DE202005019288U1

DE202005019288U1 - Pressure casting device for pressing aluminum or magnesium melts comprises an air determining unit for determining the amount of air sucked from a mold hollow chamber

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Publication number: DE202005019288U1
Application number: DE200520019288
Authority: DE
Original assignee: ELECTRONICS GmbH
Current assignee: ELECTRONICS GmbH
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2015-12-10

Abstract

Pressure casting device (10) comprises an air determining unit (60) for determining the amount of air sucked from a mold hollow chamber (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckgießvorrichtung mit einer einen Formhohlraum ausbildenden Druckgießform und mit einem Einpresskolben zum Einpressen von Gießmaterial in den Formhohlraum sowie mit einer Gasabsaugvorrichtung zum Absaugen des Formhohlraumes.The The invention relates to a die casting apparatus having a Mold cavity forming die and with a press-in piston for pressing in casting material in the mold cavity and with a gas suction device for suction of the mold cavity.

Derartige Druckgießvorrichtungen sind beispielsweise aus der EP 0 827 794 B1 bekannt. Mittels eines Einpresskolbens kann Gießmaterial, beispielsweise eine Aluminium- oder Magnesiumschmelze, in den Formhohlraum der Druckgießform eingepresst werden. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Formhohlraum zuvor mittels der Gasabsaugvorrichtung abgesaugt wurde, denn dadurch kann vermieden werden, dass im zunächst flüssigen und dann innerhalb kurzer Zeit aushärtenden Gießmaterial Luftblasen eingeschlossen werden, durch die die Qualität des hergestellten Gussteiles beeinträchtigt werden würde.Such Druckgießvorrichtungen are for example from the EP 0 827 794 B1 known. Casting material, for example an aluminum or magnesium melt, can be pressed into the mold cavity of the die by means of a press-in piston. In this case, it is advantageous if the mold cavity has previously been sucked off by means of the gas suction device, since this avoids that air bubbles are enclosed in the initially liquid and then curing material within a short time, by which the quality of the cast part produced would be impaired.

Der eigentliche Gießprozess läuft üblicherweise in drei Phasen ab, und zwar wird in einer Vorfüllphase das flüssige Gießmaterial mittels des Einpresskolbens lediglich bis zu einer Eintrittsöffnung, dem sogenannten Anschnitt, des Formhohlraumes befördert und gleichzeitig werden Luft und Gießgase aus dem Formhohlraum abgesaugt. Anschließend wird in einer Formfüllphase der Formhohlraum innerhalb kurzer Zeit mit der Schmelze befüllt, indem der Einpresskolben mit hoher Geschwindigkeit bewegt wird. Abschließend wird die im Formhohlraum aushärtende Schmelze in einer Nachdruckphase mit einem Druck im Bereich von etwa 400 bar bis 1500 bar beaufschlagt, um das Gießmaterial zu verdichten. Die Verdichtung erfolgt dadurch, dass noch flüssiges Gießmaterial in die erstarrenden und der Erstarrungsschwindung unterliegenden Gussbereiche nachgepresst wird.Of the actual casting process usually runs in three phases, namely in a Vorfüllphase the liquid casting material by means of the press-in piston only up to an inlet opening, the so-called bleed, promoted the mold cavity and simultaneously Air and casting gases off sucked off the mold cavity. Subsequently, in a mold filling phase the mold cavity within a short time filled with the melt by the press-in piston is moved at high speed. Finally, it will the curing in the mold cavity Melt in a holding pressure with a pressure in the range of about 400 bar to 1500 bar applied to the casting material to condense. The compression takes place in that still liquid casting material in the solidifying and the solidification shrinkage underlying Casting areas is reprinted.

Die Steuerung des Einpresskolbens erfolgt häufig mittels einstellbarer Schaltnocken, die an einer Kolbenstange angeordnet sind, an deren freiem Ende der Einpresskolben festgelegt ist. Es wurde auch schon vorgeschlagen, den Einpresskolben mit der Gasabsaugvorrichtung zu koppeln, um proportional zur Geschwindigkeit des Einpresskolbens einen gewünschten Unterdruck im Formhohlraum zu erzeugen ( EP 0 827 794 B1 ).The control of the press-in piston is often carried out by means of adjustable control cams, which are arranged on a piston rod, at the free end of the press-in piston is fixed. It has also been proposed to couple the press-in piston with the gas suction device in order to generate a desired negative pressure in the mold cavity in proportion to the speed of the press-in piston ( EP 0 827 794 B1 ).

Es sind auch Druckgießvorrichtungen bekannt, bei denen in einen Entlüftungskanal, über den die Gasabsaugvorrichtung mit dem Formhohlraum verbunden ist, ein Drucksensor geschaltet ist, so dass in Abhängigkeit von dem im Entlüftungskanal herrschenden Druck die Bewegung des Einpresskolbens gesteuert werden kann. Dadurch kann zunächst mittels der Gasabsaugvorrichtung der Formhohlraum während der Vorfüllphase abgesaugt werden, und die Formfüllphase kann in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Drucksensors ausgelöst werden. Es hat sich allerdings gezeigt, dass der im Entlüftungskanal herrschende Druck nicht in allen Fällen dem innerhalb des Formhohlraumes herrschenden Druck entspricht, vielmehr kann es aufgrund von Strömungswiderständen im Entlüftungskanal und im Auslassbereich des Formhohlraumes zu nicht unbeträchtlichen Druckunterschieden kommen. Dies kann dazu führen, dass bei Auslösen der Formfüllphase innerhalb des Formhohlraumes noch beachtliche Luftreste vorliegen, die beim Füllen des Formhohlraumes zu Lufteinschlüssen im Gießmaterial führen, durch die die Qualität des fertigen Gussstückes beeinträchtigt wird.It are also die casting machines known in which in a venting channel through which the Gas suction device is connected to the mold cavity, a pressure sensor is switched, so in dependence from the prevailing in the vent channel Pressure, the movement of the press-in piston can be controlled. Thereby can first by means of the gas suction device of the mold cavity during the prefilling be sucked off, and the mold filling phase can depend on Output signal of the pressure sensor are triggered. It has, however shown that in the venting channel prevailing pressure not in all cases within the mold cavity Rather, it may be due to flow resistances in the vent channel and in the outlet region of the mold cavity to not inconsiderable Pressure differences come. This can cause when triggered the mold filling there are still considerable air residues within the mold cavity, the while filling of the mold cavity lead to air pockets in the casting material, through which the quality of the finished casting impaired becomes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Druckgießvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Gefahr der Bildung von Lufteinschlüssen vermindert wird.task The present invention is a die casting of the type mentioned in such a way that reduces the risk of the formation of trapped air becomes.

