DE10001088A1

DE10001088A1 - Die casting tool comprises a casting runner which can be interrupted by a sliding valve

Info

Publication number: DE10001088A1
Application number: DE2000101088
Authority: DE
Inventors: Georg Wimmer; Gerhard Wurst; Guenther Kahl; Ismail Keser
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2001-07-19

Abstract

Die casting tool comprises a casting runner (2) which can be interrupted by a sliding valve (3). No post compressing of the cast material contained in the mold hollow chamber occurs from the closing process of the valve. Preferred Features: The valve slides the casting material into a recess (4) lying opposite the casting runner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckgießwerkzeug mit einem zum Formhohlraum führenden Giesslauf, der mittels eines Absperrorganes unterbrechbar ist. Zum bekannten Stand der Technik wird auf die DE 195 33 447 C1 verwie sen.The invention relates to a die casting tool with a to the mold cavity leading casting run, which can be interrupted by a shut-off device. For the known prior art, reference is made to DE 195 33 447 C1 sen.

Üblicherweise werden die in Druckgußmaschinen, genauer in einem einen Formhohlraum aufweisenden Druckgießwerkzeug derselben gefertigte Gußteile nach dem Erstarrungsprozeß zusammen mit dem kompletten, un geteilten Angußsystem und Überlaufsystem aus dem dann geöffneten Druckgießwerkzeug entnommen. Da sich die Materialstärken im eigentlichen Gußteil selbst zumeist von denjenigen im Angußsystem bzw. im Überlauf unterscheiden, treten während des Erstarrungsprozesses des zunächst flüs sigen Gußmaterials Spannungen im Angußsystem und/oder Gußteil auf, die ungünstigstenfalls sogar zu Verzügen im Gußteil führen können.Usually they are in die casting machines, more precisely in one Die-casting die having the same cavity Castings after the solidification process together with the complete, un shared sprue system and overflow system from the then opened Die casting tool removed. Because the material thicknesses actually Casting itself mostly from those in the sprue system or in the overflow distinguish, occur during the solidification process of the initially river stresses in the sprue system and / or the casting in the worst case, even lead to warpage in the casting.

Dieser Problematik kann abgeholfen werden, wenn der im Druckgießwerk zeug zum Formhohlraum führende Giesslauf nach Befüllung des Formhohl raumes bevorzugt dann, wenn das Gußmaterial an besonders dünnwandi gen Stellen bereits weitgehend erstarrt ist, im dickeren Angußbereich aber noch zähflüssig ist, mittels eines Absperrorganes unterbrochen wird. This problem can be remedied if it is in the die casting plant Stuff that leads to the mold cavity after the mold cavity has been filled Raumes preferred when the cast material is particularly thin-walled locations are already largely solidified, but in the thicker sprue area is still viscous, is interrupted by a shut-off device.

Ein Druckgießwerkzeug mit einem derartigen Absperrorgan ist in der ein gangs genannten DE 195 33 447 C1 gezeigt, wenngleich bei diesem be kannten Stand der Technik mittels dieses Absperrorganes das Befüllen des Gießwerkzeuges mit einer Metallschmelze so verbessert werden soll, daß kürzere Zykluszeiten mit einer verbesserten Qualität des Gußteiles vereinigt werden können. Im Hinblick hierauf ist es bei diesem bekannten Stand der Technik ein wesentliches Merkmal, daß das als Kolben ausgebildete Ab sperrorgan die sich in seinem Arbeitsbereich befindende Metallschmelze, d. h. das sich in seinem Arbeitsbereich befindende Gußmaterial in den Form hohlraum des Druckgießwerkzeuges verdrängt. Grundsätzlich wirkt dieses bekannte Absperrorgan somit wie ein üblicherweise vorgesehener Nachver dichter bezüglich der im Formhohlraum befindlichen Metallschmelze.A die casting tool with such a shut-off device is in the one gangs mentioned DE 195 33 447 C1 shown, although in this be knew the state of the art by means of this shut-off device Casting tool should be improved with a molten metal so that shorter cycle times combined with an improved quality of the casting can be. In view of this, it is in this known prior art Technology is an essential feature that the piston designed from locks the molten metal in its working area, d. H. the casting material in its working area in the mold cavity of the die casting tool displaced. Basically, this works known shut-off device thus as a usually provided Nachver closer to the molten metal in the mold cavity.

