DE2751847A1

DE2751847A1 - Injector barrel for pressure die casting machines - with electrohydraulic control of plunger driving molten metal from barrel into die

Info

Publication number: DE2751847A1
Application number: DE19772751847
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Blankenhorn
Original assignee: Arenco BMD Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Arenco BMD Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1977-11-19
Filing date: 1977-11-19
Publication date: 1979-05-23

Abstract

The molten metaal is poured into the barrel, and then a plunger drives the metal into the die. The plunger is driven hydraulically, and the pressure and/or the vol. of the hydraulic fluid is controlled by a rod(a) travelling together with the plunger. The periphery of rod(a) is provided with a row of marks(b) which are scanned by a stationary pulse generator feeding a pulse counter. When a prescribed number of pulses has been counted, a conventional electric circuit is used to adjust the pressure or vol. of the hydraulic fluid. The rod(a) may consist of a row of metal rings sepd. by insulation rings and assembled to form a tube sliding on a bar; the number of metal rings is counted via induction or capacitance as they travel past the pulse generator. The robust device withstands the severe operating conditions involved in die casting, but provides accurate control of plunger speed.

Description

Druckgießmaschine mit Steuervorrichtung für den Die casting machine with control device for the

Einpresskolben Die Erfindung betrifft eine Druckgießmaschine mit einer das flüssige Metall aufnehmenden Gießhülse und einem darin hydraulisch verschiebbaren Einpresskolben sowie mit einer Vorrichtung zum Steuern des Drucks und/oder des Volumenstroms der Hydraulikflüssigkeit mittels einer mit dem Einpresskolben mitgeführten Steuerstange. Press-in piston The invention relates to a die-casting machine with a casting sleeve that receives the liquid metal and one that is hydraulically displaceable therein Press-fit piston and a device for controlling the pressure and / or the volume flow the hydraulic fluid by means of a control rod carried along with the press-in piston.

Bei Druckgießmaschinen des vorgenannten Aufbaus wird die Metallschmelze in die horizontal angeordnete Gießhülse, die an ihrer einen Stirn seite in die Form ausmündet, an ihrer anderen Stirn seite von dem Einpresskolben verschlossen ist und nahe dieser Stirnseite eine radiale Eingußöffnung aufeist, eingefüllt. Der anschließende Einpressvorgang spielt sich in mehreren Phasen ab, die sich in der Bewegungsgeshwindigkeit des Einpresskolbens und des von diesem erzeugten Drucks unterscheiden. So wird während einer ersten Bewegungsphase bei langsamer Geschwindigkeit das Eingußloch durch den vorbeifahrenden Einpresskolben geschlossen. Dabei steigt durch entsprechende Volumenverminderung in der Gießhülse der SchmeRenspiegel in der Gieß hülse an. Auch die zweite Phase erfolgt bei langsamer Geschwindigkeit des Einpresskolbens solange, bis die Metallschmelze die Gießöffnung der Form erreicht und den Form~ hohlraum teilweise gefüllt hat. Diese langsame Pressphase ist notwendig, um Turbulenzen in der Metallschmelze während des Einpressvorgangs zu vermeiden. In der dritten Phase wird dann der Einpresskolben stark beschleunigt bis der Formhohlraum vollkommen gefüllt ist. Schließlich folgt in einer vierten Phase eine starke Druckerhöhung, der sogenannte Nachdruck.In die casting machines of the aforementioned structure, the metal melt in the horizontally arranged casting sleeve, which is on one end of the mold opens, is closed at its other end face by the press-fit piston and near this end face a radial pouring opening, filled in. The subsequent The press-in process takes place in several phases, which are reflected in the speed of movement of the press-fit piston and the differ from this generated pressure. Thus, during an initial phase of movement at slow speed, the sprue hole is created closed by the press-in piston driving past. It increases by appropriate Volume reduction in the casting sleeve of the SchmeRenspiegel in the casting sleeve. Even the second phase takes place at slow speed of the press-in piston as long as until the molten metal reaches the pouring opening of the mold and the mold cavity partially filled. This slow pressing phase is necessary to avoid turbulence in to avoid molten metal during the press-in process. In the third phase the press-in plunger is then strongly accelerated until the mold cavity is completely is filled. Finally, in a fourth phase, there is a strong increase in pressure, the so-called reprint.

