DE2211952C3 - Vertikale Warmkammer-Druckgießmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine vertikale Warmkammer-Druckgießmaschine mit zwei relativ zueinander bewegbaren Formhälften, mit einem -Greifer zum Einsetzen eines U-förmigen, mit einem Schenkel einzugießenden Eingießteiles beim Schließen der beiden Formhälften, wobei der andere Schenkel des Eingießteils eine vorstehende, waagerechte, einer U-Form angepaßte Haltekante der einen Formhälfte umgreift, und mit einem zwischen die sich öffnenden Formhälften seitlich einführbaren Auswerfer für das Gußstück.

Beim Herstellen von Gußstücken durch Einspritzen der Schmelze in einen Formhohlraum verbleibt an jedem Gußstück ein Anguß. Er ist erforderlich, um sicherzustellen, daß der Formhohlraum vollständig gefüllt ist. Der Anguß muß nach dem Erstarren des Gußstückes von diesem getrennt werden. Die Erfindung befaßt sich mit dem Entfernen dos Angusses vom fertigen Gußstück und dessen anschließendem Auswerfen.

Es ist bereits eine Gießmaschine zur Herstellung metallischer Gußstücke bekannt, die mit zwei während eines Gießvorganges zwecks Zusammenführung zweier Formteile relativ zueinander bewegbaren Formplatten ausgerüstet ist (US-PS 3256572). Die Gießmaschine besitzt ferner einen Materialzubringer, der in eine Öffnung in dei einen Formplatte derart cinführhar ist, daß die Schmelze in einen Kanal in einem der Formteile und von dort in den Formhohlraum zwischen den Formteilen hineingepreßt werden kann. Die Gießmaschine ist schließlieh mit einem gegenüber der anderen Formplatte in einem Kanal dieser Formplatte bewegbaren Stößel ausgerüstet, der zum Ausstoßen des Angusses durch den Kanal in einen Form teil hindurch dient. Der vom Gußstück getrennte Anguß wird beim Ausstoßen unmittelbar einem Schmelztiegel zugeführt. Bei dieser Gießmaschine handelt es sich um eine Kokillengießmaschine, bei der der Ausstoß des Gußstückes aus der Gießform mit einem Anguß und einem quer zur Bewegungsrichtung des Angusses gerichteten, aus einer Düse zugeführten Luftstroms erfolgt. Es handelt sich um eine Lösung,

ίο die nur für sehr einfache Gußstücke, insbesondere für Gußstücke ohne hinterschnittene Kanten geeignet ist.

Bei der vorgenannten Lösung sind die beiden

Formteile axial gegeneinander bewegbar, wobei das obere Formteil abhebbar ist. Bekannt ist es jedoch auch, bei feststehendem Oberteil das untere Formteil dem oberen gegenüber bewegbar zu machen (DE-OS 1758377). Diese Lösung stellt somit insoweit eine Umkehr der ersten Lösung dar.

Bekannt sind ferner auch Gießmaschinen, die spe-

ao ziell zur Herstellung von Radausgleichsgewichten aus Bleilegierungen bestimmt und der speziellen Form solcher Gußstücke angepaßt sind (US-PS 3 151 367). Dabei ist eine Vorrichtung zum Zuführen von Clips vorgesehen, die teilweise in das Gußstück einzugießen sind und der Anbringung der Ausgleichsgewichte an den auszuwuchtenden Fahrzeugrädei η dienen. Im übrigen weist diese Maschine die eingangs genannten Gattungsmerkmale der erfindungsgemäßen Maschine auf, womit dieser Stand der Technik der der Erfindung am nächsten kommende Stand der Technik ist, von dem die Erfindung ausgeht. Diese bekannte Lösung erscheint schon deswegen verbesserungswürdig, weil bei ihr der Formhohlraum von zwei relativ zueinander bewegbaren Formteilen und einem dritten Formteil gebildet wird, das ebenfalls, aber senkrecht zur Bewegungsrichtung der beiden erstgenannten Formteile bewegbar ist. Die Bewegungen dieser drei Formteile müssen aufeinander abgestimmt sein, was einen erheblichen Aufwand an steuernden Mitteln erfordert.

