DE69408603T2

DE69408603T2 - Vakuumdruckgiessvorrichtung

Info

Publication number: DE69408603T2
Application number: DE69408603T
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Arakawa; Tamotsu Hasegawa; Atushi Ota
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2014-06-29
Also published as: JPH0716728A; US5454416A; KR970003120B1; EP0633082A1; DE69408603D1; EP0633082B1; KR950000259A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Vakuumgießgerät, bei dem der Druck eines Formhohlraumes im wesentlichen auf ein Vakuum verringert wird und beim Öffnen eines Schiebers eine Metallschmelze in den Formhohlraum mit einer hohen Geschwindigkeit aufgrund des sich ergebenden Druckunterschiedes beschickt wird.
Als ein Beispiel eines Gießgerätes, das Erzeugnisse mit einer hohen Qualität und unter geringen Kosten gießen kann, wurde ein Vakuumgießgerät (das durch die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung ein Vakuumvorbeschickungsschließpreßgießgerät genannt wurde) durch die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung in der japanischen Patentveröffentlichung HEI 2-155 557 vorgeschlagen.
Das vorgeschlagene Gießgerät umfaßt einen Formhohlraum, dessen Druck im wesentlichen auf ein Vakuum verringert werden kann, einen Metallschmelzezuführdurchtritt, einen Schieberkolben zum Öffnen und Verschließen eines Durchtritts, durch den der Formhohlraum mit dem Metallschmelzezuführdurchtritt in Verbindung steht, und einen Druckzapfen, der in dem Schieberkolben montiert ist. Bei dem vorgeschlagenen Gießgerät wird der Druck in dem Formhohlraum auf ein Vakuum verringert. Danach wird der Schieberkolben geöffnet, um eine Metallschmelze von dem Metallschmelzezuführdurchtritt in den Formhohlraum mit einer hohen Geschwindigkeit zu beschicken. Der Schieberkolben wird dann geschlossen, um den mit der Metallschmelze gefüllten Formhohlraum zu verschließen, und der Druckzapfen wird zum Druckbeaufschlagen der Metallschmelze in dem Formhohlraum vor dem Verfestigen der Metallschmelze betätigt. Da bei diesem
Gerät in dem Formhohlraum ein Vakuum vorhanden ist, wird das Einmischen von Luft in der Metallschmelze verhindert, so daß Gießfehler aufgrund von Blasen im Metall vermieden werden. Da des weiteren die Beschickungsgeschwindigkeit hoch ist, wird das Strömen der Metallschmelze in dem Formhohlraum verbessert und die Herstellung von schlankeren Gußerzeugnissen wird ermöglicht.
Jedoch gibt es noch die nachstehenden Probleme bei dem vorstehend beschriebenen Vakuumgießgerät:
Erstens ist, da der Mechanismus zum Verschließen des Formhohlraumes gegenüber dem Metallschmelzezuführdurchtritt und der Mechanismus zum Druckbeaufschlagen der Metallschmelze in dem Formhohlraum voneinander getrennt sind, das Vorsehen der beiden Mechanismen mit einer räumlichen Einschränkung zum Vorsehen der beiden Mechanismen, einem Ansteigen der Kosten und einem komplizierten Aufbau begleitet.
Zweitens ist, da dem Schieberkolbenschließprozeß der Druckbeaufschlagungsprozeß nicht in einer ununterbrochenen Weise folgt, ein geeignetes Bestimmen der zeitlichen Abstimmung zum angemessenen Einleiten des Druckbeaufschlagungsschrittes schwierig. Wenn beispielsweise das Druckbeaufschlagen zu früh eingeleitet wird, würde sich der Druckzapfen zu früh in Betrieb setzen, bevor der Formhohlraum geschlossen ist, so daß die Druckbeaufschlagung nicht möglich wäre. Wenn andererseits die Druckbeaufschlagung zu spät eingeleitet wird, würde die Metallschmelze vor der Druckbeaufschlagung mit dem Verfestigen beginnen, so daß Gießfehler erzeugt werden würden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Vakuumgießgerät zu schaffen, bei dem ein Verschließen eines Formhohlraumes und ein Druckbeaufschlagen einer Metallschmelze in dem Formhohlraum durch einen einzigen Mechanismus ausgeführt werden, und bei dem des weiteren einem Schließprozeß ein Druckbeaufschlagungsprozeß ohne Unterbrechung folgt.
Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Vakuumgießgerät gelöst, das folgendes umfaßt: einen Formhohlraum, in dem der Druck im wesentlichen auf ein Vakuum verringert werden kann, einen Metallschmelzeaufnahmeaufsatz zum vorübergehenden Aufnehmen der von einem Metallschmelzehalteofen geförderten Metallschmelze, einen Zulauf zum Verbinden des Metallschmelzeaufnahmeaufsatzes mit dem Formhohlraum und einem Schieber, der der Metallschmelze in dem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz ermöglicht, durch den Zulauf beim Öffnen des Schiebers in den Formhohlraum in einem Vakuum zu strömen, wobei ein erster Abschnitt so in dem Zulauf ausgebildet ist, daß durch ihn ein Becken einer Metallschmelze gestaltet wird. Der Zulauf umfaßt des weiteren einen zweiten Abschnitt, der den Metallschmelzeaufnahmeaufsatz mit dem ersten Abschnitt des Zulaufes verbindet und einen dritten Abschnitt, der den ersten Abschnitt des Zulaufes mit dem Formhohlraum verbindet. Ein Zapfen ist an dem ersten Abschnitt des Zulaufes vorgesehen, so daß der Zapfen eine Metallschmelze in dem Formhohlraum über den ersten Abschnitt und den dritten Abschnitt des Zulaufes mit Druck beaufschlagen kann. Eine Öffnung des zweiten Abschnittes des Zulaufes zu dem ersten Abschnitt des Zulaufes ist näher zu dem Zapfen als eine Öffnung des dritten Abschnittes des Zulaufes zu dem ersten Abschnitt des Zulaufes angeordnet.
Vorzugsweise hat der erste Abschnitt des Zulaufes einen kreisförmigen Querschnitt und der zweite Abschnitt des Zulaufes erstreckt sich tangential zu dem ersten Abschnitt des Zulaufes.
Bei dem vorstehend beschriebenen Vakuumgießgerät der vorliegenden Erfindung verschließt, wenn der Zapfen zu dem ersten Abschnitt des Zulaufes bewegt wird, der Zapfen zuerst die Öffnung des zweiten Abschnittes des Zulaufes, um den Formhohlraum von dem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz zu trennen. Wenn der Zapfen weiter zu dem ersten Abschnitt des Zulaufes bewegt wird, beginnt der Zapfen mit der Druckbeaufschlagung der Metallschmelze in dem Formhohlraum über den ersten Abschnitt und den dritten Abschnitt des Zulaufes. Somit wirkt der Zapfen sowohl als ein Verschlußzapfen zum Verschließen des Formhohlraumes gegenüber dem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz als auch als ein Druckzapfen zum Druckbeaufschlagen der Metallschmelze in dem Formhohlraum. Folglich werden das Verschließen des Formhohlraumes und das Druckbeaufschlagen der Metallschmelze in dem Formhohlraum durch einen einzigen Mechanismus ausgeführt, der den Zapfen umfaßt, der gegenüber dem ersten Abschnitt des Zulaufes gleitend bewegbar ist. Da des weiteren der Zapfen mit dem Druckbeaufschlagen der Metallschmelze auf das Verschließen der Öffnung des zweiten Abschnittes des Zulaufes hin beginnt, folgt dem Verschließprozeß ohne Unterbrechung der Druckbeaufschlagungsprozeß, so daß es keine Schwierigkeit beim Bestimmen einer geeigneten zeitlichen Abstimmung zum Beginnen der Druckbeauf schlagung gibt.
