DE202013000402U1

DE202013000402U1 - Metal-casting machine

Info

Publication number: DE202013000402U1
Application number: DE202013000402U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2023-01-17

Abstract

Metall-Gießmaschine (1) mit einem Vorrat (2) flüssig gehaltenen Metalls, mit einem Gießwerkzeug (5), das zumindest eine Angußöffnung (22) zum Einströmen oder Einspritzen einer Teilmenge des flüssigen Metalls in wenigstens ein Formnest (12) des Gießwerkzeuges (5) aufweist, sowie mit einem Steigrohr (11), das den Vorrat (2) flüssig gehaltenen Metalls mit mindestens einer der Angußöffnungen (22) verbindet, wobei in die Flüssigkeitsführung zwischen dem Vorrat (2) flüssig gehaltenen Metalls und der mindestens einen Angußöffnung (22) wenigstens ein Filter (14) zum Ausfiltern von Verunreinigungen aus dem flüssigen Metall vor dessen Einströmen oder Einspritzen in das Gießwerkzeug (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Filter (14) in einer Querschnittserweiterung (18) der Flüssigkeitsführung angeordnet ist, und dass der wenigstens eine Filter (14) in der Querschnittserweiterung (18) unterhalb des minimalen Flüssigkeitsspiegels (21) des in der Flüssigkeitsführung befindlichen flüssigen Metalls angeordnet ist.Metal casting machine (1) with a supply (2) of liquid metal, with a casting tool (5), the at least one gate (22) for inflow or injection of a portion of the liquid metal in at least one mold cavity (12) of the casting tool (5 ), and with a riser pipe (11), which connects the stock (2) of liquid held metal with at least one of the gate openings (22), wherein in the liquid guide between the stock (2) liquid held metal and the at least one gate opening (22 ) at least one filter (14) for filtering contaminants from the liquid metal prior to its inflow or injection into the casting tool (5) is provided, characterized in that the at least one filter (14) in a cross-sectional widening (18) of the liquid guide is arranged , and that the at least one filter (14) in the cross-sectional widening (18) below the minimum liquid level (21) of the in Liquid guide located liquid metal is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Metall-Gießmaschine mit einem Vorrat flüssig gehaltenen Metalls, mit einem Gießwerkzeug, das zumindest eine Angußöffnung zum Einströmen oder Einspritzen einer Teilmenge des flüssigen Metalls in wenigstens ein Formnest des Gießwerkzeuges aufweist, sowie mit wenigstens einem Steigrohr, das den Vorrat flüssig gehaltenen Metalls mit mindestens einer der Angußöffnung verbindet, wobei in die Flüssigkeitsführung zwischen dem Vorrat flüssig gehaltenen Metalls und der mindestens einen Angußöffnung wenigstens ein Filter zum Ausfiltern von Verunreinigungen aus dem flüssigen Metall vor dessen Einströmen oder Einspritzen in das Gießwerkzeug vorgesehen ist.The invention relates to a metal casting machine with a supply of liquid held metal, with a casting tool having at least one sprue for flowing or injecting a portion of the liquid metal in at least one mold cavity of the casting tool, as well as at least one riser, which kept the supply liquid Metal is connected to at least one of the gate, wherein in the liquid guide between the supply of liquid held metal and the at least one gate opening at least one filter for filtering contaminants from the liquid metal is provided prior to its inflow or injection into the casting mold.

