DE102020115102A1

DE102020115102A1 - Kühleinrichtung für die Gießkammer einer Kaltkammermaschine und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102020115102A1
Application number: DE102020115102.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2020-06-06
Publication date: 2020-12-31

Abstract

Beim Kaltkammerverfahren zum Druckgießen von Metallen, wie Aluminium und Magnesium, ist die dabei eingesetzte Gießkammer einer extremen Belastung aus den für diese Metalle erforderlichen hohen Schmelztemperaturen des Gussmaterials und dem hohen Druck des Presskolbens ausgesetzt. Während des Druckgießens ist die Gießkammer, bedingt durch den unterschiedlichen Befüllungsstand mit Gussmaterial unterschiedlicher Temperatur, geometrischen Verwerfungen ausgesetzt. Der Gießkammerkörper der Gießkammer kann sich infolge der unterschiedlichen thermischen Belastung unkontrolliert ausdehnen, das zu unrunden Verformungen der Gießkammerbohrung, mit der Folge des erhöhten Verschleißes des in der Gießkammer laufenden Druckkolbens sowie der Gießkammerinnenwandung selbst führen kann. Es ist daher eine Gießkammer der der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass sich der in der Regel über die gesamte axiale Länge der Gießkammer erstreckende, radial und/oder mäanderförmig im Außenmantel des Gießkammerkörpers eingelassene Kühlmittelkanal, auch den eingangs beschriebenen Beanspruchungen hinsichtlich der Dichtheit gegen Austritt von Kühlmittel standhält.Der in den Außenmantel eines Gießkammerkörpers eingelassene Kühlmittelkanal zur Durchleitung eines Kühlmittels wird mit einer die gesamte Außenwandung des Gießkammerkörpers umfassenden, stoffschlüssig aufgeschweißten Beschichtung des gleichen Materials verschlossen.Die aus dem gleichen Material, wie das des Gießkammergrundkörpers stoffschlüssig, vorzugsweise mittels Laserauftragsschweißen generierte Ummantelung, gewährleistet die Dichtigkeit des Kühlmittelkanals auch bei thermisch bedingten Verwerfungen und hohen Kühlmitteldruck.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für die Gießkammer einer Kaltkammerdruckgussmaschine, mit einem in der Außenwandung des Gießkammerkörpers eingelassenen Kühlmittelkanal. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Kühlmittelkanals im Gießkammerkörper einer Kaltkammermaschine.
Beim Kaltkammerverfahren zum Druckgießen von Metallen, wie Aluminium und Magnesium, ist die dabei eingesetzte Gießkammer ( DE 44 40 933 C1 ) einer extremen Belastung aus den für diese Metalle erforderlichen hohen Schmelztemperaturen des Gussmaterials und dem hohen Druck des Presskolbens ausgesetzt.
Während des Druckgießens ist die Gießkammer, bedingt durch den unterschiedlichen Befüllungsstand mit Gussmaterial unterschiedlicher Temperatur, geometrischen Verwerfungen ausgesetzt. Der Gießkammerkörper der Gießkammer kann sich infolge der unterschiedlichen thermischen Belastung unkontrolliert ausdehnen, das zu unrunden Verformungen der Gießkammerbohrung, mit der Folge des erhöhten Verschleißes des in der Gießkammer laufenden Druckkolbens sowie der Gießkammerinnenwandung selbst führen kann.
Es ist daher bekanntgeworden, die Gießkammer einer Kaltkammermaschine mit einer Kühleinrichtung zu versehen. Diese kann im Wesentlichen aus einen sich über die axiale Länge der Gießkammer erstreckenden Kühlmittelkanal bestehen, der praktisch beliebig, wie beispielsweise wendelförmig, in den Außenmantel des Gießkammerkörpers eingelassen sein kann. Die Abdichtung des Kühlmittelkanals erfolgt in der Regel durch einen Außenmantel, der auf den Innenzylinder des Gießkammerkörpers aufgepresst ist.
Mit den EP1156900 , DE1999108392 wurde zur Vermeidung von Temperaturspannungen bei einer Gießkammer, bestehend aus einen Außenmantel und einen in den Außenmantel eingesetzten und mit diesen durch Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder, vorgeschlagen, in dem Ringspalt zwischen Außenmantel und Innenzylinder einen Kühlmittelkanal auszubilden. Dieser, entweder in der Innenwandung des Außenmantels oder in der Außenwandung des Innenzylinders eingelassene Kühlmittelkanal, soll sich im Wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Gießkammer erstrecken.
Nachteilig ist es dabei, dass im Falle des Einlasses des Kühlmittelkanals in die Außenwandung des Innenzylinders dessen Abdichtung allein von der darüber liegenden, lediglich aufgepressten Innenwandung des Außenmantels, übernommen werden muss. Verzieht sich der Gießkammerkörper infolge der vorgenannten thermischen Belastung, kann bei den erforderlichen Kühlmitteldruck von bis zu 20 bar sowie dem Druck des Presskolbens von bis zu 600 bar eine Undichtheit des Kühlmittelkanals auftreten.
In der JPS6167556 wird ebenso ein in den Außenmantel des Gießkammerkörpers eingelassener, radial umlaufender Kühlmittelkanal beschrieben, dessen Abdichtung von einer auf den Gießkammerkörper aufgepressten Hülse übernommen wird.
Auch hierbei sind, bedingt durch die thermische Beanspruchung des Gießkammerkörpers und den hohen Druck des Kühlmittels Undichtheiten des Kühlmittelkanals nicht ausgeschlossen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gießkammer der der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass sich der in der Regel über die gesamte axiale Länge der Gießkammer erstreckende, radial und/oder mäanderförmig im Außenmantel des Gießkammerkörpers eingelassene Kühlmittelkanal, auch den eingangs beschriebenen Beanspruchungen hinsichtlich der Dichtheit gegen Austritt von Kühlmittel standhält.
Diese Aufgabe wird mit einen in den Außenmantel eines Gießkammerkörpers eingelassenen Kühlmittelkanal zur Durchleitung eines Kühlmittels sowie einen über den Kühlmittelkanal liegenden Abdeckblechs dadurch erfindungsgemäß gelöst, dass der mit dem Abdeckblech versehene Kühlmittelkanal mit einer die gesamte Außenwandung des Gießkammerkörpers umfassenden, stoffschlüssig aufgeschweißten Beschichtung des gleichen Materials verschlossen ist.
Die aus dem gleichen Material, wie das des Gießkammergrundkörpers stoffschlüssig, vorzugsweise mittels Laserauftragsschweißen generierte Ummantelung, gewährleistet die Dichtigkeit des Kühlmittelkanals auch bei thermisch bedingten Verwerfungen und hohen Kühlmitteldruck.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

