DE10135724B4

DE10135724B4 - Abdichtung von Formen

Info

Publication number: DE10135724B4
Application number: DE2001135724
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr.-Ing. Stummer
Original assignee: Mueller Weingarten AG
Current assignee: Oskar Frech GmbH and Co KG
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: DE10135724A1

Abstract

Druckgieß- oder Spritzgießform mit einer festen (5) und einer beweglichen (6) Formhälfte die über eine, mittels Druckmedium druckbeaufschlagte Dichtung gegeneinander abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (8, 11) als vorformbarer, elastischer Profilkörper mit druckseitig offener Profilform (8) oder einen Druckhohlraum bildender Profilform (11) ausgebildet ist, wobei die Profilform (8, 11) mit einem Druck mit regelbarem Druckbereich zwischen 1 bar Unterdruck und 11 bar Überdruck beaufschlagt ist.

Description

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
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.
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.

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.

Aus der DE 44 04 581 A1 ist eine Profilgebung für eine Dichtschnur bekannt geworden, die aufgrund ihrer Formgebung ein hochelastisches Verhalten aufweist.

Die Verwendung von elastischen Dichtmitteln beim Vakuumguß ist aus der DE 196 05 727 A1 bekannt.

Das Dokument DE 68 901 688 T2 zeigt ein Formwerkzeug mit einer flexiblen Membran die zur Fixierung von Kernen oder Kernblöcke dient.

Schließlich zeigt die DE 38 15 455 A1 eine aufblasbare Dichtung die in einem Hohlraum eines abzudichtenden Körpers angeordnet ist. Aufgrund den baulichen Gegebenheiten eignet sich die Dichtung insbesondere zur Abdichtung zwischen stumpf aufeinanderstoßenden Enden von Rohren oder zur Abdichtung von Wellen oder im Bereich von gradlinig verlaufenden Spalten.

Die Abdichtung von Druckgieß- oder Spritzgießformen in spezieller Anordnung ist in diesem Dokument nicht angesprochen.

Aufgabe und Vorteil der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, 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.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Dichtungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

In den Unteransprüchen sind zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Formabdichtung aufgeführt.

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.

Besonders günstig ist bei der vorgeschlagenen Erfindung, daß die Druckbeaufschlagung der Dichtung erst bei geschlossener Form erfolgt, wodurch ebenfalls ein Dichtungsüberstand vermieden wird.

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.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die günstige Anpassung der Dichtung an Unebenheiten der Formtrennflächen.

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.

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.

Wird zur Qualitätsverbesserung der Druckgußteile ein Begasungs- oder Evakuierungsverfahren der Form eingesetzt, so ist dieses nach der Formabdichtung sehr effektiv möglich.

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.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich auch aus den Zeichungen der nachfolgenden Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:
1 die Darstellung einer Vakuum-Druckgießmaschine mit geschlossenen Formhälften
2a eine Einzelheit der Dichtung mit offener Profilform
2b wie 2a, jedoch mit geschlossener Profilform
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bezüglich dem allgemeinen Aufbau, sowie den wesentlichen Funktionsmerkmalen, der in 1 dargestellten Vakuum-Druckgießmaschine 1 wird auf die EP 0 051 310 verwiesen. Angedeutet ist die feste Aufspannplatte 2 und die gewegliche 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.
Die erfindungsmäßige Dichtungsanordnung 7 ist beispielhaft in der festen Formhälfte 5 angeordnet. 2 Varianten der Dichtungsausführung sind in den 2a und 2b abgebildet.
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 2b könnte ein geschlossenes Dichtungsprofil 11 ausgeführt werden. In dieses Profil werden ein oder mehrere schlauchartige Anschlüsse 12 eingebracht durch welche die Druckbeaufschlagung erfolgt.
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.

Claims

Druckgieß- oder Spritzgießform mit einer festen (5) und einer beweglichen (6) Formhälfte die über eine, mittels Druckmedium druckbeaufschlagte Dichtung gegeneinander abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (8, 11) als vorformbarer, elastischer Profilkörper mit druckseitig offener Profilform (8) oder einen Druckhohlraum bildender Profilform (11) ausgebildet ist, wobei die Profilform (8, 11) mit einem Druck mit regelbarem Druckbereich zwischen 1 bar Unterdruck und 11 bar Überdruck beaufschlagt ist.
Druckgieß- oder Spritzgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Aufnahme der Dichtung (8, 11) erforderliche Nut (9) in der festen (5) oder beweglichen (6) Formhälfte eingebracht ist.
Druckgieß- oder Spritzgießform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (9) trapezförmig ausgebildet ist.
Druckgieß- oder Spritzgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckbeaufschlagung der offenen Profilform (8) über einen Kanal (10) und der geschlossenen Profilform (11) über einen Anschluss (12) erfolgt.
Druckgieß- oder Spritzgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckmedium Gas verwendbar ist, wobei der Druck als regelbarer Unter- oder Überdruck ausgebildet ist.
Druckgieß- oder Spritzgießform nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Reinigung der Dichtung (8, 11) vorgesehen sind, wobei durch eine wechselnde Unter- oder Überdruckbeaufschlagung eine Expandierung oder Kontrahierung erreichbar ist.