Falls sich der zweite Abschnitt des Zulaufes tangential zu dem ersten Abschnitt des Zulaufes erstreckt, greift die Metallschmelze mit einer hohen Temperatur und einer hohen Geschwindigkeit, die von dem zweiten Abschnitt in den ersten Abschnitt strömt, nicht die zu dem ersten Abschnitt gegenüberliegende Öffnung des dritten Abschnittes des Zulaufes an, so daß ein örtliches Schmelzen der Gußform verhindert wird. Des weiteren wird die Metallschmelze eine spiralartige laminare Strömung in dem ersten Abschnitt des Zulaufes erzeugen, so daß eine Erzeugung von turbulenten Strömungen in der Metallschmelze in dem ersten Abschnitt unterdrückt wird.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher und verständlicher.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Gießgerätes in einem Zustand, bei dem die Gußformen geöffnet sind;
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht des Gießgerätes von Fig. 1 in einem Zustand, bei dem die Formen geschlossen wurden und der Druck in einem Formhohlraum verringert wurde;
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht des Gießgerätes von Fig. 1 in einem Zustand, bei dem eine Metallschmelze in den Formhohlraum beschickt wird;
Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht des Gießgerätes von Fig. 1 in einem Zustand, bei dem der Formhohlraum geschlossen wurde und ein Zapfen betätigt wird;
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Querschnittsteilansicht eines Zulaufabschnittes des Gießgerätes gemäß Fig. 1;
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf einen Zulauf eines Gießgerätes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Zulauf eines Gießgerätes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 1 - 5 stellen Aufbauarten dar, die bei allen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung gleich sind. Fig. 6 und Fig. 7 zeigen Aufbauarten des Zulaufes, die jeweils speziell das erste beziehungsweise das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Bei allen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind die Abschnitte mit gleichem oder ähnlichem Aufbau durchgehend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Zunächst werden die Aufbauarten und der Betrieb, der bei allen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung gleich ist, unter Bezugnahme auf die Fig. 1 - 5 erläutert.
Ein Vakuumgießgerät hat keinen Metallschmelzeeinspritzmechanismus, den das herkömmliche Hochdruckgießgerät oder das herkömmliche Formgießgerät hat. Somit ist das Gerät der vorliegenden Erfindung viel einfacher als jene herkömmlichen Geräte. Im Vergleich zu dem herkömmlichen Niederdruckgießgerät ist das Vakuumgießgerät der vorliegenden Erfindung mit einem Schieber zum Verschließen des Formhohlraumes und mit einem Druckverminderungsmechanismus zum Vermindern des Druckes in dem Formhohlraum versehen, so daß der Formhohlraum mit einer Metallschmelze mit einer hohen Geschwindigkeit unter Verwendung eines Druckunterschiedes zwischen dem in dem Formhohlraum erzeugten Vakuum und dem in dem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz gehaltenen Umgebungsdruck beschickt werden kann.
Insbesondere kann eine Gußformbaugruppe, die eine obere Form 2 und eine untere Form 4 umfaßt, durch ein Bewegen der oberen Form 2 gegenüber der unteren Form 4 in einer vertikalen Richtung geöffnet und geschlossen werden. Die obere Form 2 und die untere Form 4 definieren zumindest einen Formhohlraum 6 zwischen ihnen. Bei dem in den Fig. 1 - 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von Formhohlräumen 6 um einen Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8, der an einem mittleren Abschnitt der Gußformbaugruppe angeordnet ist, herum angeordnet und erstreckt sich radial von ihm. Der Formhohlraum 6 kann gegenüber dem Innenraum des Metallschmelzeaufnahmeaufsatzes 8 durch einen Schieber 10, der an einem unteren Ende des Metallschmelzeaufnahmeaufsatzes 8 ausgebildet ist, verschlossen oder getrennt werden. Der Formhohlraum 6 ist mit einer (nicht gezeigten) Druckverminderungspumpe über eine Saugöffnung 26 verbunden und ihr Druck kann auf ein Vakuum vermindert werden, nachdem die Gußformbaugruppe geschlossen ist und der Formhohlraum 6 durch den Schieber 10 verschlossen ist.
