DE19923341B4 - Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine sowie Druckgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine,
bei dem in einem Vorratsbehälter befindliche Metallschmelze über eine Schmelzenzuführöffnung in dosierter Menge in eine Füllkammer gelangt und von dort mittels eines in der Füllkammer formschlüssig geführten Gießkolbens in einen die Kontur des späteren Werkstücks bestimmenden Formhohlraum einer Gießform gepresst wird, und bei dem zum Schmieren der Füllkammer-Gießkolbenanordnung ein Schmiermittel durch eine in einer Füllkammerwand ausgebildete Schmiermittelzuführöffnung in die Füllkammer eingebracht wird und der in eine Schmierposition verfahrene Gießkolben an der Kolbenumfangsfläche mit Schmiermittel benetzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gießkolben (4) in der Schmierposition (6) eine Zwischenposition in der Füllkammer (3) einnimmt, in der der Gießkolben (4) die Schmelzenzuführöffnung (12) in Hubrichtung überfahren hat.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Druckgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
• Bekannte Druckgießmaschinen zur Durchführung bekannter Druckgießverfahren, beispielsweise zur Herstellung von Aluminium-Druckgußteilen, weisen stets einen im wesentlichen ähnlichen Grundaufbau auf. So ist aus der EP 0 594 727 B1 ein Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine sowie eine Druckgießmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt, bei denen eine sich aus Formhälften zusammensetzende Gießform einen der Kontur des späteren Werkstückes entsprechenden Formhohlraum beinhaltet. Dabei wird die Metallschmelze über eine Füllkammer, die über ein Steigrohr mit einem Warmhalteofen als Vorratsbehälter für die Schmelze in Verbindung steht, in den Formhohlraum eingebracht. Die Schmierung der Füllkammer-Gießkolbenanordnung wird hier nur allgemein erwähnt, ohne nähere Ausführungen darüber zu machen. Das mengenmäßig dosierte Einbringen der Metallschmelze erfolgt hier entweder dadurch, daß im Warmhalteofen ein gewisser Überdruck aufgebaut wird, oder aber dadurch, daß in Füllkammer und Formhohlraum ein entsprechend zu bemessendes Vakuum herrscht. Dieses Vakuumdruckgießen, insbesondere das bekannte Vacuralgießverfahren, ist dabei ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung hochwertiger Leichtmetall-Gußteile, bei dem ein Gießhohlraum, bestehend aus Füllkammer und Formhohlraum, evakuiert wird, so daß eine Gasaufnahme einer einströmenden Schmelze verringert wird. Dies führt zu einer Steigerung der Schweißbarkeit, der Härtbarkeit und der Bruchdehnung des erhaltenen Gußteils.
• Daneben ist es für einen sicheren Betrieb einer Druckgießmaschine mit einer ungestörten Folge von Gießzyklen erforderlich, daß die Füllkammer-Gießkolbenanordnung für eine lange Lebensdauer von Gießkolben und Füllkammer mit Schmiermittel geschmiert werden. Problematisch hierbei ist, daß sich die Qualität der zu vergießenden Schmelze durch den Kontakt mit Schmiermittel je nach Schmiermittelmenge entscheidend verschlechtert. So führt z. B. der Kontakt mit dem Schmiermittel zum Verlust guter Duktilität des Gußteils, so daß das betreffende Druckgießverfahren für die Produktion von Sicherheitsteilen ausscheidet. Insbesondere das wegen seiner Schmelzreinheit für Sicherheitsteile angewendete Vacuralverfahren ist in seinem Erfolg besonders von der sorgfältigen Beherrschung der Schmierungstechnik der Füllkammer-Gießkolbenanordnung abhängig.
• Aus der aktuellen Gießpraxis ist es bekannt, die Füllkammerbohrung zu schmieren, indem z. B. durch einen einfahrenden, sprühenden Verteilerkopf in der Füllkammer ein Schmierfilm hergestellt wird. Dabei darf insbesondere beim Vacuralverfahren nur rückwärts gesprüht werden, um eine drohende Verschmutzung der Saugrohröffnung zu vermeiden. Auf dieses Schmieren folgt die Beschickung der Füllkammer mit Schmelze. Diese Schmelze wird anschließend über den Gießkolben aus der Füllkammer ausgestoßen und in die Gießform gepreßt.