Diese Aufgabe wird bei einer Druckgießvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Druckgießvorrichtung eine Luftmengenbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der aus dem Formhohlraum abgesaugten Luftmenge aufweist.These Task is in a die casting of the aforementioned type according to the invention solved in that the die casting a Air quantity determining means for determining the from the mold cavity Having sucked air.

In die Erfindung fließt der Gedanke mit ein, dass durch eine Bestimmung der aus dem Formhohlraum abgesaugten Luftmenge ein verbessertes Gießergebnis erzielt werden kann, denn die Bestimmung der abgesaugten Luftmenge ermöglicht es beispielsweise, das Einbringen der Schmelze in den Formhohlraum erst dann zu aktivieren, wenn eine vorbestimmte Luftmenge abgesaugt wurde. Die vorbestimmte Luftmenge kann hierbei der Menge an Luft entsprechen, die zum gewünschten Evakuieren des Formhohlraumes abgesaugt werden muss. Durch das Erfassen der abgesaugten Luftmenge kann sichergestellt werden, dass der Formhohlraum tatsächlich in der erforderlichen Weise evakuiert ist. Diese Erfassung kann unabhängig davon erfolgen, welcher Druck in dem Entlüftungskanal herrscht und welche Strömungswiderstände im Entlüftungskanal und im Formhohlraum vorliegen.In the invention flows the thought with that by a determination of the out of the mold cavity extracted air quantity an improved casting result can be achieved because the determination of the extracted air volume makes it possible For example, the introduction of the melt in the mold cavity to activate only when a predetermined amount of air sucked has been. The predetermined amount of air may correspond to the amount of air, the desired one Evacuation of the mold cavity must be extracted. By capturing the extracted air quantity can be ensured that the mold cavity indeed is evacuated in the required manner. This capture can independently of which pressure prevails in the venting channel and which Flow resistances in the venting channel and present in the mold cavity.

Bei einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Luftmengenbestimmungseinrichtung in den den Formhohlraum mit der Gasabsaugvorrichtung verbindenden Entlüftungskanal geschaltet ist. Die Luftmengenbestimmungseinrichtung steht somit strömungstechnisch einerseits mit dem Formhohlraum und andererseits mit der Gasabsaugvorrichtung in Verbindung.at a structurally simple embodiment is provided that the Air quantity determination device in the mold cavity with the Gasabsaugvorrichtung connecting venting channel is switched. The air quantity determining device thus stands aerodynamically on the one hand with the mold cavity and on the other hand with the Gasabsaugvorrichtung in connection.

Von Vorteil ist es, wenn stromaufwärts der Luftmengenbestimmungseinrichtung, das heißt im Bereich zwischen der Luftmengenbestimmungseinrichtung und dem Formhohlraum, ein Filter in den Entlüftungskanal geschaltet ist. Mittels des Filters kann das Eindringen von flüssigem Gießmaterial in die Luftmengenbestimmungseinrichtung verhindert werden. Als Filter kann beispielsweise eine Waschbrettvorrichtung zum Einsatz kommen, welche Flusshemmungselemente für in die Waschbrettvorrichtung fließendes Gießmaterial aufweist.It is advantageous if, upstream of the air quantity determination device, that is, in the range between the Luftmengenbestimmungsein direction and the mold cavity, a filter is connected in the vent channel. By means of the filter, the penetration of liquid casting material into the air quantity determination device can be prevented. As a filter, for example, a washboard device can be used, which has flow-inhibiting elements for flowing into the washboard device casting material.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist stromaufwärts des Filters, das heißt im Bereich zwischen dem Filter und dem Formhohlraum, ein Schließventil in den Entlüftungskanal geschaltet. Mittels des Schließventiles, das vorzugsweise elektromagnetisch bewegbar ist, kann der Ausgang des Formhohlraumes strömungsdicht verschlossen werden. Das Ventil kann beispielsweise einen konischen Ventilstößel aufweisen, der mit einem korrespondierenden, konisch ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt und der zum Beispiel elektromagnetisch bewegbar ist.at a preferred embodiment is upstream of the filter, that is in the area between the filter and the mold cavity, a closing valve in the ventilation channel connected. By means of the closing valve, which is preferably electromagnetically movable, the output the mold cavity flow-tight be closed. The valve may, for example, have a conical valve stem, the with a corresponding, conical valve seat interacts and which, for example, is electromagnetically movable.

Die Luftmengenbestimmungseinrichtung ist bevorzugt als Luftmengendurchflussmesser ausgestaltet. Der Luftmengendurchflussmesser ist in den Entlüftungskanal geschaltet und ermöglicht es, die durch den Entlüftungskanal hindurchströmende Luftmenge zu erfassen und ein der Durchflussmenge entsprechendes Signal bereitzustellen. Dies gibt die Möglichkeit, einer Steuereinheit der Druckgießvorrichtung ein Signal bereitzustellen, das der pro Sekunde durch den Entlüftungskanal hindurchströmenden Luftmenge entspricht. Das über die Zeit integrierte Signal entspricht der Gesamtmenge der abgesaugten Luft.The Air quantity determination device is preferred as Luftmengendurchflussmesser designed. The air flow meter is in the vent channel switched and enabled it, passing through the ventilation duct flowing through Air quantity to capture and one of the flow rate corresponding Signal to provide. This gives the possibility of a control unit the die casting device provide a signal per second through the venting channel flowing through Air volume corresponds. The above the time integrated signal equals the total amount of aspirated Air.

Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Luftmengenbestimmungseinrichtung einen Vakuumbehälter aufweist, der in den Entlüftungskanal geschaltet ist, sowie einen den Druck im Vakuumbehälter erfassenden Drucksensor. Der Vakuumbehälter kann von der Gasabsaugvorrichtung über den Entlüftungskanal abgesaugt werden. Anschließend kann der Vakuumbehälter zum Absaugen des Formhohlraumes mit diesem in Strömungsverbindung gebracht werden, so dass aufgrund des im Vakuumbehälter herrschenden Unterdruckes der Formhohlraum evakuiert wird. Der im Vakuumbehälter herrschende Druck kann mittels des Drucksensors erfasst werden. Dies gibt die Möglichkeit, durch Bestimmung der Druckdifferenz zwischen dem vor dem Absaugen des Formhohlraumes im Vakuumbehälter herrschenden Druck und dem nach dem Absaugen des Formhohlraumes im Vakuumbehälter herrschenden Druck die abgesaugte Luftmenge zu erfassen. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass von dem Drucksensor, der den im Vakuumbehälter herrschenden Druck erfasst, ein elektrisches Signal bereitgestellt wird, das einer Steuereinheit der Druckgießvorrichtung zur Verfügung gestellt wird. Der Formhohlraum kann dann durch Anschließen an den zuvor evakuierten Vakuumbehälter so lange abgesaugt werden, bis der Drucksensor einen vorgegebenen Druck anzeigt, der einer vorgegebenen abgesaugten Luftmenge entspricht. Anschließend kann dann die Formfüllphase ausgelöst werden.alternative or in addition it can be provided that the air quantity determination device a vacuum vessel which, in the venting channel is switched, as well as the pressure in the vacuum vessel detected Pressure sensor. The vacuum container can from the Gasabsaugvorrichtung via the vent channel be sucked off. Subsequently can the vacuum tank for sucking the mold cavity with this in flow communication be brought so that due to the prevailing vacuum in the container Vacuum the mold cavity is evacuated. The prevailing in the vacuum tank Pressure can be detected by means of the pressure sensor. This gives the Possibility, by determining the pressure difference between the before suction the mold cavity in the vacuum container prevailing pressure and after the suction of the mold cavity prevailing in the vacuum container Pressure to capture the extracted air volume. It can be special be provided that of the pressure sensor, which prevails in the vacuum container Pressure detected, an electrical signal is provided that a control unit of the die casting provided becomes. The mold cavity can then be connected by connecting to the previously evacuated vacuum vessel be sucked off until the pressure sensor reaches a predetermined value Indicates pressure corresponding to a given amount of extracted air. Subsequently then can the mold filling phase triggered become.

Wie bereits erläutert, ist es günstig, wenn die Druckgießvorrichtung eine Steuereinheit aufweist. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuer einheit mit der Luftmengenbestimmungseinrichtung sowie mit einem Antrieb für den Einpresskolben verbunden, wobei der Antrieb in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Luftmengenbestimmungseinrichtung steuerbar ist. Als Antrieb kommt vorzugsweise ein Hydraulikantrieb zum Einsatz. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Hydraulikantrieb einen Druckspeicher aufweist, der über eine Druckleitung mit einem Druckzylinder in Strömungsverbindung steht, wobei der Druckzylinder mit dem Einpresskolben in Wirkverbindung steht und in die Druckleitung ein Steuerventil geschaltet ist, das mit der Steuereinheit gekoppelt ist. Wird von der Steuereinheit aufgrund des Signals der Luftmengenbestimmungseinrichtung erkannt, dass eine vorgegebene Luftmenge abgesaugt wurde, so kann von der Steuereinheit ein Ventilöffnungssignal an das Steuerventil übertragen werden, so dass das Steuerventil geöffnet und dadurch der Einpresskolben zum Auslösen der Formfüllphase angetrieben wird.As already explained, is it cheap when the die casting device has a control unit. In an advantageous embodiment is the control unit with the air quantity determination device as well with a drive for connected to the press-in piston, the drive depending controllable by an output signal of the air quantity determination device is. The drive is preferably a hydraulic drive used. It is advantageous if the hydraulic drive a pressure accumulator that has over a pressure line is in flow communication with a pressure cylinder, wherein the impression cylinder is in operative connection with the press-in piston and in the pressure line, a control valve is connected with the control unit is coupled. Is used by the control unit due to Signal of the air quantity determination device recognized that a predetermined amount of air was sucked, so can from the control unit a valve opening signal transferred to the control valve so that the control valve opens and thereby the press-fit piston to trigger the mold filling phase driven becomes.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn dem Einpresskolben ein Weggeber zugeordnet ist, der mit der Steuereinheit gekoppelt ist. Der Weggeber erfasst den vom Einpresskolben zurückgelegten Weg und stellt der Steuereinheit ein entsprechendes Steuersignal zur Verfügung. Mittels des Weggebers kann somit die Position des Einpresskolbens von der Steuereinheit überwacht werden und in Abhängigkeit von der Stellung des Einpresskolbens können von der Steuereinheit entsprechende Steuersignale ausgegeben werden, beispielsweise zum Auslösen der Vorfüll-, der Formfüll- und/oder der Nachdruckphase des Gießvorganges.From It is particularly advantageous if the press-in piston is a displacement transmitter is assigned, which is coupled to the control unit. The Weggeber detects the distance traveled by the press piston and provides the Control unit a corresponding control signal available. through the Weggebers can thus the position of the press-in of the Control unit monitored become and depending from the position of the press-in piston can from the control unit corresponding control signals are output, for example to Trigger the prefill, the mold filling and / or the post-pressure phase of the casting process.

