DE102019107319B4 - Aufschmelzeinheit für eine Formgebungsmaschine, Formgebungsmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen - Google Patents

Aufschmelzeinheit für eine Formgebungsmaschine, Formgebungsmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Download PDF

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Abstract

Aufschmelzeinheit für eine Formgebungsmaschine, mit- einer Schmelzkammer (4), wobei die Aufschmelzeinheit (1) dazu ausgebildet ist, ein in der Schmelzkammer (4) anzuordnendes Material aufzuschmelzen und- einer Ausbringvorrichtung (8), welche Ausbringvorrichtung (8) dazu ausgebildet ist, ein aufgeschmolzenes Material aus der Schmelzkammer (4) auszubringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschmelzeinheit (1) wenigstens eine Eindüsvorrichtung (14) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, Rückstände des aufgeschmolzenen Materials nach dem Aufschmelzen und dem Ausbringen mittels eines eingedüsten Mediums aus der Schmelzkammer (4) auszublasen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufschmelzeinheit für eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, sowie eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Aufschmelzeinheit und ein Verfahren zum Betreiben einer Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 10.
  • Unter Formgebungsmaschinen können dabei Druckgussmaschinen, Spritzpressen, Spritzgießmaschinen oder dergleichen verstanden werden. Im Folgenden wird der Stand der Technik anhand einer Druckgussmaschine dargestellt. Analoges gilt in Bezug auf allgemeine Formgebungsmaschinen.
  • Durch den Stand der Technik bekannte Druckgussmaschinen weisen in der Regel eine Schmelzkammer auf, wobei die Aufschmelzeinheit so ausgebildet ist, ein in der Schmelzkammer anzuordnendes Material aufzuschmelzen. Dieses aufzuschmelzende Material (kann auch als Rohmaterial angesehen werden) kann in Form von Barren, welche auch als Ingot bezeichnet werden (Ingot = engl. Barren) bereitgestellt wird und kann über ein Pick-and-Place-Handling-System der Schmelzkammer zugeführt werden. Ein solches Ingot weist bereits die genau dosierte Masse an zu verarbeitendem Material während eines Zyklus auf.
  • Das induktive erhitzen des aufzuschmelzenden Materials in der Schmelzkammer kann durch eine der Aufschmelzeinheit zugeordnete Induktionsspule geschehen, welche zumindest teilweise um die Schmelzkammer angeordnet ist. Durch Induktion kann somit das Ingot (im Folgenden auch Rohmaterial oder aufzuschmelzendes Material genannt) aufgeschmolzen werden.
  • Um zu verhindern, dass das aufgeschmolzene Material mit der Umgebungsluft - genauer gesagt mit dem in der Umgebungsluft enthaltenen Sauerstoff - reagiert, kann es vorgesehen sein, dass die Schmelzkammer während des Zyklus evakuiert wird und/oder mit einem Schutzgas geflutet wird.
  • Weiters weisen gattungsgemäße Druckgussmaschinen eine Ausbringvorrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, ein aufgeschmolzenes Material aus der Schmelzkammer auszubringen. Mit einer solchen Ausbringvorrichtung kann es vorgesehen sein, dass das aufgeschmolzene Material beispielsweise aus der Schmelzkammer ausgeschoben wird und in eine Kavität eines Formwerkzeuges eingespritzt wird. Nach einem solchen Formzyklus beginnt der nächste Formzyklus, indem wieder ein aufzuschmelzendes Material (ein Ingot) der Schmelzkammer zugeführt wird.
  • Nachteilig an einem solchen Zyklus hat sich jedoch herausgestellt, dass durch die Ausbringvorrichtung oft nicht die gesamte Masse an aufgeschmolzenem Material aus der Schmelzkammer ausgebracht werden kann, wodurch in der Schmelzkammer Rückstände des aufgeschmolzenen Materials zurückbleiben.
  • Eine mögliche Variante zur Reinigung der Schmelzkammer wäre das manuelle Reinigen durch den Anlagenbediener mittels beispielsweise einer Bürste. Die manuelle Reinigung kann nur bei Maschinenstillstand erfolgen, wodurch jede Reinigung der Schmelzkammer ein Stillsetzen der Maschine fordert. Nach Stillsitzen der Formgebungsmaschine ist es des Weiteren erforderlich eine Wartezeit einzuplanen, um die Formgebungsmaschine abkühlen zu lassen, sodass eine Schmelzkammer für den Bediener zugänglich wird.
