DE19925148A1 - Verhinderung der Oxidation der Schmelze bei einer nach einem Vakuumverfahren arbeitenden Druckgießmaschine - Google Patents
Verhinderung der Oxidation der Schmelze bei einer nach einem Vakuumverfahren arbeitenden DruckgießmaschineInfo
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
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- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould
Abstract
Bei der Anwendung des Vakuum-Druckgießverfahrens werden hohe Anforderungen an die zu gießenden Werkstücke gestellt. Unerwünschte Einschlüsse, wie Verunreinigungen und insbesondere Oxide führen zu zu einer wesentlichen Qualitätsminderung. Damit eine Verbindung der Schmelze mit Luft vermieden wird, schlägt die Erfindung die Zufuhr von Antioxidationsgas derart vor, daß ein einfacher Anbau und ein geringer regeltechnischer Aufwand eine hohe Funktionssicherheit gewährleisten.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckgießmaschine bei der
unter Verwendung von Vakuum die Metalldosierung über ein
Saugrohr stattfindet und das angesaugte Metall aus leicht
oxidierbaren Legierungen besteht.
Zur Vermeidung der Oxidation wird die Zuführung von Schutzgas
in einfachster und funktionssicherer Form vorgeschlagen.
Im Vakuum-Druckgießverfahren werden insbesondere hochwertige
Bauteile hergestellt. An die Qualität dieser Teile werden
hohe Ansprüche gestellt, unter anderem sind Oxide und
Verunreinigung zu vermeiden. Das Verfahren ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Schmelzdosierung durch das Anlegen
eines Vakuums über ein im Schmelzbad befindliches Saugrohr in
die Füllkammer erfolgt. Nach erfolgter Dosierung in der
Gießkammer schiebt der Gießkolben die Schmelze in Richtung
Druckgießform. Aufgrund der Bewegung des Gießkolben wird
durch den entstehenden freien Ringraum Luft aus der
Umgebungsatmosphäre angesaugt und dringt auch in das Saugrohr
ein. Der in der Luft enthaltene Sauerstoff führt zur
Oxidation der Schmelze, insbesondere bei Verarbeitung von
Magnesium oder anderen leicht oxidierbaren Schmelzen. In dem
Saugrohr bilden sich Oxide, sog. "Krätze", die bei jedem
Gießzyklus anwachsen und sich im Saugrohr aufbauen. Der
Gießprozeß wird negativ beeinflußt und als Folge wird die
Gußteilqualität durch Oxideinschlüsse erheblich gemindert und
auch eine exakte Dosierung ist nicht mehr möglich.
Zur Vermeidung der Oxidation durch unerwünschten Lufteintritt
werden Antioxidationsgase verwendet. So ist aus der
EP 0 462 218 B1 bekannt Schutzgas in den Absaugkasten der
Druckgießmaschine einzuleiten. Zu diesem Zweck wird
zusätzlich zu der Vakuumleitung eine weitere Leitung, zur
Einleitung des Schutzgases, installiert. Diese gewählte
Anordnung erfordert eine sehr exakte Abstimmung der
Schaltzeiten für die Beendigung der Vakuumansteuerung und der
Einleitung des Schutzgases. Ist dieses nicht gewährleistet
und das unter Druck stehende Schutzgas würde z. B. zu früh
zugeschaltet, so besteht die Gefahr, daß dieses von der noch
angesteuerten Evakuiereinrichtung angesaugt wird. Aus diesem
Grunde ist bei der EP 0 462 218 ein spezielles Steuergerät
vorgesehen, wodurch einschließlich der erforderlichen
Signalgeber dieser Steuer- bzw. Regelkreis aufwendig
gestaltet werden muß. Ein weiterer Nachteil besteht in der
Tatsache, daß diese Lösung nur im Falle eines angebauten
Ansaugkasten realisiert werden kann. Ist aus räumlichen oder
funktionellen Gründen der Einsatz eines Ansaugkastens nicht
möglich, so bietet die EP 0 462 218 keine Lösung an. Auch
eine Sichtkontrolle der Schutzgasfunktion ist bei der
vorgeschlagenen Anordnung nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Anwendung des
Vakuum-Druckgießverfahrens und insbesondere bei Verarbeitung
von leicht oxidierbaren Schmelzen ein Antioxidationsgas so
zuzuführen, daß bei einfachstem Anbau und geringem
Regelaufwand eine hohe Funktionalität gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Schutzgaszuführung nach
dem Oberbegriff des Anspruch 1, durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen werden
vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der
Schutzgaszuführung vorgeschlagen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine
Zuleitung für das Schutzgas am hinteren Ende der Gießkammer
oder des Absaugkastens angebracht wird und das Schutzgas
unmittelbar vor dem Beginn der Kolbenbewegung, während oder
nach dem überfahren der Dosieröffnung in der Gießkammer über
den Ringspalt zwischen Gießkammer und Gießkolbenstange
eingeblasen wird. Dabei ist es vorteilhaft ein Schutzgas zu
verwenden, welches spezifisch schwerer als Luft ist, wie z. B.
SF6. Dieses Schutzgas wird unter Ausnutzung der Ansaugwirkung
des sich abbauenden Vakuums und des abfallens des
Schmelzspiegels in das Saugrohr eingesaugt und füllt den
gewünschten Bereich aus. Eine Oxidation im Saugrohr und/oder
Schmelzeoberfläche wird damit sicher verhindert. Zur
Reduzierung des Schutzgasverbrauchs kann die Zuführung des
Schutzgases kurz vor oder während dem Bewegungsstart des
Gießkolben geöffnet und nach wenigen Sekunden, wenn genügend
Schutzgas zugeführt ist, wieder geschlossen werden. Hierdurch
ist der gesamte Ablauf über ein einfaches Zeitregelglied
regelbar.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß durch die
vorgeschlagene Anordnung der Zufluß von Schutzgas augenfällig
überprüfbar ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung der 3 Figuren.