• Nachteilig hierbei ist zum einen, daß bei einer derartigen Schmierungstechnik im wesentlichen die Schmelze mit dem Schmiermittel in Kontakt gelangt und dadurch in unerwünschter Weise verunreinigt wird. Weiter nachteilig bei dieser Schmierungstechnik ist, daß der Gießkolben hier nur mittelbar mit den Schmiermittelrestmengen nach der Schmelzenbeaufschlagung benetzt wird, so daß für eine ausreichende Schmierung der Füllkammer-Gießkolbenanordnung große Schmiermittelmengen erforderlich wären, was aber aus den eben erwähnten Gründen der unerwünschten Verschmutzung der Schmelze nicht möglich ist. Man hat hier somit die Wahl zwischen entweder einer ausreichenden Schmiermittelmenge bei damit gleichzeitig einhergehender unerwünschter Verunreinigung der Schmelze oder einer qualitativ vertretbaren Verunreinigung der Schmelze durch geringe Schmiermittelmengen, was sich jedoch negativ auf die Lebensdauer von Gießkolben und Füllkammer auswirkt. Diese Situation stellt insgesamt einen unbefriedigenden Zustand dar.
• Aus der DE 43 16 927 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine bekannt, bei dem in einem Vorratsbehälter befindliche Metallschmelze über eine Schmelzenzuführöffnung in dosierter Menge in eine Füllkammer gelangt und von dort mittels eines in der Füllkammer formschlüssig geführten Gießkolbens in einen die Kontur des späteren Werkstücks bestimmenden Formhohlraum einer Gießform gepresst wird. Zum Schmieren der Füllkammer-Gießkolbenanordnung wird ein Schmiermittel durch eine in einer Füllkammerwand ausgebildete Schmiermittelzuführöffnung in die Füllkammer eingebracht und der in eine Schmierposition verfahrene Gießkolben an der Kolbenumfangsfläche mit Schmiermittel benetzt.
• Konkret weist hier die Füllkammer in einem in Hubrichtung des Gießkolbens hinter der Schmelzenzuführöffnung liegenden Wandungsabschnitt eine umlaufende, zylindrische Schmiermittelnut auf. Über diese Schmiermittelnut in der Füllkammerwand wird der Umfangsfläche des Gießkolbens Schmiermittel zugeführt. Für die Zuführung des Schmiermittels ist eine Zuführleitung vorgesehen, die mit einem Anschlussstutzen in die Füllkammerwandung eingeführt wird, wobei die Schmiermittelzuführöffnung möglichst tangential in die Schmiermittelnut mündet. Hierdurch soll das eingepresste Schmiermittel durch die Schmiermittelzuführöffnung tangential in die ringförmige Schmiermittelnut eingepresst und ringförmig möglichst um die gesamte Kolbenumfangsfläche herumgeführt werden. Nach einer Führungsstrecke des Schmiermittels über einen Winkelbereich von mindestens 270° gelangt das Schmiermittel zu einer in der Schmiermittelnut ausgebildeten Schmiermittelaustrittsöffnung, in der Austrittsleitung mit einem Anschlussstutzen mündet, um das Schmiermittel wieder aus der Füllkammer abzuführen.
• Nachteilig bei diesem Aufbau ist, dass beim auf die Schmierung des Gießkolbens folgenden Hub, der regelmäßig als Leerhub zur Verteilung des Schmiermittels durchgeführt wird, die Schmelzenzuführöffnung unmittelbar nach der Auftragung des Schmiermittels auf den Gießkolben überfahren wird, wodurch wiederum die Gefahr besteht, dass eine erhebliche Schmiermittelmenge unkontrolliert in die Schmelzenzuführöffnung gelangt. Eine derartige Verschmutzung der Schmelzenzuführöffnung und des sich daran ggf. anschließenden Saugrohres bzw. Steigrohres bewirkt, dass die Schmelze mit dem Schmiermittel in Kontakt gelangen kann, was zu einer Verunreinigung der Schmelze mit Schmiermittel führen kann. Da die Verunreinigung mit Schmiermittel zum Verlust guter Duktilität des Gussteils führt, scheidet auch dieses Druckgießverfahren für die Produktion von Sicherheitsteilen, die eine gute Duktilität aufweisen müssen, aus. Bezüglich der gattungsgemäßen Druckgießmaschine ergeben sich die gleichen zuvor in Verbindung mit dem Verfahren geschilderten Nachteile.
• In der DE 42 43 827 A1 ist eine gegenüber dem Anmeldungsgegenstand prinzipiell andere Anordnung der Schmiermittelzuführung beschrieben. So ist hier eine Schmiermittelzuleitung in der Kolbenstange des Gießkolbens angebracht. Zudem ist im vorderen Bereich der Kolbenstange, jedoch hinter dem für den Pressvorgang hergerichteten Gießkolbenabschnitt ein Schmiermittel-Auftragskörper mit einer Vielzahl von radialen Austrittbohrungen angeordnet. Insgesamt ist somit hier ein mit einem Gießkolben mitbewegter Schmiermittel-Auftragskörper vorgesehen, aus dem Schmiermittel radial austritt. Ein Aufbringen von Schmiermittel durch eine Schmiermittelzuführöffnung in der Füllkammerwand an einer bestimmten vorgegebenen Schmierposition ist hier nicht vorgesehen.