Der Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8 steht mit einem Metallschmelzehalteofen 22 über einen Einlauf 12, der in der unteren Form 4 ausgebildet ist, und einem Schaft 20 in Verbindung, der den Einlauf 12 mit dem Metallschmelzehalteofen 22 verbindet. Der Metallschmelzehalteofen 22 ist in einer geschlossenen Kammer untergebracht und ein Druck eines Innenraumes der geschlossenen Kammer kann durch eine (nicht gezeigte) Druckpumpe gesteuert werden, die mit der geschlossenen Kammer durch eine Drucköffnung 28 verbunden ist. Wenn der Druck des Innenraumes der geschlossenen Kammer erhöht wird und der erhöhte Druck an einer freien Fläche der Metallschmelze 24 (beispielsweise einer geschmolzenen Aluminiumlegierung) wirkt, die in dem Metallschmelzehalteofen 22 gehalten wird, wird ein Teil der in dem Metallschmelzehalteofen 22 gehaltenen Metallschmelze 24 in den Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8 gefördert, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
Der Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8 ist mit dem Formhohlraum 6 über zumindest einen Zulauf 14 verbunden. Jeder Zulauf 14 umfaßt einen ersten Abschnitt 50, der ein Becken einer Metallschmelze (einen Metallschmelzebeckenabschnitt 50) darstellt, einen zweiten Abschnitt 56, der einen Innenraum des Metallschmelzeaufnahmeaufsatzes 8 mit dem ersten Abschnitt 50 des Zulaufes 14 verbindet, und einen dritten Abschnitt 58, der den ersten Abschnitt 50 des Zulaufes 14 mit dem Formhohlraum 6 verbindet. Die Querschnittsfläche des ersten Abschnittes so ist jeweils größer als jene des zweiten Abschnittes 56 beziehungsweise des dritten Abschnittes 58 des Zulaufes 14. Der erste Abschnitt 50 des Zulaufes 14 erstreckt sich vertikal und der zweite Abschnitt 56 und der dritte Abschnitt 58 des Zulaufes 14 erstrecken sich horizontal. Der Querschnitt des ersten Abschnittes so ist vorzugsweise kreisförmig Ein Zapfen 52 mit kreisförmigen Querschnitt ist in dem ersten Abschnitt 50 des Zulaufesl4 derart vorgesehen, daß der Zapfen 52 gegenüber dem ersten Abschnitt 50 des Zulaufes 14 bewegbar ist. Der Zapfen 52 wird durch einen Zylinder 54 in einer axialen Richtung des ersten Abschnittes 50 des Zulaufes 14 bewegt.
Der zweite Abschnitt 56 ist an einer Öffnung 60 zu dem ersten Abschnitt 50 offen. Auf ähnliche Weise ist der dritte Abschnitt 58 an einer Öffnung 62 zu dem ersten Abschnitt 50 offen. Die Öffnung 60 des zweiten Abschnittes 56 des Zulaufes 14 zu dem ersten Abschnitt 50 des Zulaufes 14 ist näher zu einer Ausgangsposition des Zapfens 52 angeordnet als die Öffnung 62 des dritten Abschnittes 58 des Zulaufes 14 zu dem ersten Abschnitt 50. Falls der Zapfen 52 oberhalb der Öffnungen 60 und 62 angeordnet ist, wenn der Formhohlraum 6 mit dem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8 in Verbindung steht, ist die Öffnung 60 oberhalb der Öffnung 62 positioniert. Wenn der Zapfen 52 zu den Öffnungen 60 und 62 bewegt wird, wird die Öffnung 60 zuerst durch den Zapfen 52 verschlossen. Wenn die Öffnung 60 durch den Zapfen 52 verschlossen wurde, ist die Metallschmelze in dem Formhohlraum 6 von