Während des Absaugens des Formhohlraumes verringert sich der Druck sowohl innerhalb des Formhohlraumes als auch im Entlüftungskanal und auch der Luftmengendurchfluss, das heißt die pro Zeiteinheit abgesaugte Luft menge, nähert sich mit zunehmender Absaugzeit einem Minimum an. Bei abgedichtetem Formhohlraum, strömungsdurchlässigem Filter und strömungsdurchlässigem Entlüftungskanal folgt somit der Luftmengendurchfluss beim Absaugen des Formhohlraumes in Abhängigkeit von der Absaugzeit einem vorgegebenen Kurvenverlauf. Tritt eine Undichtigkeit des Formhohlraumes auf oder verstopft das Filter oder der Entlüftungskanal, so weicht der beim Absaugen des Formhohlraumes erfasste Luftmengendurchfluss vom vorgegebenen Kurvenverlauf ab. Dies wird bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckgießvorrichtung dadurch erkannt, dass die Steuereinheit ein Vergleichsglied aufweist zum Vergleich eines aktuellen Ausgangssignales der Luftmengenbestimmungseinrichtung mit einem vorgegebenen Signalverlauf. Das aktuelle Ausgangssignal der Luftmengenbestimmungseinrichtung kann somit während des Absaugens des Formhohlraumes mit einem vorgegebenen Signalverlauf verglichen werden. Tritt eine einen vorgegebenen Toleranzwert überschreitende Abweichung auf, so kann noch während der Vorfüllphase der Druckgießvorgang abgebrochen werden, ohne dass der Formhohlraum mit flüssigem Gießmaterial befüllt wird. Ein aufwendiges Reinigen der Druckgießform kann somit bei Auftreten einer Undichtigkeit derselben oder auch bei Auftreten einer Verstopfung des Filters oder des Entlüftungskanals vermieden werden.During the suction of the mold cavity, the pressure decreases both within the mold cavity and in the venting channel and also the air flow rate, that is, the amount of air extracted per unit time, approaches a minimum with increasing suction time. With sealed mold cavity, flow-permeable filter and flow-permeable vent channel thus follows the air flow rate during suction of the mold cavity as a function of the suction a predetermined curve. If a leakage of the mold cavity occurs or clogs the filter or the venting channel, so deviates from the detected during the suction of the mold cavity air flow from the front given curve. In a particularly preferred embodiment of the die-casting device according to the invention, this is recognized by the fact that the control unit has a comparison element for comparing a current output signal of the air quantity determination device with a predetermined signal curve. The current output signal of the air quantity determination device can thus be compared with a predetermined signal curve during the suction of the mold cavity. If a deviation exceeding a predetermined tolerance value occurs, the die casting process can be interrupted even during the prefilling phase without the mold cavity being filled with liquid casting material. Extensive cleaning of the die can thus be avoided if a leak occurs or if a blockage of the filter or venting channel occurs.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments of the invention used in conjunction with the drawings for further explanation. Show it:

1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Druckgießvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; 1 : a schematic representation of a die casting device according to the invention according to a first embodiment;

2: verschiedene Kurvenverläufe, die die Bewegung eines Einpresskolbens der Druckgießvorrichtung, den im Formhohlraum herrschenden Druck sowie die pro Zeiteinheit abgesaugte Luftmenge veranschaulichen, und 2 various curves that illustrate the movement of a press-in piston of the die-casting, the pressure prevailing in the mold cavity pressure and the amount of air extracted per unit time, and

3: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Druckgießvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. 3 : a schematic representation of a Druckgießvorrichtung according to a second embodiment of the invention.

In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckgießvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Die Druckgießvorrichtung 10 umfasst eine erste, feststehende Formhälfte 11 und eine zweite, bewegliche Formhälfte 12, die in üblicher Weise mit einer an sich bekannten und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellten Formschließeinheit zusammenwirken. Letzere umfasst eine feststehende und eine bewegliche Aufspannplatte, die in der Zeichnung zur Erzielung einer besseren Übersicht nicht dargestellt sind und an denen jeweils eine der beiden Formhälften 11, 12 in bekannter Weise gehalten ist. Mittels der Formschließeinheit kann auf die beiden Formhälften 11, 12 eine vorgebbare Schließkraft ausgeübt werden. Die beiden Formhälften 11, 12 bilden zwischen sich einen Formhohlraum 14 aus, der die Form eines zu gießenden Gussstückes aufweist und in den ein Gießmaterial, beispielsweise eine metallische Schmelze, vorzugsweise flüssiges Aluminium oder flüssiges Magnesium, einngepresst werden kann. Hierzu weist der Formhohlraum 14 eine Eintrittsöffnung auf, die üblicherweise als "Anschnitt" bezeichnet wird und in 1 mit dem Bezugszeichen 15 belegt ist. Der Anschnitt 15 steht über einen Einlasskanal 17 mit einer zylindrischen Gießkammer 18 in Verbindung, die eine Einlassöffnung 19 aufweist und in der ein Einpresskolben 21 verschieblich gehalten ist.In 1 is a first embodiment of a die casting device according to the invention 10 shown schematically. The die casting device 10 includes a first, fixed mold half 11 and a second, movable mold half 12 which cooperate in the usual way with a known per se and therefore not shown in the drawing mold clamping unit. The latter comprises a fixed and a movable platen, which are not shown in the drawing to achieve a better overview and in which each one of the two mold halves 11 . 12 is held in a known manner. By means of the mold clamping unit can on the two mold halves 11 . 12 a predetermined closing force can be exercised. The two mold halves 11 . 12 form a cavity between them 14 from which has the shape of a casting to be cast and into which a casting material, for example a metallic melt, preferably liquid aluminum or liquid magnesium, can be pressed. For this purpose, the mold cavity 14 an inlet opening, which is commonly referred to as "gate" and in 1 with the reference number 15 is occupied. The bleed 15 is via an inlet channel 17 with a cylindrical casting chamber 18 in conjunction, which has an inlet opening 19 and in which a press-fit piston 21 is held displaceable.

