DE2058112A1 - Verfahren zur Steuerung der Zuschaltung des Multiplikators zum Presskolben an Multiplikator-Druckgiessmaschinen - Google Patents

Description

"Verfahren zur Steuerung der Zuschaltung des Multiplikators zum Preßkolben an Multiplikator-Druckgießmaschinen"

Zur Herstellung poren- und lunkerfreier Spritzgußteile mit dichtem Gefüg· hat es sich bewährt, das Einpressen des Metalles in die Form in mehreren Stufen durchzuführen. Es lassen sich so porenfreie Abgüsse mit hervorragenden Festigkeitswerten und hoher Oberflächengüte bei größter Schonung der Formen erzielen. Bei dieser Arbeitsweise wird das Metall ohne Bewegungsunterbrechung vornehmlich in drei aufeinanderfolgenden Phasen in die Form eingepreßt. In der ersten Phase wird das flüssige Metall mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit und niedrigem Druck zur Form vorgeschoben. In der zweiten Phase kann die Geschwindigkeit blitzschnell gesteigert werden, und die Form wird vollständig gefüllt. Nach dem Ausfüllen der Form erfolgt von der zweiten Phase aus der übergang zur dritten Phase, in welcher bei vollkommenem Geschwindigkeitsabfall während des Erstarrens des Metalles in der Form ein erhöhter, die Verdichtung des Gefüges bewirkender Nachdruck auf das in der Form befindliche Metall ausgeübt wird.

Zum Einpressen des Metalles in mehrere Phasen, insbesondere unter Aufbringung eines erhöhten Nachdruckes können Kaltkammer-Druckgießmaschinen heran-

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gezogen werden, welche mit einem Multiplikator aasgerüstet sind. Solche Druckgießmaschinen besitzen einen Preßstempel, welcher einerseits der Wirkung eines Druckmittels aussetzbar ist und anderseits auf das Metall einwirkt. Außer dem Preßkolben ist noch ein Multiplikator mit einem Multiplikatorkolben vorhanden, der dem Preßkolben zuschaltbar ist una nach der Zuschal tung eine Multiplikation des auf den Preßkolben ausgeübten Druckes bewirkt. Dieser Multiplikatorkolben ist hierzu innerhalb des an den Preßkolbenzylinder anschließenden Multiplikatorzylinders verschiebbar angeordnet.

Zum Herbeiführen des Überganges von der ersten Phase, bei welcher der Preßkolben mit verhältnismäßig langsamer Geschwindigkeit vorgeschoben wird, auf die zweite Phase, bei welcher eine Erhöhung der Geschwindigkeit und des Druckes erfolgen kann, ist ein Umsteuerventil vorhanden, das beispielsweise vom Preßkolben aus betätigt wird, wenn dieser beim Vorschieben des Metalles in die Form die gewünschte Position erreicht hat. Durch dieses Umsteuerventil werden mit unterschiedlichem Druck belastete Druckmittel derart angeschlossen, daß der Preßkolben in der ersten Phase nur verhältnismäßig geringem Druck, in der zweiten Phase dagegen wesentlich erhöhtem Druck ausgesetzt wird.

An Druckgießmaschinen der angegebenen Art wird es als wichtig angesehen, daß der Multiplikatorkolben während des Vorschiebens des Metalles in die Form bis zu deren völliger Füllung keine Bewegung ausführt, damit die multiplizierte Druckkraft voll zur Aufbringung des Nachdruckes zur Verfügung steht. Desweiteren ist erwünscht, den Zeitpunkt der Zuschaltung des Multiplikators während der Füllung der Form einstellen zu können. Schließlich soll auch dit Größe der Multiplikation innerhalb weiter Grenzen variierbar sein.

