DE10062436A1 - Casting device used for pressure casting liquid or partially liquid metallic materials has a nozzle, and a nozzle housing having a chamber in which the nozzle is able to move linearly between a casting position and a filling position - Google Patents

Casting device used for pressure casting liquid or partially liquid metallic materials has a nozzle, and a nozzle housing having a chamber in which the nozzle is able to move linearly between a casting position and a filling position

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DE10062436A1 DE2000162436 DE10062436A DE10062436A1 DE 10062436 A1 DE10062436 A1 DE 10062436A1 DE 2000162436 DE2000162436 DE 2000162436 DE 10062436 A DE10062436 A DE 10062436A DE 10062436 A1 DE10062436 A1 DE 10062436A1
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    • B22D17/2053—Means for forcing the molten metal into the die using two or more cooperating injection pistons

Abstract

Casting device has a nozzle (6), and a nozzle housing (4) having a chamber (10) in which the nozzle is able to move linearly between a casting position (8) and a filling position (9). The housing lies on a casting opening (2) of a casting mold (1) and further includes openings to a feed unit (12) and a casting plunger (11). The feed unit is closed in the casting position and the casting opening is closed in the filling position. Preferred Features: The casting opening, casting chamber and nozzle housing can be heated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschlussdüse, insbesondere eine Giesseinrichtung mit ei­ ner solchen Verschlussdüse zum Absperren der Giesskammer zur Befülleinrichtung und zum Verschliessen der Giesskammer zur Formkavität.The invention relates to a closure nozzle, in particular a casting device with egg ner such a closure nozzle for shutting off the casting chamber to the filling device and to close the casting chamber to the mold cavity.

Verschlussdüsen sind im Stand der Technik bekannt. So zum Beispiel eine Nadelver­ schlussdüse mit Verschlussnadel gemäss EP-A-800907. Diese hat zum Spritzgiessen von flachen Werkstücken im Inneren der ihr zugehörigen Verschlussnadel über einen Teillängsbereich dieser Verschlussnadel einen Kanal, der im Inneren des Gehäuses der Nadelverschlussdüse einen Eintritt und vor dem der Spritzgiessform zugewandten frei­ en Ende der Verschlussnadel als Auslass wenigstens einen seitlichen Austritt. Die für das Spritzgiessen notwendige Offenstellung der Nadelverschlussdüse wird dadurch erreicht, dass die Verschlussnadel mit diesem Austritt aus dem Gehäuse soweit ausge­ schoben wird, bis der seitliche Austritt auf der Höhe der zu füllenden Kavität zu liegen kommt. Für die Schliessstellung ist die Verschlussnadel mit diesem Austritt in das Ge­ häuse zurückziehbar.Closure nozzles are known in the prior art. For example, a needle ver closing nozzle with locking needle according to EP-A-800907. This has for injection molding of flat workpieces in the interior of their associated valve pin via a Partial longitudinal area of this valve pin a channel that is inside the housing of the The needle valve nozzle has an inlet and is free in front of the injection mold The end of the valve pin as an outlet has at least one side outlet. The for the injection molding necessary open position of the needle valve is thereby achieved that the valve pin with this exit from the housing is pushed until the side outlet is at the level of the cavity to be filled comes. For the closed position, the locking needle is with this exit in the Ge retractable housing.

Nach der DE-C-196 08 676 weist eine Verschlussdüse einer Werkzeugform ein Schliessorgan in Form einer axial bewegbaren Nadel auf, die mittels einer schaltbaren Spule bewegt wird. Die DE-A-197 57 449 offenbart als Betätigungsorgan der Düsennadel ein Gestänge mit einem Umlenkhebel.According to DE-C-196 08 676, a closure nozzle has a tool shape Closing element in the form of an axially movable needle, which can be switched by means of a switchable Coil is moved. DE-A-197 57 449 discloses as an actuator of the nozzle needle a linkage with a bell crank.

Die DE-U-88 00 286 zeigt eine Spritzgiessmaschine, bei der eine Verschlussdüse in ei­ ner Formaufspannplatte positioniert ist, der eine Verschlussdüse eines mit separaten Schmelzekanälen versehenen Schmelzeverteilers zugeordnet ist, wobei der Schmelze­ verteiler einen Schieber mit Schmelzekanälen aufweist, um Schmelze wahlweise aus verschiedenen Kanälen verteilen zu können.DE-U-88 00 286 shows an injection molding machine in which a closure nozzle in egg ner mold platen is positioned, the one nozzle with a separate Melt channels provided melt distributor is assigned, the melt distributor has a slide with melt channels to selectively melt to be able to distribute different channels.