• Bei der CH 444 389 wird eine Schmierung so durchgeführt, dass beim Vorbeigang des Gießkolbens bzw. dessen Kolbenmantelfläche an einer Schmelzenzuführöffnung durch diese ein Schmiermittel auf die Kolbenumfangsfläche gesteuert aufgebracht wird. Die Schmelzenzuführöffnung ist bei dieser Entgegenhaltung gleichzeitig als Schmiermittelzuführöffnung ausgebildet, was ersichtlich nachteilig für die Verunreinigung der Schmelze mit Schmiermittel ist.
• Aus der DE 40 19 076 A1 geht lediglich hervor, dass am Außenumfang des Gleitkörpers Ringnuten angeordnet sind, welche zur Verteilung eines Schmiermittels zwischen dem Außenmantel des Gleitkörpers sowie dem Innenmantel der Füllkammer dienen. Wie das Schmiermittel in den Bereich dieser Ringnuten gelangt, ist völlig offengelassen.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine zu schaffen, bei dem eine für eine lange Lebensdauer der Füllkammer-Gießkolbenanordnung ausreichende Schmierung in Verbindung mit einer geringen Verunreinigung der Schmelze durch das Schmiermittel erzielt wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Druckgießmaschine zur Durchführung eines solchen Verfahrens zur Verfügung zu stellen.
• Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Verfahrensführungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Gemäß Anspruch 1 nimmt der Gießkolben in der Schmierposition eine Zwischenposition in der Füllkammer ein, in der der Gießkolben die Schmelzenzuführöffnung in Hubrichtung überfahren hat.
• Vorteilhaft wird bei einer derartigen Verfahrensführung erreicht, dass die Schmelzenzuführöffnung ausgehend von der Schmierposition des Gießkolbens beim nachfolgenden Hub in Hubrichtung nicht unmittelbar nach der Beaufschlagung des Gießkolbens mit Schmiermittel überfahren zu werden braucht, sondern durch den regelmäßig nachfolgenden Leerhub das Schmiermittel zuerst gleichmäßig auf der Gleitfläche zwischen Gießkolben und Füllkammer verteilt werden kann. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass keine größere Schmiermittelmenge in unerwünschter Weise unkontrolliert in die Schmelzenzuführöffnung gelangen und dadurch die Metallschmelze in unerwünschter Weise verunreinigen kann.
• In einer bevorzugten Ausführungsform führt der Gießkolben nach Anspruch 2 nach dem Benetzen der Kolbenumfangsfläche mit Schmiermittel in der Füllkammer wenigstens einen Leerhub zur Verteilung des Schmiermittels durch. Dieser wenigstens eine Leerhub bewirkt eine für eine gute Schmierung zwischen dem Gießkolben und der Füllkammer erforderliche gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels über die gesamte Gleitfläche des Gießkolbens in der Füllkammer. Durch die Aufbringung des Schmiermittels auf der Kolbenumfangsfläche ist dabei jedoch gleichzeitig sichergestellt, daß die Füllkammerinnenwand nur mit einem dünnen Schmierfilm benetzt wird und sich der Großteil der aufgebrachten Schmiermittelmenge nach wie vor in dem Bereich zwischen der Gießkolbenumfangsfläche und dem der jeweiligen Gießkolbenposition entsprechend zugeordneten Füllkammerwandabschnitt befindet, so daß in der nach dem wenigstens einen Leerhub erfolgenden Befüllung der Füllkammer mit Schmelze diese nicht in einer qualitätsmindernden Weise durch das Schmiermittel verunreinigt wird.
• Nach Anspruch 3 ist die Füllkammer über eine Schmiermittelzuführöffnung im Bereich der zugeordneten Schmierposition des Gießkolbens mit einem eine Doppelrohranordnung aus Reinigungsstößel und Schmierrohr umfassenden Stößel- und Kolbenschmiersystem so gekoppelt, daß der Reinigungsstößel Verunreinigungen im Bereich der Schmiermittelzuführöffnung in die Füllkammer stößt. Über das Schmierrohr kann bei in der Schmierposition befindlichem Gießkolben Schmiermittel über die Schmiermittelzuführöffnung auf die Kolbenumfangsfläche aufgebracht werden. Damit ist die Freigängigkeit der Schmiermittelzuführöffnung stets sichergestellt, was zur Gewährleistung eines ungestörten Gießzyklus erforderlich ist. Vom Reinigungsstößel werden dabei im Bereich der Schmiermittelzuführöffnung vorerstarrte Spritzer und andere Schmelz- und Schmierungsreste sowie Flitter vom vorhergehenden Formfüllgang in die Füllkammer zurückgestoßen. Durch die Doppelrohranordnung aus mit dem Reinigungsstößel gekoppelten Schmierrohr wird vorteilhaft erreicht, daß die für eine ausreichende Schmierung erforderliche Schmiermittelmenge auf einfache Weise direkt auf die Kolbenumfangsfläche eines sich in der Schmierposition befindlichen Gießkolbens aufgebracht werden kann. Das Schmierrohr und der Servicestößel werden vorzugsweise zusammenbewegt, wobei das Schmierrohr und/oder der Servicestößel so verlängert sein kann, daß ein entsprechender Anschluß als Signalgeber für das Stößel- und Kolbenschmiersystem verwendet wird.