dem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8 getrennt. Wenn der Zapfen 52 weiter in den ersten Abschnitt 50 des Zulaufes 14 bewegt wird, kann die Metallschmelze in dem ersten Abschnitt 50, in dem dritten Abschnitt 58 und in dem Formhohlraum 6 durch den Zapfen 52 druckbeauf schlagt werden. Da der Zapfen 52 sowohl als ein Druckzapfen als auch als ein Verschlußzapfen wirkt, kann die Anzahl von anderen Druckzapfen verringert werden; Da die Druckbeaufschlagung der Metallschmelze durch den Zapfen 52 beim Verschließen der Öffnung 60 durch den Zapfen 52 beginnt, folgt dem Verschließprozeß der Druckbeaufschlagungsprozeß ohne Unterbrechung. Somit wird die zeitliche Abstimmung des Beginns der Druckbeaufschlagung automatisch bestimmt.
Vorzugsweise erstreckt sich der zweite Abschnitt 56 des Zulaufes 14 gegenüber dem ersten Abschnitt 50 des Zulaufes 14 tangential oder mit einer Versetzung, so daß beim Strömen der Metallschmelze in den ersten Abschnitt 50 die Metallschmelze nicht direkt an der gegenüberliegenden Öffnung 62 des dritten Abschnittes 58 aufprallt. Ein direktes Angreifen könnte in der Tat einen die Öffnung 62 definierenden Abschnitt der Form zum Schmelzen bringen. Des weiteren erzeugt die Metallschmelze, die tangential in den ersten Abschnitt 50 des Zulaufes 14 strömt, eine laminare spiralartige Strömung in dem ersten Abschnitt 50 des Zulaufes 14, so daß keine bedenkliche turbulente Strömung in dem ersten Abschnitt 50 erzeugt wird. Somit wird die Strömung der Metallschmelze in den Formhohlraum 6 vorteilhafterweise gleichmäßig.
Nachstehend werden die Aufbauarten erläutert, die bei jedem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verschieden sind.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich der zweite Abschnitt 56 des Zulaufes 14 in einer zu dem dritten Abschnitt 58 des Zulaufes 14 parallelen Richtung, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, obwohl der zweite Abschnitt 56 und der dritte Abschnitt 58 des Zulaufes in einer zu dem Zulauf 14 senkrechten Richtung zueinander versetzt sind.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung durchschneidet der zweite Abschnitt 56' des Zulaufes 14 eine Verlängerung dritten Abschnitt 58 des Zulaufes 14 schräg, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Die Verlängerung des dritten Abschnittes 58 tritt durch die Mitte des ersten Abschnittes des Zulaufes 14.
Bei der Verwendung des vorstehend beschriebenen Gerätes wird ein Vakuumgießen nach der vorliegenden Erfindung folgendermaßen ausgeführt:
Zunächst wird die Gußformbaugruppe geschlossen, wodurch der in Fig. 1 gezeigte Zustand des Gießgerätes in einen in Fig. 2 gezeigten Zustand verändert wird. Danach wird der Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8 gegenüber der unteren Form 2 gesenkt, so daß der Schieber 10 den Formhohlraum 6 von dem Innenraum des Metallschmelzeaufnahmeaufsatzes 8 trennt, der mit der Umgebung in Verbindung steht. Danach wird der Druck des Formhohlraumes 6 auf ein Vakuum vermindert, indem die Druckverminderungspumpe betätigt wird, die mit dem Formhohlraum 6 über die Saugöffnung 26 verbunden ist (wie in Fig. 2 durch den Pfeil bei 26 gezeigt ist). Das in dem Formhohlraum zu erzeugende Vakuum ist höher als ungefähr 66,66 mbar (50 Torr), wobei ein Vakuum vorzuziehen ist, das höher als 26,66 mbar (20 Torr) ist, und noch mehr ein Vakuum vorzuziehen ist, daß höher als ungefähr 13,33 mbar (10 Torr) ist. Da bei dem herkömmlichen Vakuumformgießen ein Vakuum von 66,66 - 133,32 mbar (50 - 100 Torr) verwendet wird, kann das Vakuumgießen nach der