Metall-Gießmaschinen, die bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt sind, sind dazu bestimmt, metallene Gußteile herzustellen. Die vorbekannten Metall-Gießmaschinen weisen dazu ein Gießwerkzeug auf, das zumindest eine Angußöffnung hat, die zum Einströmen oder Einspritzen des flüssigen Metalls bestimmt ist. Man hat auch bereits Metall-Gießmaschinen geschaffen, bei welchen der Angußöffnung des Gießwerkzeuges ein Filter vorgeschaltet ist, das Verunreinigungen im flüssigen Metall ausfiltern soll. Dazu wird im Bereich der Angußöffnung ein Metall- oder Keramik-Filtersieb untergebracht. In der Regel ist mit jedem neuen Gießvorgang auch das benötigte Filtersieb auszutauschen. Aufgrund der Siebstrukturen solcher Filtersiebe ist jedoch mit einem 40-prozentigen Verlust im Einspeisungsquerschnitt zu rechnen. Diese Querschnittsverengung im Bereich des Filtersiebes führt zu einer Beschleunigung des flüssigen Metalls in diesem Bereich. Eine solche Beschleunigung des flüssigen Metalls bringt gleichzeitig Turbulenzen mit sich, die eine unerwünschte Oxydbildung begünstigen und den Ausschuss bei der Produktion solcher Gußteile erhöhen können.Metal casting machines, which are already known in various designs, are intended to produce metal castings. For this purpose, the previously known metal casting machines have a casting tool which has at least one sprue opening which is intended for the inflow or injection of the liquid metal. It has also already created metal casting machines in which the sprue opening of the casting tool is preceded by a filter that is to filter out impurities in the liquid metal. For this purpose, a metal or ceramic filter screen is housed in the area of the gate. As a rule, the required filter screen must be replaced with each new casting process. Due to the sieve structures of such filter screens, however, a 40% loss in the feed cross section is to be expected. This cross-sectional constriction in the region of the filter screen leads to an acceleration of the liquid metal in this area. Such acceleration of the liquid metal at the same time causes turbulence, which can promote undesirable oxide formation and increase the rejects in the production of such castings.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Metall-Gießmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich durch ein möglichst laminares oder turbulenzenfreies Einströmen des flüssigen Metalls in das Gießwerkzeug auszeichnet.It is therefore an object to provide a metal casting machine of the type mentioned, which is characterized by a possible laminar or turbulence-free inflow of the liquid metal into the casting mold.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der Metall-Gießmaschine der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass der wenigstens eine Filter in einer Querschnittserweiterung der Flüssigkeitsführung angeordnet ist und dass der wenigstens eine Filter in der Querschnittserweiterung unterhalb des minimalen Flüssigkeitsspiegels des in der Flüssigkeitsführung befindlichen flüssigen Metalls angeordnet ist.The achievement of this object in the metal casting machine of the type mentioned in particular is that the at least one filter is arranged in a cross-sectional widening of the liquid guide and that the at least one filter in the cross-sectional widening below the minimum liquid level of the liquid metal located in the liquid guide is arranged.