Wie bereits erwähnt wurde, liegt der Schwerpunkt der vorliegenden Erfin dung anders, nämlich darin, den im Druckgießwerkzeug zum Formhohlraum führenden Giesslauf nach Befüllung des Formhohlraumes bevorzugt dann, wenn das Gußmaterial an besonders dünnwandigen Stellen bereits weitge hend erstarrt ist, im dickeren Angußbereich aber noch zähflüssig ist, mittels eines Absperrorganes zu unterbrechen. Dies soll jedoch ohne jeglichen Ein fluß auf das Gußteil erfolgen.As already mentioned, the focus of the present invention is on the present differently, namely in that in the die casting mold to the mold cavity leading pouring run after filling the mold cavity preferably then if the casting material is already wide in particularly thin-walled areas is solidified, but is still viscous in the thicker sprue area, by means of to interrupt a shut-off device. However, this should be without any one flow on the casting.

In diesem Sinne wird in Anspruch 1 ein Druckgießwerkzeug vorgeschlagen, dessen zum Formhohlraum führenden Giesslauf mittels eines Absperrorga nes unterbrechbar ist, und wobei aus dem Schließvorgang des Absperrorga nes im wesentlichen keine Nachverdichtung des im Formhohlraum enthalte nen Gußmaterials erfolgt. Vorteilhafte Ausgestaltungen für ein derartiges Absperrorgan sind Inhalt der Unteransprüche. In this sense, a die casting tool is proposed in claim 1, the casting run leading to the mold cavity by means of a shut-off organ nes is interruptible, and being from the closing operation of the shut-off organ nes essentially no recompression of the contained in the mold cavity NEN cast material is done. Advantageous configurations for such a Shut-off devices are part of the subclaims.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand der beigefügten Prinzipskizzen, ohne daß hierdurch eine Beschränkung auf die stark abstrakt dargestellten Ausführungsbeispiele erfolgen soll. Während Fig. 3 quasi den bekannten Stand der Technik zeigt, ist in Fig. 1 in hierzu analoger Darstellung eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Figurenfolge 2a-2d zeigt eine zweite Ausführungsform, wobei Fig. 2a die Seitenansicht und Fig. 2b die Ansicht X aus Fig. 2a bei geöffnetem Giesslauf zeigt, während in Fig. 2c die Seitenansicht und in Fig. 2d die Ansicht X aus Fig. 2c bei abgesperrtem Giesslauf dargestellt ist. Dabei sind in sämtlichen Figurendar stellungen gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The invention is explained in more detail with reference to the attached schematic diagrams, without any intention that this should restrict the exemplary embodiments shown in a highly abstract manner. While Fig. 3 quasi shows the prior art 1, a first embodiment of the invention is shown in Fig. Thereto in analog representation. The sequence of figures 2 a- 2 d 2d shows a second embodiment, wherein Fig. 2a shows the side view and Fig. 2b shows the view X in Fig. 2a shows opened runner, while in Fig. 2c shows a side view and in Fig., The view X of Fig. 2c is shown with the pouring run blocked. The same elements are provided with the same reference numerals in all the figures.