  • Das Reinigen der Schmelzkammer kann jedoch bei gewissen Prozessen nach jedem Zyklus erforderlich sein, da Rückstände in der Schmelzkammer direkten Einfluss auf einen nachfolgenden Zyklus und dessen Präzision haben.
  • Solche Rückstände können beispielsweise als Flitter oder Partikel in der Schmelzkammer verbleiben. Diese Rückstände zeichnen sich durch eine hohe Oberflächenhärte aus und weisen scharfe Grate oder Kanten auf. Durch das Verschleppen des Flitters beispielsweise mit einem Kolben, kommt es zu einem erhöhten Verschleiß zwischen dem Kolben und einer Innenwandung des Schmelzgefäßes, der die Standzeit des Werkzeug drastisch reduziert. Da die Rückstände an der Schmelzkammer in vielen Fällen nicht oder nur begrenzt anhaften, können diese über einen kurzen Druckluftimpuls abgetragen oder ausgeblasen werden.
  • Die Schrift DE 100 30 269 A1 zeigt ein Verfahren zur Formtrennmittelflutung von Gießereiformwerkzeugen, bei dem mit dem zu flutenden Gießereiformwerkzeug ein Behältnis erzeugt wird, das mit Formtrennmittel und Reiniger geflutet wird, welches anschließend aus diesem wieder abgesaugt wird. Dabei erfolgt die Entleerung über Auswerferkanäle sowie über eine Füllkammer, wobei mit dem zu benetzenden Gießereiformwerkzeug, der Füllkammer sowie einem Formtrennmitteldruckbehälter und einem Vakuumvorratsbehälter ein druckdichter Behälter erzeugt wird, aus dem die darin befindliche Luft evakuiert und anschließend die Füllkammer mit einem Formtrennmittel geflutet wird.
  • Die Schrift US 6,354,359 B2 beschreibt ein Verfahren zum Reinigen und Schmieren einer Ausbringvorrichtung einer Schmelzkammer, wobei zum Schmieren und Reinigen der Kontaktfläche zwischen der Ausbringvorrichtung und einer Hülse Luft mit Schmierstoff über Zubringkanäle eingeblasen werden kann.
  • Ferner beschreibt die Schrift DE 43 16 927 A1 eine Druckgießmaschine, die eine Gießkanne mit einem darin gefüllten Gießkolben umfasst. Um den Gießkolben an seiner Außenmantelfläche mit Schmierstoff beaufschlagen zu können, besitzt die Gießkammer einen ringförmig umlaufenden Schmiermittelkanal.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aufschmelzeinheit für eine Formgebungsmaschine, eine Formgebungsmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Formgebungsmaschine bereitzustellen, die gegenüber dem Stand der Technik eine einfache und/oder schnelle Möglichkeit zur Reinigung der Schmelzkammer darstellen, wobei vorzugsweise die Formgebungsmaschine nicht in einen Stillstand versetzt werden muss.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Aufschmelzeinheit für eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer Formgebungsmaschine mit einer solchen Aufschmelzeinheit.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Aufschmelzeinheit wenigstens eine Eindüsvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, Rückstände des aufgeschmolzenen Materials nach dem Aufschmelzen und dem Ausbringen mittels eines eingedüsten Mediums aus der Schmelzkammer auszublasen.
  • Vorteilhaft ist, dass durch die wenigstens eine Eindüsvorrichtung auf eine schnelle und effiziente Art Rückstände aus der Schmelzkammer ausgeblasen werden können. Es ist nicht weiter erforderlich, dass ein Bediener durch sein eigenes Zutun die Schmelzkammer reinigt. Die Erfindung kann eingesetzt werden, ohne eine Verlängerung der Zykluszeit nach sich zu ziehen
  • Die Schmelzkammer kann nunmehr beispielsweise während der Produktion zwischen zwei Zyklen durch ein Ausblasen gereinigt werden, was ein Verunreinigen des im nächsten Prozesszyklus aufgeschmolzenen Materials verhindert und/oder eine Prozessgenauigkeit eines nachfolgenden Prozesszyklus positiv beeinflusst.