Der Einpresskolben 21 ist an einer Kolbenstange 22 gehalten, die mit ihrem dem Einpresskolben 21 abgewandten Ende an einem Arbeitskolben 24 festgelegt ist. Der Arbeitskolben 24 ist in einem Arbeitszylinder 26 einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 27 belegten Antriebseinheit verschieblich gelagert. Die Antriebseinheit 27 weist einen hydraulisch mit dem Arbeitszylinder 26 gekoppelten Druckzylinder 29 auf, in dem ein Druckkolben 30 verschieblich gelagert ist. Auf seiner dem Arbeitszylinder 26 zugewandten Stirnseite trägt der Druckkolben 30 einen Druckzapfen 31, der auf der der Kolbenstange 22 abgewandten Seite des Arbeitszylinders 26 in den Arbeitszylinder 26 eintaucht.The press-in piston 21 is on a piston rod 22 held with her the press-in piston 21 opposite end to a working piston 24 is fixed. The working piston 24 is in a working cylinder 26 a total with the reference numeral 27 occupied drive unit slidably mounted. The drive unit 27 has a hydraulic with the working cylinder 26 coupled impression cylinder 29 in which a pressure piston 30 is slidably mounted. On his the working cylinder 26 facing end face carries the pressure piston 30 a pressure pin 31 on the piston rod 22 opposite side of the working cylinder 26 in the working cylinder 26 dips.

Der Druckzylinder 29 steht über eine Druckleitung 33 mit einem an sich bekannten und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellten Druckspeicher in Strömungsverbindung, der unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit aufnimmt. In die Druckleitung 33 ist ein elektrisch ansteuerbares Steuerventil 34 geschaltet in Form eines Magnetventiles, mit dessen Hilfe die Strömungsverbindung zwischen dem in der Zeichnung nicht dargestellten Druckspeicher und dem Druckzylinder 29 definiert geöffnet und geschlossen werden kann.The printing cylinder 29 is above a pressure line 33 with a known per se and therefore not shown in the drawing pressure accumulator in fluid communication receiving hydraulic fluid under pressure. In the pressure line 33 is an electrically controllable control valve 34 switched in the form of a solenoid valve, with the aid of the flow connection between the pressure accumulator, not shown in the drawing and the pressure cylinder 29 defined can be opened and closed.

Der Arbeitszylinder 26 steht über eine Auslassleitung 36 mit einem Vorratstank 37 für Hydraulikflüssigkeit in Strömungsverbindung, so dass über die Auslassleitung 36 Hydraulikflüssigkeit vom Arbeitszylinder 26 an den Vorratstank 37 abgegeben werden kann.The working cylinder 26 stands over an outlet pipe 36 with a storage tank 37 for hydraulic fluid in fluid communication, so that via the outlet 36 Hydraulic fluid from the working cylinder 26 to the storage tank 37 can be delivered.

Die Kolbenstange 22 trägt in Längsrichtung ungefähr mittig eine Buchse 39, an der ein Tragarm 40 festgelegt ist, der endseitig ein Messlineal 41 trägt, das mit einem Weggeber 42 zusammenwirkt.The piston rod 22 carries in the longitudinal direction approximately centrally a socket 39 at the end of a support arm 40 is fixed, the end of a measuring ruler 41 carries that with a handler 42 interacts.

Der Weggeber 42 steht über eine Signalleitung 44 mit einer elektrischen Steuereinheit 46 in Verbindung, an die über eine Steuerleitung 48 das Steuerventil 34 angeschlossen ist.The Weggeber 42 is via a signal line 44 with an electrical control unit 46 in connection to which via a control line 48 the control valve 34 connected.

Die Druckgießvorrichtung 10 weist darüber hinaus eine an sich bekannte und deshalb in der Zeichnung nur schematisch dargestellte Gasabsaugvorrichtung 50 auf, die über einen Entlüftungskanal 51 mit einem in den Formhohlraum 14 einmündenden Auslasskanal 52 in Strömungsverbindung steht. Im Übergangsbereich zwischen dem Entflüftungskanal 51 und dem Auslasskanal 52 ist ein als Magnetventil ausgestaltetes Auslassventil 54 angeordnet, das über eine Steuerleitung 55 mit der Steuereinheit 46 verbunden ist.The die casting device 10 moreover has a per se known and therefore only schematically shown in the drawing Gasabsaugvorrichtung 50 on, which has a ventilation channel 51 with one in the mold cavity 14 opening outlet channel 52 is in flow communication. In the transition area between the venting channel 51 and the outlet channel 52 is a magnet Valve designed outlet valve 54 arranged, via a control line 55 with the control unit 46 connected is.

Stromabwärts des Auslasskanals 54 ist in den Entlüftungskanal 51 ein Filter 57 geschaltet, und stromabwärts des Filters 57 ist in den Entlüftungskanal 51 ein elektromagnetisches Schließventil 58 geschaltet, das über eine Steuerleitung 59 mit der Steuereinheit 46 in elektrischer Verbindung steht.Downstream of the exhaust duct 54 is in the vent channel 51 a filter 57 switched, and downstream of the filter 57 is in the vent channel 51 an electromagnetic closing valve 58 switched, that over a control line 59 with the control unit 46 is in electrical connection.

Dem Schließventil 58 nachgeordnet ist in den Entlüftungskanal 51 eine Luftmengenbestimmungseinrichtung geschaltet in Form eines Luftmengendurchflussmessers 60. Mit Hilfe des Luftmengendurchflussmessers 60 kann die beim Absaugen des Formhohlraumes 14 pro Zeiteinheit durch den Entflüftungskanal 51 hindurchströmende Luftmenge erfasst werden. Der Luftmengendurchfluss messer stellt der Steuereinheit 46 über eine Signalleitung 61 ein dem erfassten Luftmengendurchfluss entsprechendes Signal bereit.The closing valve 58 downstream is in the venting channel 51 an air quantity determination device connected in the form of an air flow meter 60 , With the help of the air flow meter 60 may be the suction of the mold cavity 14 per unit of time through the venting channel 51 Air flowing through are detected. The air flow meter provides the control unit 46 via a signal line 61 a signal corresponding to the detected air flow rate.

