CS259205B1

CS259205B1 - Device for liquid alloy pressure scanning in casting mould's cavity

Info

Publication number: CS259205B1
Application number: CS85145A
Authority: CS
Inventors: Michal Kostura; Juraj Bolf; Stefan Jurik
Original assignee: Michal Kostura; Juraj Bolf; Stefan Jurik
Priority date: 1985-01-07
Filing date: 1985-01-07
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS14585A1

Abstract

Riešenie sa týká zariadenia k snímaniu tlaku taveniny a připadne i teploty taveniny v liacej formě. Podstata riešenia spočívá v přeneseni tlaku taveniny pomocou snímacieho kolika na pružný deformačný člen, ktorý je chráněný tieniacim krytom před sálavým teplom liacej formy a je ochladzovaný chladiacim médiom, pričom jeho deformácie sú snímané a vyhodnocované. V snímacom kolíku může byt umiestnené i čidlo teploty taveniny.The solution relates to a scanner device melt pressure and melt temperatures in casting form. The essence of the solution lies transferring the melt pressure using a sensing how many per elastic deformation member which is shielded from the shield radiant heat of the casting mold and is cooled cooling medium, while deforming it they are scanned and evaluated. In the scanner the pin may also be a sensor melt temperature.

Description

Vynález sa týká zariadenia k snímaniu tlaku a teploty taveniny v dutině formy pri tlakovom liatí v jednom a tom istom mieste.The invention relates to a device for sensing the pressure and temperature of a melt in a mold cavity in a die casting process at one and the same location.

Tlak taveniny v dutině formy sa doposial zisťuje bud matematickým výpočtom z tlaku taveniny v plnlacom válci, alebo porovnáním zaběhnutěj taveniny do ryh s odstupňovanou Sirkou na vyhadzovaclch kolíkoch, alebo na inom mieste v dutině formy so zaběhnutím taveniny do odpovedajúcich ryh na čele plniaceho piestu, čs. AO č. 159 119.The melt pressure in the mold cavity has so far been determined either by mathematical calculation of the melt pressure in the filling cylinder, or by comparing the melt running into the grooves with a graduated width on the ejector pins, or elsewhere in the mold cavity with the melt running into the corresponding grooves on . AO č. 159 119.

Nevýhoda matematického výpočtu spočívá v náročnosti a určitej nepřesnosti výsledku, pretože tlak taveniny v dutině formy je výsledkom viacerých premenných plniaceho procesu, ale aj v tom. Se sa tlak nezlstí okamžité. Rovnako aj v druhom pripade zisfovania tlaku sa najvyššl tlak taveniny v dutině formy dá zistit až po ztuhnutí taveniny vo formě a po otvorení formy.The disadvantage of the mathematical calculation lies in the difficulty and some inaccuracy of the result, since the melt pressure in the mold cavity is the result of, but also in, several variables of the filling process. The pressure does not collapse instantaneously. Likewise, in the second case of pressure acquisition, the highest melt pressure in the mold cavity can only be detected after the melt has solidified in the mold and the mold has been opened.

Doposial známy spósob merania tlaku taveniny v dutině formy, ktorým je možné priebežne určovat tlak v priebehu celého liaceho procesu, využívá k přenosu tlaku taveniny z dutiny formy na snímacie zariadenie tlaku upravených vyhadzovaclch kolíkov.The hitherto known method of measuring the melt pressure in the mold cavity, which can be used to continuously determine the pressure throughout the casting process, utilizes modified ejector pins to transfer the melt pressure from the mold cavity to the pressure sensing device.

Nevýhodou tohoto spósobu je nepřesnost merania v dósledku deformácle spósobenej vzperom a třením vyhadzovaclch kolíkov.The disadvantage of this method is the measurement inaccuracy due to the deformation caused by the strut and friction of the ejector pins.

Meranie teploty taveniny v dutině formy sa doposial prevádza umiestnením snímačov teploty priamo do dutiny formy, alebo tesne pod povrch dutiny formy, alebo do vyhadzovacieho kolíku.So far, the measurement of the melt temperature in the mold cavity is done by placing temperature sensors directly into the mold cavity, or just below the surface of the mold cavity, or into the ejector pin.

Prvý spósob merania teploty je nevýhodný, pretože dochádza velmi často k zničenlu snímača už pri prvom meraní, druhý a třetí spósob nie je, s ohladom na malú tepelnú vodivost materiálu formy, přesný. ĎalSou nevýhodou merania teploty týmto spósobom je, že meranie tlaku a teploty je vždy v rozdelielnych miestach, z čoho je tažko analyzovat presnú příčinu nekvality odliatku v danom mieste pri tlakovom liati. Nevýhodou je aj to, že sú nutné dve vrtania vo formě, čo negativné pósobí na jej životnost.The first method of temperature measurement is disadvantageous, since the sensor is very often destroyed at the first measurement, the second and third methods being inaccurate due to the low thermal conductivity of the mold material. Another disadvantage of measuring temperature in this way is that the pressure and temperature measurements are always at different locations, making it difficult to analyze the exact cause of the casting quality at that location during die casting. Another disadvantage is that two bores in the mold are required, which negatively affects its service life.