vorliegenden Erfindung von dem herkömmlichen Vakuumformgießen unterschieden werden. Es können Gußerzeugnisse mit einer hohen Qualität wie bei dem herkömmlichen Vakuumformgießen bei einem höheren Vakuum als 26,66 mbar (20 Torr) bei dem Gießen nach der vorliegenden Erf indung erhalten werden. Im wesentlichen gleichzeitig mit der Verminderung des Druckes in dem Formhohlraum 6 wird der an der freien Fläche der in dem Metallschmelzehalteofen 22 gehaltenen Metallschmelze wirkende Druck erhöht, so daß ein Teil der in dem Ofen 22 gehaltenen Metallschmelze 24 in den Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8 über den Schaft 20 gefördert wird. Die Fördergeschwindigkeit einer oberen Fläche der Metallschmelze in dem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8 beträgt ungefähr 5 - 10 cm/sec. Wenn der Anstieg des Gasdruckes, der auf die in dem Ofen 22 gehaltene Metallschmelze wirkt, angehalten wird, kann die obere Fläche der Metallschmelze in dem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8 einige Sekunden lang aufgrund einer Federwirkung des Gases innerhalb der geschlossenen Kammer, in der der Ofen 22 untergebracht ist, vertikal schwingen.
Danach wird der Schieber 10 geöffnet, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, so daß die Metallschmelze 24 in dem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8 in den Formhohlraum 6 mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit aufgrund des Druckunterschiedes zwischen dem Vakuum in dem Formhohlraum 6 und dem innerhalb des Metallschmelzeaufnahmeaufsatzes 8 gehaltenen Umgebungsdruck beschickt. Die Beschickungsgeschwindigkeit der in den Formhohlraum 6 laufenden Metallschmelze beträgt ungefähr 7 m/sec. Diese Geschwindigkeit ist viel größer als die Beschickungsgeschwindigkeit der Metalischmelze bei dem herkömmlichen Niedergießen, die ungefähr 0,5 m/sec beträgt. Diese hohe Beschickungsgeschwindigkeit verbessert die Laufeigenschaft der Metallschmelze in dem Formhohlraum und ermöglicht das Ausbilden von dünneren Gußerzeugnissen. Obwohl eine derart hohe Geschwindigkeit bei einem herkömmlichen Formgießen erhalten wird, neigt die Metallschmelze dazu, daß Blasen in ihr eingemischt werden, und außerdem muß ein Hydraulikzylinder bei dem herkömmlichen Formgießen vorgesehen werden. Im Gegensatz dazu werden bei dem Vakuumgießen nach der vorliegenden Erfindung aufgrund des in dem Formhohlraum 6 erzeugten Vakuums keine Blasen in die in den Formhohlraum beschickte Metallschmelze eingemischt, so daß geringfügige oder gar keine Gießfehler erzeugt werden.
Wenn die Metallschmelze mit einer hohen Temperatur von dem zweiten Abschnitt 56 des Zulaufes in den ersten Abschnitt 50 strömt, strömt die Metallschmelze in bezug auf den kreisförmigen Querschnitt des ersten Abschnittes 50 tangential in diesen hinein. Somit prallt die Metallschmelze nicht direkt an der gegenüberliegenden Öffnung 62 des dritten Abschnittes 58 auf, so daß die Wandf läche um die Öffnung 62 herum vor einer Beschädigung oder vor einem Schmelzen durch die Metallschmelze geschützt ist. Da des weiteren die Metallschmelze spiralartig entlang der Wandf läche des ersten Abschnittes 50 in einem Zustand einer laminaren Strömung strömt, neigt die Metallschmelze nicht dazu, turbulente Strömungen in dem ersten Abschnitt 50 zu erzeugen, und sie kann gleichmäßig in den Formhohlraum 6 strömen.