Die EP-A-587 483 zeigt eine Spritzeinheit mit einer kugelsegmentförmigen Verschluss­ düse, die bei einer Drehbewegung in einer Kalotte die Giesskammer oder einen, schräg hierzu angeordneten Zuführkanal freigibt, bzw. sperrt. Eine solche Einrichtung ist auf­ wendig im Betrieb und in der Herstellung.EP-A-587 483 shows an injection unit with a spherical segment-shaped closure nozzle that rotates in a spherical cap or the casting chamber, at an angle  for this purpose arranged feed channel releases or blocks. Such a facility is on agile in operation and manufacture.

Eine ähnliche Verschlussdüse, allerdings mit einem Vieleck, offenbart die US-PS 6.106.275, die noch ein Umlenken des Schmelzestromes erfordert.A similar sealing nozzle, but with a polygon, is disclosed in US Pat. No. 6,106,275, which still requires a deflection of the melt flow.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Verschlussdüse, insbesondere eine Giesseinrichtung mit einer solchen Verschlussdüse zu schaffen, die einfach im Aufbau und leicht handhabbar ist und ein sicheres Befüllen der Giesskammer mit flüssiger oder teilflüssiger Metallschmelze ermöglicht. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmaien des Anspruchs 1.The invention is based on the object, a closure nozzle, in particular a To create pouring device with such a closure nozzle, which is simple in construction and is easy to handle and safe filling of the casting chamber with liquid or partially molten metal allows. This problem is solved with the characteristic features of claim 1.

Die Metalle sind bevorzugt Metalllegierungen, insbesondere von Leichtmetallen. Eine Anwendung der Verschlussdüse ist aber auch für das Spritzgiessen von Kunststoffen denkbar.The metals are preferably metal alloys, especially light metals. A However, the closure nozzle is also used for the injection molding of plastics conceivable.

Die Lösung besteht in einer einfachen Kombination einer Verschlussdüse zu einer Giessform mit einer Absperreinheit zur Befülleinrichtung. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die Verschlussdüse kein Bestandteil des Hochgeschwindigkeitsbereiches (Einspritzkolben oder -zylinder). Die Zuordnung zwischen Verschlussdüsengehäuse, Zuführ- bzw. Befülleinrichtung und Giesskammer kann beliebig sein, d. h. schräg, par­ allel, rechtwinklig, horizontal oder vertikal usw. Der zu vergiessende Werkstoff tritt bei der erfindungsgemässen Giesseinrichtung mit Verschlussdüse nicht mit der Umge­ bungsatmosphäre in Kontakt.The solution is a simple combination of a closure nozzle to one Casting mold with a shut-off unit for the filling device. In contrast to the state of the Technology, the closure nozzle is not part of the high-speed range (Injection pistons or cylinders). The assignment between the sealing nozzle housing, Feed or filling device and casting chamber can be any, i. H. oblique, par allele, rectangular, horizontal or vertical etc. The material to be cast joins the pouring device according to the invention with a closure nozzle not with the reverse exercise atmosphere in contact.

Die Bewegung des Verschliesselementes kann mit einer beliebigen, bekannten An­ triebsart erfolgen. In jedem Fall erfolgt das Abdichten der Formkavität getrennt vom Ab­ dichten der Zuführeinrichtung.The movement of the closing element can be with any known type mode of operation. In any case, the mold cavity is sealed separately from the mold seal the feed device.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel, auf welches sie nicht beschränkt ist, an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemässen Verschlussdüse. The invention is described below in an embodiment to which it is not is limited, described in more detail with reference to a drawing. In the drawing, the only figure shows a schematic diagram of the closure nozzle according to the invention.  