Die verschiedenen Bewegungsgeschwindigkeiten des Einpresskolbens und der von ihm erzeugte Druck richten sich im wesentlichen nach der Gestaltung des Gußstücks bzw. des Formhohlraums und nach der verarbeiteten Metallegierung. Die Qualität des Gußstücks hängt dabei maßgeblich von der Höhe des Drucks und der Einpreßgeschwindigkeit sowie von der Einhaltung der Zeitpunkte, in denen diese Größen geändert werden, ab. Die Steuerung dieser Größen erfolgt bisher über einstellbare Durchflußventile und Volumenmeßgeräte oder aber über Beschleunigungs- bzw. Wegaufnehmer. Als Steuerglied dient in aller Regel eine Steuerstange, die mit dem Einpresskolben verbunden ist und ortsfest angeordnete Endschalter nach bestimmten Wegstrecken betätigt. Diese Endschalter steuern dann über Ventile den Einpresskolben auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit bzw. einen vorbestimmten Druck.The different speeds of movement of the press-fit piston and the pressure it generates is essentially based on the design of the Casting or the mold cavity and after the processed metal alloy. the The quality of the casting depends largely on the level of pressure and the injection speed as well as compliance with the times at which these parameters are changed, away. Up to now, these variables have been controlled using adjustable flow valves and volume measuring devices or via acceleration or displacement transducers. As a control element As a rule, a control rod that is connected to the press-fit piston is used and fixed limit switches actuated after certain distances. These Limit switches then control the press-in piston to a predetermined speed via valves or a predetermined pressure.

Diese Steuerung hat den Nachteil, daß die Ausbildung der herkömmlichen Endschalter und die Justierung entlang der Wegstrecke des Einpresskolbens bzw. der Steuerstange erhebliche Ungenauigkeiten mit sich bringen. Ferner weisen die Endschalter bewegliche Schaltglieder auf, die in dem rauhen Gießereibetrieb sehr störanfällig sind.This control has the disadvantage that the design of the conventional Limit switch and the adjustment along the path of the press-in piston or the Control rod bring considerable inaccuracies. Furthermore, the limit switches moving switching elements on, which in the rough foundry operation very are prone to failure.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Druckgießmaschine des eingangs geschilderten Aufbaus eine Steuervorrichtung zu schaffen, die einerseits dem robusten Gießereibetrieb gewachsen ist, andereneits eine genaue Einhaltung der gewünschten Geschwindigkeiten und Drücke sowie eine unkomplizierte Anpassung dieser Größen an veränderte Betriebsverhältnisse gestattet.The invention is therefore based on the object for a die casting machine of the structure described above to create a control device that on the one hand the robust foundry, on the other hand, exact compliance with the desired speeds and pressures as well as an uncomplicated adjustment of these Sizes to changed operating conditions permitted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerstange an ihrem Umfang eine Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Marken und die Steuereinrichtung wenigstens einen die Marken abtastenden Impulsgeber, der in der Bewegungsbahn der Siuerstange ortsfest angeordnet ist, sowie einen Impulszäner aufweist, der bei Erreichen einer vorbestimmten Impulszahl über eine herkömmliche elektrische Schaltung Druck und/oder Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit steuert.This object is achieved according to the invention in that the control rod on its circumference a large number of marks and spaced from one another the control device has at least one pulse generator which scans the marks and which in the movement path of the Siuerstange is arranged in a stationary manner, as well as a pulse zener has that when a predetermined number of pulses is reached via a conventional electrical circuit controls pressure and / or volume flow of the hydraulic fluid.