  • Durch das Vermeiden des Stillsetzens zum Reinigen der Schmelzkammer kann die Produktion genauer und effizienter betrieben werden. Eine Produktivität und Präzision der Formgebungsmaschine kann gesteigert werden.
  • Da das aufgeschmolzene Material in der Regel keine Verbindung mit der Schmelzkammer - genauer gesagt mit der Innenwandung der Schmelzkammer - eingeht, da dies beispielsweise durch eine geeignete Werkstoffwahl verhindert werden kann, lassen sich Materialrückstände bereits durch relativ geringe Drücke an der Eindüsvorrichtung effizient ausblasen.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die wenigstens eine Eindüsvorrichtung nur einen sehr kleinen Platzaufwand erfordert, wodurch die Aufschmelzeinheit durch das Vorsehen einer Eindüsvorrichtung auch nicht nennenswert größer gestaltet werden muss.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Aufschmelzeinheit eine die Schmelzkammer zumindest bereichsweise umgebende Induktionsspule zum induktiven Aufschmelzen eines in der Schmelzkammer anzuordnenden, leitfähigen Materials aufweist. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Schmelzkammer zumindest in einem Bereich, in welchem die Induktionsspule wirkt, aus einem nicht-metallischen Material gefertigt ist, wie beispielsweise Keramik, Glas oder ähnliches.
  • Weiters kann es vorgesehen sein, dass die Eindüsvorrichtung wenigstens eine Druckluftdüse aufweist. Dies kann den entscheidenden Vorteil bieten, dass ein Druckluftsystem, welches bereits an der Formgebungsmaschine vorhanden ist, genutzt werden kann und kein separates System an der Formgebungsmaschine installiert werden muss. Natürlich können auch andere Gase, welche beispielsweise in Druckbehälter vorliegen, zum Ausblasen verwendet werden.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Trennmittel auf die Innenseite der Schmelzkammer aufbringbar ist, wobei durch das Trennmittel eine chemische Reaktion zwischen dem aufgeschmolzenen Material und einem Material der Schmelzkammer verhinderbar ist. Diesbezüglich kann es auch vorgesehen sein, dass das Trennmittel im eingedüsten Medium gelöst ist (beispielsweise durch Einbringen des Trennmittels in eine Druckluft, sodass ein Sprühnebel entsteht, welcher beim Ausblasen der Schmelzkammer gleichzeitig die Innenseite der Schmelzkammer mit dem Trennmittel benetzt).
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Ausbringvorrichtung einen Einspritzkolben aufweist, der dazu ausgebildet ist, das aufgeschmolzene Material über eine Ausbringöffnung der Schmelzkammer auszuschieben.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Schmelzkammer aus einem nicht-metallischen Material, vorzugsweise Grafit, Stein (ohne leitfähige Komponenten in einem für die Entstehung von Wirbelströmen relevanten Ausmaß), Keramik, Keramiklegierung oder einem Glas, hergestellt ist.
  • Die Schmelzkammer ist bevorzugt mit einer länglichen Innenwandung, besonders bevorzugt mit einer zylindrischen oder prismatischen Form, ausgebildet, welche eine von außen über eine Ausbringöffnung zugängliche Kammer bildet.
  • Als aufzuschmelzendes Material kommt bevorzugt ein Metall oder ein Material aus einer Metalllegierung zum Einsatz.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Eindüsvorrichtung außerhalb der Schmelzkammer - vorzugsweise an einer Öffnung der Schmelzkammer für die Ausbringvorrichtung - angeordnet ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Formgebungsmaschine, vorzugsweise eine Vakuumdruckgussmaschine, eine Kavität aufweist (beispielsweise in einem Formwerkzeug), wobei durch die Ausbringvorrichtung geschmolzenes Material aus der Schmelzkammer in die Kavität für einen Formgebungsprozess einbringbar ist.
  • Weiters wird Schutz begehrt für ein Verfahren zum Betreiben einer Formgebungsmaschine, wobei ein in einer Schmelzkammer angeordnetes Material durch eine Aufschmelzeinheit aufgeschmolzen wird und das aufgeschmolzene Material anschließend aus der Schmelzkammer ausgebracht wird, wobei nach dem Ausbringen des aufgeschmolzenen Materials die Schmelzkammer von Rückständen des aufgeschmolzenen Materials gereinigt wird, indem die Schmelzkammer ausgeblasen wird.