Bei der erfindungsgemäße Metall-Gießmaschine ist in der zwischen dem Vorrat flüssig gehaltenen Metalls und der Angußöffnung befindlichen Flüssigkeitsführung wenigstens ein Filter zum Ausfiltern von Verunreinigungen aus dem flüssigen Metall vor dessen Einströmen oder Einspritzen in das Gießwerkzeug vorgesehen. Um Schmutzpartikel ausfiltern zu können, ist auch das Filter der erfindungsgemäßen Metall-Gießmaschine nicht über seinen gesamten Querschnitt –, sondern nur im Bereich seiner Filterporen oder -öffnungen flüssigkeitsdurchlässig. Damit der lichte Querschnitt der Flüssigkeitsführung im Bereich des Filters keine Verengung erfährt, damit das flüssige Metall in einem solchen verengten Teilbereich keine Beschleunigung erfährt und damit im Bereich des Filters keine, durch eine Geschwindigkeitsveränderung bewirkte Turbulenzen entstehen, die eine erhöhte Anlagerung am Filter, kürzere Filter-Standzeiten und eine unerwünschte Oxydbildung zur Folge haben können, ist das wenigstens eine Filter in einer Querschnittserweiterung der Flüssigkeitsführung angeordnet. Um einer Oxydbildung im Steigrohr und im Filter noch zusätzlich entgegenzuwirken, und um einen Luftkontakt des flüssigen Metalls in diesem Bereich zu vermeiden, bevor das Metall in das zumindest eine Formnest des Gießwerkzeuges strömen oder eingespritzt werden kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der wenigstens eine Filter in der Querschnittserweiterung unterhalb des minimalen Flüssigkeitsspiegels des in der Flüssigkeitsführung befindlichen flüssigen Metalls angeordnet ist. Da das Filter im Bereich einer Querschnittserweiterung vorgesehen ist und die Querschnittserweiterung sowie das Filter so bemessen werden, dass eine durch die Filterporen bewirkte Querschnittsreduktion im Bereich der Flüssigkeitsführung zumindest teilweise ausgeglichen oder gar vermieden wird, wird unerwünschten Turbulenzen im Bereich des Filters entgegengewirkt. Da der Metallspiegel stets oberhalb des Steigrohres und insbesondere oberhalb des Filters gehalten wird, ist die Sieboberfläche des Filters stets mit flüssigem Metall benetzt, so dass sich an der Oberfläche des Filters keine Oxide bilden können und das Filtersieb auch nicht rasch mit verfestigtem Metall verengen kann.In the case of the metal casting machine according to the invention, at least one filter for filtering out impurities from the liquid metal prior to its inflow or injection into the casting tool is provided in the liquid guide located between the supply of liquid and the gate. In order to filter out dirt particles, and the filter of the metal casting machine according to the invention is not permeable to liquid over its entire cross-section, but only in the region of its filter pores or openings. Thus, the clear cross section of the liquid guide in the region of the filter undergoes no constriction, so that the liquid metal in such a narrowed sub-region does not experience acceleration and thus in the filter, caused by a change in speed turbulence, the increased attachment to the filter, shorter filter Stand times and may have an undesirable Oxydbildung result, the at least one filter is arranged in a cross-sectional widening of the liquid guide. In order to additionally counteract oxide formation in the riser pipe and in the filter, and to avoid air contact of the liquid metal in this area before the metal can flow or be injected into the at least one mold cavity of the casting mold, it is provided according to the invention that the at least one filter is arranged in the cross-sectional widening below the minimum liquid level of the liquid metal located in the liquid guide. Since the filter is provided in the region of a cross-sectional widening and the cross-sectional widening and the filter are dimensioned such that a cross-sectional reduction caused by the filter pores is at least partially compensated or even avoided in the region of the liquid guide, undesirable turbulences in the region of the filter are counteracted. Since the metal mirror is always held above the riser and in particular above the filter, the sieve surface of the filter is always wetted with liquid metal, so that can form on the surface of the filter no oxides and the filter screen can not quickly narrow with solidified metal.

Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei der eine Geschwindigkeitserhöhung im Bereich des Filters vermieden wird, sieht vor, dass die Querschnittserweiterung und der mindestens eine in ihr gehaltene Filter so dimensioniert sind, dass der Gesamtöffnungsquerschnitt der im Filter vorgesehenen Filteröffnungen mindestens dem Öffnungsquerschnitt des Steigrohres entspricht. Auf diese Weise wird eine Geschwindigkeitserhöhung des flüssigen Metalls im Bereich des Filters wirkungsvoll vermieden.A preferred embodiment according to the invention, in which an increase in speed in the region of the filter is avoided, provides that the cross-sectional widening and the at least one filter held in it are dimensioned so that the total opening cross section of the filter openings provided in the filter at least equal to the opening cross section of the riser , In this way, an increase in the speed of the liquid metal in the region of the filter is effectively avoided.

Damit das Filter den hohen Temperaturen des flüssigen Metalls standhalten kann, und damit das Filter auch über mehrere Gießvorgänge benutzbar ist, ist es vorteilhaft, wenn wenigstens ein Filter ein Keramikfilter ist.So that the filter can withstand the high temperatures of the liquid metal, and thus the filter also over several casting operations is usable, it is advantageous if at least one filter is a ceramic filter.

Um die Filterwirkung des Filters günstig beeinflussen zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn das wenigstens eine Filter als ein aus zumindest zwei Filterscheiben gebildetes Filterpaket ausgestaltet ist.In order to be able to favorably influence the filter effect of the filter, it can be advantageous if the at least one filter is configured as a filter packet formed from at least two filter disks.

