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Die Erfindung bezieht sich auf Formen, wie sie insbesondere in
der Druckgieß- oder Spritzgußtechnik Verwendung finden, nach dem
Oberbegriff des Anspruch 1.
Stand der Technik
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Zur Herstellung von Druckgußteilen werden in der Regel
zweiteilige Druckgießformen eingesetzt. Dabei wird unterschieden
zwischen einer festen Formhälfte und einer beweglichen
Formhälfte. Die feste Formhälfte ist starr auf der festen
Aufspannplatte befestigt, während die bewegliche Formhälfte auf
der beweglichen Aufspannplatte gespannt ist. Durch ein z. B.
horizontales Verfahren der beweglichen Aufspannplatte wird die
Druckgießform geöffnet oder geschlossen. In der Schließstellung
muß die Zuhaltekraft eine sichere Formzuhaltung gewährleisten,
damit das mit hohem Druck beaufschlagte flüssige Metall nicht
aus der Form herausspritzt oder es zu einer unerwünschten
Gratbildung in der Formtrennebene kommt. Besonders nachteilig
ist bei einer Gratbildung, dass diese sich zyklisch aufbaut und
damit dicker wird, wodurch ein sicherer Formschluß nicht mehr
gewährleistet wird, es besteht Unfallgefahr und ein
gleichmäßiger reproduzierbarer Fertigungsablauf ist nicht
gegeben.
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Ein wesentlicher Faktor für die Herstellung von Teilen guter
Qualität ist somit die Abdichtung der Form in der Formteilung
bzw. Formtrennebene. Weiterhin soll die Formabdichtung auch eine
Begasung oder Evakuierung der Form ermöglichen.
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Aus der DE 44 30 584 C2 ist eine Formabdichtung bekannt
geworden. In eine der Formhälften wird eine umlaufende Nut
eingebracht zum Einlegen eines Abstandhalters und einer massiven
Dichtung. Der Abstandshalter ist erforderlich um einen Freiraum
zu schaffen in dem ein fluides Druckmedium, z. B. Silikonöl,
unter hohem Druck eingepreßt wird um die Dichtung bei
geschlossener Form zu verformen. Bedingt durch den
Dichtungswerkstoff, Metall oder Kunststoff, und insbesondere
durch die massive, blockartige Querschnittsform schlägt die
Erfindung hohe fluide Drücke von bis zu 250 kg/cm2 zur Verformung
der Dichtung vor. Wenn das Druckmedium zu der Nut geführt wird,
wird der Abstandshalter nach oben gedrückt, um die Dichtung
gegen die gegenüberliegende Formhälfte zu pressen und plastisch
zu verformen. Nachteilig an der Ausführung ist der erforderliche
hohe fluide Druck, der insbesondere bei geometrisch vielfältigen
Dichtungsführungen und z. B. mehrteiligen Formeinsätzen in der
Praxis nicht funktionssicher abzudichten ist. Weiterhin führt
dieser hohe Druck zu einer unerwünschten Reduzierung der
Schließkraft. Zusätzlich erhöht der Abstandshalter, der
entsprechend der Dichtungsführung verlaufen muß, die Kosten.
Zudem ist bei dieser Anordnung der Dichtung ein hoher Verschleiß
durch deren zyklische Relativbewegung unvermeidbar.
Aufgabe und Vorteil der Erfindung
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Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe
zugrunde liegt, ein Dichtungssystem für eine Formteilung
vorzuschlagen, welches nicht zu einer nennenswerten
Beeinflussung der Schließkraft führt und bei jedem Gießzyklus
gleiche reproduzierbare Produktionsbedingungen gewährleistet.
Als weitere Aufgabe soll das Dichtungssystem einfach zu reinigen
und verschleißarm sein.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Dichtungsanordnung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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In den Unteransprüchen sind zweckmäßige und vorteilhafte
Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Formabdichtung
aufgeführt.
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Die Erfindung hat gegenüber dem bekannten Stand der Technik den
Vorteil, dass die Formgestaltung des Dichtprofils derart ist,
dass bereits eine geringe Druckbeaufschlagung, bevorzugt ein
gasförmiges Druckmedium, ausreicht um eine sichere Abdichtung zu
erzielen. Eine plastische Verformung tritt nicht auf und
elastisch kann die Dichtung sich rückbilden. Durch diese
Eigenschaft wird auch ein unerwünschter Überstand des vorderen
Teiles des Dichtungsprofils gegenüber der Vorderkante der
Formhälfte vermieden. Dieser Überstand bewirkt bei blockartigen
Dichtungen bereits eine Abdichtung der Formhälfte gegeneinander,
bevor diese aneinander liegen. Es kommt zu einem Druckanstieg
und Lufteinschluß in der Form und ohne Formevakuierung würde die
eingeschlossene Luft oder Gas Poren im Bauteil erzeugen und
gegebenenfalls zu Ausschuß bei den Druckgußteilen führen.
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Besonders günstig ist bei der vorgeschlagenen Erfindung, daß die
Druckbeaufschlagung der Dichtung erst bei geschlossener Form
erfolgt, wodurch ebenfalls ein Dichtungsüberstand vermieden
wird.
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Als weiterer Vorteil kann die Dichtung sowohl mit Über- als auch
mit Unterdruck beaufschlagt werden. Dieses bewirkt, dass das
Dichtungsprofil vor und/oder nach dem Gießvorgang durch
elastisches Kontrahieren oder Expandieren zurück- und vorfährt.