• Nach Anspruch 4 wird das Schmiermittel dem Gießkolben zusammen mit Preßluft zugeführt. Dadurch kommt es zu einer sogenannten Nebelbildung des Luft-Schmiermittelgeschmisches und damit zu einer besseren Verteilung des Schmiermittels am Gießkolbenumfang. Für eine noch bessere Verteilung und Nebelbildung des Gemisches kann die Preßluft auch pulsend eingeblasen werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird nach Anspruch 5 der Gießkolben in einem ersten Verfahrensschritt in die Dosierposition bewegt, so daß eine dosierte Schmelzmenge über das Steigrohr in die Füllkammer gelangt. In einem darauffolgenden zweiten Verfahrensschritt wird die Schmelze durch eine Vorwärtsbewegung des Gießkolbens in dessen Ausstoßposition in die Gießform gedrückt. Im anschließenden dritten Verfahrensschritt wird der Gießkolben in seine Dosierposition zurückbewegt, wobei der Reinigungsstößel nach Erreichen der Dosierposition Verunreinigungen im Bereich der Schmiermittelzuführöffnung in die Füllkammer stößt. In einem vierten Verfahrensschritt wird der Gießkolben in seine Schmierposition bewegt und wird die Kolbenumfangsfläche über das Schmiermittelrohr mit Schmiermittel ggf. unter Preßluftzufuhr benetzt. Im sich daran anschließenden fünften Verfahrensschritt führt der Gießkolben zur Verteilung des Schmiermittels und zum Ausschieben der Verunreinigungen aus der Füllkammer wenigstens einen Leerhub, vorzugsweise bis zur Ausstoßposition durch. Im abschließenden sechsten Verfahrensschritt wird der Gießkolben in seine Dosierposition zurückbewegt und das Verfahren kann von neuem beginnen. Mit einem derartigen Gießzyklus eines Verfahrens zum Betreiben einer Druckgießmaschine wird auf vorteilhafte Weise in einem einzigen Gießzyklus eine gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels, eine Reinigung der Schmiermittelzuführöffnung und ein Ausstoß der Verunreinigungen aus der Füllkammer erzielt. Damit läßt sich das Gießverfahren insgesamt wirtschaftlich betreiben, wobei es zu keiner wesentlichen Verunreinigung der in die Füllkammer gelangten Schmelze kommt, was für die Herstellung hochqualitativer und hochwertiger Gußteile erforderlich ist.
• Nach Anspruch 6 ist das Verfahren ein Vacuralgießverfahren, bei dem ein Unterdruck an die Gießform und/oder die Füllkammer zum Ansaugen einer dosierten Schmelzenmenge über das als Saugrohr ausgebildete Steigrohr in die Füllkammer angelegt wird. Insbesondere bei Verwendung eines Stößel- und Kolbenschmiersystems wird nach Anspruch 7 zusätzlich über dieses die Anlegung eines unterstützenden Füllkammervakuums für das Ansaugen der Schmelzenmenge in die Füllkammer vorgeschlagen. Dadurch kann auch das eine besonders sorgfältige Beherrschung der Schmierungstechnik erforderliche Vacuralverfahren, das eine hohe Schmelzenreinheit erfordert, auf vorteilhafte Weise angewendet werden.
• Bezüglich der Druckgießmaschine wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Gegenstand der Unteransprüche.
• Gemäß Anspruch 8 liegt die Schmiermittelzuführöffnung in Hubrichtung des Gießkolbens gesehen hinter der Schmelzenzuführöffnung, so dass der Gießkolben in der Schmierposition die Schmelzenzuführöffnung überfahren hat.
• Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass bei einem nachfolgenden Hub, der regelmäßig als Leerhub durchgeführt wird, keine Schmiermittelmenge unkontrolliert in die Schmelzenzuführöffnung gelangen und dadurch die Metallschmelze verunreinigen kann, wie dies bereits zuvor in Verbindung mit dem Verfahren erläutert worden ist.
