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Die
Erfindung betrifft einen Gießbehälter für eine
Warmkammer-Druckgießmaschine mit einem in das Schmelzbad
eintauchenden Presszylindersystem mit daran anschließender
Düse.
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Der
Gießbehälter einer bekannten Warmkammer-Druckgießmaschine
(
DE 4439872 C2 )
weist eine vertikale zylindrische Bohrung auf, in die eine Büchse
mit Presskolben eingesetzt ist. Die damit ausgebildete Presskammer
enthält im oberen Bereich eine mit dem Schmelzbad verbundene
Füllbohrung und im unterem Bereich eine Auslassöffnung, diese
verbunden mit einem Steigrohr sowie der sich dort anschließenden
Düse.
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Während
der Hubbewegung des Presskolbens wird nach dem Überfahren
der Füllbohrung durch den in der Presskammer entstandenen
Unterdruck das flüssige Metall aus dem Schmelztiegel in die
Presskammer eingesaugt.
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Beim
anschließenden Einpresshub wird das flüssige Metall
aus der Presskammer durch die Auslassöffnung in das Steigrohr
gedrückt und gelangt von dort über die Düse
zur Druckgießform.
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Nachteil
der beschriebenen Vorrichtung ist es, dass bei der Aufwärtsbewegung
des Presskolbens der noch vor dem Überfahren der Füllbohrung entstehende
Unterdruck bei jeden Arbeitstakt „Presskammer füllen"
auch ein Teil des im Steigrohr befindlichen Schmelze zurückläuft
und somit eine bestimmte Menge Luft über die Düse
angesaugt wird.
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Wegen
der Kompressibilität dieser eingesaugten Luft muss der
Hub des Presskolbens höher ausgelegt sein, als es zur Förderung
der Schmelze an sich erforderlich wäre.
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Ein
weiterer Nachteil der durch das Zurücklaufen der Schmelze
in die Düse eingesaugten Luft ist es, dass insbesondere
bei Kleinteilen die in die Gießform mit der Schmelze eingepresste
Luft Unregelmäßigkeiten an den Spritzgießteilen
verursachen kann.
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Eine
weitere vorgeschlagene Warmkammer-Druckgießmaschine (
DE-Patentschrift 1483620 ) will
das Rücklaufen bzw. Rücksaugen der Schmelze mit
einem im Zuführungskanal zur Düse angeordneten
Kugelventil verhindern, das gleichzeitig zur Abdichtung der Füllöffnung
vorgesehen ist. Beim Einpresshub wird die Kugel gegen die unter
ihr angeordnete Füllbohrung gedrückt und verschließt
diese gegen das Schmelzbad.
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Die
zuvor in die Presskammer eingesaugte Schmelze kann somit über
den freigegebenen Zuführungskanal zur Düse gelangen.
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Beim
Hochfahren des Kolbens wird durch den Unterdruck in der Presskammer
die Kugel von der Füllbohrung abgehoben, so dass aus dem Schmelztiegel
die Schmelze in die Presskammer gelangt. Gleichzeitig wird die Kugel
noch oben gegen das Steigrohr gedrückt und verschließt
dieses somit.
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Nachteil
dieser Vorrichtung ist es allerdings, dass die Steigleitung allein
durch die aus dem Tiegel strömenden Schmelze gegen das
Gewicht der Kugel selbst und den Druck der sich im Steigrohr befindlichen
Schmelze in der oberen Position mit der Kugel dicht gehalten werden
muss.
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Zweck
der Erfindung ist somit, die durch das Zurücklaufen der
Schmelze und dem damit verbundenen Ansaugen von Luft in die Düse
entstehenden Nachteile in Form der effizienteren Auslegung des Presskolbens
sowie des durch Lufteinschlüsse entstehenden Ausschusses
an Spritzgießteilen zu vermeiden.
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Es
ist demnach Aufgabe der Erfindung, das Zurücklaufen der
im Steigrohr befindlichen Schmelze während des Ansaughubs
des Presskolbens zur Presskammer zu verhindern.
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Die
Lösung der Aufgabe gelingt mit dem Gießbehälter
gemäß des Anspruchs.
