DE1583631C3

DE1583631C3 - Press-in device for hydraulically operated die casting machines

Info

Publication number: DE1583631C3
Application number: DE19671583631
Authority: DE
Inventors: Georg 6080 Gross-Gerau Meinhardt
Original assignee: Badische Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Badische Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1967-11-10
Filing date: 1967-11-10
Publication date: 1975-11-06
Also published as: DE1583631A1; DE1583631B2; GB1233060A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einpreßvorrichtung für hydraulisch betriebene Druckgießmaschinen, mit einem Niederdruckspeicher zur Beaufschlagung des Preßkolbens während der Füllphase und mit einem Hochdruckspeicher zur Beaufschlagung des Preßkolbens während der End- und Nachdruckphase.The invention relates to a press-fit device for hydraulically operated die casting machines, with a Low pressure accumulator for loading the plunger during the filling phase and with a high pressure accumulator to act on the plunger during the final and holding pressure phase.

Der Gießvorgang von Druckgießmaschinen läuft normalerweise in mehreren Stufen ab. So wird in der Anfangsphase des Gießvorganges eine nur kleine Geschwindigkeit des Preßkolbens vorgesehen, um ein Spritzen der Schmelze au vermeiden. In der eigentlichen Füllphase werden regelmäßig hohe Geschwindigkeiten des Preßkolbens mit relativ niedriger Druckbeaufschlagung gewählt, um den Füllvorgang rasch durchzuführen, während in der End- und Nachdruckphase erheblich höhere Preßdrücke erforderlich sind und deshalb der Preßkolben mit hohem Druck beaufschlagt wird.The casting process of die casting machines normally takes place in several stages. So in the initial phase of the casting process only a small speed of the plunger is provided a splash of molten avoid au. In the actual filling phase, high plunger speeds with relatively low pressurization are regularly selected in order to carry out the filling process quickly, while considerably higher pressures are required in the final and holding pressure phase and therefore high pressure is applied to the plunger.

Bei einer bekannten Einpreßvorrichtung der eingangs erläuterten Art (DT-PS Il 58 669) wird in der Ftillphase des Gießvorgangs der Preßkolben durch einen Niederdruckspeicher mit relativ hohem Trcibmittelvolumen beaufschlagt. Durch einen Umschaltvorgang wird zu Beginn der End- und Nachdruckphase der Preßkolben mit einem Hochdruckspeicher in Verbindung gebracht. Das Umschalten erfolgt, wie dies allgemein bekannt ist, schlagartig (vgl. DT-PS 5 00 227).In a known press-fit device of the type explained above (DT-PS Il 58 669) is in the Ftill phase of the casting process of the plunger through a low-pressure accumulator with a relatively high volume of fluid applied. By switching over, the Brought plunger with a high pressure accumulator in connection. Switching takes place as is generally the case is known, suddenly (see. DT-PS 5 00 227).