Dabei sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass das Filterpaket aus zumindest zwei Filterscheiben unterschiedlicher Porosität gebildet ist.In this case, a preferred embodiment according to the invention provides that the filter pack is formed from at least two filter disks of different porosity.

Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung besteht darin, dass die Filterscheiben des Filterpakets eine Porosität von 10 bis 60 PPI (Poren pro Inch) aufweisen.A preferred embodiment according to the invention is that the filter discs of the filter pack have a porosity of 10 to 60 PPI (pores per inch).

Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Zeichnung.Further developments according to the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment in conjunction with the claims and the drawings.

In der einzigen Figur ist eine Spritzgießmaschine 1 zum Metall-Spritzgießen in einem Längsschnitt gezeigt. Die hier auch als Metall-Gießmaschine 1 bezeichnete Spritzgießmaschine weist einen Vorrat 2 flüssig gehaltenen Metalls, beispielsweise von Aluminium, auf. Dieser Vorrat 2 befindet sich in einem hier als Tiegel ausgebildeten Behälter 3, der mittels einer um den Behälter umlaufenden Behälterheizung 4 derart beheizbar ist, dass das darin bevorratete Metall flüssig bleibt.In the only figure is an injection molding machine 1 for metal injection molding shown in a longitudinal section. The here also as a metal casting machine 1 designated injection molding machine has a stock 2 liquid metal, such as aluminum, on. This stock 2 is located in a container designed here as a crucible 3 by means of a container heating circulating around the container 4 is heated so that the metal stored therein remains liquid.

Die Metall-Gießmaschine 1 weist ein Gießwerkzeug 5 auf, das aus zumindest zwei öffen- und schließbaren Werkzeughälften oder -teilen 6, 7, 8 besteht. Das Gießwerkzeug 5 weist zumindest eine Angußöffnung 22 auf, die außerhalb des Gießwerkzeuges 5 durch eine Isolierbuchse 9 und innerhalb des Gießwerkzeuges 5 durch eine in das Gießwerkzeug 5 integrierte Angußbuchse 10 gebildet ist.The metal casting machine 1 has a casting tool 5 on, from at least two openable and closable tool halves or parts 6 . 7 . 8th consists. The casting tool 5 has at least one gate 22 on that outside the casting tool 5 through an insulating bush 9 and within the casting tool 5 through one into the casting tool 5 integrated sprue bush 10 is formed.

Die Metall-Gießmaschine 1 weist ein Steigrohr 11 auf, das den im Behälter 3 befindlichen Vorrat 2 flüssig gehaltenen Metalls mit der Angußöffnung 22 verbindet. Das Steigrohr 11 und die die Angußöffnung 22 umgrenzenden Teile 9, 10 bilden eine Flüssigkeitsführung, durch welche das bevorratete flüssige Metall in zumindest ein Formnest 12 des Gießwerkzeuges 5 einströmen oder eingespritzt werden kann. Die Förderbewegung des flüssigen Metalls in der Flüssigkeitsführung erfolgt hier durch eine Druckbeaufschlagung des im Behälter 3 befindlichen Metalls. Der Behälter 3 ist dazu mittels einem Behälterdeckel 13 dicht verschließbar und kann nach dem dichten Verschließen mittels des Behälterdeckels 13 anschließend unter Gasdruck gesetzt werden.The metal casting machine 1 has a riser 11 on that in the container 3 stock 2 liquid metal with the gate 22 combines. The riser 11 and the sprue opening 22 surrounding parts 9 . 10 form a liquid guide through which the stored liquid metal in at least one mold cavity 12 of the casting tool 5 can flow or be injected. The conveying movement of the liquid metal in the liquid guide takes place here by pressurizing the container 3 located metal. The container 3 is to do so by means of a container lid 13 tightly closed and can after the tight closure by means of the container lid 13 then put under gas pressure.