  • Dabei kann es vorzugsweise vorgesehen sein, dass eine zur Ausbringung des aufgeschmolzenen Materials vorgesehene Ausbringvorrichtung nach der Ausbringung aus der Schmelzkammer ausgefahren wird, sodass eine Öffnung zur Schmelzkammer freigegeben wird, wobei ein Medium durch diese Öffnung in die Schmelzkammer eingeblasen wird.
  • Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die Rückstände des aufgeschmolzenen Materials aus der Schmelzkammer durch eine Ausbringöffnung, welche Ausbringöffnung zum Ausbringen des ausgeschmolzenen Materials vorgesehen ist, ausgeblasen werden.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
    • 1a ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aufschmelzeinheit,
    • 1b einen Schnitt durch die Aufschmelzeinheit der 1a,
    • 2 eine Detailansicht einer Eindüsvorrichtung,
    • 3 a eine Detailansicht der Evakuierungsvorrichtung,
    • 3 b die in 3a gekennzeichnete Schnittdarstellung und
    • 4 eine Detailansicht einer Dichtung
  • 1a zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Formgebungsmaschine im Bereich einer Aufschmelzeinheit 1. Diese in 1a gezeigte Aufschmelzeinheit 1 weist ein Lagergehäuse 3 auf, wobei das Lagergehäuse 3 mit Kühlrippen 2 ausgestattet ist. Diese Kühlrippen 2 erlauben eine effektive Abfuhr von Wärme, welche im Einsatz der Aufschmelzeinheit 1 erzeugt wird.
  • Durch das Vorsehen von Kühlrippen 2 eines Lagergehäuses 3 kann ein bestehendes Kühlsystem einer Aufschmelzeinheit 1 ergänzt oder verbessert werden. Es kann sogar vorgesehen sein, dass durch die Kühlrippen 2 auf einzelne oder sogar alle Fluidkühlkreisläufe (wie aus dem Stand der Technik bekannt), welche mit einem fluiden Kühlmedium arbeiten, verzichtet werden kann. Es ist auch durchaus denkbar, dass die Kühlrippen 2 der Aufschmelzeinheit 1 mit zusätzliche Ventilatoren oder Lüfter auszustatten, um die Effizienz der Wärmeabfuhr durch die Kühlrippen 2 zu steigern.
  • 1b zeigt einen Schnitt durch die Aufschmelzeinheit der 1a, sodass die einzelnen Bauteile der Aufschmelzeinheit 1 besser ersichtlich sind. Diese sollen im Folgenden anhand eines allgemein beschriebenen Prozessablaufes näher erläutert werden.
  • In einem ersten Schritt der Aufschmelzeinheit 1 wird der Aufschmelzeinheit 1 ein aufzuschmelzendes Material (auch Ingot 5 genannt) zugeführt. Dabei wird diese Beladung mit dem Ingot 5 im vorliegenden Ausführungsbeispiel über ein Pick-and-Place-Handling-System der Schmelzkammer 4 über die Ausbring-öffnung 9 zugeführt, wobei diese Ausbringöffnung 9 sich an einer der Kavität zugewandten Seite der Aufschmelzeinheit 1 befindet.
  • Das Ingot 5 wird dabei in der Schmelzkammer 4 im Wirkbereich einer Induktionsspule 6 abgelegt. Hierzu wird der Einspritzkolben 7 in eine Ablagereferenzstellung gefahren und dient als mechanischer Anschlag oder auch zusätzliche Positionierungshilfe für das Beladungssystem. Nach dem Ablegen des Ingot 5 in der Schmelzkammer 4 fährt das Beladungssystem wieder aus.
  • In einem nächsten Schritt wird die Schmelzkammer 4, in welchem sich das Ingot 5 befindet, evakuiert und/oder mit einem Schutzgas geflutet, sodass das Ingot 5 beim anschließenden Aufschmelzen, genauer gesagt das aufgeschmolzene Material, nicht mit der Umgebungsluft (genauer gesagt mit dem Sauerstoff in der Umgebungsluft) reagiert, wobei Verunreinigungen (beispielsweise durch Reaktion von eisenhaltigem aufgeschmolzenen Material mit Sauerstoff zu Eisenkarbid) entstehen würden.