Vyššie uvedené nevýhody snímania tlaku a připadne i súčasného snímania teploty v dutině formy pri tlakovom liatí znižuje na minimum zariadenie k meraniu tlaku taveniny v dutině formy podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že snímací kolík je připevněný k tlačnej hlavici dutého deformačného členu, pozostávajúceho dalej zo základné, ktoré sú spojené pružným deformačným pláštom, na ktorom je umiestnený najmenej jeden snímač deformácle, spojený vedením s vyhodnocovacím zariadením tlaku taveniny, pričom v základni je prívodný kanál a odvádzací kanál napojený na dutinu deformačného členu a na chladiacl okruh zariadenia k snímaniu tlaku taveniny. Je výhodné připevnit k základni tieňaci kryt, obklopujúci pružný deformačný plášť a tlačnú hlavicu. Ďalej je výhodné, že v tom istom snimacom kolíku v jeho osi je urobený slepý otvor, v ktorom je umiestnený snímač teploty taveniny a v súoso osazenom otvore v tlačnej hlavici a v druhom otvore je umiestnené vedenie k vyhodnocovaciemu zariadeniu teploty taveniny.The aforementioned disadvantages of the pressure sensing, and possibly the simultaneous sensing of the temperature in the mold cavity during die casting, minimize the melt pressure measuring device in the mold cavity according to the invention, characterized in that the sensing pin is attached to the press head a base which is connected by a flexible deformation jacket on which at least one deformation transducer is located, connected by conduction to a melt pressure evaluation device, in the base of which the inlet channel and the outlet channel are connected to the cavity of the deformation member and to the cooling circuit of the pressure sensing device melt. It is advantageous to attach a shading cap to the base surrounding the elastic deformation sheath and the push head. Furthermore, it is advantageous that a blind hole is provided in the same sensor pin in its axis, in which the melt temperature sensor is located and in a coaxially mounted hole in the push head, and in the second hole there is a guide to the melt temperature evaluation device.

Zariadenie k snímaniu tlaku taveniny v dutině formy podlá vynálezu umožňuje velmi přesné a citlivé priebežné meranie tlaku taveniny v liacej formě behom liaceho procesu, pričom naměřené veličiny nie sú skreslené podmienkami okolia, ako napr. teplotou formy, vzperovou deformáciou vyhadzovacích kolíkov, sálavým teplom formy a pod. Ak snímací kolik je opatřený snimačom teploty, potom v jednom a tom istom bode je možné merať tlak a teplotu taveniny. Takéto meranie dává informáciu o okamžitom tlaku a teplote v jednom bode, čo umožňuje kvalltné zistenie případných nedostatkov v liacom procese. Ďalšou výhodou takého snímača je, že forma je opatřená iba jedným vrtaným otvorom pre meranie tlaku a teploty.The melt pressure sensing device in the mold cavity of the present invention allows very accurate and sensitive continuous measurement of the melt pressure in the casting mold during the casting process, wherein the measured quantities are not distorted by ambient conditions such as e.g. mold temperature, strut deformation of ejector pins, radiant heat of the mold and the like. If the sensing element is provided with a temperature sensor, then at one and the same point the melt pressure and temperature can be measured. Such a measurement gives information on the instantaneous pressure and temperature at one point, which makes it possible to detect potential defects in the casting process. Another advantage of such a sensor is that the mold is provided with only one bore hole for measuring pressure and temperature.

Na připojených výkresoch je znázorněný přiklad provedenia zariadenia k snímaniu tlaku taveniny v dutině formy podlá vynálezu, kde obr. 1 představuje zariadenie k snímaniu tlaku a teploty taveniny v řeze a obr. 2 představuje v řeze umiestnenie zariadenia v jednej polovici zloženej formy.The accompanying drawings show an exemplary embodiment of a melt pressure sensing device in a mold cavity according to the invention, wherein FIG. 1 shows a device for sensing the pressure and temperature of the melt in cross-section, and FIG. 2 shows in cross-section the location of the device in one half of the composite mold.