• Nach Anspruch 9 ist an der Kolbenumfangsfläche ein kavitätartiger, durch Kolbenringe begrenzter Schmiermittelraum ausgebildet. Dadurch wird erreicht, daß eine ausreichende Schmiermittelmenge an der Kolbenumfangsfläche zugeführt werden kann. Durch die Kolbenringe ist gleichzeitig sichergestellt, daß der größte Teil der Schmiermittelmenge stets im Schmiermittelraum gehalten wird, so daß bei einem darauffolgenden Gießkolbenhub, z. B. einem Leerhub zur Verteilung des Schmiermittels, lediglich ein dünner Schmiermittelfilm an der Füllkammerwand zurückbleibt, was zu einer unerheblichen Verunreinigung der Schmelze in der Füllkammer führt. Grundsätzlich können alle bekannten und geeigneten Kolbenringe verwendet werden. So kann z. B. vorgesehen sein, daß der Schmiermittelraum auf der schmelzezugewandten Seite des Gießkolbens durch wenigstens einen Kolbenring begrenzt ist, wobei es sich hier vorzugsweise um einen vorgespannten und/oder geschlitzten Kolbenring handelt. Der Schmiermittelraum kann auf der schmelzeabgewandten Seite des Gießkolbens durch wenigstens einen Dichtring begrenzt sein. Dieser Dichtring ist vorzugsweise ein elastischer und/oder warmfester und/oder gewebeverstärkter Dichtring als Ölring. Weiter kann z. B. vorgesehen sein, dass der Gießkolben ein Gießkolben nach dem Allper-System ist, der einen geschlitzten Kolbenring mit einem hohlen Profil auf der schmelzezugewandten Seite trägt.
• Nach Anspruch 10 ist im Bereich des Schmiermittelraums wenigstens eine Schmiermittelnut wenigstens teilweise um den Gießkolbenumfang herum ausgebildet. Damit wird erreicht, daß die Schmiermittelverteilung aus den Nuten heraus erfolgt. Diese Verteilung aus den Nuten heraus kann durch eine zeitlich einstellbare Zumischung von Preßluft verstärkt werden. Damit können auch fein dosierte, minimierte und optimalisierte Schmiermittelmengen wirkungsvoll im Bereich der Kolbenumfangsfläche verteilt werden. Durch den vorgesehenen Schmiermittelraum kann dabei die Preßluftzufuhr in einem weiten Bereich bemessen werden. Insbesondere in Verbindung mit dem Betrieb beim Vacuraldruckgießverfahren kann es erforderlich sein, daß die Schmiermittelnuten nicht umlaufend um die Kolbenumfangsfläche herum geführt sind, damit eine Verunreinigung der Steigrohr- bzw. Saugrohröffnung mit Schmiermittel beim Überfahren der Saugrohröffnung verhindert wird. Dazu ist dann die wenigstens eine Schmiermittelnut so auszubilden, daß auf der der Steigrohröffnung zugewandten Kolbenumfangsfläche ein voller Bereich ausgebildet ist, der das Ansaugen von Schmelze zu einem Zeitpunkt verhindert, zu dem der Gießkolben die Saugöffnung überfährt.
• Nach Anspruch 11 ist in der Füllkammerwand im Bereich der Schmierposition des Gießkolbens eine Schmiermittelzuführöffnung ausgebildet, der eine Doppelrohranordnung der Kolbenschmiereinrichtung zugeordnet ist, die aus einem bewegbaren Reinigungsstößel und Schmierrohr besteht. Der Reinigungsstößel dieser Doppelrohranordnung der Kolbenschmiereinrichtung kann Verunreinigungen der Schmiermittelzuführöffnung in die Füllkammer stoßen und über das Schmierrohr und die Schmiermittelzuführöffnung kann Schmiermittel der Kolbenumfangsfläche zugeführt werden. Damit kann auf einfache Weise in einer Doppelfunktion die Freigängigkeit der Schmiermittelzuführöffnung sichergestellt werden, indem Flitter, vorerstarrte Spritzer und andere Schmelz- und Schmierungsreste vom vorhergehenden Formfüllvorgang in die Füllkammer zurückgestoßen werden. Über dieselbe Schmiermittelzuführöffnung kann auf einfache Weise auch das Schmiermittel genau an die Stelle des Kolbens direkt zugeführt werden, wo daß das Schmiermittel erforderlich ist, nämlich auf der Kolbenumfangsfläche. Das Schmierrohr und der Reinigungsstößel werden vorzugsweise miteinander bewegt, z.B. über einen Scheibenkolben, wobei das Schmierrohr und/oder der Reinigungsstößel mit einem herausgeführten Anschluß als Signalgeber, z. B. für eine getaktete Schmiermittelzufuhr dienen können.