  • Um einen gegenüber großen Strömungsquerschnitt zu erzeugen, sodass bei der Evakuierung der Schmelzkammer 4 in kurzer Zeit ein Unterdruck erzeugbar ist, sind Ausnehmungen 15 vorgesehen.
  • Außerdem wird Luft oder Gas über einen Ringspalt 17 (Ringspaltfluidverbindung) zwischen Einspritzkolben 7 und die Schmelzkammer 4 aus der Schmelzkammer 4 abgeführt. Die Ausnehmungen 15 erlauben aber dank eines großen Strömungsquerschnittes ein sehr viel schnelleres Evakuieren als nur ein Ringspalt 17.
  • Alternativ oder zusätzlich kann eine Zuführvorrichtung vorgesehen sein, welche die Schmelzkammer 4 mit einem Schutzgas flutet.
  • Um die Schmelzkammer 4 gegenüber der Umgebung abzudichten, sind in einem hinteren Bereich des Einspritzkolbens 7 zwei Dichtungen 11 vorgesehen, welche die Kolbenstange 13 des Einspritzkolbens 7 gegenüber dem Lagergehäuses 3 abdichten (in Bezug auf diese Dichtungen 11 wird auf die 4 verwiesen, welche eine Detailansicht darstellt).
  • Nach Einbringen eines Schutzgases und/oder Evakuieren der Schmelzkammer 4 wird das Ingot 5 über die Induktionsspule 6 induktiv erhitzt und aufgeschmolzen.
  • Nachdem das Ingot 5 aufgeschmolzen wurde, wird der Einspritzkolben 7 mittels eines nicht dargestellten Linearantriebs linear in Richtung Ausbringöffnung 9 bewegt, wodurch das aufgeschmolzene Material aus der Schmelzkammer 4 ausgeschoben wird und gegebenenfalls in eine Kavität der Formgebungsmaschine (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt) eingespritzt.
  • Nach dem Ausbringen des aufgeschmolzenen Materials aus der Schmelzkammer 4 kann ein fertiges Werkstück aus der Kavität eines Formwerkzeuges der Formgebungsmaschine entnommen werden und der Einspritzkolben 7 wird zurückgefahren.
  • Da der Einspritzkolben 7 jedoch nicht immer das gesamte aufgeschmolzene Material aus der Schmelzkammer 4 auszubringt (mitunter aufgrund des Ringspaltes 17), wird der Einspritzkolben 7 in eine (zurückgefahrene) Ausblasposition gebracht, wodurch eine Öffnung 10 der Schmelzkammer 4 freigegeben wird.
  • Der Eindüsvorrichtung 14 wird es somit ermöglicht, ein Medium (in diesem Ausführungsbeispiel Druckluft) in die Schmelzkammer 4 über die Öffnung 10 einzublasen und somit Rückstände des aufgeschmolzenen Material aus der Schmelzkammer 4 über die Ausbringöffnung 9 auszublasen.
  • Nach Beendigung des Ausblasens kann der Einspritzkolben 7 wieder in eine (wie durch 1b dargestellte) Ablagereferenzstellung bewegt werden und der Zyklus kann von neuem beginnen.
  • 2 zeigt eine Detailansicht der Eindüsvorrichtung 14, wobei gut zu erkennen ist, wie der Einspritzkolben 7 mittels seiner Kolbenstange 13 in eine zurückgefahrene Position versetzt wird, sodass eine Öffnung 10 der Schmelzkammer 4 freigegeben wird. Die Schmelzkammer 4 wird dabei durch die Innenwandung des Schmelzzylinders 16 gebildet.
  • Um Rückstände aus der Schmelzkammer 4 auszublasen, kann die Eindüsvorrichtung 14 ein Medium in die Schmelzkammer 4 einblasen, wodurch Rückstände aus der Schmelzkammer 4 über die Ausbringöffnung 9 aus der Schmelzkammer 4 ausgeblasen werden.