Stromabwärts des Luftmengendurchflussmessers ist in den Entlüftungskanal 51 ein Drucksensor 63 geschaltet, der über eine Signalleitung 64 mit der Steuereinheit 46 verbunden ist.Downstream of the air flow meter is in the vent channel 51 a pressure sensor 63 switched, via a signal line 64 with the control unit 46 connected is.

Zur Herstellung eines Gussstückes wird eine metallische Schmelze mittels des Einpresskolbens 21 in den Formhohlraum 14 eingepresst. Der Einpresskolben 26 nimmt zu Beginn des Gießvorganges eine zurückgezogene Stellung ein, in der er die Einlassöffnung 19 freigibt, so dass die metallische Schmelze in die Gießkammer 18 eingefüllt werden kann. Anschließend wird der Einpresskolben 21 mittels der Antriebseinheit 27 in die Gießkammer 18 eingeschoben. Der von dem Einpresskolben 21 zurückgelegte Weg in Abhängigkeit von der Zeit ist in 2 schematisch durch den Kurvenverlauf 70 wiedergegeben. Während einer Vorfüllphase V wird der Einpresskolben mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit so weit in die Gießkammer 18 eingeschoben, bis die Schmelze den Anschnitt 15 erreicht. Gleichzeitig wird während der Vorfüllphase V mittels der Gasabsaugvorrichtung 50 der Formhohlraum 14 abgesaugt, wobei das Auslassventil 54 und das Schließventil 58 geöffnet sind und die abgesaugte Luftmenge mittels des Luftmengendurchflussmessers 60 erfasst und der Druck im Entlüftungskanal 51 mittels des Drucksensors 63 gemessen wird. In 2 gibt der Kurvenverlauf 72 den während des Gießvorganges erfassten Luftmengendurchfluss wieder, also die pro Zeiteinheit abgesaugte Luftmenge, und durch den Kurvenverlauf 74 ist der im Entflüftungskanal 51 herrschende Druck dargestellt.To produce a casting, a metallic melt is produced by means of the injection piston 21 into the mold cavity 14 pressed. The press-in piston 26 assumes a retracted position at the beginning of the casting process, in which he the inlet opening 19 releases, allowing the metallic melt into the casting chamber 18 can be filled. Subsequently, the press-in piston 21 by means of the drive unit 27 into the casting chamber 18 inserted. The of the press-in piston 21 distance traveled in relation to time is in 2 schematically through the curve 70 played. During a Vorfüllphase V of the press-in piston at a relatively low speed so far in the casting chamber 18 pushed until the melt the bleed 15 reached. At the same time during the Vorfüllphase V by means of Gasabsaugvorrichtung 50 the mold cavity 14 sucked off, with the exhaust valve 54 and the closing valve 58 are open and the extracted air volume by means of the air flow meter 60 detected and the pressure in the vent channel 51 by means of the pressure sensor 63 is measured. In 2 gives the curve 72 the detected during the casting process air flow again, ie the extracted air per unit time air quantity, and by the curve 74 is the in the venting channel 51 prevailing pressure shown.

Während der Vorfüllphase V verringert sich beim Absaugen des Formhohlraumes 14 der Luftmengendurchfluss allmählich auf einen Minimalwert und auch der im Entlüftungskanal 51 herrschende Druck 54 senkt sich auf einen Minimalwert ab.During the Vorfüllphase V decreases during suction of the mold cavity 14 The air flow rate gradually to a minimum value and also in the venting channel 51 prevailing pressure 54 lowers to a minimum value.

Hat der Einpresskolben 21 entsprechend dem Signal des Weggebers 42 eine Stellung erreicht, bei der die Schmelze bis zum Anschnitt 15 gelangt ist, und hat gleichzeitig der Luftmengendurchfluss 72 einen vorgegebenen Minimalwert erreicht, so wird von der Steuereinheit 56 über das Steuerventil 34 die Antriebseinheit 27 aktiviert, so dass der Einpresskolben 21 während einer Formfüllphase innerhalb einer Zeit von etwa 5 ms bis etwa 50 ms mit hoher Geschwindigkeit weiter in die Gießkammer 18 eingeschoben wird und der zuvor evakuierte Formhohlraum 14 vollständig mit flüssigem Gießmaterial befüllt wird. Anschließend wird in einer Nachdruckphase N mittels des Einpresskolbens 21 ein definierter Druck im Bereich von etwa 400 bar bis 1500 bar auf das aushärtende Gießmaterial aufgebracht zur Nachverdichtung desselben.Has the press-in piston 21 according to the signal of the encoder 42 reached a position at which the melt to the gate 15 has arrived, and at the same time has the air flow rate 72 reaches a predetermined minimum value, so is the control unit 56 via the control valve 34 the drive unit 27 activated, so that the press-in piston 21 during a mold filling phase within a time of about 5 ms to about 50 ms at high speed further into the casting chamber 18 is inserted and the previously evacuated mold cavity 14 completely filled with liquid casting material. Subsequently, N is in a Nachdruckphase by means of the press-in piston 21 a defined pressure in the range of about 400 bar to 1500 bar applied to the curing casting material for densification of the same.

Wie bereits erläutert, wird die Bewegung des Einpresskolbens 21 von der Steuereinheit 46 gesteuert in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Luftmengendurchflussmessers 60. Die Steuereinheit 46 weist eine Vergleichseinheit 76 auf, der eine Speichereinheit 77 zugeordnet ist. Mittels der Speichereinheit kann während einer Testphase ein Kurvenverlauf des Luftmengendurchflusses abgespeichert werden, der bei ordnungsgemäß abgedichteter Druckgießvorrichtung und strömungsdurchlässigem Filter 57 und strömungsdurchlässigem Enflüftungskanal 51 gewonnen wurde. Dieser Signalverlauf ist in 2 mit der durchgezogenen Linie 72 dargestellt.As already explained, the movement of the press-fit piston 21 from the control unit 46 controlled in dependence on the output of the air flow meter 60 , The control unit 46 has a comparison unit 76 on top of a storage unit 77 assigned. By means of the storage unit can be stored during a test phase, a curve of the air flow rate, the properly sealed Druckgießvorrichtung and flow-permeable filter 57 and flow-permeable duct 51 was won. This waveform is in 2 with the solid line 72 shown.