An einer Giessöffnung 2 einer Giessform 1 ist ein Verschlussdüsengehäuse 4 abge­ dichtet angeordnet. In diesem Verschlussdüsengehäuse 4 ist konzentrisch zur Achse 5 der Giessöffnung 2 eine hin und her bewegbare Verschlussdüse 6 in einer Kammer 10 angeordnet. Die Verschlussdüse 6 weist eine Verlängerung in Form einer Schaltstange 7 auf, die mit einer hydraulischen Antriebsvorrichtung verbunden ist. Die Verschlussdü­ se kann zwischen einer Endstellung "Giessen" 8 und einer Endstellung "Befüllen" 9 be­ liebig verfahren werden. Ein Giesskolben 11 ist seitlich am Verschlussdüsengehäuse 4 angeordnet. Hinter der Verschlussdüse 6 weist der Kammerteil 10' noch eine Öffnung zu einer Zuführeinrichtung 12 auf. Das Verschlussdüsengehäuse 4 und die Giesskam­ mer 14 sind mit einer Heizeinrichtung 13, 15 versehen. Durch die Beheizung kann die Schmelze im Einfüllzustand gehalten werden. Die Temperiereinrichtung 3 um die Giessöffnung 2 ermöglicht eine kontrollierte Abkühlung des Angusszapfens.At a pouring opening 2 of a mold 1 , a closure nozzle housing 4 is arranged in a sealed manner. In this closure nozzle housing 4 of the teeming port 2 is arranged in a chamber 10, a reciprocating shut-6 concentric with the axis. 5 The closure nozzle 6 has an extension in the form of a switching rod 7 which is connected to a hydraulic drive device. The closure nozzle can be moved arbitrarily between an end position “casting” 8 and an end position “filling” 9 . A casting piston 11 is arranged laterally on the closure nozzle housing 4 . Behind the closure nozzle 6 , the chamber part 10 'also has an opening to a feed device 12 . The shutter nozzle housing 4 and the Giesskam mer 14 are provided with a heating device 13 , 15 . The melt can be kept in the filling state by the heating. The temperature control device 3 around the pouring opening 2 enables controlled cooling of the sprue pin.

Bei der Endstellung "Giessen" 8 der Schaltstange 7 der Verschlussdüse 13 ist die Giessöffnung 2 offen und der Kammerteil 10' verschlossen. Bei der Endstellung "Be­ füllen" 9 ist die Giessöffnung 2 von der Verschlussdüse 6 verschlossen und der Kam­ merteil 10' ist für die Zuführung von Schmelze offen. Die jeweilige Position der Ver­ schlussdüse 6 ist überwachbar.In the end position "casting" 8 of the switching rod 7 of the closure nozzle 13 , the pouring opening 2 is open and the chamber part 10 'is closed. In the end position "Be fill" 9, the pouring opening 2 is closed by the closure nozzle 6 and the Kam merteil 10 'is open for the supply of melt. The respective position of the closure nozzle 6 can be monitored.

Zur Messung der Dosierung steht ein definiertes Volumen des Zylinder/Kolbensystems zur Verfügung. Für kurze Fliesswege der Schmelze ist ein Punktanguss oder Zen­ tralanguss der Formkavität 16 möglich, so dass das gesamte Giessgewicht (Anguss und Teil) niedrig gehalten wird.A defined volume of the cylinder / piston system is available for measuring the dosage. For short flow paths of the melt, a point gate or central gate of the mold cavity 16 is possible, so that the entire casting weight (gate and part) is kept low.

Es können eines oder mehrere Befülleinrichtungen mit Schneckensystem, Matrizensy­ stem, Rinnensystem o. a. verwendet werden.One or more filling devices with a screw system, Matrizensy stem, gutter system or the like be used.

Die erforderliche Dosiergenauigkeit wird mit Hilfe des Giesskolbens 11 erreicht. Das Verschliessen der Giessöffnung 2 und der Zuführeinrichtung 12 kann zudem auch mit­ tels einzeln angesteuerter Verschliessorgane erfolgen.The required dosing accuracy is achieved with the help of the casting piston 11 . The pouring opening 2 and the feed device 12 can also be closed by means of individually controlled closing members.

In einer weiteren Variante können auch mehrere Giessöffnungen mit jeweils einzelnen Verschlussdüsen für Vielfachformen vorgesehen sein oder auch mit mehreren Angüs­ sen zu giessende Bauteile möglich sein. In a further variant, it is also possible to have several pouring openings, each with individual ones Closure nozzles can be provided for multiple shapes or with multiple gates components to be cast are possible.  