Steuerungen, welche grundsätzlich geeignet sind zur Blockierung des Multiplikatorkolbens während festlegbarer Zeitdauer und die Einstellung des zeitlichen Abstandes vom Impuls zur Zuschaltung des Multiplikatorkolbens bis zur Ausführung dieser Zuschaltung sowie die Variation der Größe des Nachdruckes in weiten Grenzen ermöglichen, sind bekannt. Diese Steuerungen sind aber zum Teil aufwendig und zum Teil verwickelt im Aufbau und in der Funktion. Hier abzuhelfen, ist wesentlicher Zweck der Erfindung, durch welche

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ein verhältnismäßig einfaches Verfahren zur Steuerung der Zuschaltung des Multiplikators zum Preßkolben angegeben wird, welches Verfahren die Schaffung einer Steuervorrichtung mit einem Minimum an Aufwand bei hoher Betriebssicherheit ermöglicht.

Das erstrebte Ziel wird erfindungsgemäß vor allem dadurch erreicht, daß die den Multiplikatorkolben verstellende Druckkraft in Abhängigkeit von der Stellung des Preßkolbens, vornehmlich am Ende des Vorschubes des flüssigen Metalles in die Form, zur Einwirkung gebracht wird« Günstig ist es hierbei, wenn die Multiplikatorkolbenverstellkraft mittels des die Erhöhung der Geschwindigkeit des Preßkolbens nach dem Vorschub des flüssigen Metalles veranlassenden Schaltelementes gesteuert wird.

Bei Anwenden des erfindungsgemäßen Verfahrene wird die Zuschaltung des Multiplikatorkolbens bereits beim Übergang von der ersten Phase auf die zweite Phase in die Wege geleitet. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß für viele Druckgußteile das Einpressen des Metalles in die Form in dieser Weise erfolgen kann, ohne daß Mängel im Gefüge oder in der Festigkeit der Gußteile sich einstellen. Auch wird die Druckgußmaschine praktisch nicht höher beansprucht, weil die zweite Phase in der Regel nur kurzzeitig dauert, so daß bereits bei einer gewissen Trägheit der Multiplikator-Zuschaltsteuerungsmittel der Multiplikatorkolben praktisch auch erst am Ende der zweiten Phase freigegeben wird, so wie dies mit wesentlich höherem Aufwand unter Heranziehung der bislang verwendeten zusätzlichen Steuerungen der Fall ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft an einer Kaltkammer-Druckgießmaschine durchführen, die einen Multiplikator-Vorspannraum mit einem daran angeschlossenen Druckspeicher besitzt, in dessen Verbindungsleitung ein im Öffnungshub einstellbares Itückechlagventil mit zum Druckspeicher durch Druckmittel offenbaren Verschlußteil eingebaut ist, und die ein vom Preßkolben gesteuertes hydraulisches Umsteuerventil für ein Schaltventil in der das Druckmittel zur Steigerung der Preßkolbengeschwindigkeit nach dem Vorschub des flüssigen Metalles in die Form führenden Verbindung si ei tung besitzt, wenn erfindungsgemäß das !Rückschlagventil zur Druckbeaufschlagung seines Verschlußteilee in Sperrichtung an die das Druck-

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mittel für die Erhöhung der Preßkolbengeschwindigkeit führende Verbindungsleitung angeschlossen ist und mittels des Umsteuerventils für das Schaltventil betätigbar ist·

Bei Anwendung der Erfindung wird das ohnehin vorhandene Umsteuerventil zum Umschalten des in der ersten Phase auf den Preßkolben wirkenden Druckmittels auf das in der zweiten Phase wirkende Druckmittel zur Freigabe der Blockierung des Multiplikatorkolbens herangezogen, wobei in sehr vielen Fällen kaum zusätzliche Bauelemente benötigt werden.

Im Bedarfsfall läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung mit geringem Aufwand auch so abwandeln, daß der zeitliche Abstand vom Betätigungsimpuls zur Zuschaltung des Multiplikators bis zur Ausführung dieser Zuschaltung veränderbar eingestellt werden kann. Hierzu ist nur notwendig, daß in den Druckmittelkreis für das Betätigen des Rückschlagventils ein einstellbares Zeitglied gelegt ist, welches hydraulisch oder elektrisch oder pneumatisch oder auch in anderer Weise wirksam sein kann.