Infolge der Abbremsung der bewegten Massen der Einpreßvorrichtung in der Schlußphase des Gießvorganges entstehen bei den bekannten Druckgießmaschinen außerordentlich hohe Druckspitzen, die die Anlage sehr belasten. Man hat daher bereits vorgeschlagen, diese Druckspitzen dadurch zu verringern, daß man den Druckspeicher und den den Preßkolben aufnehmenden Zylinder in unmittelbarer Nähe zueinander anordnet und den freifliegenden Kolben des Druckspeichers sowie den Großteil der beweglichen Teile der ganzen Vorrichtung aus Leichtmaterial herstellt (CH-PS 4 17 863). Hierdurch werden das Volumen an Treibmittel zwischen dem Druckspeicher und dem Preßkolben sowie die Massen des Preßkolbens und des im Druckspeicher angeordneten freifliegenden Kolbens klein gehalten. Die hierdurch erzielte Massenverringerung der bewegten Massen ist jedoch vergleichsweise gering, da der Treibmittelinhalt des Hochdruckspeichers und die Größe des darin angeordneten freifliegenden Kolbens einen bestimmten Wert nicht unterschreiten dürfen, wenn der geforderte hohe Druck in der Schlußphase des Gießvorganges auf den Preßkolben erreicht werden soll. Da die Gasbeaufschlagung des Hochdruckspeichers durchwegs mit Stickstoffflaschen erfolgt, die mit einem Höchstdruck von nur 140 atü gehandelt werden (vgl. »Gießerei« 52 (1965), Heft 18, Seite 559), höhere Gasdrücke daher nicht zur Verfügung stehen, ist der Verringerung des Druckmittelvolumcns für den Hochdruckspeicher in der Praxis sehr bald eine Grenze gesetzt. Dies hat bisher dazu geführt, daß das Volumen des Hochdruckspeichers in der gleichen Größenordnung gehalten werden mußte wie das des Niederdruckspeichers (vgl. DT-PS 11 58 669).As a result of the braking of the moving masses of the press-fit device in the final phase of the casting process In the known die casting machines, extraordinarily high pressure peaks occur that affect the system very burdensome. It has therefore already been proposed to reduce these pressure peaks in that one the pressure accumulator and the cylinder receiving the plunger are arranged in close proximity to one another and the free-floating piston of the accumulator and most of the moving parts of the whole device made of light material (CH-PS 4 17 863). This will increase the volume Propellant between the pressure accumulator and the plunger and the masses of the plunger and the in the pressure accumulator arranged free-flying piston kept small. The mass reduction achieved in this way of the moving masses is comparatively small, however, since the propellant content of the high-pressure accumulator and the size of the free-floating piston arranged therein does not fall below a certain value allowed if the required high pressure in the final phase of the casting process on the plunger should be achieved. Since the gas supply to the high-pressure storage tank is consistently carried out with nitrogen bottles takes place, which are traded at a maximum pressure of only 140 atmospheres (cf. »Foundry« 52 (1965), Issue 18, page 559), higher gas pressures are therefore not available, is the reduction of the pressure medium volume Very soon a limit was set for the high-pressure accumulator in practice. This has so far been about it led that the volume of the high pressure accumulator had to be kept in the same order of magnitude like that of the low-pressure accumulator (see DT-PS 11 58 669).

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Einpreßvorrichtung der eingangs erläuterten Art die bewegten Massen der Vorrichtung noch kleiner zu halten, als dies bisher möglich war, beispielsweise ein Volumverhältnis von l:5des Hochdruckspeichers zum Niederdruckspeicher zu erzielen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von der eingangs erläuterten bekannten Einpreßvorrichtung dadurch gelöst,The invention is therefore based on the object in a press-fit device of the type explained at the beginning to keep the moving masses of the device even smaller than was previously possible, for example a To achieve a volume ratio of 1: 5 of the high-pressure accumulator to the low-pressure accumulator. According to the invention this object is achieved on the basis of the known press-in device explained at the beginning,

daß der Hochdruckspeicher ein an sich bekannter Öl/-Gas-Druckspeicher mit fliegendem Kolben ist, nur einen Bruchteil des Volumens des Niederdruckspeichers aufweist und auf seiner Gasseite mit der Gasseite eines Öl/Gas-Steuerdruckspeichers mit fliegendem Kolben verbunden ist, dessen Ölfüllung veränderbar ist. Infolge der veränderlichen Ölfüllung des Steuerdruckspeichers lassen sich mittels der in der Druckgießmaschine ohnehin vorhandenen Hydraulikpumpen erheblich höhere Drücke im Hochdruckspeicher verwirklichen, als dies bisher möglich war. So können im Hochdruckspeicher Drücke bis zu 280 atü zur Anwendung kommen. Daraus resultiert die Möglichkeit, die Volumina im Hochdruckspeicher erheblich zu verringern, was wiederum zu entsprechend geringen Massen-Verzögerungen und -beschleunigungen führt. Da in der Schlußphase des Gießvorgangs auf den Preßkolben nur noch der Hochdruckspeicher wirkt, weil bei dessen Einschalten der Niederdruckspeicher, beispielsweise durch ein Rückschlagventil, vom Preßkolben getrennt wird, bleiben die durch die Massenverzögerungen auftretenden Druckspitzen außerordentlich gering.that the high-pressure accumulator is a known oil / gas pressure accumulator with a flying piston is only a fraction of the volume of the low-pressure accumulator has and on its gas side with the gas side of an oil / gas control pressure accumulator with flying Piston is connected, the oil filling can be changed. As a result of the variable oil filling of the control pressure accumulator can be achieved by means of the hydraulic pumps that are already present in the die casting machine Realize significantly higher pressures in the high-pressure accumulator than was previously possible. So in the High-pressure accumulator pressures up to 280 atü are used. This results in the possibility of the Significantly reduce volumes in the high-pressure accumulator, which in turn leads to correspondingly low mass delays and accelerations. Since in the final phase of the casting process on the plunger only the high-pressure accumulator is still effective, because when it is switched on, the low-pressure accumulator, for example, through a check valve, which is separated from the plunger, remain the ones caused by the mass delays Extremely low pressure peaks.

Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß durch eine entsprechende Veränderung des Drucks der ölfüllung ein kontinuierlich regelbarer Nachdruck auf den Preßkolben einstellbar ist.Another advantage is that by changing the pressure of the oil filling accordingly a continuously adjustable back pressure can be set on the plunger.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further expedient refinements of the invention emerge from the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows

F i g. 1 ein schematisches Schnittbild einer Einpreßvorrichtung im Ruhezustand vor Beginn des Gießvorgangs, F i g. 1 is a schematic sectional view of a press-fit device at rest before the start of the casting process,

Fig.2 die gleiche Vorrichtung während der Formfüllphase des Gießvorgangs,2 shows the same device during the mold filling phase the casting process,

F i g. 3 die gleiche Vorrichtung während der Endphase des Gießvorgangs.F i g. 3 the same device during the final phase of the casting process.

In den F i g. 1 bis 3 ist mit 1 der Preßkolben bezeichnet, der in einem Preßzylinder 2 verschiebbar ist. Dieser Preßkolben betätigt mit seinem aus dem Preßzylinder herausragenden Stößel den eigentlichen, hier nicht dargestellten Gießkolben. Druckspeicher 3 ist ein vom Druckgefäß 12 her mit relativ niedrigem Druck beaufschlagter Speicher, dessen Treibmittelvolumen ausreicht, um den Preßkolben entlang seines Arbeitshubs, d. h. für die Anlauf- und Formfüllphase des Gießvorgangs, zu bewegen. Das Treibmittelvolumen des unter hohem Druck stehenden Endphasen-Druckspeichers 4 ist so klein gehalten, daß es gerade zur Rückstellung des Rückschlagventils 8 und zum Nachdrücken des Preßkolbens 1 ausreicht. Die Ventile 5, 6, 7, 8 und 9 dienen, wie noch beschrieben wird, der Zweiphasen-Geschwindigkeitssteuerung des Preßkolbens. Ventil 10 bewirkt das An- und Abschalten des Endphasen-Druckspeichers 4 an den Preßzylinder. Seine nicht weiter dargestellte Steuerung geschieht entweder unter Ausnutzung des sich bei Formfüllung aufbauenden Gegendrucks von der Gießform her oder in Abhängigkeit vom Weg des Preßkolbens 1, wobei eine zusätzliche, von der jeweiligen Gießform bzw. Gießmaterial usw. abhängige Einstellmöglichkeit des Betätigungszeitpunktes vorgesehen ist. Der Steuerdruckspeicher 11 ist an den Endphasen-Druckspeicher 4 angeschlossen und bewirkt durch eine veränderliche ölfüllung 17 auf der dem Speicher 4 abgewandten Seite seines frei fliegend angeordneten Kolbens 18 eine Druckänderung des Gases im mit dem Speicher 4 verbundenen Zylinderraum 19, wodurch ein kontinuierlich regulierbarer Nachdruck oder Enddruck auf den Preßkolben 1 ermöglicht wird. Leitung 13 mit Ventil 14 dient der Rückführung des Kolbens 20 der Druckeinrichtung 3; über Leitung 15 mit Ventil 9 wird der Preßkolben 1 und damit der Kolben 21 des Druckspeichers 4 zurückgestellt. Weitere Leitungen, die einem Überlauf oder einem Nachfüllen u. dgl. dienen, sind als für das Verständnis der erfindungsgemäßen Lösung nicht wesentlich in der Zeichnung weggelassen.In the F i g. 1 to 3, 1 denotes the plunger which is displaceable in a press cylinder 2. This The plunger actuates the actual plunger protruding from the plunger cylinder, not here shown casting piston. Pressure accumulator 3 is acted upon by the pressure vessel 12 with a relatively low pressure Storage device, the volume of which is sufficient to propel the plunger along its working stroke, d. H. for the start-up and mold filling phase of the casting process. The propellant volume of the under high pressure end-phase accumulator 4 is kept so small that it is just for resetting of the check valve 8 and for pushing down the plunger 1 is sufficient. Valves 5, 6, 7, 8 and 9 serve, as will be described, the two-phase speed control of the plunger. Valve 10 causes the end-phase pressure accumulator 4 to be switched on and off on the press cylinder. Its not further shown Control takes place either using the counter-pressure that builds up when the mold is filled from the mold or depending on the path of the plunger 1, with an additional, The actuation time can be set depending on the respective casting mold or casting material, etc. is provided. The control pressure accumulator 11 is connected to the end-phase pressure accumulator 4 and caused by a variable oil filling 17 on the side facing away from the memory 4 of its free-flying arranged piston 18 a pressure change of the gas in the cylinder chamber connected to the memory 4 19, whereby a continuously adjustable downstream pressure or final pressure on the plunger 1 is made possible. Line 13 with valve 14 is used to return the piston 20 of the pressure device 3; via line 15 with valve 9, the plunger 1 and thus the piston 21 of the accumulator 4 is reset. Further Lines that serve for an overflow or a refill and the like are considered for the understanding of the invention Solution not essentially omitted in the drawing.