• Nach Anspruch 12 ist die Doppelrohranordnung mit einem zuschaltbaren Luftanschluß gekoppelt, so daß ein zusätzliches Füllkammervakuum beim Vacuralgießverfahren angelegt oder Preßluft zum Schmiermittel zur Ausbildung eines Luft-Schmiermittelgemisches zugeführt werden kann. Die Anbindung des Luftanschlusses an die Schmiermittelzuführöffnung erfolgt hier vorzugsweise über eine Öffnung im Bereich des Reinigungsstößels.
• Anhand einer Zeichnung wird ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 ein Funktionsschema einer erfindungsgemäßen Druckgießmaschine,
• 2 eine schematische Darstellung einer Füllkammer-Gießkolbenanordnung im Halbschnitt und im Querschnitt, und
• 3 eine schematische Darstellung einer mit der Füllkammer gekoppelten Kolbenschmiereinrichtung.
• In 1 ist ein Funktionsschema einer erfindungsgemäßen Druckgießmaschine 1 dargestellt. Die Druckgießmaschine 1 umfaßt einen hier nicht dargestellten Vorratsbehälter für Schmelze, insbesondere für Metallschmelze, der über ein Steigrohr 2 mit einer Füllkammer 3 verbunden ist. In dieser Füllkammer 3 ist ein in der 2 im Detail dargestellter Gießkolben 4 formschlüssig und verschiebbar gelagert. Mit diesem Gießkolben 4 ist eine in die Füllkammer 3 gelangte, dosierte Schmelzmenge in eine hier nicht dargestellte Gießform preßbar. Für eine Schmierung der Füllkammer-Gießkolbenanordnung mit einem Schmiermittel ist die Füllkammer 3 mit einer in der 3 im Detail dargestellten Kolbenschmiereinrichtung 5 gekoppelt, über die der Gießkolben 4 in einer in der 1 strichliert eingezeichneten Schmierposition 6 an der Kolbenumfangsfläche mit Schmiermittel benetzbar ist.
• Wie dies aus der 2 ersichtlich ist, ist an der Kolbenumfangsfläche des Gießkolbens 4 ein Schmiermittelraum 7 ausgebildet. Dieser Schmiermittelraum 7 ist auf der schmelzezugewandten Seite des Gießkolbens durch einen geschlitzten und vorgespannten Kolbenring 8 begrenzt. Auf der schmelzeabgewandten Seite des Gießkolbens 4 ist der Schmiermittelraum durch einen elastischen und warmfesten sowie gewebeverstärkten Dichtring 9 begrenzt. Der Gießkolben 4 ist hier ein Gießkolben nach dem Allper-System.
• Wie dies aus der Darstellung der 2 weiter ersichtlich ist, sind im Bereich des Schmiermittelraums 7 zwei Schmiermittelnuten 10 dergestalt um den Gießkolbenumfang herum ausgebildet, daß ein voller Gießkolbenbereich 11 an der Unterseite des Gießkolbens 4 ausgebildet wird, der, wie dies aus der Querschnittsdarstellung auf der rechten Seite der 2 ersichtlich ist, eine Steigrohröffnung 12 beim Überfahren mit dem Gießkolben 4 abdeckt. Der Abstand D beträgt z.B. zwischen 20 und 100 μm.
• In der 3 ist der Gießkolben 4 in der Schmierposition 6 dargestellt, in der er sich, wie dies aus 1 ersichtlich ist, mit seiner schmelzeabge wandten Stirnseite vor der Steigrohröffnung 12 befindet. Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, ist der Gießkolben 4 in dieser Schmierposition 6 mit den Schmiermittelnuten 10 und dem Schmiermittelraum 7 einer Schmiermittelzuführöffnung 29 in der Füllkammer 3 zugeordnet. Der Schmiermittelzuführöffnung 29 ist weiter die Kolbenschmiereinrichtung 5 zugeordnet, die eine Doppelrohranordnung 13 bestehend aus einem Reinigungsstößel 14 und einem Schmierrohr 15 umfaßt.
• Die Doppelrohranordnung 13 ist in einem Aufbau gelagert, der aus einem Stufenzylinder 16, einem Zylinderdeckel 17 und einem Flansch 18 besteht, über einen Scheibenkolben 19 verschiebbar gelagert, wobei der Flansch 18 an der Füllkammeraußenwand verschraubt ist.