Darüber hinaus bieten solche Maschinen besondere Schwierigkeiten im Gießbereich, wenn nämlich die Schmelze üblicherweise mit einer stationären Düse in den Gießbereich eingebracht wird. Dabei muß die Schmelze einerseits heiß gehalten werden, um eine vorzeitige Erstarrung zu verhindern; andererseits soll aber möglichst wenig Hitze in den Bereich der Gießform gelangen, um die Schmelze in der Gießform möglichst schnell erstarren zu lassen. Man könnte zwar diesem Problem durch Düsen begegnen, deren Abstand zur Gießform in an sich bekannter Weise variabel bzw. einstellbar ist; hierzu wäre jedoch eine Genauigkeit der Bauteile und ihrer Bewegung erforderlich, wie sie bei solchen Maschinen bekannter Ausführung nicht vorliegen und auch nicht erzielbar sind. Wie das Entnehmen der Gußstücke bei dieser zuletzt behandelten Gießmaschine, die auch zum Gießen von mit Clips versehenen Radausgleichsgewichten geeignet ist, im einzelnen zu geschehen hat, ist nicht offenbart. Ein einfaches Entnehmen durch Herausblasen, wie in der oben zuerst behandelten bekannten Maschine, ist wegen der relativ komplizierten Form der Gußstücke nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Maschine mit den Merkmalen der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß die Herstellung auch komplizierter Gußstücke, wie sie Radausgleichsgewichte aus einer Bleilegierung, deren Befestigungsciips von U-iöimigeii Enigicutciien gebildet werden.

darstellen, rationell möglich ist. Dazu gehört insbesondere, daß der Anguß in entsprechender Weise vom Gußstück unter Rückführung in die Schmelze getrennt wird und daß das vom Anguß befreite Gußstück ebenfalls in entsprechender Weise aus der Gießmaschine entfernt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfir.dungsgemäß die Kombination der beiden folgenden Merkmale vorgeschlagen

a) eine Gießdüse, die in die Öffnung der unteren Formhälfte fluchtend mit dem Eingießkanal einführbar ist und ein in der oberen Formhälfte angeordnetei, zum Eingießkanal achsgleicher Stößel, zum Abtrennen und Ausdrucken des erstarrten Angusses,

b) ein Stoßarm als Auswerfer.

Dabei soll der Stoßarm vorzugsweise um einen vertikalen Zapfen schwenkbar sein.

Damit ist eine vertikale Warmkammer-Druckgießmaschine offenbart, mit der in rationeller Weise auch komplizierte Gußteile, insbesondere Gußteile mit hinterschnittenen Kanten und Flächen, wie sie Radausgleichsgewichte mit Befestigungsclips im allgemeinen darstellen, hergestellt werden können. Insbesondere kann das fertige Gußstück leicht aus der Form entnommen werden, indem der die Form zusammen mit der Formstruktui schließende Stöße! bei noch geschlossener Form durch eine einfache Bewegung den Anguß vom Gußstück trennt und dann bei sich öffnender Form der Auswerfer das an der oberen borrnhälfte hängende Gußstück seitlich auswirft. Die nur zwei Formteile machen die Form einfach und lassen ihre Steuerung einfach werden.

Es ist zwar an sich bekannt, zur Gußstückentnahme einen mechanischen Auswerfer in der Form eines Stoßarmes zu verwenden (DE-AS 1206551), jedoch handelt es sich hierbei nicht um eine gattungsgemäße Maschine, und für solche Maschinen war diese Lösung nicht ohne weiteres anwendbar.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form einer Gießmaschine zum Herstellen von Ausgleichsgewichten für die Räder von Straßenmotorfahrzeugen wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 in schematischer Seitenansicht, teilweise im Schnitt, die Gießmaschine bei Beginn eines Arbeitstaktes,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Teil der Maschine,

Fig. 3 in perspektivischer Ansicht ein mit der Maschine hergestelltes Ausgleichsgewicht, und

Fig. 4 eine Unteransicht einer oberen Spannplatte und die dazu gehörigen Maschinenteile als Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 1.