1 eine schematische Schnittdarstellung der Gießkammer einer Kaltkammermaschine mit radial gewendelten und mittels Laserauftragsschweißen verschlossenen Kühlmittelkanal
2 eine schematische Schnittdarstellung eines Abschnittes der Gießkammer mit Kühlmittelkanal und stoffschlüssig aufgeschweißter Ummantelung.

Die in 1 schematisch dargestellte Gießkammer einer Kaltkammerdruckgussmaschine besteht im Allgemeinen aus einem hohlzylindrischen Gießkammerkörper 1, die Gießkammerbohrung 2 zur Aufnahme eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten Gießkolbens, ausbildend.
In der Außenwandung des in der Regel rotationssymmetrisch ausgebildeten Gießkammerkörpers 1 ist ein Kühlmittelkanal 3 eingelassen, dieser im Ausführungsbeispiel vorteilhaft eingefräst, der sich im Ausführungsbeispiel radial gewendelt axial über Länge der Gießkammer erstreckt.
Der in 2 schematisch dargestellte Abschnitt der Wandung des Gießkammerkörpers 1 zeigt den in dessen Außenwandung eingelassenen Kühlmittelkanal 3, dieser mit einem Abdeckblech 4 versehen sowie die über den gesamten Umfang des Gießkammerkörpers 1 stoffschlüssig aufgetragene, den Kühlmittelkanal 3 verschließende Ummantelungsschicht 5.
Ein zusätzlicher Aspekt zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung für eine der zuvor beschriebenen Gießkammer mit folgenden Schritten.
Nachdem zunächst in die Außenwandung des Gießkammerkörpers 1 ein Kühlmittelkanal eingelassen ist und dieser anschließend mit einen Abdeckblech 4 verschlossen ist, wird auf die gesamte Außenwandung des Gießkammerkörpers 1 eine Ummantelungsschicht 5 mit einer Dicke von mindestens 2 mm aus dem entsprechenden gleichen Material mittels Laserauftragsschweißen generiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4440933 C1 [0002]
EP 1156900 [0005]
DE 1999108392 [0005]

Claims

Kühleinrichtung für die Gießkammer einer Kaltkammermaschine, mit in der Außenwandung eines Gießkammerkörpers eingelassenen Kühlmittelkanal und einen diesen abdeckenden Abdeckblech, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal (3) mittels einer die Außenwandung des Gießkammerkörpers (1) stoffschlüssig aufgeschweißten Ummantelung (5) verschlossen ist.
Verfahren zur Herstellung einer Kühleinrichtung für die Gießkammer einer Kaltkammermaschine, wobei zunächst in die Außenwandung des Gießkammerkörpers (1) ein Kühlmittelkanal (3) eingelassen und dieser mit einen Abdeckblech (4) abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend die Außenwandung des Gießkammerkörpers (1) mittels Laserauftragsschweißen stoffschlüssig mit diesem in einer Schichtdicke von mindestens 2 mm ummantelt wird.