Die von der Steuerstange zurückgelegte Wegstrecke wird gemäß der Erfindung in kleine Teilstrecken aufgeteilt, an denen je eine Marke sitzt. Der Impulsgeber tastet die Marken ab und leitet sie einem Impulszähler zu, der bei Erreichen einer voreingestellten Impulszahl einen Siuerimpuls an eine elektrische Schaltung abgibt, welche wiederum die Ventile im Hydraulikkreislauf steuert. Sofern eine Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitssteuerung des Einpresskolbens erforderlich ist, werden die Impulse in herkömmlicher Weise über die Zeit integriert, so daß ein Maß für die Geschwindigkeit der Steuerstange und damit des Einpresskolbens erhalten wird. Die voreingestellte Impulszahl läßt sich leicht auf andere Betriebsverhältnisse umstellen.The distance traveled by the control rod is according to the invention divided into small sections, each with a brand. The pulse generator scans the marks and forwards them to a pulse counter which, when a sends a preset pulse number to an electrical circuit, which in turn controls the valves in the hydraulic circuit. If an acceleration or speed control of the press-fit piston is required, the Pulses are conventionally integrated over time, so that a measure of the Speed of the control rod and thus the press-fit piston is obtained. the The preset number of pulses can easily be changed to other operating conditions.

Die Abtastung kann induktiv, kapazitiv oder lichtoptisch erfolgen. Je nach Art der Abtastung sind die an der Steuerstange angeordneten Marken auszubilden.The scanning can be done inductively, capacitively or optically. Depending on the type of scanning, the marks arranged on the control rod are to be formed.

Die Marken weisen vorzugsweise eine regelmäßige Teilung auf.The marks preferably have a regular pitch.

Dies schafft die Möglichkeit, einen zweiten Impulsgeber voausehen, der gegenüber dem ersten Impulsgeber um eine halbe Teilung der Marken versetzt angeordnet ist. Damit läßt sich eine feine Auflösung erreichen.This creates the possibility to anticipate a second impulse generator, which is offset from the first pulse generator by half a division of the marks is. Fine resolution can thus be achieved.

In bevorzugter Ausführung der Erfindung ist die Steuerstange als die Marken aufweisendes Rohr ausgebildet und auf einer ortsfesten Führungsstange gleitend geführt. Dabei kann das die Steuerstange bildende Rohr an seinem einen Ende ein auf der Führungsstange gleitendes Lager aufweisen und an seinem anderen Ende in einem ortsfesten Lager geführt sein, Wenn der Impulsgeber die Abschnitte kapazitiv oder induktiv abtastet, besteht das die Steuerstange bildende Rohr aus einzelnen die Marken bildenden metallischen Ringen und seils dazwischen angeordneten Isolierstoffringen.In a preferred embodiment of the invention, the control rod is as the Branded tube formed and sliding on a stationary guide rod guided. The tube forming the control rod can be inserted at one end have on the guide rod sliding bearing and at its other end in a fixed bearing, if the pulse generator capacitive the sections or inductively scans, the control rod forming tube consists of individual the marks forming the metallic rings and ropes arranged between insulating rings.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Druckgieß maschine mit horizontalem Einpressaggregat und Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der Steuerstange.Further details and advantages of the invention emerge from the description of a preferred embodiment below. In the drawing show: Fig. 1 is a schematic section through a die casting machine with a horizontal Press-in unit and FIG. 2 shows an enlarged view of the control rod.

Die in Figur 1 schematisch angedeutete Druckgießmaschine besteht aus einer beweglichen Formhälfte 1 und einer auf der Maschine aufgespannten Formhälfte 2, die zwischen sich den Formhohlraum 3 bilden. Ferner sind in der Zeichnung die Ausstoßer 4 für das erkaltete Gußstück angedeutet.The die casting machine indicated schematically in FIG. 1 consists of a movable mold half 1 and a mold half clamped on the machine 2, which form the mold cavity 3 between them. Furthermore, in the drawing are Ejector 4 indicated for the cooled casting.