  • Diese Rückstände zeichnen sich durch eine hohe Oberflächenhärte und scharfe Grate oder Kanten aus. Durch das Verschleppen dieser Rückstände mit dem Einspritzkolben 7 kommt es zu einem erhöhten Verschleiß zwischen dem Einspritzkolben 7 und der Innenwandung des Schmelzzylinders 16, wenn diese Rückstände aus der Schmelzkammer 4 nicht entfernt werden. Folglich leidet die Standzeit der Aufschmelzeinheit 1 drastisch darunter.
  • Da die Rückstände in der Schmelzkammer 4 nicht anhaften, können diese über eine Eindüsvorrichtung 14 leicht abgetragen und somit ausgeblasen werden. Aus diesem Grund kann bereits das Vorsehen einer einzigen Druckluftdüse direkt an der Schmelzkammer 4 am Lagergehäuse 3, welche Druckluft einbläst, ausreichen. Selbstverständlich können auch mehrere Druckluftdüsen verwendet werden.
  • 3a zeigt eine Detailansicht der Evakuierungsvorrichtung 12 im Bereich der Absaugöffnung 18, über welche die Evakuierungsvorrichtung 12 einen Unterdruck aufbaut.
  • 3b zeigt die in 3a gekennzeichnete Schnittdarstellung A-A.
  • Beim Aufbau eines Unterdrucks in der Schmelzkammer 4 (und/oder beim Fluten der Schmelzkammer 4 mit einem Schutzgas) wird über die Ausnehmung 15 und den Ringkanal 17, welcher sich zwischen dem Einspritzkolben 7 und der Innenwandung des Schmelzzylinders 16 ausbildet, Umgebungsluft aus der Schmelzkammer 4 abgeführt und/oder der Schmelzkammer 4 ein Schutzgas zugeführt.
  • Das Evakuieren und/oder das Zuführen von Schutzgas wird entweder durch eine Evakuierungsvorrichtung 12 und/oder eine Zubringvorrichtung ausgeführt, welche über die Absaugöffnung 18 Luft oder andere Gase abführt oder ein Schutzgas zuführt. Um dieses Vorgehen des Zu- oder Abführens zu beschleunigen sind, die Ausnehmungen 15 vorgesehen, welche den Querschnitt zum Evakuieren oder für das Zuführen von Schutzgas beispielsweise gegenüber einer Ausführung mit nur einem Ringspalt 17 stark vergrößert.
  • Durch Vorsehen solcher Ausnehmungen 15 kann gegebenenfalls auch auf den Ringspalt 17 verzichtet werden. Die Ausnehmungen 15 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Nuten ausgebildet, welche in der Innenwandung des Schmelzzylinders 16 vorgesehen sind.
  • Besonders günstig bei dieser Ausgestaltung der 3a und 3b ist, dass die Ausnehmungen 15 nur in einer gewissen Stellung des Einspritzkolbens 7 freigegeben sind. Wenn der Einspritzkolben 7 über die Kolbenstange 13 linear in Richtung Ausbringöffnung 9 bewegt wird, werden die Ausnehmungen 15 verdeckt, wodurch der Querschnitt zur Evakuierung oder Zuführung auf den Ringspalt 17 reduiert wird. Somit kann während des Ausbringzyklus ein Nachströmen von Umgebungsluft in die Schmelzkammer 4 verlangsamt werden.
  • Die 4 zeigt eine Detailansicht zweier baugleicher Dichtungen 11, wobei mittels der Dichtungen 11 das Lagergehäuse 3 gegenüber der Kolbenstange 13 abgedichtet wird.
  • In diesem speziellen Ausführungsbeispiel sind die Dichtungen 11 mit einem schlauchförmigen Querschnitt ausgebildet, welcher sich ringförmig an die Kolbenstange 13 anlegt. Die Dichtungen 11 weist des Weiteren Hohlräume 20 auf, welcher über Zuführleitungen 21 bildende Ventilkörper 19 mit einer Zuführvorrichtung zum Zuführen von Druckluft verbunden sind.
  • Die Dichtungen 11 sind dabei aus einem elastischen Gummiwerkstoff gebildet, wie beispielsweise Kautschuk, Polyethylen oder Polytetrafluorethylen.
  • Mittels Zuführen oder Abführen eines Füllmediums (in diesem Ausführungsbeispiel Luft) kann ein Druck in den Hohlräumen 20 der Dichtungen 11 beeinflusst werden, genauer gesagt sogar eingestellt oder geregelt werden, wodurch ein Querschnitt der Dichtungen 11 beeinflussbar ist.