• Wie dies aus der 3 weiter ersichtlich ist, ist das Schmierrohr 15 mit einem Ende im Reinigungsstößel 14 gehalten und ragt mit einem anderen Ende über den Zylinderdeckel 17 hinaus und ist dort mit einem Schmiermittelanschluß 20 verbunden. Im Stufenzylinder 16 ist ein Luftanschluß 21 vorgesehen, über den durch eine Öffnung 22 im Reinigungsstößel 14 entweder ein Vakuum im Falle eines Vacuraldruckgießverfahrens angelegt werden kann oder aber auch Preßluft in Verbindung mit Schmiermittel zugeführt werden kann, wie dies nachfolgend beispielhaft anhand eines konkreten Verfahrens zum Betreiben der Druckgießmaschine 1 näher erläutert wird.
• Über ein Kolbenposition-Steuermodul 23 einer Steuereinheit 24 wird der Gießkolben 4, wie dies aus 1 ersichtlich ist, in einem ersten Verfahrensschritt in die Dosierposition 25 bewegt, in der sich die Steigrohröffnung 12 vor der schmelzezugewandten Stirnseite des Gießkolbens 4 befindet. Beim Vacuraldruckgießverfahren wird anschließend ein Vakuum an die hier nicht dargestellte Gießform angelegt, wie dies in der 1 mit dem Bezugszeichen 26 dargestellt ist, so daß eine dosierte Schmelzmenge über das Steigrohr 2 in die Füllkammer 3 gesaugt wird. Zur Unterstützung des Dosierens wird hierbei ein zusätzliches Füllkammervakuum 27 über den in der 3 dargestellten Luftanschluß 21 und die Öffnung 22 im Reinigungsstößel 14 der Doppelrohranordnung 13 angelegt.
• Nach dem Befüllen der Füllkammer 3 mit der Schmelze wird diese in einem zweiten Verfahrensschritt durch eine Vorwärtsbewegung des Gießkolbens 4 in dessen hier nicht dargestellte Ausstoßposition am vorderen Füllkammerende in die nicht dargestellte Gießform gedrückt.
• In einem dritten Verfahrensschritt wird der Gießkolben 4 in seine Dosierposition 25 zurückbewegt, wobei die Steuereinheit 24 eine Pneumatiksteuerung 28 und über diese die Doppelrohranordnung 13 ansteuert. Durch diese Ansteuerung wird die Doppelrohranordnung 13 über den Scheibenkolben 19 nach unten in Richtung Füllkammer 3 bewegt, wobei der Reinigungsstößel 14 im Bereich der Schmiermittelzuführöffnung 29 angesammelte Verunreinigungen, wie Flitter, vorerstarrte Spritzer und andere Schmelz- und Schmierungsreste vom vorhergehenden Formfüllvorgang in die Füllkammer 3 zurückstößt.
• In einem darauffolgenden vierten Verfahrensschritt wird der Gießkolben vom Kolbenposition-Steuermodul 23 in seine Schmierposition 6 bewegt, die in der 1 strichliert dargestellt ist, und über die Steuereinheit 24 ein Schmiermittel-Dosiermodul 30 angesteuert, so daß über das Schmiermittelrohr 15 Schmiermittel in den Schmiermittelraum 7 im Bereich der Kolbenumfangsfläche aufgebracht wird. Gleichzeitig kann über ein Preßluftsteuermodul 31 Preßluft, z. B. gepulste Preßluft, zur besseren Schmiermittelverteilung und Nebelbildung über den Luftanschluß 21 und die Öffnung 22, wie diese in der 3 dargestellt sind, in die Schmiermittelnuten 10 eingeblasen werden.
• In einem sich daran anschließenden fünften Verfahrensschritt führt der Gießkolben 4 zur Verteilung des Schmiermittels und zum Ausschieben der in die Füllkammer 3 geschobenen Verunreinigungen wenigstens einen Leerhub bis zur Ausstoßposition durch. Im sechsten Verfahrensschritt wird der Gießkolben 4 in seine Dosierposition 25 zurückbewegt und das Verfahren kann von neuem beginnen.