Die Maschine weist einen Rahmen auf, in dem ein sich in Längsrichtung erstreckender Schmelztiegel untergebracht ist, dessen oben offenes Ende in Fig. 1 mit 1 bezeichnet ist. Der Schmelztiegel enthält eine geschmolzene Bleilegierung als Gießmaterial, dessen oberes Niveau mit 2 bezeichnet ist. Die Bleilegierung wird durch einen gasbeheizten Erhitzer und einen Bimetall-Streifenthermostat (nicht dargestellt) auf der gewünschten Temperatur gehalten. Die Maschine weist ferner eine Gießdüse 3 auf (Fig. 2), welche die geschmolzene Bleilegierung in den Formhohlraum 4 (Fig. 2) zwischen einer oberen Formhälfte 5 und einer unieieii Fuiii'ihäuie <» einbringt. Die Gießdüse 3, die an ihrem oberen Ende den Auslaß 7 aufweist, ist zu Beginn des Arbeitstaktes der Maschine in das Bleilegierungsbad eingetaucht, taucht aber dann an dessen Oberfläche auf und injiziert die geschmolzene Bleüegierung in den Formhohlraum (Fig. 2), bevor sie zurückfällt und vor dem nächsten Arbeitstakt wieder in das Bad eintaucht.

Über dem Auslaß 7 der Düse 3 weist die Maschine eine feststehende obere Formplatte in Form eines

ίο oberen Spanntisches 8 auf, und eine bewegliche untere Formplatte in Form eines unteren Spanntisches 9. Diese beiden Spanntische 8 und 9 nehmen jeweils die obere Formhälfte 5 und die untere Formhälfte 6 auf, welche zusammen den Formhohlraum 4 definieren, wenn der untere Spanntisch 9 gegen den oberen Spanntisch 8 bewegt worden ist. Der untere Spanntisch 9 weist eine sich nach oben verjüngende Öffnung 10 auf, durch welche der Auslaß 7 der Düse 3 bei deren Aufwärtsbewegung aus dem Bleilegierungsbad

ao hindurchtritt; diese Öffnung 10 steht in fluchtender Verbindung mit einem sich nach oben verjüngenden, kegelstumpfförmigen Kanal 12, der in der unteren Formhälfte 6 gebildet ist. Das weitere, untere Ende des Kanals 12 öffnet sich zu einem kegelstumpfförmi-

»5 gen Gegenlager 13, in das sich das leicht gewölbte obere Ende des Auslasses 7 der Düse 3 am oberen Ende der Aufwärtsbewegung einsetzt. Der Kanal 12 in der unteren Formhälfte 6 führt in den Formhohiraum 4, der bogenförmig verläuft und von zwei Kreisbögen unterschiedlicher Radien begrenzt ist zwecks Herstellung des Gewichts IS mit seiner sich aus der Fig. 3 ergebenden Bogenform.

Durch Synchronisierung der Bewegung des unteren Spanntisches 9 mit der Bewegung der Einlaßdüse 3 wird die geschmolzene Bleilegierung aus dem Auslaß 7 mittels einer nicht dargestellten Zylinder-Kolben-Kombination ausgespritzt, tritt nach oben durch den Kanal 12 in der unteren Formhälfte 6 hindurch und füllt dann den Formhohlraum 4 . js, wobei das