  • So kann durch Druckbeaufschlagung der Dichtungen 11, genauer gesagt der Hohlräume 20 der Dichtungen 11, der Querschnitt der Dichtungen 11 vergrößert oder verkleinert werden. Der Querschnitt der Dichtungen 11 kann sich aufgrund der Einbausituation im Lagergehäuse 3 nicht vergrößern, was zu einer erhöhten Anpresskraft der Dichtung 11 an die Kolbenstange 13 bei einer Erhöhung des Druckes im Hohlraum 20 führt.
  • Demzufolge ist ein Abdichtfaktor durch die Dichtungen 11 mittels der Zuführvorrichtung steuer- oder regelbar, wodurch eine höhere Abdichtung vorgenommen werden kann. Wenn es erforderlich ist (gegebenenfalls bei einer Bewegung der Kolbenstange 13), den Abdichtfaktor zu reduziert, um einen unnötigen Verschleiß der Dichtung 11 an der Kolbenstange 13 durch Abrieb zu vermeiden, kann der Druck in den Hohlräumen 20 der Dichtungen 11 reduziert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Aufschmelzeinheit
    2
    Kühlrippen
    3
    Lagergehäuse
    4
    Schmelzkammer
    5
    Ingot
    6
    Induktionsspule
    7
    Einspritzkolben
    8
    Ausbringvorrichtung
    9
    Ausbringöffnung
    10
    Öffnung der Schmelzkammer
    11
    Dichtung
    12
    Evakuierungsvorrichtung
    13
    Kolbenstange
    14
    Eindüsvorrichtung
    15
    Ausnehmung
    16
    Schmelzzylinder
    17
    Ringspalt
    18
    Absaugöffnung
    19
    Ventilkörper
    20
    Hohlraum
    21
    Zuführleitung

Claims (12)

  1. Aufschmelzeinheit für eine Formgebungsmaschine, mit - einer Schmelzkammer (4), wobei die Aufschmelzeinheit (1) dazu ausgebildet ist, ein in der Schmelzkammer (4) anzuordnendes Material aufzuschmelzen und - einer Ausbringvorrichtung (8), welche Ausbringvorrichtung (8) dazu ausgebildet ist, ein aufgeschmolzenes Material aus der Schmelzkammer (4) auszubringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschmelzeinheit (1) wenigstens eine Eindüsvorrichtung (14) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, Rückstände des aufgeschmolzenen Materials nach dem Aufschmelzen und dem Ausbringen mittels eines eingedüsten Mediums aus der Schmelzkammer (4) auszublasen.
  2. Aufschmelzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschmelzeinheit (1) eine die Schmelzkammer (4) zumindest bereichsweise umgebende Induktionsspule (6) zum induktiven Aufschmelzen eines in der Schmelzkammer (4) anzuordnenden leitfähigen Materials aufweist.
  3. Aufschmelzeinheit nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindüsvorrichtung (14) wenigstes eine Druckluftdüse aufweist.
  4. Aufschmelzeinheit nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trennmittel auf eine Innenseite der Schmelzkammer (4) aufbringbar ist, wobei durch das Trennmittel eine chemische Reaktion zwischen dem aufgeschmolzenen Material und einem Material der Schmelzkammer (4) verhinderbar ist.
  5. Aufschmelzeinheit nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbringvorrichtung (8) einen Einspritzkolben (7) aufweist, der dazu ausgebildet ist, das aufgeschmolzene Material über eine Ausbringöffnung (9) der Schmelzkammer (4) auszuschieben.
  6. Aufschmelzeinheit nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzkammer (4) aus einem nicht-metallischem Material, vorzugsweise Graphit, Stein, Keramik, einer Keramiklegierung oder einem Glas, hergestellt ist.
  7. Aufschmelzeinheit nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindüsvorrichtung (14) außerhalb der Schmelzkammer (4) - vorzugsweise an einer Öffnung (10) der Schmelzkammer (4) für die Ausbringvorrichtung (8) - angeordnet ist.
  8. Formgebungsmaschine, vorzugsweise Vakuumdruckgussmaschine, mit einer Aufschmelzeinheit (1) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche.