In die Flüssigkeitsführung ist zwischen dem Vorrat 2 flüssig gehaltenen Metalls und der mindestens einen Angußöffnung 22 wenigstens ein Filter 14 zum Ausfiltern von Verunreinigungen aus dem flüssigen Metall vor dessen Einströmen oder Einspritzen in das Gießwerkzeug 5 vorgesehen. Das zumindest eine Filter 14 ist als Keramikfilter ausgebildet, das den hohen Temperaturen und dem chemischen Einflusses des flüssigen Metalls gut standzuhalten vermag. Das Filter 14 ist hier als Filterpaket ausgestaltet, das durch wenigstens zwei übereinanderliegender Filterscheiben 15, 16, 17 gebildet ist. Zumindest zwei dieser Filterscheiben 15, 16, 17 weisen eine unterschiedliche Porosität auf. Die das Filter bildenden Filterscheiben 15, 16, 17 können beispielsweise eine Porosität von 10 bis 60 PPI (Poren pro Inch) aufweisen.In the liquid guide is between the stock 2 liquid metal and the at least one gate opening 22 at least one filter 14 for filtering contaminants from the liquid metal prior to its inflow or injection into the casting tool 5 intended. The at least one filter 14 is designed as a ceramic filter, which is able to withstand the high temperatures and the chemical influence of the liquid metal well. The filter 14 is designed here as a filter pack, by at least two superimposed filter discs 15 . 16 . 17 is formed. At least two of these filter discs 15 . 16 . 17 have a different porosity. The filter discs forming the filter 15 . 16 . 17 For example, they may have a porosity of 10 to 60 PPI (pores per inch).

Um Schmutzpartikel und andere Verunreinigungen aus dem flüssigen Metall ausfiltern zu können, ist das Filter 14 nicht über den gesamten Querschnitt –, sondern nur im Bereich seiner Filterporen oder -öffnungen flüssigkeitsdurchlässig. Damit der lichte Querschnitt der Flüssigkeitsführung im Bereich des Filters 14 keine Verengung erfährt, damit das flüssige Metall in einem solchen verengten Teilbereich keine Beschleunigung erfährt, und damit im Bereich des Filters 14 keine, durch eine Geschwindigkeitsveränderung bewirkte Turbulenzen entstehen, die eine erhöhte Anlagerung am Filter 14, kürzere Filter-Standzeiten und eine unerwünschte Oxydbildung zur Folge haben können, ist das Filter 14 in einer Querschnittserweiterung 18 der Flüssigkeitsführung angeordnet. Diese Querschnittserweiterung 18 ist durch einen zwischen Steigrohr 11 und Isolierbuchse 9 zwischengeschalteten und hier trichterförmig ausgebildeten Aufnahmekorpus 19 gebildet, an dessen Außenumfang eine Filteraufnahme-Heizung 20 vorgesehen ist, die das Metall auch in diesem Bereich im flüssigen Zustand zu halten hat.To filter out dirt particles and other impurities from the liquid metal, is the filter 14 not over the entire cross section -, but only in the area of its filter pores or openings liquid permeable. So that the clear cross section of the liquid guide in the area of the filter 14 no constriction, so that the liquid metal in such a narrowed portion undergoes no acceleration, and thus in the region of the filter 14 no, caused by a change in speed turbulence, the increased accumulation of the filter 14 , may result in shorter filter life and unwanted oxide formation, is the filter 14 in a cross-sectional extension 18 arranged the liquid guide. This cross-sectional extension 18 is through a between riser 11 and insulating bush 9 intermediate and here funnel-shaped receiving body 19 formed on the outer periphery of a filter-receiving heater 20 is provided, which has to keep the metal in this area in the liquid state.

Um der Oxydbildung im Steigrohr 11 und im Filter 14 entgegenzuwirken und um einen Luftkontakt des flüssigen Metalls in diesem Bereich zu vermeiden, ist eine Flüssigkeitspegel-Regulierung vorgesehen, die den Flüssigkeitspegel des verflüssigten Metalls so einregelt, dass der wenigstens eine Filter 14 in der Querschnittserweiterung 18 unterhalb des minimalen Flüssigkeitsspiegels oder -pegels 21 des in der Flüssigkeitsführung befindlichen flüssigen Metalls angeordnet ist.To the formation of oxide in the riser 11 and in the filter 14 counteract and to prevent air contact of the liquid metal in this area, a liquid level regulation is provided, which adjusts the liquid level of the liquefied metal so that the at least one filter 14 in the cross-sectional extension 18 below the minimum liquid level or level 21 of the liquid metal in the liquid guide is arranged.