^₀ überschüssige Material in dem Kanal 12 in der unteren Formhälfte verbleibt und unter Einwirkung von Kühlwasser, welches durch Innenkanäle in jeder Formhälfte 5 bzw. 6 läuft, nach einigen Sekunden verfestigt. Nachdem eine bestimmte Menge der geschmolzenen Bleilegierung in den Hohlraum 4 zwischen den Formhälften 5 und 6 eingespritzt ist, bewegt sich die Einlaßdüse 3 nach unten, so daß der Düsenauslaß 7 wieder unter das Niveau 2 der geschmolzenen Bleilegierung in den Vorratsbehälter taucht, so daß die Öffnung 10 freigegeben wird. Der von der überschüssigen, verfestigten Bleilegierung gebildete Anguß wird von dem Ausgleichsgewicht 15 mit HiITe eines Stößels 16 entfernt, der sich frei durch eine kreisförmige Öffnung 17 in dem oberen Spanntisch 8 und durch einen mit dieser fluchtenden Kanal 18 in der oberen Formhälfte 5 erstreckt, und wobei der Kanal 18, wie in Fig. 4 gezeigt, im wesentlichen einen D-förmigen Querschnitt hat. Der Stößel 16 bewegt sich aus seiner normalen Ruhestellung (Fig. 2) in der Weise nach unten, daß das untere Ende 19 des Stößels 16 in den Kanal 12 in der unteren Formhälfte 6 so eintritt, daß er den Anguß abtrennt, der durch die Öffnung 10 im unteren Spanntisch 9 und von dort in den Schmelztiegel mit geschmolzener Bleilegierung fällt, wo er aufgeschmolzen wird.

Der Stößel 16 ist im Querschnitt D-lormig. so daß er in den Kanal 18 einpaßt, und die flache Kante 20 des Stößels !6 bewetzt s:ch vertikal i:i einer Ebene.

die tangential zu dem kleineren Radius der beiden Radien verläuft, welche das Gewicht 15 umgrenzen, wie dies in der schematischen Darstellung des Stößels 16 in strichpunktierten Linien in Fig. 3 dargestellt ist. Der Anguß wird somit sauber von dem gegossenen Ausgleichsgewicht 15 abgetrennt, und zwar in der Mitte des das Gewicht 15 bildenden Bogens. Nach der Abtrennung des Angusses verbleibt an dem Ausgleichsgewicht 15 eine charakteristische Oberflächenmarkierung 22, die sich aus der Fig. 3 ergibt. Diese Markierung 22 weist parallel zueinander verlaufende Seitenkanten 23 auf, die in einem Abstand verlaufen, welcher der Breite der geraden Kante 20 des Stößels 16 entspricht, wobei die Markierung 22 sich über den größten Teil der Tiefe des inneren Radius des Ausgleichsgewichtes 15 erstreckt und wie glattpoliert aussieht. Der Stößel 16 führt für jedes hergestellte Ausgleichsgewicht 15 in schneller Aufeinanderfolge zwei hin- und hergehende Bewegungen aus, wodurch verhindert wird, daß der abgetrennte Anguß noch an dem unteren Ende 19 des Stößels 16 hängenbleibt. Der Stößel 16 dient gleichzeitig zürn Verchließen des oberen Endes des Kanals 18 in der oberen Formhälfte 5, wenn geschmolzene Bleilegierung aus dem Auslaß 7 ausgespritzt wird.

Die Bewegung des Stößels 16 und der unteren Spannplatte 9 wird mittels einer Doppelanordnung von Kolben und Zylinder 24 bewerkstelligt (Fig. 1). Die beiden Zylinder der Kombination werden mit einer hydraulischen Druckflüssigkeit beaufschlagt, wobei der gesamte Arbeitsgang der Maschine elektropneumatisch gesteuert wird, und zwar mit Hilfe von Nocken und Schaltern so, daß die erforderlichen Maschinenfunktionen in der erforderlichen Reihenfolge durchgeführt werden.

Jedes gegossene Ausgleichsgewicht 15 weist einen Clip 25 auf, der in situ eingegossen wird und dazu dient, das Ausgleichsgewicht 15 am Rand eines Fahrzeugrades zu befestigen. Die Clips 25 werden unter Einwirkung der Schwerkraft dem Gießbereich zugeführt, und zwar entlang einer Zuführungsschiene 26 (Fig. 4), an deren unterem Ende sich ein abnehmbarer Cliplöffel 27 befindet (Fig. 1), der synchron mit der Bewegung des Spanntisches 9 und der übrigen beweglichen Teile der Maschine einzeln Clips 25 an die Form abgibt. Die Abgabe der Clips 25 durch den Löffel 27 erfolgt in Folge einer Rüttelbewegung, die dem Löffel 27 mittels einer Leerlauffeder 28 und eines Riittelarmes 29erteilt wird. Jedei Clip 25 ist im Querschnitt U-förmig, und der Cliplöffel 27 wird so betätigt, daß ein Flansch eines jeden Clips 25 zwischen die beiden Formhälften 5 und 6 eingeführt wird, wenn diese zusammengefahren werden, wobei der andere Flansch auf einem lippenförmigen Vorsprung an der