Nachfolgend wird beispielhaft ein möglicher Giesszyklus beschrieben.A possible casting cycle is described below as an example.

Bei geöffneter Giessform 1 ist die Giessöffnung 2 durch die Verschlussdüse 6 ver­ schlossen. Eine Metalllegierung wird flüssig oder teilflüssig über das Kammerteil 10' in die Kammer 10 bzw. die Giesskammer 14 eingebracht. Die Messung der Dosiermenge kann über den Hub des Giesskolbens 11 erfolgen, indem der Giesskolben 11 während des Chargierens zur Erreichung des gewünschten Volumens zurückfährt. Anschlies­ send wird die Giessform 1 geschlossen. Nachfolgend verfährt die Verschlussdüse 6 in Richtung Endstellung "Giessen" 8. Dabei wird die Giessöffnung 2 freigegeben und Kammerteil 10' sowie die Befüllöffnung verschlossen.When the mold 1 is open, the pour opening 2 is closed by the sealing nozzle 6 . A metal alloy is introduced into the chamber 10 or the casting chamber 14 in liquid or partially liquid form via the chamber part 10 '. The metering quantity can be measured via the stroke of the pouring piston 11 , in that the pouring piston 11 moves back during charging to achieve the desired volume. The mold 1 is then closed. The closure nozzle 6 then moves in the direction of the “casting” end position 8 . The pouring opening 2 is opened and the chamber part 10 'and the filling opening are closed.

Jetzt kann der Einpressvorgang nach Giesskurve mittel Giesskolben 11 erfolgen. Die in Richtung Zuführeinrichtung 12 verschlossene und in Richtung Giessform 1 offene Ver­ schlussdüse 6 verhindert eine schädigende Rückwirkung des Einpressdruckes auf die Zuführeinrichtung 12.Now the press-in process can be carried out according to the casting curve using casting piston 11 . The closing nozzle 6 , which is closed in the direction of the feed device 12 and open in the direction of the mold 1, prevents a damaging reaction of the injection pressure on the feed device 12 .

Gegen Ende der Nachdruckphase wird die Giessöffnung 2 wieder verschlossen und flüssiges Metall innerhalb der Kammer 10 von dem erstarrenden Metall getrennt. Nach Resterstarrung des Angusssystems kann die Giessform 1 geöffnet und das gegossene Teil entnommen werden. Falls nötig, wird die Formkavität 16 gesprüht. Die Chargierung für den nächsten Schuss kann starten.Towards the end of the holding pressure phase, the pouring opening 2 is closed again and liquid metal within the chamber 10 is separated from the solidifying metal. After the sprue system has solidified, the mold 1 can be opened and the cast part removed. If necessary, the mold cavity 16 is sprayed. The batch for the next shot can start.

Das Verschlussdüsengehäuse 4 ist mit einer Heizeinrichtung 13 versehen. Eine Heiz­ einrichtung 3 bzw. 15 weisen auch die Einfüllöffnung 2 und eine Giesskammer 14 für den Giesskolben 11 auf. Durch die Beheizung kann die Schmelze im Einfüllzustand ge­ halten werden. The closure nozzle housing 4 is provided with a heating device 13 . A heating device 3 and 15 also have the filling opening 2 and a casting chamber 14 for the casting piston 11 . By heating, the melt can be kept in the filled state.

Bezugszeichenreference numeral

11

Giessform
mold

22

Giessöffnung
casting opening

33

Temperiereinrichtung
tempering

44

Verschlussdüsengehäuse
Closure nozzle housing

55

Achse
axis

66

Verschlussdüse
shut-off

77

Schaltstange
shift rod

88th

Endstellung "Giessen"
End position "casting"

99

Endstellung "Befüllen"
End position "fill"

1010

Kammer
chamber

1010

' Kammerteil
'Chamber part

1111

Giesskolben
casting piston

1212

Zuführeinrichtung
feeding

1313

Heizeinrichtung
heater

1414

Giesskammer
casting chamber

1515

Heizeinrichtung
heater

1616

Formkavität
mold cavity

Claims (5)