In einer bevorzugten Ausführungsform der hier dargestellten Metall-Gießmaschine 1 ist die Querschnittserweiterung 18 und der mindestens eine in ihr gehaltene Filter 14 so dimensioniert, dass der Gesamtöffnungsquerschnitt der im Filter 14 vorgesehenen Filteröffnungen mindestens dem lichten Öffnungsquerschnitt des Steigrohres 11 entspricht. Bei dieser Ausführungsform wird eine turbulenzenbildende Geschwindigkeitserhöhung des flüssigen Metalls auch im Bereich des Filters 14 wirkungsvoll vermieden.In a preferred embodiment of the metal casting machine shown here 1 is the cross-sectional extension 18 and the at least one filter held in it 14 dimensioned so that the total opening area of the filter 14 provided filter openings at least the clear opening cross-section of the riser 11 equivalent. In this embodiment, a turbulence-forming speed increase of the liquid metal also in the region of the filter 14 effectively avoided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Spritzgießmaschineinjection molding machine
22: Vorratstock
33: Behältercontainer
44: Behälterheizungcontainer heater
55: Gießwerkzeugcasting tool
66: Werkzeugteiltool part
77: Werkzeugteiltool part
88th: Werkzeugteiltool part
99: Isolierbuchseinsulating bush
1010: Angußbuchsesprue bushing
1111: Steigrohrriser
1212: Formnestcavity
1313: Behälterdeckelcontainer lid
1414: Filterfilter
1515: Filterscheibe (erste Filterscheibe)Filter disc (first filter disc)
1616: Filterscheibe (zweite Filterscheibe)Filter disc (second filter disc)
1717: Filterscheibe (dritte Filterscheibe)Filter disc (third filter disc)
1818: QuerschnittserweiterungCross-sectional widening
1919: Aufnahmekorpusreceiving body
2020: Filteraufnahme-HeizungFilter holder heating
2121: Flüssigkeitspegelliquid level
2222: Angußöffnungproduct gate

Claims

Metal casting machine ( 1 ) with a supply ( 2 ) held metal, with a casting tool ( 5 ), which has at least one gate ( 22 ) for flowing or injecting a partial amount of the liquid metal into at least one mold cavity ( 12 ) of the casting tool ( 5 ), and with a riser ( 11 ), the stock ( 2 ) liquid metal with at least one of the gate openings ( 22 ), wherein in the liquid management between the stock ( 2 ) of liquid metal and the at least one gate ( 22 ) at least one filter ( 14 ) for filtering out impurities from the liquid metal before it flows in or is injected into the casting tool ( 5 ), characterized in that the at least one filter ( 14 ) in a cross-sectional extension ( 18 ) of the liquid guide is arranged, and that the at least one filter ( 14 ) in the cross-sectional extension ( 18 ) below the minimum liquid level ( 21 ) is arranged in the liquid guide located liquid metal.

Metal casting machine according to claim 1, characterized in that the cross-sectional widening ( 18 ) and the at least one filter ( 14 ) are dimensioned such that the total opening cross-section of the filter in ( 14 ) provided filter openings at least the opening cross-section of the riser ( 11 ) corresponds.

Metal casting machine according to claim 1 or 2, characterized in that at least one filter ( 14 ) is a ceramic filter.

Metal casting machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one filter ( 14 ) as one of at least two filter discs ( 15 . 16 . 17 ) formed filter package is designed.

Metal casting machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the filter pack of at least two filter discs ( 15 . 16 . 17 ) of different porosity is formed.

Metal casting machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the filter discs ( 15 . 16 . 17 ) of the filter pack have a porosity of 10 to 60 PPI.