ίο oberen Formhälfte 5 liegt und von einem Stützvorsprung 30 an der oberen Formhälfte 5 gehalten wird.

Nachdem der Stößel 16 seine beiden Abwärtsbewegungen ausgeführt hat und der Anguß abgetrennt worden ist, bewegt sich der untere Spanntisch 9 nach unten, so daß die beiden Formhälften 5 und 6 getrennt werden; alsdann ergreift ein Stoßarm 32 (Fig. 1 und 4) das eine Ende des Gewichts 15, wirft es aus den Formhälften aus und stößt es in eine Abgaberutsche

33. Daraufhin wiederholt sich der Arbeitsgang der Maschine. Der Arm 32 ist schwenkbar um einen senkrechten Zapfen A gelagert, und er wird in zeitlicher Übereinstimmung mit dem Spanntisch 9 und dem Materialzubringcr 3 von einer Kolben-Zylinder-

a5 Kombination 34 betätigt, welche den Arm 32 so bewegt, daß er zwischen den offenen Formhälften 5 und 6 hindurchtritt und das Gewicht 15 aus der oberen Formhälfte 5 entfernt, wo es von dem Clip 25 gehalten worden ist. Das Arbeitsende 35 des Arms 32 ist so geformt, daß es mit dem Ende des Ausgleichsgewichts 15 übereinstimmt, so daß das Gewicht 15 nicht beschädigt wird.

Ein kompletter Arbeitstakt der Maschine benötigt etwa 4 Sekunden, und es sei darauf hingewiesen, daß die Anordnung des Stößels 16 nicht nur sauber gegossene Ausgleichsgewichte liefert, die keinen Anguß aufweisen, sondern daß durch die Anordnung des Stößels die Wärmeverluste so gering wie möglich sind, weil der Anguß immer noch sehr heiß ist, wenn der in das Gießmaterialbad zurückfällt, wobei der Anguß nur 10°-15° C kalter ist als das Bad. Dieses Verfahren ist wesentlich vorteilhafter als alle diejenigen Verfahren, bei denen der Anguß völlig auskühlt, bevor er wieder aufgeschmolzen wird, wie dies bisher der Fall war.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Pate ntansprüche:

1. Vertikale Warmkammer-Druckgießmaschine mit zwei relativ zueinander bewegbaren Formhälften, mit einem Greifer zum Einsetzen eines U-förmigen, mit einem Schenkel einzugießenden Eingießteils beim Schließen der beiden Formhälften, wobei der andere Schenkel des Eingießteils eine vorstehende, waagerechte, seiner U-Form angepaßte Haltekante der einen Formhälfte umgreift, und mit einem zwischen die sich öffnenden Formhälften seitlich einführbaren Auswerfer für das Gußstück, gekennzeichnet durch

a) eine Gießdüse (3), die in die Öffnung der unteren Formhälfte (6) fluchtend mit dem Eingießkanal (12) einführbar ist, und einen in der oberen Formhälfte (5) angeordneten, zum Eingießkanal (12) achsgleichen Stößel (16) zum Abtrennen und Ausdrücken des erstarrten Angusses (14),

b) einen Stoßarm (32) aus Auswerfer.

2. Druckgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßarm (32) um einen vertikalen Zapfen (A) schwenkbar ist.

3. Verwendung der Druckgießmaschine nach Anspruch 2 zum Gießen eines Radausgleichsgewichtes aus einer Bleilegierung, dessen Befestigungsclip von dem U-förmigen Eingießteil gebildet ist.