Das nur ausschnittsweise und dabei stark abstrahiert dargestellte Druck gießwerkzeug besitzt wie üblich eine obere Formhälfte 1a sowie eine untere Formhälfte 1b, wobei von diesen beiden Formhälften 1a, 1b lediglich ein schmaler Ausschnitt dargestellt ist, nämlich derjenige Bereich, in welchem sich lediglich der sog. Giesslauf 2 befindet. Linksseitig des figürlich darge stellten Ausschnittes befindet sich der sog. Angußbereich, d. h. hier ist im Gießwerkzeug das wie üblich gestaltete Angußsystem vorgesehen. Rechts seitig des figürlich dargestellten Ausschnittes wird von den beiden Form hälften 1a, 1b der Formhohlraum begrenzt, in welchem das Gußteil geformt wird. Wie bekannt wird hierzu vom Angußsystem durch den Giesslauf 2 das Gußmaterial (zumeist eine Metallschmelze) in den Formhohlraum geleitet.The die casting tool, which is only shown in sections and is highly abstracted, has, as usual, an upper mold half 1 a and a lower mold half 1 b, only a narrow section of these two mold halves 1 a, 1 b being shown, namely the area in which there is only the so-called run 2 is located. To the left of the cutout shown in the figure is the so-called sprue area, ie here the sprue system, designed as usual, is provided in the casting tool. To the right of the cutout shown in the figure, the two mold halves 1 a, 1 b delimit the mold cavity in which the casting is formed. As is known, the casting material (mostly a molten metal) is passed from the sprue system through the casting run 2 into the mold cavity.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist (hier in der unteren Formhälfte 1b) ein als Stempel ausgebildeter Schieber 3 vorgesehen, der im wesentlichen quer zum Giesslauf 2 in diesen hineinverschiebbar ist, so daß dieser Giesslauf 2 ausgehend von einem freigegebenen, d. h. im Querschnitt nicht beschränk ten und daher voll durchlässigen Zustand in einen abgesperrten Zustand überführbar ist. In diesem abgesperrten Zustand ist somit der Angußbereich des Druckgießwerkzeuges vom Formhohlraum desselben getrennt. With reference to Fig. 3 (here in the lower mold half 1 b) a slider 3 designed as a stamp is provided, which can be displaced essentially transversely to the casting run 2 , so that this casting run 2 starting from a released, ie not in cross section restricted and therefore fully permeable state can be converted into a closed state. In this locked state, the sprue area of the die casting tool is thus separated from the mold cavity.

Wie eingangs bereits erläutert wurde, wird diese besagte Trennung im Giesslauf 2 nach einer Befüllung des Formhohlraumes bevorzugt dann durchgeführt, wenn das Gußmaterial an besonders dünnwandigen Stellen bereits weitgehend erstarrt ist, im dickeren Angußbereich aber noch zähflüs sig ist, und zwar aus den ebenfalls bereits erläuterten Gründen mit Hilfe ei nes Absperrorganes bzw. des Schiebers 3. Da jedoch bei einer Gestaltung nach Fig. 3 vom Absperrorgan bzw. Schieber 3 während des Schließvorgan ges zwangsläufig Gußmaterial auch in die Formhälfte hinein verdrängt wird, werden in den im folgenden erläuterten Fig. 1, 2a-2d Ausgestaltungen aufgezeigt, bei denen eine Material-Verdrängung in die Formhälfte hinein nicht stattfindet, d. h. bei denen aus dem Schließvorgang des Absperrorga nes heraus im wesentlichen keine Nachverdichtung des im Formhohlraum enthaltenen und teilweise bereits erstarrten und daher auch nicht weiter ver dichtbaren Gußmaterials erfolgt.As already explained at the beginning, said separation in the casting run 2 is preferably carried out after the mold cavity has been filled when the casting material has already largely solidified in particularly thin-walled areas, but is still viscous in the thicker sprue area, from those which have also already been explained Establish with the help of a shut-off device or the slide 3 . However, since in a design according to FIG. 3, the shut-off device or slide 3 during the closing process inevitably forces cast material into the mold half as well, configurations shown in the following, FIGS. 1, 2a-2d, are shown in which a material Displacement does not take place into the mold half, that is to say in which from the closing operation of the shut-off device there is essentially no post-compression of the casting material contained in the mold cavity and in some cases already solidified and therefore also not further sealable.