Die Einpreßvorrichtung arbeitet wie folgt:The press-in device works as follows:

Zur Rückführung der Vorrichtung in ihre Ruhelage nach einem Arbeitshub werden die Leitungen 13 und 15 von nicht dargestellten Aggregaten her mit Treibflüssigkeiten unter entsprechendem Druck beaufschlagt, so daß der Preßkolben 1 und die Kolben der Druckspeieher 3, 4 und U in ihre Ausgangslage zurückkehren. Mit Schließen der Ventile 5, 6, 7, 8, 9, 10 und 14 ist die Vorrichtung für einen neuen Gießvorgang bereit, wie in F i g. 1 dargestellt ist.To return the device to its rest position after a working stroke, the lines 13 and 15 pressurized with propellant fluids under the appropriate pressure from units not shown, see above that the plunger 1 and the pistons of the pressure accumulators 3, 4 and U return to their original position. When the valves 5, 6, 7, 8, 9, 10 and 14 are closed, the device is ready for a new casting process, such as in Fig. 1 is shown.

Nach Bereitstellen einer neuen Gießform und entsprechenden Gießmaterials wird durch das öffnen der Ventile 5, 7 und 9 und damit der Rückschlagventile 6 und 8 der Preßkolben in an sich bekannter Weise mehrphasig beschleunigt. Eine Augenblicksaufnahme der Einpreßvorrichtung während der Formfüllphase des Gießvorgangs zeigt F i g. 2 in schematischer Schnittdarstellung. Für den langsamen Anlauf des Kolbens wird zunächst Ventil 5 und damit Rückschlagventil 6 geöffnet. Der enge Zuflußkanal 16 und das zunächst geschlossene Ventil 9 sorgen dafür, daß sich das Gießmaterial langsam auf die Form zu bewegt. Etwa bei Erreichen der Gießform wird Ventil 7 geöffnet, so daß der Preßkolben 1 auf seiner ganzen Fläche mit dem Druckmittel des Druckspeichers 3 beaufschlagt wird und somit seine Hubbewegung stark beschleunigt, wobei die Treibflüssigkeit vor der Abtriebsfläche des Preßkolbens durch das mittlerweile geöffnete Ventil 9 rasch entweichen kann. Die auf Grund der hohen Beschleunigung erreichte, hohe Kolbengeschwindigkeit wird während der gesamten Formfüllungsphase des Gießvorgangs aufrechterhalten, wobei ein auf Grund frühzeitiger Erstarrung eintretendes mangelhaftes Füllen der Gießform vermieden wird. Ist die Gießform mit Gießmaterial angefüllt, so hat die Erstarrung des Gießmaterials an den Formteilungs- und Paßfugen der Gießform bereits eingesetzt, so daß unter Anwendung hohen Drucks eine Nachverdichtung und restlose Formfüllung vorgenommen werden kann. Zu diesem Zweck wird der Endphasen-Druckspeicher 4 in den Arbeitsprozeß eingeschaltet, indem das Ventil 10, das in der bereits beschriebenen Weise vom Gegendruck der Form aus oder in Abhängigkeit vom Weg des Preßkolbens gesteuert wird, den Verbindungskanal zwischen Druckspeicher 4 und Preßzylinder 2 schlagartig öffnet. Der so sehr rasch erfolgende Druckanstieg im Zylinderraum hinter dem bereits unter Gegendruck stehenden Preßzylinder führt zu einem schlagartigen Schließen der Rückschlagventile 6 und 8, womit der Verbindungskanal zwischen Druckspeicher 3 und Preßzylinder 2 versperrt ist.After a new casting mold and the corresponding casting material have been prepared, opening the Valves 5, 7 and 9 and thus the check valves 6 and 8 of the plunger are multiphase in a manner known per se accelerated. A snapshot of the press-fit device during the mold filling phase of the F i g shows the casting process. 2 in a schematic sectional illustration. For the slow start of the piston valve 5 and thus check valve 6 is first opened. The narrow inflow channel 16 and that first closed valve 9 ensure that the casting material moves slowly towards the mold. For example at Reaching the mold valve 7 is opened so that the plunger 1 over its entire surface with the Pressure medium of the pressure accumulator 3 is acted upon and thus its stroke movement is greatly accelerated, with the propellant fluid in front of the driven surface of the plunger through the valve 9, which has meanwhile been opened can escape quickly. The high piston speed achieved due to the high acceleration is maintained throughout the mold filling phase of the casting process, with a due Inadequate filling of the casting mold occurring early on solidification is avoided. Is the mold using Filled casting material, so has the solidification of the casting material at the molding and fitting joints Casting mold already used, so that under the application of high pressure a recompaction and residue Mold filling can be made. For this purpose, the final phase pressure accumulator 4 is in the working process switched on by the valve 10, which in the manner already described by the back pressure of the Shape is controlled from or depending on the path of the plunger, the connecting channel between Pressure accumulator 4 and press cylinder 2 suddenly opens. The very rapid rise in pressure in the cylinder space behind the press cylinder, which is already under counter pressure, leads to an abrupt closing the check valves 6 and 8, whereby the connecting channel between the pressure accumulator 3 and the press cylinder 2 is blocked.

