DE3416132A1

DE3416132A1 - Vorrichtung zum giessen insbesondere von metallen in gussformen

Info

Publication number: DE3416132A1
Application number: DE19843416132
Authority: DE
Inventors: Bernd 7530 Pforzheim Schüssler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-05-02
Filing date: 1984-05-02
Publication date: 1985-11-14
Also published as: DE3416132C2

Description

Vorrichtung zum Gießen insbesondere von Metallen in Gußformen.
Verfahren zum Guß insbesondere von einem in einem Tiegel geschmolzenen Metall in eine Gußform sind beispielsweise in der Schmuckindustrie von großer Bedeutung.
Diese Verfahren beruhen auf dem Wachsausschmelzverfahren, bei dem das Wachs aus der Gußform in der Küvette ausgeschmolzen wird und dann unter Anwendung von Vakuum oder im Schleuderguß das erschmolzene Metall in die Hohlräume der Gußform einfließt.
Diese Verfahren und entsprechende Vorrichtungen zu ihrer Durchführung sind in verschiedenen Abwandlungen und konstruktiven Lösungen bekannt. Immer kommt es darauf an, daß das einfließende geschmolzene Metall möglichst vollständig die Gußform in der Küvette ausfüllt. Hierzu bedient man sich zusätzlich zur Schwerkrafteinwirku¢g unterstützender Kräfte, beispielsweise der Zentrifugalkraft beim Schleuderguß oder der Anwendung von Unterdruck beim Vakuumguß.
Die Qualität der durch diese Verfahren gewonnenen Erzeugnisse ist jedoch selten zufriedenstellend, was auch in einem hohen Ausschuß seinen Ausdruck findet.
Aus der DE-PS 396 703 ist eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt.
Die vorbekannte Maschine eignet sich gut für die Herstellung von relativ grobgeformten Produkten aus niedrig schmelzenden Metallen, da die Form aus Metall ist. Bei "schwierigen'* Formen, also filigranen Teilen mit Spitzen, Bohrungen u.ä. und bei hochschmelzenden Metallen endet der Einsatz dieses Geräts, wie auch bei den oben beschriebenen bekannten Verfahren (Schleuderguß, Vakuumguß) unter diesen Bedingungen Schwierigkeiten auftreten, die sich in Qualitätseinbußen des Endproduktes bemerkbar machen.
Aufgabe der Erfindung ist daher, die vorbekannte Vorrichtung soweit zu vervollkommnen, daß eine qualitativ hochwertige Fertigung von Produkten aus hoch schmelzenden Metallen auch bei schwieriger Formgebung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht in der erstmaligen Anwendung der Druckgußtechnik auf Wachsausschmelz-Gußformen; die dabei verwendeten Einbettungsmassen, beispielsweise Gips, gestatten die Verwendung von hoch schmelzender Metalle.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Küvette auf dem Tiege koaxial aufsitzt und die Verbindungsleitung ein koaxial zum Angußkanal geführtes Steigrohr ist, das in die Metallschmelze im Tiegel eintaucht.
Hieraus ergibt sich, daß der "Anschluß" der Gußform an die Metallschmelze automatisch beim Aufsetzen der Küvette auf den Tiegel erfolgt. Infolge des Temperaturgefälles im nach unten verlängerten Angußkanal der Gußform sind auch Platerialverluste reduziert, da die noch flüssige Metallschmelze nach Wegnahme des Gasdruckes in den Tiegel "zurückfallt".
Bei dieser Ausgestaltung des Gusses "von unten nach oben" kann man mit einem Minimum an Bauteilen auskommen, S=geltrichter, Dosierventile oder ähnliche Bauteile sind nicht erforderlich.
Nach dem Ausschmelzen des Wachses bzw. Kunststoffe aus der Gußform kann die Küvette ohne Drehung auf den Tiegel aufgesetzt werden.
Durch diese Vereinfachungen kann auch ein hoher Automatisierungsgrad erzielt werden,sie gestatten die Einbindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine Fertigungsstraße.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Küvette außkXr durch ihr Eigengewicht mit einer einstellbaren, in ihrem zeitlichen Ablauf programmierbaren, Preßkraft auf den Tiegel aufgepreßt wird, woraus infolge der am Küvettenboden gegenwirkenden Kraft des Gasdrucks zu einer resLtltierenden Kraft karrrit, die die Küvette anhebt, wenn diese resultierende Kraft das Gewicht der Küvette und der Gußform übersteigt. In diesem Fall wird der Überdruck durch den sich zeitweise öffnenden Ringspalt zwischen Küvette und Tiegel ausgeglichen, wodurch eine automatische Druckregelung bewirkt wird: durch Vorgabe des Preßkraftverlaufs auf die Küvette kann der Gießdruckverlauf vorgegeben werden.
Weitere Ausgestaltungen sind weiteren Unteransprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert: Die Metallschmelze 30 befindet sich in bekannter Weise in einem aus geeignetem Material bestehenden Tiegel 10, der zum Schmelzen des Metalls mit einer Heizvorrichtung in Form einer Heizwendel 13 versehen ist. In seinem oberen Randbereich befindet sich eine Gaszufiüuung 12.
Der Tiegel 10 ist nach oben durch den Boden 23 der Küvette 20 abgeschlossen. Im Zentrum des Bodens 23 ist ein Steigrohr 22 ausgebildet, das bis in den Bodenbereich des Tiegels 10 reicht, so daß dadurch eine Verbindung vom Tiegel zum zentralen Angußkanal 21 der Küvette 20 geschaffen ist.
Über Seitenstränge stehen die Hohlräume 32 der Gußform 19 in Verbindung mit dem zentralen Angußkanal 21. Die Hohlräume 32 und die Kanäle werden von porösem Gips als Einbettmasse umhüllt, in den ein Netz von Leitungen 29 integriert ist. Dieses Leitungsnetz 29 ist so angelegt, daß eine Unterdruckverbindung mit einer Vakuumleitung 28 im Deckel 27 der Küvette 20 besteht. Andererseits erstreckt sich über dieses Leitungsnetz der Unterdruck auch in den ringförm gen Raum oberhalb der Schulter 23a des Bodens 23, wodurch im Zusammenwirken mit dem auf die Unterseite des Bodens 23 wirkenden Gas-Überdruck ein fester, dichtender Sitz der Küvette 20 auf den Boden 23 unterstützt wird.
Der Deckel 27 wird seinerseits von einer Spiralfeder 30 auf den oberen Rand der Küvettenwandung 26 gepreßt, hierbei dient eine Ringdichtung 15 zur Abdichtung des Vakumvolumens nach außen.
Diese Spiralfeder dient zur Erzeugung einer Preßkraft auf die Küvette 20 und damit auf den Boden 23. Von unten wirkt gegen den Boden 23 der Gasdruck. Überschreitet der Gasdruck einen von der Federkonstanten der Spiralfeder abhängigen Wert, erfclgt ein automatischer Druckausgleich durch den Ringspalt 14 zwischen dem oberen Rand 11 des Tiegels 10 und dem Boden 23.
Diese Gußvorrichtung arbeitet wie folgt: Nach dem Ausschmelzen des Wachses aus der Gußform 19 wird die Küvette 20 auf den Rand 11 des Tiegels aufgesetzt und unter der Wirkung der Spiralfeder 30 auf den Tiegel 30 aufgepreßt. Danach strömt mit einem Überdruck von beispielsweise 4 bar ein Edelgas über die Gaszuführung 12 in das Innenvolumen des Tiegels 10, gleichzeitig wird über die Vakuumleitung 28 die Küvette 20 e.vakuiert, so daß unter der Einwirkung dieser beiden Parameter die Metallschmelze 30 im Steigrohr 22 nach oben steigt und die Gußform 19 vollständig ausfüllt.
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Claims