Beim lediglich abstrakt dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist das Absperrorgan ebenfalls als im wesentlichen quer zum Giesslauf 2 verschieb barer Stempel ausgebildet, welcher im weiteren allgemein als Schieber 3 bezeichnet wird. Dabei ist das Druckgießwerkzeug derart gestaltet, daß der Stempel bzw. Schieber 3 beim Schließvorgang, d. h. beim Einfahren in den Giesslauf 2 das Gußmaterial in eine ihm bezüglich des Giesslaufes 2 ge genüberliegende Aussparung 4 verschiebt, die während des Füllvorganges des Formhohlraumes verschlossen ist. Verschlossen wird diese kanalartige, quer zum Giesslauf 2 orientierte und im Querschnitt dem Schieber 3 ange paßte Aussparung 4 von einem in diese eingesetzten Bolzen 9, der sich mit seinem dem Schieber 3 abgewandten Ende an einem ebenfalls quer zum Giesslauf 2 verschiebbaren Hydraulikzylinder 5a abstützt. When only the embodiment shown abstractly in FIG. 1, the shut-off device is likewise designed as substantially transverse to the runner 2 Move Barer stamp, which is generally referred to as the slide 3. The die-casting tool is designed in such a way that the plunger or slide 3 moves the casting material into a recess 4 opposite it with respect to the casting run 2 during the closing process, ie when entering the casting run 2 , which is closed during the filling process of the mold cavity. Sealed this channel-like, oriented transversely to the casting run 2 and the cross-section of the slide 3 is a recess 4 by a bolt 9 inserted into it, which is supported with its end facing away from the slide 3 on a hydraulic cylinder 5 a also displaceable transversely to the casting run 2 .

Mittels des Hydraulikzylinders 5a kann der besagte, in die Aussparung 4 eingesetzte Bolzen 9 also derart positioniert und gehalten werden, daß er diese Aussparung 4 zum Giesslauf 2 hin auch dann verschließt, wenn im Giesslauf 2 unter Druck die Metallschmelze geführt wird, oder der Bolzen 9 wird vom Hydraulikzylinder 5a in der Aussparung 4 verschiebbar freigege ben, so daß der Schieber 3 beim Absperr- oder Schließvorgang des Giess laufes 2 Gußmaterial in diese Aussparung 4 verdrängen kann. Anstelle des Hydraulikzylinders 5a kann der Bolzen 9 im übrigen auch andersartig in der die Aussparung 4 verschließenden Position gehalten werden, so bspw. über eine seitlich eingebrachte Verriegelung.By means of the hydraulic cylinder 5 a, said bolt 9 inserted into the recess 4 can thus be positioned and held in such a way that it also closes this recess 4 towards the casting run 2 when the metal melt is guided under pressure in the casting run 2 , or the bolt 9 is from the hydraulic cylinder 5 a in the recess 4 displaceably ben, so that the slide 3 during the shut-off or closing process of the casting run 2 cast material can be displaced into this recess 4 . Instead of the hydraulic cylinder 5 a, the bolt 9 can also be held in a different way in the position closing the recess 4 , for example by means of a laterally inserted locking mechanism.