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird danach der Zapfen 52 gesenkt, um den Zulauf 14 zu verschließen, so daß der mit der Metallschmelze gefüllte Formhohlraum 6 geschlossen und auch mit Druck beaufschlagt wird. Genauer gesagt ist der Zapfen 52 gegenüber dem ersten Abschnitt 50 in einer axialen Richtung des ersten Abschnittes 50 bewegbar, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn die Metallschmelze von dem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8 in den Formhohlraum 6 beschickt wurde, wird der Zapfen 52 durch einen Zylinder 54 bewegt, um zunächst die erste Öffnung 60 zu schließen und die Metallschmelze in dem Formhohlraum 6 gegenüber dem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz 8 zu verschließen. Wenn der Zapfen 52 die Öffnung 60 geschlossen hat und weiter in den ersten Abschnitt 50 hinein bewegt wird, wird die Metallschmelze in dem ersten Abschnitt 50 des Zulaufes 14, in dem dritten Abschnitt 58 des Zulaufes 14 und in dem Formhohlraum 6 mit Druck beauf schlagt. Somit wirkt der Zapfen 52 als ein Verschlußzapfen und ebenfalls als ein Druckzapfen. Folglich müssen keine Druckzapfen, die herkömmlicherweise an dem Formhohlraum 6 vorgesehen sind, vorgesehen werden oder deren Anzahl kann bei dem Gerät der vorliegenden Erfindung verringert werden, und der Schließ- und Druckbeaufschlagungsmechanismus der vorlegenden Erfindung ist vorteilhafterweise einfach gestaltet.
Da des weiteren der Zapfen 52 mit dem Druckbeaufschlagen der Metallschmelze in dem Formhohlraum 6 gleichzeitig mit dem Schließen der ersten Öffnung 60 beginnt, folgt der Druckbeauf schlagungsbewegung die Schließbewegung ohne Unterbrechung. Folglich wird eine zeitliche Abstimmung zum Druckbeaufschlagen der Metalischmelze in dem Formhohlraum 6 automatisch bestimmt und die Bestimmung der zeitlichen Abstimmung ist viel einfacher als bei dem herkömmlichen Gießprozeß.
Danach wird die Metallschmelze in dem Formhohlraum 6 auf natürliche oder auf künstliche Weise gekühlt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Während die Metallschmelze gekühlt wird, wird der Gasdruck entspannt, der auf die in dem Metallschmelzehalteofen 22 gehaltene Metallschmelze wirkt, und ebenfalls wird der in dem Formhohlraum erzeugte Vakuumdruck entspannt. Nachdem sich die Metallschmelze verfestigt hat, wird die Gußform geöffnet und das Gußerzeugnis wird aus der Gußform herausgenommen. Die Innenfläche der Gußform, die den Formhohlraum 6 definiert, kann danach mit einem Formlösemittel beschichtet und für den nächsten Gießzyklus vorbereitet werden.
Erfindungsgemäß werden die nachstehenden Vorteile erreicht:
Da ein erster Abschnitt, der ein Beckens einer Metallschmelze gestaltet, in dem Zulauf ausgebildet ist und ein Zapfen in dem ersten Abschnitt des Zulaufes vorgesehen ist, werden ein Mechanismus zum Schließen des Zulaufes und ein Mechanismus zum Druckbeauf schlagen einer in den Formhohlraum beschickten Metallschmelze als ein einziger Mechanismus aufgebaut. Folglich wird der Mechanismus vereinfacht. Des weiteren kann dem Verschließprozeß der Druckbeaufschlagungsprozeß ohne Unterbrechung folgen und folglich wird die Bestimmung des Beginns der Druckbeaufschlagung ebenfalls vereinfacht.
Da sich der zweite Abschnitt des Zulaufes tangential zu dem ersten Abschnitt des Zulaufes erstreckt, prallt die Metallschmelze nicht direkt an der gegenüberliegenden Öffnung des dritten Abschnittes des Zulaufes auf. Folglich wird der Abschnitt der Gußform um die Öffnung des dritten Abschnittes des Zulaufes herum vor einem Beschädigen oder vor einem Schmelzen durch die Metallschmelze geschützt. Da des weiteren die Metallschmelze in einem Zustand einer laminaren strömung strömt, kann die Metallschmelze gleichmäßig in den Formhohlraum strömen.