Bei ihrer großen Einfachheit bietet die Erfindung noch den Vorteil, daß der Multiplikator unabhängig von den auf den Preßkolben in der ersten und zweiten Phase wirkenden Drücken dem Preßkolben bzw. dem mit diesem verbundenen, auf das Metall einwirkenden Schußkolben zugeschaltet werden kann.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, die das Einpreßteil einer Kaltkammer-Druckgießmaschine horizontaler Bauart veranschaulicht.

In dem Preßzylinder 1 ist der Preflkolben 2 verschieblich geführt. Seine Kolbenstange 3 trägt am vorderen nichtgezeigten Ende den gleichfalls nichtdargestellten Schußkolben, welcher das Metall einpreßt, wenn der Preßkolben 2 aufgrund von Druckmitteleinwirkung in Richtung des Pfeiles A im Preßzylinder 1 verschoben wird. An diesen Preßzylinder schließt der Multiplikatorzylinder 4 an, in welchem der Multiplikatorkolben 5 gleitbeweglich eingebaut ist, über die Leitung 6 ist an den Verdichter-Vorspannraum 7 der druckspeicher 8 angeschlossen. Zwischen diesem und dem Verdichter-Vorspannraum 7 ist

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das Rückschlagventil 9 eingebaut, dessen Öffnungshub über die Spindel 10 eingestellt werden kann.

Zur Druckbeaufschlagung des Verschlußteiles 11 in Sperrichtung des Rückschlagventils 9 ist dieses über die Leitung 12 und die Leitung 13 sowie die Leitung 14 und 15 mit dem Raum 16 verbunden, in welchen die Verbindungsleitung 17 von dem Druckspeicher 18 mündet. Der Raum 16 ist mittels eines Schaltventils gegenüber dem Multiplikatorkolben 5 offenbar oder absperrbar· Der Hub des diesem Schaltventil angehörenden Verschlußstückes 19 kann mittels des Handrades 20 eingestellt werden.

Die Leitung 14 ist an das als 4/2-Wegeventil ausgebildete Umsteuerventil angeschlossen, welches über die Leitung 22 mit dem 2/2-Wegeventil 23 verbunden ist, von dem aus die Leitung 24 an die Leitung 13 anschließt. Das Wegeventil 23 stellt in Verbindung mit der einstellbaren Drossel 25 und dem Rückschlagventil 26 ein hydraulisch wirkendes Zeitglied 27 dar. Das Ventil

23 wird aus der gezeigten Sperrlage in die die Leitung 24 mit der Leitung verbindende Stellung gebracht, wenn das Umsteuerventil 21 aus seiner wiedergegebenen Stellung in die zweite Lage gebracht wird. Dann wird nämlich der Druck in der Pumpenförderleitung 29, welche an die Leitung 14 anschließt, über die Leitung 28 am Ventil 23 zur Einwirkung gebracht. Infolgedessen wird dieses mit der jeweils eingestellten Verzögerung in die die Leitungen 22 und

24 miteinander verbindende Stellung gebracht. Das Betätigen des Umsteuerventils 21 erfolgt etwa von der Kolbenstange 3 aus in an sich bekannter ^eise über ein Gestänge und einen elektrischen Endschalter.