Vorteilhafterweise kann beim Öffnen des Druckgießwerkzeuges zur Entnah me des fertigen Gußteiles durch eine geeignete Verschiebebewegung des besagten Bolzens 9 das zwischenzeitlich auch in der Aussparung 4 erstarrte Gußmaterial ausgeworfen werden, bspw. initiiert vom Hydraulikzylinder 5a. Im übrigen ist in bzw. an der unteren Formhälfte 1b ein ähnlicher Hydrau likzylinder 5b vorgesehen, mit Hilfe dessen der Schieber 3 wie beschrieben verfahren werden kann, d. h. entweder in den Giesslauf 2 hinein oder aus diesem heraus verschoben wird.Advantageously, when opening the die for removal of the finished casting me by a suitable displacement movement of said bolt 9, the cast material which has in the meantime also solidified in the recess 4 can be ejected, for example initiated by the hydraulic cylinder 5 a. Otherwise, a similar hydraulic cylinder 5 b is provided in or on the lower mold half 1 b, with the aid of which the slide 3 can be moved as described, ie either into the casting run 2 or moved out of it.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2a-2d ist das Absperrorgan zum Verschließen des Giesslaufes 2 als Drehschieber ausgebildet, für den im weiteren ebenfalls die Bezugsziffer 3 verwendet wird. Dieser in den Giesslauf 2 ähnlich einem Kugelhahn eingebaute Dreh-Schieber 3, durch den hindurch der Giesslauf 2 in einem Kanal 2' verläuft, wird unmittelbar nach dem Einbringen des Gußmaterials in den Formhohlraum gemäß Pfeil richtung 6 derart um seine Achse 7 verdreht, daß der Giesslauf 2 unterbro chen wird. Dies wird durch einen Vergleich der beiden Fig. 2b und 2d besonders klar ersichtlich. In the exemplary embodiment according to FIGS. 2a-2d, the shut-off device for closing the casting run 2 is designed as a rotary slide valve, for which reference number 3 is also used in the following. This in the casting run 2 similar to a ball valve built-in rotary valve 3 , through which the casting run 2 runs in a channel 2 ', is rotated about its axis 7 immediately after the introduction of the casting material into the mold cavity according to the direction of arrow 6 such that the Giesslauf 2 is interrupted. This can be seen particularly clearly by comparing the two FIGS. 2b and 2d.

Klar ersichtlich ist auch, daß diese Absperrung des Giesslaufes 2 ohne jegli chen Einfluß auf das sich bereits im Formhohlraum des Gießwerkzeuges befindende Gußmaterial erfolgt. Das Absperrorgan bzw. der Schieber ist nämlich derart ausgebildet, daß er das beim Schließvorgang sich in seinem Arbeitsbereich befindende Gußmaterial im Kanal 2' aufnimmt, nachdem der Giesslauf 2 über den Kanal 2' durch den Schieber 3 hindurch führt. Im übri gen kann auch hier im Schieber 3 ein geeignet gestalteter Auswerfer (nicht gezeigt) oder dgl. vorgesehen sein, mit Hilfe dessen beim Entnehmen des Gußteiles aus dem Formhohlraum auch das im Kanal 2' des Schiebers 3 erstarrte Gußmaterial entfernt werden kann.It can also be clearly seen that this shut-off of the casting run 2 takes place without any influence on the casting material already located in the mold cavity of the casting tool. The shut-off device or the slide is designed in such a way that it picks up the casting material in its working area in the channel 2 'after the casting run 2 passes through the slide 3 via the channel 2 '. In addition, a suitably designed ejector (not shown) or the like can also be provided here in the slide 3 , with the aid of which the solidified in the channel 2 'of the slide 3 can be removed when removing the casting from the mold cavity.