Patent ansprüche 1. Vorrichtung zum Guß von insbesondere geschmolzenem Metall, mit einem Tiegel für die Gumnasse und einer Gußform, in die vom Tiegel über eine Verbindungsleitung die unter äußerem Gasdruck stehende Gumnasse gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußform aus einer in einer Küvette befindlichen Einbettungsmasse gebildet ist, in die nach dem bekannten Wachsausschmelzverfahren Hohlräume eingebracht 2 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Küvette (20) auf dem Tiegel (10) koaxial. aufsitzt, und die Verbindungsleitung ein koaxial zum Anguß>-mnal (21) geführtes Steigrohr (22) ist, das in die Metallschmflze () im Tiegel (10) eintaucht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Küvette (20) auf dem Rand des Tiegels (10) aufsitzt, und daß zusätzliche Einrichtungen zur Erzeugung einer einstellbaren Preßkraft vorgesehen sind, die der vom äußeren Gasdruck im Tiegel (10) erzeugten Kraft auf den Boden (23) der Küvette (20) entgegenwirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Deckel (27) dichtend auf der Küvette (20) aufsitzt, auf den die Preßeinrichtungen wirken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erzeugung der Preßkraft einen progrsmmgesteueften Proportionalaaneten beinhalten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Küvette (20) mit einer Vakuumpumpe verbindbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckregelventil im Tiegel (10) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckregelventil der Ringspalt (14) zwischen dem Boden (23) und dem Tiegel (10) ausgebildet ist, so daß der Gießdruck von der Preßkraft bestimmt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettungsmasse der Gußform (19) Gips ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettungsmasse der Gußform aus keramischem Werkstoff besteht.