Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entlüften von Giessformen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Entlüften von Giessformen gemäss dem Anspruch 7.
Um die Gefahr von Lufteinschlüssen im fertigen Gussteil zuverlässig verhindern zu können, muss die Giessform bzw. der Formhohlraum der Giessform während des Giessvorgangs entlüftet werden. Dabei muss nicht nur die in den Hohlräumen der Giessmaschine und der Giessform vorhandene Luft entweichen können, sondern es muss darüber hinaus auch sichergestellt werden, dass die aus der flüssigen Giessmasse austretenden Gase ebenfalls entweichen können.
Eine grundsätzliche Problematik beim Entlüften von Giessformen besteht darin, dass innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne ein relativ grosses Volumen evakuiert werden muss, damit Lufteinschlüsse zuverlässig verhindert werden können.
Zum Evakuieren von Giessformen werden heutzutage üblicherweise Vakuumanlagen eingesetzt, welche nebst einer Vakuumpumpe auch einen Vakuumtank umfassen. Obwohl derartige Vakuumanlagen in der Praxis sehr zuverlässig funktionieren, wäre es für bestimmte Anwendungsfälle und insbesondere bei Formhohlräumen mit einem grossen Volumen und/oder bei sehr kurzen Taktzeiten wünschenswert, wenn die Entlüftungsleistung gesteigert werden könnte. Zudem sind Vakuumanlagen teuer in der Herstellung und in Bezug auf Verschmutzung relativ empfindlich.
Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Entlüften von Giessformen vorzuschlagen, welches einfach realisierbar ist und mit welchem sich bei zuverlässiger Funktionsweise ggf. hohe Entlüftungsleistungen und kurze Zykluszeiten erzielen lassen.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Verfahrensschritte gelöst.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren lassen sich Giessformen auf einfache Weise entlüften. Gegen-über den bekannten, mit einer Vakuumanlage operierenden Verfahren ergeben sich insbesondere hinsichtlich Kosten, Zuverlässigkeit und Effizienz Vorteile.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 umschrieben.
Im Anspruch 7 wird zudem eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens beansprucht, währenddem die Ansprüche 8 bis 12 bevorzugte Ausführungsbeispiele der Vorrichtung umschreiben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen zeigt: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Entlüften von Giessformen; Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Entlüften von Giessformen, und Fig. 3 die Vorrichtung gemäss Fig. 1 beim Ausblasen der Absaugleitung.
Anhand der Fig. 1, welche schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Entlüften von Giessformen zeigt, wird der grundsätzliche Aufbau sowie die Wirkungsweise der Entlüftungsvorrichtung näher erläutert. Die gesamthaft mit 1 bezeichnete Giessform weist in ihrem Innern einen Formhohlraum 2 auf, von dem ein Entlüftungskanal 3 aus der Giessform 1 heraus nach aussen führt. Am Ende des Entlüftungskanals 3 ist ein Entlüftungsventil 4 angeordnet, welches den Entlüftungskanal 3 nach dem Füllen des Formhohlraums 2 verschliesst, so dass über den Entlüftungskanal 3 kein Giessmaterial aus der Giessform 1 austreten kann; Zum Entlüften der Giessform 1 ist eine gesamthaft mit 11 bezeichnete Entlüftungsvorrichtung vorgesehen. Diese Entlüftungsvorrichtung 11 weist einen Kompressor 17 sowie eine Venturidüse 20 auf.
Die Venturidüse 20 ist auf der Einlassseite mit dem Kompressor 17 verbunden, mittels welchem die für die Erzeugung eines Unterdrucks notwendige Gasströmung generiert werden kann. Die Venturidüse 20 selber ist mit einer Einschnürung 21 versehen, die dem Erzeugen einer hohen Strömungsgeschwindigkeit und damit eines Unterdrucks dient. Da die grundsätzliche Wirkungsweise von Venturidüsen bekannt ist, wird an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen. Gattungsgemässe Kompressoren verfügen im Allgemeinen über einen Druckspeicher, der jedoch zugunsten einer übersichtlichen Darstellung nicht eingezeichnet ist.
Das Entlüftungsventil 4 ist über die Leitungen 7, 12 mit der Unterdruckseite der Venturidüse 20 verbunden. In der eigentlichen Absaugleitung 12 ist ein verstellbares Drosselventil 13 angeordnet, wobei die Mittel zum Verstellen des Drosselventils 9 nicht eingezeichnet sind. Zudem sind zwei Filter 10, 24 sowie mehrere Ventile 5, 8, 18, 22 vorgesehen, deren Funktion anschliessend noch näher erläutert wird.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung stellt sich wie folgt dar: Bei geöffneten Ventilen 18 und 22 kann die vom Kompressor 17 erzeugte Gasströmung die Venturidüse 20 durchströmen, so dass in der Absaugleitung 12 ein Unterdruck erzeugt wird. Vor dem Beginn des eigentlichen Giessvorgangs wird das Ventil 8 geschlossen und das Ventil 5 geöffnet, so dass die sich im Formhohlraum 2 befindlichen Gase über die Leitungen 7 und 12 aus der Giessform 1 abgesaugt werden.