Sinnvoll ist dieses insbesondere während des Ausblas- bzw.
Formreinigungsvorganges, wodurch anhaftende Verunreinigungen
sich ablösen oder "abplatzen. Besonders wirkungsvoll ist es
dabei, wenn das Dichtungsprofil mehrfach zum Expandieren und
Kontrahieren gebracht wird.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die günstige Anpassung
der Dichtung an Unebenheiten der Formtrennflächen.
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Die eigentliche Ausführung des Dichtungsprofils ist sowohl in
offener als auch in geschlossener Form möglich. Als
Dichtungswerkstoff ist bevorzugt ein elastisch verformbarer
Kunststoff mit guter Temperaturbeständigkeit vorgesehen.
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Der Ablauf der Abdichtung während des Formschließvorgangs
geschieht in folgenden Stufen:
- 1. Schließen der Form bis zum Aneinanderliegen der Trennflächen
an beweglicher und fester Formhälfte. Zur Vermeidung einer
Druckerhöhung im Formhohlraum ist der Raum hinter dem offenen
Profil oder der Raum im geschlossenen Profil entweder
evakuiert oder zumindest drucklos gegenüber der
Umgebungsatmosphäre. Die Dichtkontur des offenen oder
geschlossenen Profils ist somit nicht über die Trennfläche
herausragend sondern kann gegebenenfalls etwas zurückstehen,
wodurch noch zusätzlich eingeschlossene Luft aus der Form
entweichen kann.
- 2. Schließen der Form durch Aufbringung der Schließkraft. Der
Raum hinter dem offenen Profil oder im geschlossenen Profil
wird simultan mit dem Erzeugen der Schließkraft oder nach
Erzeugen der Schließkraft mit Druck beaufschlagt. Dadurch
wird die Dichtkontur des offenen oder geschlossenen Profils
gegen die gegenüberliegende Trennfläche angepresst und
dichtet optimal ab.
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Wird zur Qualitätsverbesserung der Druckgußteile ein Begasungs-
oder Evakuierungsverfahren der Form eingesetzt, so ist dieses
nach der Formabdichtung sehr effektiv möglich.
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Bei Reinigung der Formtrennfläche, was in der Regel zyklisch
mittels Druckluftblasen erfolgt, kann die Erfindung ebenfalls in
vorteilhafter Weise eingesetzt werden. In diesem Fall wird das
offene oder geschlossene Profil kurz hintereinander mit Vakuum
beaufschlagt oder zumindest drucklos gemacht und anschließend
mit Druckgas beaufschlagt. Dies führt zu einer elastischen
Verformung der Dichtkontur, die sich zusammenzieht und wieder
erweitert. Durch die hierdurch hervorgerufene Vergrößerung und
Verkleinerung der Oberfläche lösen sich Schmutzpartikel, die
sich auf der Dichtkontur abgesetzt haben, ab und können so
leicht abgeblasen werden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich auch aus den
Zeichnungen der nachfolgenden Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen:
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Fig. 1 die Darstellung einer Vakuum-Druckgießmaschine mit
geschlossenen Formhälften
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Fig. 2a eine Einzelheit der Dichtung mit offener Profilform
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Fig. 2b wie Fig. 2a, jedoch mit geschlossener Profilform
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Bezüglich dem allgemeinen Aufbau, sowie den wesentlichen
Funktionsmerkmalen, der in Fig. 1 dargestellten Vakuum-
Druckgießmaschine 1 wird auf die EP 0 051 310 verwiesen.
Angedeutet ist die feste Aufspannplatte 2 und die bewegliche
Aufspannplatte 3. Mit 4 ist das die Aufspannplatten tragende
Maschinengestell bezeichnet. Die feste Formhälfte 5 ist auf der
festen Aufspannplatte 2 aufgespannt, während die bewegliche
Formhälfte 6 mit der beweglichen Aufspannplatte 3 verbunden ist.
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Die erfindungsmäßige Dichtungsanordnung 7 ist beispielhaft in
der festen Formhälfte 5 angeordnet. 2 Varianten der
Dichtungsausführung sind in den Fig. 2a und 2b abgebildet.
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Fig. 2a zeigt eine Dichtung mit einem offenen Profil 8 aus
einem elastischen Material welches in eine entsprechend geformte
Dichtnut 9 eingelegt wird. Diese Dichtnut 9 ist beispielhaft in
einer sogenannten Schwalbenschwanz-Form d. h. trapezförmig
ausgebildet und in der festen Formhälfte 5 eingebracht. Über
Kanal 10 wird ein im Druck regelbares Gas zugeführt welches die
zur Abdichtung erforderliche Druckbeaufschlagung des Profils
bewirkt. Ein günstiger Überdruckbereich ist 1-11 bar bezogen
aus der Außenatmosphäre. Das Dichtungsprofil 8 legt sich
breitflächig an die bewegliche Aufspannfläche 6 an, wobei der
Anpreßdruck eine direkte Funktion der gewählten
Druckbeaufschlagung des Dichtprofils ist. Gemäß der Darstellung
in Fig. 2b könnte ein geschlossenes Dichtungsprofil 11
ausgeführt werden. In dieses Profil werden ein oder mehrere
schlauchartige Anschlüsse 12 eingebracht durch welche die
Druckbeaufschlagung erfolgt.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle
fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der
Schutzrechtsansprüche. So kann insbesondere die Profilform der
Dichtung in vielfältigen Varianten ausgeführt werden, die jedoch
über eine hohe Elastizität verfügen müssen.