Diese Figuren zeigen:
Fig. 1 Einspritzsystem einer Vakuum-Druckgießmaschine,
Fig. 2 Einzelheit der Gießkammer mit Absaugkasten,
Fig. 3 Einzelheit der Gießkammer ohne Absaugkasten.
Fig. 1 zeigt das Einspritzsystem 1 einer Vakuum-
Druckgießmaschine welches über Anker 2 mit der festen
Aufspannplatte 3 verbunden ist. Zwischen fester
Aufspannplatte 3 und Ständerteil 4 des Einspritzsystem 1 ist
der Warmhalteofen 5 für die flüssige Schmelze angeordnet. Das
unterhalb der Schmelzoberfläche in den Warmhalteofen 5
eintauchende Saugrohr ist mit 6 bezeichnet. Das obere Ende
von Saugrohr 6 ist mit Gießkammer 7 verbunden. In der
Gießkammer 7 befindet sich Gießkolben 8, der mit
Gießkolbenstange 9 verbunden ist. Gießkolbenstange 9 ist mit
dem eigentlichen Gießaggregat 10 verbunden.
Eine vergrößerte Darstellung des erfindungsgemäßen Gedanken
zeigt Fig. 2 und 3. In Gießkammer 7 ist Gießkolben 8 in
einer Position die dem überfahren der Ansaugöffnung 11 des
Ansaugrohres 6 entspricht. Durch das Verfahren aus der
Endlage ist somit ein freier Ringraum 13 zwischen
Kolbenstange 9 und Absaugkasten 12 entstanden. über die
Zuleitung 14 kann das Antioxidationsgas zum Saugrohr 6 und
damit der Schmelze zugeführt werden. Zu diesem Zwecke muß nur
ein nicht näher gezeigtes Ventil geöffnet und je nach
gewünschter Zeitdauer über ein Zeitglied geschlossen werden.
Der Beginn der Gaszuführung ist frei wählbar und kann z. B.
durch den Start der Verfahrbewegung des Gießkolben 8
ausgelöst werden. Da sich zu diesem Zeitpunkt der Durchmesser
des Gießkolben noch in der Dichtungsposition im Absaugkasten
12 befindet, ist ein unerwünschter Luftzutritt
ausgeschlossen.
Die Fig. 3 unterscheidet sich von der Fig. 2 nur dadurch,
daß kein Absaugkasten angebaut ist. Das Antioxidationsgas
wird direkt über Zuleitung 14 in die Füllkammer 7 und damit
in das Saugrohr 6 eingeleitet.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebenen und
dargestellten Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch
alle fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen des geltenden
Anspruches 1.
So kann z. B. das Rohr 14 aus mehreren im Endbereich
düsenartig ausgebildeten Rohrstücken mit gemeinsamer
Versorgungsleitung bestehen, wobei eine ringförmige Anordnung
eine vorteilhafte Ausführungsform darstellt. Weiterhin kann
die Schutzgaszuführung über einen Ringkanal mit
entsprechenden Austrittsöffnungen erfolgen, wobei der
Ringkanal aus einem oder mehreren Segmentstücken bestehen
kann.
1 Einspritzsystem
2 Anker
3 Aufspannplatte
4 Ständerteil
5 Warmhalteofen
6 Saugrohr
7 Gießkammer
8 Gießkolben
9 Gießkolbenstange
10 Gießaggregat
11 Ansaugöffnung
12 Absaugkasten
13 Ringraum
14 Gaszuleitung
2 Anker
3 Aufspannplatte
4 Ständerteil
5 Warmhalteofen
6 Saugrohr
7 Gießkammer
8 Gießkolben
9 Gießkolbenstange
10 Gießaggregat
11 Ansaugöffnung
12 Absaugkasten
13 Ringraum
14 Gaszuleitung
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Einleitung von Schutzgas bei einer
Druckgießmaschine bei der die Schmelzdosierung mittels
Evakuieren aus einem Warmhalteofen (5) überein Saugrohr (6)
erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuleitung (14)
außerhalb und dem Gießaggregat (10) zugewandten Endbereich
der Gießkammer (7) und/oder eines Absaugkasten (13)
angeordnet ist.
2. Vorrichtung zur Einleitung von Schutzgas nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuleitung (14) aus
einem Rohr oder mehreren Rohren mit düsenartigen Endstücken
oder einem Ringkanal besteht.
3. Vorrichtung zur Einleitung von Schutzgas nach Anspruch 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuleitung (14) aus
nur einer Zuführleitung besteht.
4. Vorrichtung zur Einleitung von Schutzgas nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzgaseinleitung
mittels eines Zeitgliedes steuerbar ist.
5. Vorrichtung zur Einleitung von Schutzgas nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt und die
Zeitdauer der Schutzgaseinleitung frei wählbar sind.
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DE (2) | DE19925148A1 (de) |
Cited By (2)
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DE102019107325A1 (de) * | 2019-03-21 | 2020-09-24 | Engel Austria Gmbh | Aufschmelzeinheit für eine Formgebungsmaschine und Formgebungsmaschine mit einer solchen |
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- 2000-04-14 DE DE50008799T patent/DE50008799D1/de not_active Expired - Lifetime
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DE50008799D1 (de) | 2005-01-05 |
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