Claims (12)

1. Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine, bei dem in einem Vorratsbehälter befindliche Metallschmelze über eine Schmelzenzuführöffnung in dosierter Menge in eine Füllkammer gelangt und von dort mittels eines in der Füllkammer formschlüssig geführten Gießkolbens in einen die Kontur des späteren Werkstücks bestimmenden Formhohlraum einer Gießform gepresst wird, und bei dem zum Schmieren der Füllkammer-Gießkolbenanordnung ein Schmiermittel durch eine in einer Füllkammerwand ausgebildete Schmiermittelzuführöffnung in die Füllkammer eingebracht wird und der in eine Schmierposition verfahrene Gießkolben an der Kolbenumfangsfläche mit Schmiermittel benetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießkolben (4) in der Schmierposition (6) eine Zwischenposition in der Füllkammer (3) einnimmt, in der der Gießkolben (4) die Schmelzenzuführöffnung (12) in Hubrichtung überfahren hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießkolben (4) nach dem Benetzen der Kolbenumfangsfläche mit Schmiermittel in der Füllkammer (3) wenigstens einen Leerhub zur Verteilung des Schmiermittels durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Dosierposition (25) des Gießkolbens (4) mittels einem Stößel- und Kolben-Schmiersystem, das eine Doppelrohranordnung (13) aus Reinigungsstößel (14) und Schmierrohr (15) umfasst, durch den Reinigungsstößel (14) Verunreinigungen im Bereich der Schmiermittelzuführöffnung (29) in die Füllkammer (3) zurückgestoßen werden, und dass über das Schmierrohr (15) bei in der Schmierposition (6) befindlichem Gießkolben (4) Schmiermittel über die Schmiermittelzuführöffnung (29) auf die Kolbenumfangsfläche aufgebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel dem Gießkolben (4) zusammen mit Pressluft getaktet und/oder gepulst zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt der Gießkolben (4) in die Dosierposition (25) bewegt wird und eine dosierte Schmelzmenge über ein Steigrohr (2) in die Füllkammer (3) gelangt, bei dem in einem zweiten Verfahrensschritt die Schmelze durch eine Vorwärtsbewegung des Gießkolbens (4) in dessen Ausstoßposition in die Gießform gedrückt wird, bei dem in einem dritten Verfahrensschritt der Gießkolben (4) in seine Dosierposition (25) zurückbewegt wird, wobei der Reinigungsstößel (14) nach dem Erreichen der Dosierposition (25) des Gießkolbens (4) Verunreinigungen im Bereich der Schmiermittelzuführöffnung (29) in die Füllkammer (3) stößt, bei dem in einem vierten Verfahrensschritt der Gießkolben (4) in seine Schmierposition (6) bewegt wird und die Kolbenumfangsfläche über das Schmiermittelrohr (15) mit Schmiermittel benetzt wird, bei dem in einem fünften Verfahrensschritt der Gießkolben (4) zur Verteilung des Schmiermittels und zum Ausschieben der Verunreinigungen aus der Füllkammer (3) wenigstens einen Leerhub durchführt, und bei dem in einem sechsten Verfahrensschritt der Gießkolben (4) in seine Dosierposition (25) zurückbewegt wird und das Verfahren von neuem beginnt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Vacuralgießverfahren ist, bei dem ein Unterdruck an die Gießform und/oder die Füllkammer (3) angelegt wird und eine dosierte Schmelzenmenge über das als Saugrohr ausgebildete Steigrohr (2) in die Füllkammer (3) angesaugt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines Stößel- und Kolben-Schmiersystems über dieses ein unterstützendes Füllkammervakuum (27) an die Füllkammer (3) angelegt wird.
8. Druckgießmaschine zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, mit einer eine Schmelzenzuführöffnung aufweisenden Füllkammer, in der ein Gießkolben verschiebbar gelagert ist, wobei in der Füllkammerwand im Bereich einer Schmierposition des Gießkolbens eine Schmiermittelzuführöffnung ausgebildet ist, und mit einer Kolbenschmiereinrichtung, mittels der der Gießkolben in dessen Schmierposition an der Kolbenumfangsfläche mit Schmiermittel benetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelzuführöffnung (29) in Hubrichtung des Gießkolbens (4) gesehen hinter der Schmelzenzuführöffnung (12) liegt, so dass der Gießkolben (4) in der Schmierposition (6) die Schmelzenzuführöffnung (12) überfahren hat.
9. Druckgießmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kolbenumfangsfläche ein kavitätartiger, durch Kolbenringe (8, 9) begrenzter Schmiermittelraum (7) ausgebildet ist.
10. Druckgießmaschine nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Schmiermittelraums (7) wenigstens eine Schmiermittelnut (10) wenigstens teilweise um den Gießkolbenumfang herum ausgebildet ist.
11. Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelzuführöffnung (29) eine Doppelrohranordnung (13) der Kolbenschmiereinrichtung (5) aus bewegbarem Reinigungsstößel (14) und Schmierrohr (15) zugeordnet ist dergestalt, dass mit dem Reinigungsstößel (14) Verunreinigungen der Schmiermittelzuführöffnung (29) in die Füllkammer (3) stoßbar sind und über das Schmierrohr (15) und die Schmiermittelzuführöffnung (29) Schmiermittel der Kolbenumfangsfläche zuführbar ist.
12. Druckgießmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelrohranordnung (13) mit einem zuschaltbaren Luftanschluss (21) gekoppelt ist zur Anlegung eines Füllkammervakuums (27) bei Anwendung eines Vacuralgießverfahrens oder zur Zuführung von Pressluft zum Schmiermittel zur Ausbildung eines Luft-Schmiermittelgemisches.