen Werts der Festspannkraft zwischen Gußstück und Gießform (21) die Kühlung eingeschaltet wird.

4. Druckgießvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bestehend aus einer Gießmaschine (1) mit zwei beweglichen Öfen (2,3), einer Mischeinrichtung (15) für das Beschicken der Öfen mit Schmelze, einem Gasleitungssystem für das Fördern der Schmelze vom Ofen über ein Gießrohr (22) in den Hohl­raum einer Gießform (21), wobei die Gießmaschine (1) eine Ausgleichskammer (17), die aus einem zweiteiligen Gehäuse (18,19) gebildet ist, und eine Speisekammer (16) enthält, und wobei diese Kammern (16,17) durch eine Zwi­schenplatte (20) getrennt sind, in der das Gießrohr und Einlaßöffnungen (29,30) für das Gasleitungssystem an­geordnet sind, und auf der Zwischenplatte (20) im Be­reich der Ausgleichskammer (17) die Gießform (21) mon­tiert ist, und einem Steuerblock (14), bestehend aus einem Vergleichsblock (42), dessen Eingänge mit einem Sollwertblock (43) und einem Temperaturgeber (44) ver­bunden sind, während sein Ausgang sowohl mit den er­sten Eingängen von zwei Stellblöcken (45,46), mit de­ren zweiten Eingängen entsprechend zwei Sollwertblöl­ke (47,48) verbunden sind und deren Ausgänge entspre­chend mit der Kühl- und der Heizeinrichtung (27,28) verbunden sind, als auch mit dem Eingang eines Rege­lungsverstärkers (49) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem einen Stromkreiskontakt eines Umschalters (50) verbunden ist, dessen zweiter Kontakt mit einem Multi­vibrator (51) verbunden ist, wobei der Steuerblock außerdem Steuerblöcke (38,39,40) für die Bewegung, die Gasströmungsprozesse und die metallurgische Vorbe­handlung, sowie auch einen Sollwertblock (41) für die Temperatur der Schmelze enthält, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Gießmaschine (1) eine linke und eine rechte Position mit Einrichtungen (11,12) für die metallurgi­sche Vorbehandlung der Schmelze in den Öfen (2,3) aus­gebildet sind, wobei diese Öfen (2,3) durch flexible Speiseverbindungen (4,6) mit Einrichtungen (5,7) für die thermische Vorbehandlung der Schmelze verbunden und auf zwei Aufnahmeeinrichtungen - einer linken (9) und einer rechten (10) - angeordnet sind, die von einer horizontal beweglichen Plattform (8) getragen werden, unter der ein Speisesystem (13) angeordnet ist, das die Einrichtungen (11,12) für die metallurgische Vorbehandlung der Schmelze speist, daß der Steuerblock (14) aufeinanderfolgend mit einem Temperaturgeber (44), einem Verformungsgeber (56), der Kühleinrichtung (27) und der Heizeinrichtung (28), die in der Gießform (21) eingebaut sind, sowie mit den Einrichtungen (5,7) für die thermische Vorbehandlung der Schmelze in den Öfen (2,3) und den Einrichtungen (11,12) für die metallur­gische Vorbehandlung der Schmelze in den Öfen (2,3) verbunden ist und daß das Gasleitungssystem zwei Zwei­positions-Vierwege-Steuerungsventile (34,35) enthält, die durch Rohrleitungen (31,32) sowohl mit den Einlaß­öffnungen (29,30) der Zwischenplatte (20) als auch mit dem Behälter (36) für technologisches Gas bzw. mit der Atmosphäre oder mit einer Abgasanlage und gleichzeitig auch mit dem Eingang und Ausgang eines Sperrventils (37) verbunden sind.

5. Druckgießvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß im unteren Teil (18) des Gehäuses, das die Ausgleichskammer (17) ausbildet, eine Stütze (25) starr montiert ist, die an einem Ansatz (24) am unteren Teil der Gießform (21) anliegt.

6. Druckgießvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Steuerblock (14) einen Zeitumformer (52) enthält, dessen erster Eingang mit dem Ausgang eines Umschalters (50) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit einem Sollwertblock (53) verbunden ist und dessen Ausgänge mit dem dritten Eingang des ersten Stellblocks (45) und mit dem dritten Eingang eines zweiten Stellblocks (46) verbunden sind.

7. Druckgießvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Steuerblock (14) noch einen zweiten Vergleichsblock (54) enthält, dessen erster Eingang mit einem Sollwertblock (55) für die Verformungspara­meter, dessen zweiter Eingang mit einem Verformungs­geber (56) und dessen Ausgang mit dem Eingang eines Reglers (57) verbunden ist, dessen Ausgang mit einem vierten Eingang des Stellblocks (45) verbunden ist.

Zeichnung