Wie insbesondere Fig. 2d zeigt, ist bei der hier dargestellten Ausführungs form der Erfindung vorteilhafterweise kein derartiger Auswerfer erforderlich, da das Absperrorgan bzw. der Schieber 3 derart ausgebildet ist, daß bei ab gesperrtem Giesslauf 2 das vom Schieber 3 in seinem Kanal 2' aufgenom mene Gußmaterial mit dem im Formhohlraum enthaltenen Gußmaterial bzw. mit dem daran angebundenen Gußmaterial im Giesslauf 2 (rechtsseitig des Schiebers 3) über einen sich herausbildenden Steg 8 verbunden bleibt. Die ser Steg 8 entsteht nur an einer der beiden Seiten des Dreh-Schiebers 3 und ergibt sich daraus, daß der Kanal 2' innerhalb des Schiebers 3 in Richtung zum Formhohlraum hin eine zunehmende Breite aufweist. Ausgehend vom in Fig. 2b dargestellten geöffneten Zustand wird durch die bereits beschrie bene Verdrehbewegung des Dreh-Schiebers 3 um ein gewisses Winkelseg ment in Fig. 2d an der linken Seite des Dreh-Schiebers 3 die Verbindung zwischen dem im Schieber 3 verlaufenden Kanal 2' und dem Giesslauf 2 unterbrochen, während rechtsseitig des Schiebers 3 der dort breitere Kanal 2' über den besagten Steg 8 mit dem Giesslauf 2 verbunden bleibt. As particularly Fig. 2d shows, in the embodiment of the invention shown here, no such ejector is advantageously required, since the shut-off device or the slide 3 is designed such that when the pouring run 2 is blocked, the slide 3 in its channel 2 'is received Mene casting material with the casting material contained in the mold cavity or with the attached casting material in the casting run 2 (right side of the slide 3 ) remains connected via a web 8 which is formed. The water web 8 is formed only on one of the two sides of the rotary slide 3 and results from the fact that the channel 2 'within the slide 3 has an increasing width towards the mold cavity. Starting from the open state shown in FIG. 2b, the connection between the channel 2 'running in the slide 3 is caused by the already described rotary movement of the rotary slide 3 by a certain angle segment in FIG. 2d on the left side of the rotary slide 3 . and the pouring run 2 interrupted, while on the right-hand side of the slide 3, the channel 2 ′ which is wider there remains connected to the pouring run 2 via the said web 8 .

Im übrigen kann anstelle des Dreh-Schiebers 3 auch ein ähnlich gestalteter Flach-Schieber oder dgl. vorgesehen sein, der bspw. senkrecht oder schräg zum Giesslauf 2 verschiebbar ist und in dem ebenfalls ein Kanal verläuft, der im geöffneten Zustand einen Teil des Giesslaufes bildet, wie überhaupt eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein können, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Stets werden durch die erfindungsgemä ße Trennung des Angußbereiches oder von Überlaufsystemen vom eigentli chen Gußteil bereits vor der endgültigen Erstarrung des Gußmaterials die bislang auftretenden, unerwünschten Kräfte, die insbesondere aus einer unterschiedlichen Schwindung in den verschiedenen Bereichen auf das Gußteil einwirken, erheblich minimiert. Im übrigen kann/können der solcher maßen erheblich verkleinerte Anguß und/oder die verbleibenden ebenfalls verkleinerten Überläufe nunmehr leichter vom Gußteil entfernt und entsorgt werden.Otherwise, instead of the rotary slide 3 , a similarly designed flat slide or the like can also be provided, which can be displaced, for example, perpendicularly or obliquely to the casting run 2 and in which also runs a channel which forms part of the casting run in the open state how a multitude of details, in particular of a constructive nature, can be designed to deviate from the exemplary embodiment shown without departing from the content of the claims. Through the separation of the sprue area or overflow systems from the actual casting part according to the invention, even before the final solidification of the casting material, the undesirable forces that have occurred so far, which act on the casting in particular from different shrinkage in the different areas, are considerably minimized. In addition, the sprue which is considerably reduced in size and / or the remaining overflows which are also reduced in size can now be removed and disposed of more easily.

Claims

1. Die-casting tool with a casting cavity leading to the mold cavity ( 2 ), which can be interrupted by means of a shut-off device, and where there is essentially no recompression of the casting material contained in the mold cavity when the closing process of the shut-off device occurs.

2. diecasting tool according to claim 1, wherein the shut-off device is formed as a substantially transverse to the runner (2) into the latter displaceable slide (3), characterized in that the slide (3) during the closing process the molding material in a him with respect to the Giesslaufes ( 2 ) against the opposite recess ( 4 ) which is closed during the filling process of the mold cavity.

3. Die casting tool according to claim 1, characterized in that the shut-off device is designed as a slide ( 3 ) which receives the casting material located in its working area during the closing process.

4. Die casting tool according to one of the preceding claims, characterized by an ejector for that of the shut-off device cast material displaced during the closing process.

5. Die-casting tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shut-off device is designed such that when the casting run is blocked, the casting material displaced or received by the shut-off device ver remains connected to the casting material contained in the mold cavity via a web ( 8 ) which forms.