Tritt eine Undichtigkeit der Druckgießvorrichtung 10 auf, so hat dies zur Folge, dass sich während der Vorfüllphase V beim Absaugen des Formhohlraumes 14 der mittels des Luftmengendurchflussmessers 60 tatsächlich erfasste Luftmengendurchfluss, wie er in 2 mit strichpunktierter Linie 72a dargestellt ist, nicht dem während der Testphase abgespeicherten Luftmengendurchfluss 72 annähert, sondern es stellt sich während der Vorfüllphase V ein erhöhter Luftmengendurchfluss 72a ein. Durch Vergleich des abgespeicherten Luftmengendurchflusses 72 mit dem tatsächlich erfassten Luftmengendurchfluss 72a kann somit von der Steuereinheit 46 noch während der Vorfüllphase erkannt werden, dass die Druckgießvorrichtung 10 ein Leck aufweist. Der Druckgießvorgang kann dann abgebrochen werden, ohne dass der Formhohlraum 14 mit flüssigem Gießmaterial befüllt wurde.Occurs a leak in the die-casting device 10 on, this has the consequence that during the Vorfüllphase V during the suction of the mold cavity 14 the by means of the air flow meter 60 actually detected airflow rate, as in 2 with dash-dotted line 72a is shown, not the stored during the test phase air flow rate 72 approaches, but it is during the Vorfüllphase V increased air flow rate 72a one. By comparison of the stored air flow rate 72 with the actually detected air flow rate 72a can thus by the control unit 46 be recognized during the Vorfüllphase that the die casting 10 has a leak. The die casting process can then be stopped without the mold cavity 14 was filled with liquid casting material.

Ist der Filter 57 oder auch der Entlüftungskanal 51 verstopft, so hat dies während der Vorfüllphase V beim Absaugen des Formhohlraumes 14 ein starkes Absinken des Luftmengendurchflusses zur Folge, wie er in 2 mit gestrichelter Linie 72b dargestellt ist. Durch Vergleich des während einer Testphase bei ordnungsgemäßer Druckgießvorrichtung 10 erfassten und in der Speichereinheit 77 abgespeicherten Luftmengendurchflusses 72 mit dem aktuell erfassten Luftmengendurchfluss 72b kann folglich das Vorliegen einer Verstopfung erkannt und daraufhin noch während der Vorfüllphase V der Druckgießvorgang von der Steuereinheit 46 abgebrochen werden.Is the filter 57 or the venting channel 51 clogged, this has during the Vorfüllphase V during suction of the mold cavity 14 a strong decrease in the air flow rate, as in 2 with dashed line 72b is shown. By comparing the during a test phase with proper die casting device 10 captured and in the storage unit 77 stored air flow rate 72 with the currently detected airflow rate 72b Consequently, the presence of a blockage can be detected and then during the Vorfüllphase V die casting process from the control unit 46 be canceled.

Der Einsatz des Luftmengendurchflussmessers 60 ermöglicht somit nicht nur eine präzise Steuerung des Druckgießvorganges, insbesondere des Startes der Formfüllphase F, sondern es kann noch vor dem Auslösen der Formfüllphase F der Druckgießvorgang abgebrochen werden, falls eine Beschädigung der Druckgießvorrichtung vorliegt.The use of the air flow meter 60 Thus, not only allows a precise control of Druckgießvorganges, in particular the start of the Formfüllphase F, but it can be canceled even before triggering the Formfüllphase F Druckgießvorgang if damage to the die casting device is present.

In 3 ist schematisch eine zweite Ausführungsform einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 80 belegten Druckgießvorrichtung dargestellt. Diese ist weitgehend identisch ausgebildet wie die voranstehend unter Bezugnahme auf 1 erläuterte Druckgießvorrichtung 10. Für identische Bauteile werden daher in 3 dieselben Bezugszeichen verwendet wie in 1 und bezüglich dieser Bauteile wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die voranstehenden Erläuterungen Bezug genommen.In 3 is schematically a second embodiment of a total reference numeral 80 occupied die casting device shown. This is largely identical to that described above with reference to 1 explained die casting device 10 , For identical components are therefore in 3 the same reference numerals as in 1 and with respect to these components, reference is made to the foregoing explanations to avoid repetition.

Die Druckgießvorrichtung 80 unterscheidet sich von der Druckgießvorrichtung 10 dadurch, dass eine Luftmengenbestimmungseinrichtung in Form eines Vakuumbehälters 82 mit zugeordnetem Drucksensor 83 zum Einsatz kommt. Der Vakuumbehälter 82 ist in den Entlüftungskanal 51 geschaltet, und der Drucksensor 83 steht über eine Signalleitung 84 mit der Steuereinheit 46 in elektrischer Verbindung. Mittels des Drucksensors 83 kann der im Vakuumbehälter 82 herrschende Druck erfasst werden.The die casting device 80 differs from the die casting device 10 in that an air quantity determination device in the form of a vacuum container 82 with assigned pressure sensor 83 is used. The vacuum container 82 is in the vent channel 51 switched, and the pressure sensor 83 is via a signal line 84 with the control unit 46 in electrical connection. By means of the pressure sensor 83 can the in the vacuum tank 82 prevailing pressure to be detected.

Dem Vakuumbehälter 82 nachgeordnet ist ein elektromagnetisch betätigbares Absperrventil 86, und das Schließventil 58 ist stromaufwärts des Vakuumbehälters 82 angeordnet.The vacuum container 82 downstream is an electromagnetically actuated shut-off valve 86 , and the closing valve 58 is upstream of the vacuum vessel 82 arranged.