Die abgesaugten Gase werden in der Filtereinrichtung 24 mechanisch-physikalisch gereinigt, bevor sie an die Umgebung abgegeben werden. Nach dem vollständigen Füllen des Formhohlraums 2 wird das Entlüftungsventil 4 geschlossen. Das Schliessen des Entlüftungsventils 4 kann sowohl fremdbetätigt wie auch mittels des Giessmaterials erfolgen. Dazu kann das Entlüftungsventil 4 beispielsweise mit einem vom Giessmaterial betätigten Kraftaufnehmer versehen sein, wie dies aus der EP-0 612 573 bekannt ist.
Während des Absaugens kann der für die Absaugung der Gase relevante Unterdruck mittels des Drosselventils 13 variiert werden, indem der zur Verfügung stehende Absaugquerschnitt verändert wird. Eine Alternative zum Variieren des für die Absaugung der Gase relevanten Unterdrucks kann darin bestehen, dass die Menge und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Venturidüse 20 strömenden Gases beeinflusst wird.
Fig. 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Entlüften von Giessformen 1, welche zusätzlich mit einem Vakuumtank 15 und einem in der Absaugleitung 12 angeordneten Ventil 14 versehen ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wirkt der Vakuumtank 15 als eine Art Puffer, welcher zwischen den Giesszyklen, bei geschlossenem Ventil 14, evakuiert werden kann. Vor dem Beginn eines Giessvorgangs muss das Ventil 8 geschlossen und die Ventile 5 und 14 geöffnet werden, damit die sich im Formhohlraum 2 befindlichen Gase über die Leitungen 7 und 12 abgesaugt werden können. Auch in diesem Fall kann der für die Absaugung der Gase relevante Unterdruck mittels des Drosselventils 13 variiert werden.
Fig. 3 zeigt die Vorrichtung gemäss Fig. 1 beim Ausblasen der Absaugleitung 12. Dazu müssen die Ventile 5 und 22 geschlossen und die Ventile 8 und 18 geöffnet werden. In diesem Fall wird die vom Kompressor 17 erzeugte Gasströmung dazu genutzt, die Absaugleitung 12 unter hohem Druck auszublasen und von Rückständen zu befreien. Zum Ausscheiden der Rückstände ist das Filter 10 vorgesehen.
Die wesentlichen Vorteile einer erfindungsgemäss gestalteten Absaugvorrichtung können folgendermas-sen zusammengefasst werden: - kompakter, einfacher und preisgünstiger Aufbau; - effiziente Absaugung; - sehr kurze Zykluszeiten möglich; - regulierbare Absaugleistung; - Verstopfungsprobleme können weitestgehend verhindert werden; - geringer Wartungsaufwand; - die abgesaugten Gase können einfach und effizient gereinigt und deren Abgabe an die Umwelt verhindert werden; - universelle Einsetzbarkeit; kann z.B. für Druckgiessen, Niederdruckgiessen, Gravitätsgiessen, Spritzgiessen etc. eingesetzt werden; - unempfindlich in der Anwendung wie auch in Bezug auf die ggf. verwendeten Schmier- und Trennmittel sowie generell in Bezug auf Verschmutzung.
Es bleibt festzuhalten, dass die beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich mögliche Ausführungsvarianten des Verfahrens und der Vorrichtung umschreiben und dass im Rahmen des in den Patent-ansprüchen definierten Schutzumfangs durchaus von diesen Beispielen abweichende Verfahren und Vorrichtungen zur Anwendungen kommen können.
The invention relates to a method for venting casting molds according to the preamble of claim 1 and to a device for venting casting molds according to claim 7.
In order to reliably prevent the risk of air bubbles in the finished casting, the mold or the mold cavity of the mold must be vented during the casting process. Not only must it be possible for the air present in the cavities of the casting machine and the casting mold to escape, but it must also be ensured that the gases emerging from the liquid casting mass can escape as well.
A fundamental problem in the venting of molds is that within a relatively short period of time a relatively large volume must be evacuated, so that air pockets can be reliably prevented.
For evacuating molds, vacuum systems are usually used today, which, in addition to a vacuum pump, also comprise a vacuum tank. Although such vacuum systems function very reliably in practice, it would be desirable for certain applications, and in particular for large volume mold cavities and / or very short cycle times, if venting performance could be increased. In addition, vacuum systems are expensive to manufacture and relatively sensitive to contamination.