1. Verschlussdüse, insbesondere Giesseinrichtung mit einer Verschlussdüse (6) zum Druckgiessen flüssiger oder teilflüssiger metallischer Werkstoffe, aufweisend ein Verschlussdüsengehäuse (4) mit einer Kammer (10), in welcher die Verschlussdüse (6) linear zwischen einer Enstellung "Giessen" (8) und einer Endstellung "Befüllen" (9) bewegbar angeordnet ist, das Verschlussdüsengehäuse (4) an der Giessöffnung (2) einer Giessform (1) anliegt und das Verschlussdüsengehäuse (4) noch weitere, in die Kammer (10) reichende Öffnungen zu einer Zuführeinrichtung (12) und einem Giess­ kolben (11) aufweist, wobei bei der Endstellung "Giessen" (8) der Verschlussdüse (6) die Zuführeinrichtung (12) und bei der Endstellung "Befüllen" (9) die Giessöffnung (2) verschlossen ist.1. A sealing nozzle, in particular a casting device with a sealing nozzle ( 6 ) for die-casting liquid or partially liquid metallic materials, comprising a sealing nozzle housing ( 4 ) with a chamber ( 10 ) in which the sealing nozzle ( 6 ) is linear between a setting "casting" ( 8 ) and an end position "filling" ( 9 ) is arranged such that it can move, the closure nozzle housing ( 4 ) lies against the pouring opening ( 2 ) of a casting mold ( 1 ) and the closure nozzle housing ( 4 ) has further openings into the chamber ( 10 ) to a feed device ( 12 ) and a pouring piston ( 11 ), the feed device ( 12 ) being closed in the end position "pouring" ( 8 ) of the closure nozzle ( 6 ) and the pouring opening ( 2 ) being closed in the end position "filling" ( 9 ). 2. Druckgiessmaschine, insbesondere zum Druckgiessen flüssiger oder teilflüssiger metallischer Werkstoffe, aufweisend eine Giessform (1) mit einer Giessöff­ nung (2), einen, in einer Giesskammer (14) geführten Giesskolben (11), eine Zuführein­ richtung (12) für den zu vergiessenden Werkstoff sowie eine, in einem Gehäuse ange­ ordnete Verschlussdüse (6) zum Verschliessen der Zuführeinrichtung (12), dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Verschlussdüse (6) konzentrisch zur Giessöffnung (2) angeord­ net und zwischen Endstellungen (8, 9) linear verfahrbar ist, wobei die Verschlussdüse (6) entweder an der Giessöffnung (2) oder an der Zuführeinrichtung (12) und diese ver­ schliessend anliegt.2. Die casting machine, in particular for die casting of liquid or partially liquid metallic materials, comprising a casting mold ( 1 ) with a pouring opening ( 2 ), a casting piston ( 11 ) guided in a casting chamber ( 14 ), a feed device ( 12 ) for the Potting material and a, in a housing arranged closure nozzle ( 6 ) for closing the feed device ( 12 ), characterized in that the closure nozzle ( 6 ) is arranged concentrically to the pouring opening ( 2 ) and can be moved linearly between end positions ( 8 , 9 ) is, wherein the closure nozzle ( 6 ) either at the pouring opening ( 2 ) or at the feed device ( 12 ) and this rests ver. 3. Verschlussdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessöffnung (2), eine Giesskammer (14) des Giesskolbens (11) und das Verschluss­ düsengehäuse (4), einschliesslich Teile der Zuführeinrichtung (12) beheizbar sind.3. Closure nozzle according to claim 1, characterized in that the pouring opening ( 2 ), a casting chamber ( 14 ) of the casting piston ( 11 ) and the closure nozzle housing ( 4 ), including parts of the feed device ( 12 ), are heatable. 4. Druckgiessmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Giesskammer (14), die Giessöffnung (2) und das Verschlussdüsengehäuse (4) mit an­ schliessender Zuführeinrichtung (12) beheizbar sind. 4. Die casting machine according to claim 2, characterized in that the casting chamber ( 14 ), the pouring opening ( 2 ) and the sealing nozzle housing ( 4 ) with a closing feed device ( 12 ) can be heated. 5. Verschlussdüse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass bei der Endstellung "Giessen" (8) die Zuführeinrichtung (12) und bei der Endstellung "Befüllen" (9) die Giessöffnung (2) von der Verschlussdüse (6) verschlos­ sen ist.5. Closure nozzle according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the end position "casting" ( 8 ) the feed device ( 12 ) and in the end position "filling" ( 9 ) the pouring opening ( 2 ) from the closure nozzle ( 6 ) is closed.
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