Bei der Druckgießvorrichtung 80 wird der Formhohlraum 14 mittels des Vakuumbehälters 82 abgesaugt, der zuvor von der Gasabsaugvorrichtung 50 mit Unterdruck beaufschlagt wurde. In einem der Vorfüllphase V vorangehenden Verfahrensschritt wird der Vakuumbehälter 82 zunächst von der Gasabsaug vorrichtung 50 mit Unterdruck beaufschlagt, wobei das Absperrventil 86 geöffnet und das Schließventil 58 geschlossen ist. Der im Vakuumbehälter 82 herrschende Unterdruck wird vom Drucksensor 83 gemessen und ein entsprechendes elektrisches Signal wird über die Signalleitung 84 an die Steuereinheit 46 übertragen. Anschließend wird während der Vorfüllphase V das Absperrventil 86 geschlossen und das Schließventil 58 wird geöffnet, so dass mittels des unter Unterdruck stehenden Vakuumbehälters 82 der Formhohlraum 14 abgesaugt werden kann, wobei sich der Druck im Vakuumbehälter 82 entsprechend der abgesaugten Luftmenge allmählich erhöht. Auch während der Vorfüllphase V wird der im Vakuumbehälter 82 herrschende Druck mittels des Drucksensors 83 erfasst. Erreicht der Druck im Vakuumbehälter 82 nach Abschluss des Vorfüllphase V einen vorgegebenen Wert, der einer vorgegebenen abgesaugten Luftmenge enspricht, so wird entsprechend der Druckgießvorrichtung 10 auch bei der Druckgießvorrichtung 80 die Formfüllphase F aktiviert und der Formhohlraum 14 mit flüssigem Gießmaterial befüllt, wie dies voranstehend bereits näher erläutert wurde.In the die-casting device 80 becomes the mold cavity 14 by means of the vacuum container 82 sucked off the previously from the gas extraction device 50 was subjected to negative pressure. In a pre-filling phase V preceding step, the vacuum vessel 82 first of the gas suction device 50 subjected to negative pressure, wherein the shut-off valve 86 opened and the closing valve 58 closed is. The in the vacuum container 82 prevailing negative pressure is from the pressure sensor 83 measured and a corresponding electrical signal is sent via the signal line 84 to the control unit 46 transfer. Subsequently, during the Vorfüllphase V, the shut-off valve 86 closed and the closing valve 58 is opened so that by means of the negative pressure vacuum container 82 the mold cavity 14 can be sucked, with the pressure in the vacuum tank 82 gradually increased according to the extracted air quantity. Also during the pre-filling phase V is the vacuum in the container 82 prevailing pressure by means of the pressure sensor 83 detected. Reached the pressure in the vacuum tank 82 after completion of the Vorfüllphase V a predetermined value, which corresponds to a predetermined amount of extracted air, so according to the die casting 10 also in the die-casting device 80 the mold filling phase F is activated and the mold cavity 14 filled with liquid casting material, as has already been explained in more detail above.

Auch mittels des Vakuumbehälters 82 in Kombination mit dem Drucksensor 83 kann somit die während der Vorfüllphase V abgesaugte Luftmenge erfasst werden, um bei ordnungsgemäß abgesaugtem Formhohlraum 14 die Formfüllphase F auszulösen und um bei Vorliegen einer Undichtigkeit der Druckgießvorrichtung 10 oder bei Vorliegen einer Verstopfung des Filters 57 oder des Entlüftungskanals 51 den Druckgießvorgang vorzeitig abzubrechen.Also by means of the vacuum container 82 in combination with the pressure sensor 83 Thus, the amount of air extracted during the pre-filling phase V can be detected in order to obtain a properly evacuated mold cavity 14 to trigger the mold filling phase F and in the presence of a leak of Druckgießvorrichtung 10 or in the presence of a blockage of the filter 57 or the venting channel 51 abort the die-casting process prematurely.

Claims

Die casting apparatus having a mold cavity forming a die and with a press-in piston for injecting casting material into the mold cavity and with a Gasabsaugvorrichtung for sucking the mold cavity, characterized in that the die casting ( 10 ; 80 ) an air quantity determination device ( 60 ; 82 . 83 ) for determining the from the mold cavity ( 14 ) has sucked air quantity.

Die casting apparatus according to claim 1, characterized in that the air quantity determining device ( 60 ; 82 . 83 ) in a mold cavity ( 14 ) with the gas suction device ( 50 ) connecting venting channel ( 51 ) is switched.

Die casting apparatus according to claim 2, characterized in that upstream of the air quantity determination device ( 60 ; 82 . 83 ) a filter ( 57 ) in the venting channel ( 51 ) is switched.

Die casting apparatus according to claim 3, characterized in that upstream of the filter, an outlet valve ( 54 ) in the venting channel ( 51 ) is switched.

Die casting apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the air flow rate determination device is designed as an air flow meter ( 60 ) is configured.

Die casting device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the air quantity determining device comprises a vacuum container ( 82 ), which in the venting channel ( 51 ), as well as the pressure in the vacuum container ( 82 ) detecting pressure sensor ( 83 ).

Die casting device according to one of the preceding claims, characterized in that the die casting device has a control unit ( 46 ), which is connected to the air quantity determination device ( 60 ; 82 . 83 ) and with a drive ( 27 ) for the injection piston ( 219 connected to the drive ( 27 ) in dependence on an output signal of the air quantity determination device ( 60 ; 82 . 83 ) is controllable.

Die casting apparatus according to claim 7, characterized in that the press-in piston ( 21 ) a Weggeber ( 42 ) associated with the control unit ( 46 ) is coupled.

Die casting apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the control unit ( 46 ) a comparison element ( 76 ) has for comparing a current output signal of the air quantity determination device ( 60 ; 82 . 83 ) with a predetermined waveform.