Ako vyplývá z obr. 1, zariadenie k snímaniu tlaku taveniny pozostáva zo snímacieho kolíku 1., v ktorom je súčasne umiestnený snímač 15 teploty taveniny, ktorý je vyrobený z materiálu s vysokou tepelnou vodivosťou, napr. zliatín médi a je připojený k tlačnej hlavici 2 dutého deformačného člena 2· Dutý deformačný člen 2 pozostáva z tlačnej hlavice 2, tuhej základné i a pružněli.' deformačného plášťa 5, ktorý ohraničuje dutinu 8 deformačného členu 2· Na pružnom deformačnom plášti 5 sú připevněné snímače 7_, 7' deformácie, spojené vedením β., prechádzajúcim otvorom v základní j4, s nenakresleným vyhodnocovacím zariadením tlaku taveniny.As can be seen from FIG. 1, the melt pressure sensing device comprises a sensing pin 1, in which a melt temperature sensor 15, which is made of a material with high thermal conductivity, e.g. The hollow deformation member 2 consists of a pressure head 2, a rigid base and resilient. The deformation sheath 5, which delimits the cavity 8 of the deformation member 2. On the flexible deformation sheath 5, deformation sensors 7, 7 '

K základní 2 deformačného členu 2 je připevněný reflexný tieňaci kryt 9, napr. vysoko lesklá hliníková folia apod., ktorý obklopuje pružný deformačný plášť 5 a tlačnú hlavicu 2 ^a obmezuje sálavý přestup tepla z formy 19 na deformačný člen 2· ,Reflective shading cover 9 is attached to the base 2 of the deformation member 2, e.g. a high-gloss aluminum foil or the like that surrounds the elastic deformation jacket 5 and the push head 2 ^and limits the radiant heat transfer from the mold 19 to the deformation member 2,

V základní 2 je vytvořený prívodný kanál 10 a odvádzací kanál 11 chladiaceho média, ktorými je dutina 2 deformačného členu 2 napojená na chladiaci okruh. Prebiehajúce chladiace médium dutinou 6 dutého deformačného člena 2 má dvojaký účinok; jednak chladiaci pre odvod tepla, ktoré prestúpi cez snímací kolík a jednak kompenzačný účinok, tj. udržiavanie snímačov 7, 7' deformácie na konštantnej teplote. Chladiaci okruh je samostatný, s udržiavaním teploty chladiacieho média na konštatnej teplote. V základni 2 je, v ose pružného deformačného plášťa 5, uspósobený vodiaci čap 12 tlačnej hlavice 2, ktorý je svojim volným koncom umiestnený do otvoru 13 v tlačnej hlavici 2. Na osadený otvor 13 nadvSzuje slepý otvor 14 v snímacom kolíku 2» ^v ktorom je umiestnený snímač 15 teploty taveniny. Vedenie 16 od snímača 15 teploty taveniny k nenakreslenému vyhodnocovaciemu zariadeniu teploty taveniny prechádza osadeným otvorom 13 v tlačnej hlavici 2. a otvorom 17 vo vodiacom čapě 12.In the base 2 a supply channel 10 and a cooling medium discharge channel 11 are formed, by means of which the cavity 2 of the deformation member 2 is connected to the cooling circuit. The running coolant through the cavity 6 of the hollow deformation member 2 has a dual effect; on the one hand, a heat sink which passes through the sensing pin; keeping the deformation sensors 7, 7 'at a constant temperature. The cooling circuit is self-contained, keeping the coolant temperature at a constant temperature. The base 2 is, in the axis of the elastic deformation of housing 5 arranged guide pin 12 of the pushing head 2, which is a free end disposed in the opening 13 of the pushing head of the second opening 13 for mounting nadvSzuje blind hole 14 of the sensor pin 2 ^»in which a melt temperature sensor 15 is disposed. The line 16 from the melt temperature sensor 15 to the melt temperature evaluation device not shown passes through a shoulder 13 in the push head 2 and a hole 17 in the guide pin 12.

Zariadenie k snímaniu tlaku taveniny vo formě pracuje tak, že do tvarovaného osadenia 18, obr. 2, jednej polovice formy 22' ktoré je otvorom 20 přepojené s dutinou 21 formy, sa vloží zariadenie k snímaniu tlaku taveniny, podlá obr. 1 a upevní sa pomocou upevnovacej matice 22. Prívodný kanál 10 o odvádzací kanál 11 chladiaceho média dutiny 2 deformačného člena 2 sa napojí na odpovedajúce kanály 23, 23' chladiaceho tepelne stabilizovaného okruhu snímača tlaku. Vedenie 2 snímača 7_ deformácie sa napojí pomocou kábla 24 na neznázornené vyhodnocovacie zariadenie tlaku taveniny a vedenie 16 od snímača 15 teploty taveniny sa napojí pomocou kábla 25 na neznázornené vyhodnocovacie zariadenie teploty taveniny.The melt pressure sensing device in the mold operates in such a way that, in the molded shoulder 18, FIG. 2, one of the mold halves 22 'which is connected to the mold cavity 21 through the aperture 20 is loaded with a melt pressure sensing device according to FIG. 1 and fastened by means of a fixing nut 22. The inlet duct 10 of the coolant duct 11 of the cavity 2 of the deformation member 2 is connected to the corresponding ducts 23, 23 'of the thermally stabilized pressure sensor circuit. The line 2 of the deformation sensor 7 is connected via cable 24 to a melt pressure evaluation device (not shown) and the line 16 from the melt temperature sensor 15 is connected via cable 25 to a melt temperature evaluation device (not shown).