An die ortsfeste Formhälfte 2 ist eine Gießhülse 5 angesetzt, die an ihrer einen Stirnseite 6 in einen Eingußkanal 7 der Formhälfte 2 ausmündet und an ihrer anderen Stirnseite 8 durch einen Einpresskolben 9 verschlossen ist. Die Gießhülse 5 weist ferner mit geringem Abstand von der Stirnseite 8 ein Eingußloch 10 auf, durch welches die Metallschmelze, deren Spiegel in der Gießhülse 5 mit 11 angedeutet ist, eingefüllt wird.A casting sleeve 5 is attached to the stationary mold half 2, which at its one end face 6 in a sprue 7 of the Mold half 2 opens out and is closed on its other end face 8 by a press-in piston 9 is. The casting sleeve 5 also has a small distance from the end face 8 Sprue hole 10 through which the molten metal, its mirror in the casting sleeve 5 is indicated by 11, is filled.

Der Einpresskolben 9 ist über eine Kolbenstange 12 und eine Kupplung 13 mit einem Kolben 14 eines Hydraulikzylinders 15 verbunden. Der Einpresskolben 9 mit seiner Kolbenstange 12 und gegebenenfalls die Gießhülse 5 können ausgewechselt werden.The press-fit piston 9 is via a piston rod 12 and a coupling 13 is connected to a piston 14 of a hydraulic cylinder 15. The press-fit piston 9 with its piston rod 12 and possibly the casting sleeve 5 can be exchanged will.

Zur Steuerung der Geschwindigkeit des Einpresskolbens 9 und des von ihm erzeugten Drucks, d.h. des Volumenstroms und des Drucks der den Kolben 14 beaufschlagenden Hydraulikflüssigkeit dient ein Geber in Form einer Steuerstange 16 und eine nicht näher dargestellte Schaltung, die auf die Ventile des Hydraulikkreislaufs wirkt. Die Steuerstange 16 ist an die Kupplung 13 angekuppelt und wird bei Bewegung des Einpresskolbens 9 von diesem mitgeführt.To control the speed of the press-fit piston 9 and of it generated pressure, i.e. the volume flow and the pressure of the piston 14 acting Hydraulic fluid is used by a transmitter in the form of a control rod 16 and not by one Circuit shown in more detail, which acts on the valves of the hydraulic circuit. The control rod 16 is coupled to the coupling 13 and is when the Press-in piston 9 carried along by this.

In Figur 2 ist eine Ausführungsform der Steuerstange zur kapazitiven bzw. induktiven Abnahme-dargestellt. Die Steuerstange 16 weist an ihrem Umfang Abtastmarken 17 auf, die beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel aus metallischen Ringen 18 gebildet sind. Zwischen je zwei Ringen 18 ist ein Isolierstoffring 19 angeordnet. Die Ringe können beispielsweise auf einer Hülse sitzen und miteinander verspannt oder verklebt sein. Die Steuerstange 16 ist demzufolge als Rohr ausgebildet.In Figure 2 is an embodiment of the control rod for capacitive or inductive decrease-shown. The control rod 16 has scanning marks on its circumference 17, which in the illustrated embodiment made of metallic rings 18 are formed. An insulating ring 19 is arranged between each two rings 18. The rings can, for example, sit on a sleeve and clamped together or be glued. The control rod 16 is therefore designed as a tube.

Dieses Rohr gleitet auf einer ortsfesten Führungsstange 20, die in der Zeichnung nur rechts erkennbar ist. Die Führungsstange 20 ist über einem Flansch 21 an einer ortsfesten Maschinenplatte 22 befestigt. An der gegenüberliegenden Stirnseite ist das die Steuerstange 16 bildende Rohr in einem auf die Maschinenplatte 22 aufgeschraubten Lager 23 geführt. Die Steuerstange 16 weist einen Kopf 24 auf, über den sie, wie in Figur 1 gezeigt, an der Kupplung von Einpresskolben und Arbeitskolben angekuppelt ist.This tube slides on a stationary guide rod 20, which in of the drawing can only be seen on the right. The guide rod 20 is over a flange 21 attached to a stationary machine plate 22. On the opposite face is the tube forming the control rod 16 in a screwed onto the machine plate 22 Camp 23 led. The control rod 16 has a head 24 via which they, as shown in Figure 1, at the Coupling of press-fit piston and working piston is coupled.