  9. Formgebungsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kavität vorgesehen ist, wobei durch die Ausbringvorrichtung (8) geschmolzenes Material aus der Schmelzkammer (4) in die Kavität für einen Formgebungsprozess einbringbar ist.
  10. Verfahren zum Betreiben einer Formgebungsmaschine, vorzugsweise mit einer Aufschmelzeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein in einer Schmelzkammer (4) angeordnetes Material durch eine Aufschmelzeinheit (1) aufgeschmolzen wird und das aufgeschmolzene Material anschließend aus der Schmelzkammer (4) ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ausbringen des aufgeschmolzenen Materials die Schmelzkammer (4) von Rückständen des aufgeschmolzenen Materials gereinigt wird, indem die Schmelzkammer (4) ausgeblasen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Ausbringung des aufgeschmolzenen Materials vorgesehene Ausbringvorrichtung (8) nach der Ausbringung aus der Schmelzkammer (4) ausgefahren wird, sodass eine Öffnung (10) zur Schmelzkammer (4) freigegeben wird, wobei ein Medium durch diese Öffnung (10) in die Schmelzkammer (4) eingeblasen wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstände des aufgeschmolzenen Materials aus der Schmelzkammer (4) durch eine Ausbringöffnung (9), welche Ausbringöffnung (9) zum Ausbringen des aufgeschmolzenen Materials vorgesehen ist, ausgeblasen werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116690867A (zh) * 2023-08-04 2023-09-05 山东隽宇电子科技有限公司 一种半导体加工的成型工具

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2802428A1 (de) 1977-12-27 1979-07-26 Glazunov Einrichtung zum vakuumdruckgiessen von metallwerkstuecken
JPS62275558A (ja) 1986-05-21 1987-11-30 Toshiba Mach Co Ltd プランジヤ潤滑装置
JPH01118353A (ja) 1987-10-30 1989-05-10 Ahresty Corp 鋳造装置における射出スリーブ潤滑法
DE4313961A1 (de) 1992-04-29 1993-11-04 Nippon Denso Co Druckgussvorrichtung mit einer spruehvorrichtung fuer festes schmiermittel und vorrichtung zum reinigen von duesen
DE4316927A1 (de) 1993-05-19 1994-11-24 Mueller Weingarten Maschf Gießgarnitur für eine Druckgießmaschine
EP0718059A1 (de) 1994-12-22 1996-06-26 Alusuisse-Lonza Services AG Oxidabstreifer
DE10030269A1 (de) 2000-06-20 2002-01-03 Bruns Wuestefeld Stefan Formtrennmittelflutung von Giessereiformwerkzeugen
US6354359B2 (en) 1998-12-30 2002-03-12 Dbm Industries Ltd. Method for cleaning and lubricating an injection sleeve and plunger in a cold chamber injection unit
WO2015014532A1 (de) 2013-07-31 2015-02-05 Bühler AG Reinigungsvorrichtung

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2802428A1 (de) 1977-12-27 1979-07-26 Glazunov Einrichtung zum vakuumdruckgiessen von metallwerkstuecken
JPS62275558A (ja) 1986-05-21 1987-11-30 Toshiba Mach Co Ltd プランジヤ潤滑装置
JPH01118353A (ja) 1987-10-30 1989-05-10 Ahresty Corp 鋳造装置における射出スリーブ潤滑法
DE4313961A1 (de) 1992-04-29 1993-11-04 Nippon Denso Co Druckgussvorrichtung mit einer spruehvorrichtung fuer festes schmiermittel und vorrichtung zum reinigen von duesen
DE4316927A1 (de) 1993-05-19 1994-11-24 Mueller Weingarten Maschf Gießgarnitur für eine Druckgießmaschine
EP0718059A1 (de) 1994-12-22 1996-06-26 Alusuisse-Lonza Services AG Oxidabstreifer
US6354359B2 (en) 1998-12-30 2002-03-12 Dbm Industries Ltd. Method for cleaning and lubricating an injection sleeve and plunger in a cold chamber injection unit
DE10030269A1 (de) 2000-06-20 2002-01-03 Bruns Wuestefeld Stefan Formtrennmittelflutung von Giessereiformwerkzeugen
WO2015014532A1 (de) 2013-07-31 2015-02-05 Bühler AG Reinigungsvorrichtung

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