In der auf der Zeichnung wiedergegebenen Stellung des Umsteuerventile 21 ist der Raum 16 über die Leitungen 15, 14, 30 und 31 mit dem Raum 32 verbunden. Infolgedessen wird das Verschlußstück 19 in seiner dargestellten Verschlußlage gehalten. Der Raum l6 ist ferner über die Leitungen 14, I3 und 12 an den Raum 33 angeschlossen, so daß auch das Verschlußteil 11 in seiner gezeigten Sperrstellung gehalten wird. Sobald das Umsteuerventil 21 jedoch in seine andere Lage gestellt wird, werden die Räume 32 und 33 mit der zum Tank 34 führenden Leitung 35 verbunden, so daß in diesen Räumen der Druck der Umgebungsluft herrscht. Dies wirkt sich dahingehend aus, daß sowohl das

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Verschlußteil 11, als auch das Verschlußstück 19 vom hydraulischen Gegendruck geöffnet werden. Die Öffnungszeit des Verschlußteils 11 kann allerdings, wie bereits erwähnt, durch das Zeitglied 27 verzögert werden. In diesem Fall bleibt, sobald das Umsteuerventil 21 in seine andere Lage gestellt wird und somit schlagartig der Raum 32 mit der zum Tank 34 führenden Leitung 35 verbunden wird, der Verschlußteil 11 über die Leitungen 12, 13, 36, 14 und 15 sowie die feste Drossel 37 noch solange mit dem Raum 19 verbunden und damit unter Druck und in Sperrstellung, bis durch Schalten des Zeitgliedes 27 der Baum 33 über die Leitung 12, 24, 22, 30 ebenfalls mit der zum Tank 34 führenden Leitung 35 verbunden wird und somit der Verschlußteil 11 öffnet« Die trotzdem über die Drossel 37 noch nachströmende geringfügige Ölnienge bleibt wirkungslos, da sie ebenfalls über die wesentlich größer dimensionierten Leitungen 24, 22, 30 und 35 zum Tank 34 abgeführt wird. Bei der dargestellten Ausbildung wird also beim Betätigen des Umsteuerventils 21 mit der Einschaltung der zweiten Phase zugleich die Zuschaltung des Multiplikators 4, 5 veranlaßt, wobei diese Zuschaltung, sofern kein Zeitglied 27 vorhanden ist, oder dessen Verzögerung auf Null eingestellt ist, unmittelbar mit der Umsteuerung des Ventils 21 erfolgt und wobei das gleiche Umsteuerventil 21, welches ohnehin zum Schalten des Verschlußstückes benötigt wird, zum Betätigen des Rückschlagventils 9 herangezogen wird.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Steuerung der Zuschaltung des Multiplikator« zum Preßkolben an Multiplikator-Druckgießmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die den Multiplikatorkolben (5) verstellende Druckkraft in Abhängigkeit von der Stellung des Preßkolbens (2) vornehmlich am Ende des Vorschubes des flüssigen Metallee in die Form zur Einwirkung gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß di· MuItipiikatorkolbenverstellkraft mittels des die Erhöhung der Geschwindigkeit des Preßkolbens (2) nach dem Vorschub des flüssigen Metallee veranlassenden Schaltelementes (2l) gesteuert vird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 an einer Kaltkammer-Druckgießmaschine, die einen an den Multiplikator-Vorspannraum angeschlossenen Druckspeicher aufweist, in dessen Verbindungsleitung ein im Öffnungshub einstellbares Rückschlagventil mit zum Druckspeicher durch Druckmittel offenbaren Verschlußteil eingebaut ist, und die ein vom Preßkolben gesteuertes hydraulisches Umsteuerventil für ein Schaltventil in der das Druckmittel für die Steigerung der Preßkolbengeschwindigkeit nach dem Vorschub des flüssigen Metalles in die form führenden Verbindungsleitung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Bückschlagventil (9) zur Druckbeaufschlagung des Verechlußteiles (ll) in Sperrichtung an die das Druckmittel für die Erhöhung der Preßkolbengeschwindigkeit führende Verbindungsleitung (17) angeschlossen ist und mittels des Umsteuerventils (21) für das Verschlußstück (l9) des Schaltventils betätigbar ist,

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Druckmittelkreis zum Betätigen des Rückschlagventile (9) ein einstellbares Zeitglied (27) gelegt ist.

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