An der Maschinenplatte 22 sitzt im vorderen Bereich der Steuerstange 16 ein Impulsgeber 25, der die Marken 18 induktiv oder kapazitiv abtastet. Die Impulse werden an einen Zähler weitergeleitet, der bei Erreichen einer voreingestellten Impulszahl eine Schaltfunktion zur Minderung bzw. Erhöhung des Volumenstroms bzw. des Drucks herbeiführt.The control rod is seated on the machine plate 22 in the front area 16 a pulse generator 25 which scans the marks 18 inductively or capacitively. The impulses are forwarded to a counter which, when a preset Number of pulses a switching function to reduce or increase the volume flow or of pressure.

Statt der gezeigten Ausführungsformmit den als Ringen ausgebildeten Abtastmarken 18 und dazwischen angeordneten Isolierstoffringen kann die Steuerstange 16 auch an ihrer Oberseite ein zahnstangenartiges Profil aufweisen, wobei jeder Zahn als Abtastmarke dient. Auch in diesem Fall kann eine kapazitive oder induktive Abnahme oder aber auch eine lichtoptische Abtastung vorgesehen sein. Ebenso läßt sich eine lichtoptische Abtastung dadurch ermöglichen, daß die Steuerstange als unbearbeitetes Rohr ausgebildet ist, auf dem lichtreflektierende Marken angeordnet sind, so daß die Abtastung im reflektierenden Licht erfolgt. Eine Abtastung im durchfallenden Licht wäre ferner dahingehend denkbar, daß das Rohr Querbohrungen aufweist und die Führungsstange mit einem in gleicher Höhe angeordneten Schlitz versehen ist.Instead of the embodiment shown, with those designed as rings Sensing marks 18 and insulating rings arranged between them can be used by the control rod 16 also have a rack-like profile on their upper side, each Tooth serves as a scanning mark. In this case, too, it can be capacitive or inductive Acceptance or light-optical scanning can also be provided. Likewise lets enable a light-optical scanning that the control rod as unprocessed tube is formed, arranged on the light-reflecting marks are so that the scanning takes place in the reflecting light. A scan in the falling through Light would also be conceivable to the effect that the tube has transverse bores and the Guide rod is provided with a slot arranged at the same height.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1. Die casting machine with a liquid metal receiving Gießht3Xse and a d4in hydraulically displaceable press-in piston As well as with a device for controlling the pressure and / or the volume flow Hydraulic fluid by means of a control rod carried along with the press-in piston> characterized in that the control rod (16) has a plurality on its circumference of marks (17) arranged at a distance from one another and the control device at least; a pulse generator (25) which scans the marks and which is in the path of movement of the control rod Is arranged stationary, and has a pulse counter that when reaching a or a plurality of predetermined numbers of pulses via a conventional electrical circuit Controls pressure and / or volume flow of the hydraulic fluid.

2. Die casting machine according to claim 1, characterized in that the marks (17) have a regular division.

3. Die casting machine according to claim 1 and 2, characterized in that that a second pulse generator is provided opposite the first pulse generator (25) is arranged offset by half a division of the marks (17).

4. Die casting machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the control rod (16) is designed as a tube having the marks (17) and is slidably guided on a stationary guide rod (20).

5. Die casting machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the control rod (16) forming the tube at one end on the guide rod has sliding bearing and at its other end in a stationary bearing (23) is led.

6. Die casting machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the pulse generator (25) scans the marks (17) capacitively or inductively and that of the control rod (16) forming the metal tube from individual markings Rings (18) and insulating rings (19) arranged therebetween.

7. Die casting machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that that by means of the impulses plotted over time and / or pressure aSU speed and / or acceleration of the press-in piston (9) are displayed.

8. Die casting machine according to claim 7, characterized in that a path-pressure and / or path-speed curve using an oscilloscope is pictured.