Dieses Stadium des Gießablaufs in der Endphase zeigt F i g. 3 in schematischer Darstellung. Bei der nun unter hohem Druck erfolgenden Nachpreßverschiebung des Preßkolbens 1 sind nur noch die Massen der folgenden Teile bzw. Flüssigkeit in Bewegung: Preßkolben 1 mit anhängendem Gießkolben, Treibflüssigkeitssäule zwischen Preßkolben 1 und Kolben 21 des Druckspeichers 4 und der Kolben 21 des Druckspeichers 4. Demgegenüber wurde die Ölsäule zwischen der Preßzylindereintrittsöffnung des Kanals zum Druckspeicher 4 und dem Kolben 20 des Druckspeichers 3 sowie dieser Kolben selbst durch das Schließen der Rückschlagventile 6 und 8 abgebremst, so daß die insgesamt während der letzten Druckphase in Bewegung befindliche und damit auf Grund ihrer kinetischen Energie zu einer Staudruckspitze über dem Enddruck beitragende Masse wesentlich kleiner ist, als dies bei Anschluß des großvolumigen Druckspeichers 3 der Fall wäre.This stage of the casting process in the final phase is shown in FIG. 3 in a schematic representation. With the now Post-pressing displacement of the plunger 1 taking place under high pressure are only the masses of the following parts or liquid in motion: plunger 1 with attached pouring plunger, propellant column between the plunger 1 and piston 21 of the pressure accumulator 4 and the piston 21 of the pressure accumulator 4. In contrast, the oil column between the press cylinder inlet opening of the channel to the pressure accumulator 4 and the piston 20 of the pressure accumulator 3 and this Piston itself braked by closing the check valves 6 and 8, so that the total during the last pressure phase in motion and therefore due to their kinetic energy to a Dynamic pressure peak above the final pressure contributing mass is much smaller than when connecting the large volume Pressure accumulator 3 would be the case.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

i O OD ODl Patent Claims:

1. Press-in device for hydraulically operated die casting machines, with a low-pressure accumulator to act on the plunger during the filling phase and with a high pressure accumulator for acting on the plunger during the final and holding pressure phase, characterized in that, that the high pressure accumulator (4) is a known oil / gas pressure accumulator with flying Piston (21) is only a fraction of the volume of the low-pressure accumulator (3) and has its gas side with the gas side of an oil / gas control pressure accumulator (11) with flying Piston (18) is connected, the oil filling (17) can be changed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the connecting channel between the End-phase pressure accumulator (4) and the press cylinder (2) a valve (10) is provided, depending on which the control taking place from the plunger path has a position adjustment facility.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the connecting channel between the End-phase pressure accumulator (4) and the press cylinder (2) a valve (10) is provided, which is one in Has depending on the Fonnfüll taking place control.