It is therefore the object of the invention to propose a method for venting of molds, which is easy to implement and with which can be achieved with reliable operation, if necessary, high ventilation performance and short cycle times.
This object is achieved by the method steps mentioned in the characterizing part of claim 1.
With the proposed method, molds can be vented in a simple manner. Compared to the known, operating with a vacuum system process results in particular in terms of cost, reliability and efficiency advantages.
Preferred embodiments are described in the dependent claims 2 to 6.
Claim 7 also claims a device for carrying out the method, while claims 8 to 12 describe preferred embodiments of the device.
The invention will be explained in more detail with reference to drawings. In these drawings: FIG. 1 shows a first embodiment of a device for venting casting molds; 2 shows a second embodiment of a device for venting casting molds, and FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 during the blowing out of the suction line.
1, which schematically shows a first embodiment of the device for venting of molds, the basic structure and the operation of the venting device is explained in detail. The mold generally designated 1 has in its interior a mold cavity 2, from which a vent channel 3 leads out of the mold 1 to the outside. At the end of the venting channel 3, a vent valve 4 is arranged, which closes the venting channel 3 after filling the mold cavity 2, so that no casting material can escape from the mold 1 via the venting channel 3; For venting the mold 1, a total of 11 designated venting device is provided. This venting device 11 has a compressor 17 and a venturi 20.
The venturi 20 is connected on the inlet side to the compressor 17, by means of which the necessary for the generation of a negative pressure gas flow can be generated. The venturi 20 itself is provided with a constriction 21, which serves to generate a high flow velocity and thus a negative pressure. Since the basic mode of action of Venturi nozzles is known, it will not be discussed further here. Generic compressors generally have a pressure accumulator, which is not shown in favor of a clear representation.
The vent valve 4 is connected via the lines 7, 12 with the negative pressure side of the venturi 20. In the actual suction 12 an adjustable throttle valve 13 is arranged, wherein the means for adjusting the throttle valve 9 are not shown. In addition, two filters 10, 24 and a plurality of valves 5, 8, 18, 22 are provided, whose function will be explained in more detail below.
The operation of this device is as follows: With valves 18 and 22 open, the gas flow generated by the compressor 17 can flow through the venturi 20, so that in the suction line 12, a negative pressure is generated. Before the start of the actual casting operation, the valve 8 is closed and the valve 5 is opened, so that the gases located in the mold cavity 2 are sucked out of the casting mold 1 via the lines 7 and 12.
The extracted gases are mechanically-physically cleaned in the filter device 24 before they are released to the environment. After complete filling of the mold cavity 2, the vent valve 4 is closed. The closing of the vent valve 4 can be carried out both externally operated as well as by means of the casting material. For this purpose, the vent valve 4 may for example be provided with a force actuated by the casting force transducer, as is known from EP-0 612 573.
During suction, the negative pressure relevant for the extraction of the gases can be varied by means of the throttle valve 13 by changing the available suction cross section. An alternative to varying the negative pressure relevant for the extraction of the gases may be that the amount and / or the flow rate of the gas flowing through the venturi 20 is influenced.
FIG. 2 shows an alternative exemplary embodiment of a device for venting molds 1, which is additionally provided with a vacuum tank 15 and a valve 14 arranged in the suction line 12. In the present embodiment, the vacuum tank 15 acts as a kind of buffer, which can be evacuated between the casting cycles, with the valve 14 closed. Before the start of a casting operation, the valve 8 must be closed and the valves 5 and 14 are opened, so that the gases located in the mold cavity 2 can be sucked off via the lines 7 and 12. Also in this case, the relevant for the extraction of gases vacuum can be varied by means of the throttle valve 13.
Fig. 3 shows the device according to FIG. 1 when blowing out the suction line 12. For this purpose, the valves 5 and 22 must be closed and the valves 8 and 18 are opened. In this case, the gas flow generated by the compressor 17 is used to blow out the suction line 12 under high pressure and to remove residues. To remove the residues, the filter 10 is provided.
The main advantages of a suction device designed according to the invention can be summarized as follows: - compact, simple and inexpensive construction; - efficient extraction; - very short cycle times possible; - adjustable suction power; - Clogging problems can be largely prevented; - low maintenance; - the extracted gases can be easily and efficiently cleaned and their release to the environment prevented; - universal applicability; can e.g. used for die casting, low pressure casting, gravity casting, injection molding, etc .; - Resistant in the application as well as with regard to the lubricants and release agents that may be used and in general with regard to contamination.
It should be noted that the described embodiments merely rewrite possible embodiments of the method and the device and that, within the scope of protection defined in the patent claims, methods and devices deviating completely from these examples can be used.