Pri plnění taveniny do dutiny 21 formy pĎsobí tlak taveniny z dutiny 21 formy na snímací kolík 2< ktorý potom pĎsobí na tlačnú hlavicu 2 ^a oez ňu na pružný deformačný plášť 5, ktorý sa úměrně tlaku deformuje, pričom tieto deformácie sú snímané snímačmi 7_, 7' deformácie a ich hodnoty prenášané vedením 2 ^a káblom 24 na vyhodnocovacie zariadenie tlaku taveniny.When the melt is filled into the mold cavity 21, the melt pressure from the mold cavity 21 acts on the sensing pin 2, which then acts on the push head 2 ^and on the resilient deformation sheath 5, which is proportional to the deformation. The deformations and their values transmitted by the line 2 ^{and the} cable 24 to the melt pressure evaluation device.

Aby velkosť deformácie pružného deformačného plášťa 2 nebola ovplyvňovaná teplotou formy a taveninou, pružný deformačný plášť 2 ^a tlačná hlavica 2 sú chráněné před sálavým teplom formy reflexným tienovacím krytom 2 ^a dutinou 2 deformačného člena 2 prebieha chladiace médium udržujúce konštantnú teplotu snímačov 7_, 7' deformácie, tým súčasne zaisťuje dokonalejšiu kompenzáciu teploty a tým i vysokú presnosť merania.The size of the deformation of the elastic deforming the housing 2 from the influence of the mold temperature and the melt elastic deformation housing 2 ^and pushing head 2 is shielded from radiant heat form the reflective shading cover 2 ^{and the} cavity 2 of the deformation member 2 extends a cooling medium to maintain constant the temperature sensor 7, web 7 "deflection at the same time it ensures better temperature compensation and thus high measurement accuracy.

Tavenina svojou teplotou zohrieva čelo snímacieho kolíku 2 ^a pretože je snímací kolík vyrobený z materiálu s dobrou tepelnou vodivosťou, prenáša teplotu až k snímačů 15 teploty taveniny a jeho měrná hodnota je prenášaná vedením 16 a káblom 25 k neznázornovanému vyhodnocovaciemu zariadeniu teploty taveniny.By its temperature, the melt heats the face of the sensing pin 2, ^and since the sensing pin is made of a material with good thermal conductivity, it transfers the temperature to the melt temperature sensors 15 and its specific value is transmitted via line 16 and cable 25 to the melt temperature evaluation device.

Zariadenie k snímaniu tlaku taveniny vo formě je možné s výhodou použiť i pre iné meranie tlaku, najmS v spojitosti s pdsobiacimi vysokými teplotami, a meranie v jednom bode priebehu tlaku a teploty.The melt pressure sensing device in the mold can advantageously be used for other pressure measurements, in particular in connection with the high temperatures involved, and measurements at one point in the pressure and temperature profile.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

An apparatus for sensing a melt pressure in a die cavity in a die casting method, comprising an axially displaceable sensing pin for transferring the melt pressure to a measuring instrument and an evaluation device, optionally associated with a melt temperature sensor, characterized in that the sensing pin (1) is mounted to a pressure head (2) of a hollow deformation member (3), consisting of a base (4) which is connected by a flexible deformation jacket (5), on which at least one deformation sensor (7, 7 ') is connected, connected by a guide (8) with a melt pressure evaluation device, wherein in the base (4) the supply channel (10) and the discharge channel (11) are connected to the cavity (6) of the deformation member (3) and to the cooling circuit of the melt pressure sensing device.

2. The melt pressure sensing device according to claim 1, characterized in that a shading cover (9) is connected to the base (4), surrounding a flexible deformation sheath (5) and a pressure head (2).

3. A melt sensing device according to claim 1, characterized in that the sensor pin (1) has a blind hole (14) in its axis, in which a melt temperature sensor (15) is located, and a coaxially mounted hole (13) in the pusher. a conduit (16) to the melt temperature evaluation device is located in the bore (17).