Claims

1. Vakuumgießgerät mit:

einem Formhohlraum (6), der darin ein Vakuum aufrecht erhalten kann;

einem Metallschmelzehalteofen (22) zum Halten einer Metallschmelze (24);

einem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz (8), der oberhalb des Metallschmelzehalteofens (22) und mit der Metallschmelze (24) in dem Metallschmelzehalteofen (22) in Verbindung stehend angeordnet ist;

einem Zulauf (14), der eine Metallschmelzebahn zwischen dem Metallschmelzeaufnahmeaufsatz (8) und dem Formhohlraum (6) vorsieht, und

einem wahlweise öffenbaren Schieber zwischen dem Aufnahmeaufsatz (8) und dem Formhohlraum (6) zum wahlweisen Ermöglichen einer Beschickung der Metallschmelze (24) von dem Aufnahmeaufsatz (8) in den Formhohlraum (6);

dadurch gekennzeichnet, daß

der Zulauf (14) folgendes umfaßt:

einen ersten Abschnitt (50) zum Halten eines Beckens der Metallschmalze;

einen zweiten Abschnitt (56), der einen Innenraum des Aufnahmeaufsatzes (8) mit dem ersten Abschnitt (50) verbindet;

einen dritten Abschnitt (58), der den ersten Abschnitt (50) und den Formhohlraum (6) verbindet; und

einen Druckbeaufschlagungszapfen (52) , der in dem ersten Abschnitt (50) gleitend vorgesehen ist und der bewirkt, daß die Metallschmelze in dem ersten Abschnitt (50) unter Druck gesetzt wird, wobei sich der Zapfen (52) im Betrieb von einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegt, wobei der zweite Abschnitt (56) zu dem ersten Abschnitt (50) an einer ersten Öffnung (60) offen ist und der dritte Abschnitt (58) zu dem ersten Abschnitt (50) an einer zweiten Öffnung (62) offen ist, wobei die erste Öffnung (60) und die zweite Öffnung (62) derart beabstandet sind, daß bei einer Bewegung des Druckbeaufschlagungszapfens zu der zweiten Position dieser die erste Öffnung (60) blockiert, bevor er die zweite Öffnung (62) blockiert.

2. Vakuumgießgerät nach Anspruch 1, wobei der Zapfen (52) in dem ersten Abschnitt (50) vertikal bewegbar ist und wobei die erste Position des Zapfens oberhalb des zweiten Abschnittes (56) und des dritten Abschnittes (58) des Zulaufes angeordnet ist und der zweite Abschnitt (56) des Zulaufes oberhalb des dritten Abschnittes (58) des Zulaufes angeordnet ist.

3. Vakuumgießgerät nach Anspruch 1, wobei der Zapfen (52) gegenüber dem ersten Abschnitt (50) des Zulaufes axial zu dem ersten Abschnitt (50) des Zulaufes bewegbar ist.

4. Vakuumgießgerät nach Anspruch 1, das des weiteren einen Zylinder (54) zum Bewegen des Zapfens (52) aufweist.

5. Vakuumgießgerät nach Anspruch 1, wobei sich der erste Abschnitt (50) des Zulaufes vertikal erstreckt und sich der zweite Abschnitt (56) und der dritte Abschnitt (58) des Zulaufes horizontal erstrecken.

6. Vakuumgießgerät nach Anspruch 1, wobei der erste Abschnitt (50) des Zulaufes einen kreisartigen Querschnitt hat und der Zapfen (52) einen kreisartigen Querschnitt hat.

7. Vakuumgießgerät nach Anspruch 1, wobei der Zapfen (52) als ein Verschlußzapfen zum Verschließen des Formhohlraumes (6) gegenüber dem Innenraum des Metallschmelzeaufnahmeaufsatzes (8) und als ein Druckzapfen zum Druckbeaufschlagen der in den Formhohlraum (6) beschickten Metallschmelze wirkt.

8. Vakuumgießgerät nach Anspruch 1, wobei sich der zweite Abschnitt (56) tangential von dem ersten Abschnitt (50) erstreckt.

9. Vakuumgießgerät nach Anspruch 8, wobei der zweite Abschnitt und der dritte Abschnitt parallel zueinander sind.

10. Vakuumgießgerät nach Anspruch 8, wobei sich der zweite Abschnitt (56) in einer Richtung erstreckt, die schräg zu einer Richtung verläuft, in der sich der dritte Abschnitt (58) erstreckt.