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Erfindungsgemäß ist
der untere Bereich des Steigrohres des Gießbehälters
als Kugelventil ausgebildet, dieses bestehend aus einer vertikal
beweglichen Kugel mit hohem spezifischen Gewicht, insbesondere aus
Hartmetall bestehend, wobei unter der Kugel ein der Kugel entsprechender
Ventilsitz ausgebildet ist.
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Daneben
wurden die Kolbenringe des Presskolbens derart ausgebildet, dass
diese oben und radial gegen die Kolbenringnuten und die Presskammerwandung
abdichtende Flächen aufweisen, jedoch gegen die untere
Dichtfläche der Kolbenringnuten nicht vollständig
abdichtend ausgebildet sind. Dies begünstigt ein Füllen
der Presskammer, ist jedoch nicht unbedingt notwendig.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispieles weiter beschrieben. Das Beispiel
ist jedoch nur zur Erläuterung gedacht. Die Erfindung ist nicht
darauf beschränkt.
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Es
zeigen schematisch
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1 den
Gießbehälter mit Düse bei hochgefahrenen
Presskolben
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2 den
Gießbehälter mit Düse beim Einpresshub
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Wie
aus 1 und 2 ersichtlich, ist im unterem
Bereich des Steigrohres eines in das Schmelzbad 4 teilweise
eintauchenden Gießbehälters ein Kugelventil 1 angeordnet,
dessen Kugel in Verschlussposition 2 bei Kolben in Rückzugposition 5 auf
einer dementsprechend ausgearbeiteten Dichtfläche des Kugelventils
aufsitzt.
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Ein über
dem Ventil 1 angeordneter Rückhaltestift 3, 12 verhindert
den Verschluss des Steigrohres während des Presshubes.
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Bewegt
sich der Presskolben aus der oberen Position in den Einpresshub 13,
verschieben sich dessen Kolbenringe in den Kolbenringnuten in eine obere
Position 14 und finden dort axial und radial eine saubere
Dichtfläche.
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Nach
dem Überfahren der Füllbohrung 15 wird
im vorhergehenden Arbeitstakt in die Presskammer gelangte Schmelze
aus dieser zum Ventil 1 gedrückt und hebt damit
die Kugel in die Position 11 an. Nach oben wird die Bewegung
durch den Rückhaltestift 3, 12 begrenzt.
Die Schmelze kann somit ungehindert über die Düsenspitze 9 der
Düse 10 in die Druckgießform 8 gelangen.
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Nach
Beendigung des Füllvorgangs der Druckgießform 8 kommt
der Fluss der Schmelze zum Stehen, es sinkt die Kugel in die Position 2 durch
deren gegenüber der Schmelze höheren spezifischen Gewichts
des Hartmetalls sowie verstärkt durch den sich in der Presskammer
beim Rückzug des Kolbens 5 entstehenden Unterdruck
und verschließt das Ventil.
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Es
kann in dieser Position keine Schmelze zurücklaufen, womit
das Ansaugen von Luft in die Düse 10 vermieden
wird.
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Beim
weiteren Rückzug des Kolbens 5 können
durch den in der Presskammer aufbauenden Unterdruck außerdem
durch die nach unten nicht vollständig abdichtenden Kolbenringe
zwischen Kolben und Presskammer befindliche Reste der Schmelze entweichen.
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Beim Überfahren
der Füllbohrung 15 wird der unter dem Kolben befindliche
Teil der Presskammer wieder mit Schmelze gefüllt. Auch
während des Abfalls des Unterdrucks nach dem Überfahren
der Füllbohrung hält das Ventil durch das höhere
Gewicht der Kugel gegen über dem flüssigen Metall
die Abdichtung gegen das Zurücklaufen der Schmelze aus dem
Steigrohr aufrecht.
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Mit
Beginn des sich wiederum anschließenden Presshubs wird
nach dem Überfahren der Füllöffnung die
Kugel durch die zur Düse strömenden Schmelze wieder
angehoben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4439872
C2 [0002]
- - DE 1483620 [0008]