DE3027986C2 - Kühlvorrichtung für die Druckgieß- oder Spritzgießform einer Druckgießmaschine unter Verwendung eines Kühlwassersystems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen einer Druckgießform mit einem Kühlwassersystem, welches an Kühlkanälen der Druckgießform angeschlossen ist sowie eine Druckgießform zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Druckgießen ist eine möglichst optimale Formtemperatur nicht nur für die Güte der DruckgieS-leile, sondern auch für die Lebensdauer der Druckgießform von größter Wichtigkeit. Zu diesem Zweck sind verschiedene Verfahren zum Aufheizen und Abkühlen der Druckgießform vorgeschlagen worden.

Zum Aufheizen werden bevorzugt elektrische und auch Gasheizungen eingesetzt. Es ist aber auch bekannt, eine Heizflüssigkeit, beispielsweise erwärmtes Ul, zu verwenden, welches durch Kanäle der Druckgießform geführt wird, welche dann später gleichzeitig als Kühlkanäle dienen können. Die DE-AS 12 82 865 zeigt eine Ausführung der zuletzt beschriebenen Art, wobei ein Hochtemperaturöl in einem geschlossenen Leitungssystem geführt und das Ol entsprechend den Erfordernissen entweder von einem Heizelement erwärmt oder durch einen Rückkühler abgekühlt wird. Der Rückkühler ist hierbei an den normalen Wasserkreislauf angeschlossen. Bei dieser bekannten Tempenervorrichtung sind somit zwei zusätzliche Vorrichtungen erforderlich (Heiz- und Kühlvorrichtung). Das an sich schon als schlechter Wärmeleiter bekannte öl wirkt erst sekundär, da es selbst erst durch primäre Heiz- und Kühlelemente auf die für eine weitere Temperaturbeeinflussung erforderliche Temperatur gebracht werden muß. Dieses ist aber bei einem geschlossenen ölkreislauf nur mit großem Aufwand und bedingt möglich.

Weitere Verfahren dieser Art, bei denen ein geschlossenes Leitungssystem vorgesehen ist, bei welchem über ein Mehrwegeventil entweder der Heizkreislauf oder der Kühlkreislauf zu- bzw. abgeschaltet wird, sind aus der DE-AS 12 82 865 und DE-OS 28 02 335,28 07 880 und 28 08 139 bekannt

Anders ist es dann, wenn die erste Anwärmung der Druckgießform beispielsweise mittels einer Gas- oder Elektroheizung erfolgt, während später zur eigentlichen

ίο Abkühlung das in jedem Betrieb vorhandene normale Wasserleitungsnetz direkt herangezogen wird, an welches die Kühlkanäle der Druckgießform angeschlossen werden.

Bei diesem bekannten Kühlverfahren bestand der

Nachteil, daß die manuelle Einstellung des Drosselventils für die Regulierung der zuzuführenden Kühlwassermenge von der Bedienungsperson nicht immer ordnungsgemäß überwacht wurde, was dann zu erheblichen Schwierigkeiten und Betriebsstörungen geführt hat

Durch die DE-PS 28 05 215 wurde dann eine Kühlvorrichtung vorgeschlagen, bei welcher die manuelle Abhängigkeit durch ein geschlossenes Kühiwassersystem mit Mischventil und Umwälzpumpe ausgeschaltet wurde.

Nun ist es nicht selten erforderlich, mehrere Kühlwasserkreisläufe vorzusehen, wenn beispielsweise die Druckgießform unterschiedliche Temperaturzonen aufweist In diesem Falle würde die Anordnung mehrerer Kühlvorrichtungen nach der DE-PS 28 05 215 einen im Verhältnis zum Aufwand der eigentlichen Druckgießmaschine nicht zu vertretenden großen zusätzlichen Aufwand erfordern, auf den dann schon alleine aus Kostengründen seitens der Gießerei verzichtet wird.

Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein und befaßt sich mit einer Kühlvorrichtung der eingangs beschriebenen Ausführung, wobei ein offener Kühlwasserkreislauf verwandt wird, jedoch die bei den bekannten Kühlvorrichtungen aufgetretenen Nachteile vermieden werden und gegenüber der Kühlvorrichtung mit Mischventil und Umwälzpumpe nur einen geringeren Aufwand erfordert so daß auch der Einsatz mehrerer Vorrichtungen zur Kühlung mehrerer unterschiedlicher Temperaturzonen wirtschaftlich vertretbar ist

Erreicht wird dieses erfindungsgemäß bei einer Kühlvorrichtung nach der eingangs beschriebenen Ausführung dadurch, daß zur Kühlung der Druckgießform mehrere selbständige regelbare offene Kühlkreis- laufe dienen. Dabei ist es von Vorteil, daß in jedem Kühlwasserzulauf der einzelnen Kühlwasserkreisläufe der Druckgießform ein Regulierventil mit Verstellant;ieb angeordnet ist, wobei die Verstellantriebe mit Öffnungsbegrenzern ausgerüstet sind.

Ein weiteres Merkmal nach der Erfindung wird darin gesehen, daß in jeder Leitung für den Kühlwasser-Rücklauf ein an sich bekanntes Kontaktthermometer eingebaut ist, das mit dem Verstellantrieb in Wirkverbindung steht. Weiterhin ist es möglich, daß in der Druckgießform ein oder mehrere Thermoelemente eingebaut sind, die mit den Verstellantrieben in Wirkverbindung stehen. Außerdem kann es erfindungsgemäß vorteilhaft sein, daß jeder Kühlkreislauf mit dem Kühlwasserzulauf zusätzlich über ein dem Regulierven til beigeordnetes By-Pass-Ventil in Verbindung steht.

Die erfimiungsgemäße Kühlvorrichtung kann in Einfachanordnung auch für die Kühlung des Gießkolbens eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäßen Kühlvorrichtungen können somit entsprechend den zu kühlenden unterschiedlichen Temperaturzonen in Einfach- und beliebiger Mehrfachanordnung vorgesehen werden, wobei sie durch ihre einfache Ausführung ohne Elektroniksteuerung und somit auch ohne automatische temperaturabhängige Schrittsteuerung sowie durch Verzicht auf ein Mischventil mit Umwälzpumpe einen wirtschaftlich vertretbaren Einsatz ermöglichen.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Dreifachanordnung und

Fig.2 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Darstellung einer Einzelvorrichtung.

In der zeichnerischen Darstellung gemäß F i g. 1 handelt es sich um eine Kühlvorrichtung in sogenannter Dreifachanordnung mit drei Kühlkreisen I, II und III für eine gemeinsame Druckgießform 8- Zur besseren Darstellung ist die Druckgießform 8 dreifach dargestellt, um die unterschiedlichen Kühlkreise anzudeuten.

Der durch einen Pfeil 1 angedeutete Kühlwasser-Zulauf führt in ein Verteilerrohr 11, an welchem über Anschluß-Stutzen 12,12a und 126 das Kühlwasser in die eigentlichen Leitungen 2,2a und 26 für die Kühlwasser-Zufuhr zur Druckgießform 8 gelangt Die Kühlleitungen innerhalb der Druckgießform 8 sind mit 13,13a und 136 angedeutet. Nach Durchfließen der Kühlleitungen 13, 13a und 136 gelangt das Kühlwasser in die Leitungen 6, 6a und 66 für den Kühlwasser-Rücklauf. In diesen Leitungen 6,6a und 66 sind Kontaktthermometer 7, 7a und 76 angeordnet, die mit den Verstellantrieben 4,4a, 46 der Regulierventile 3, 3a und 36 in Wirkverbindung stehen und bei Erreichen einer bestimmten Temperatur die Verstellantriebe 4, 4a und 46 ansteuern. An die Leitungen 2, 2a und 26 für die Kühlwasser-Zufuhr besteht eine weitere direkte Verbindung zum Verteilerrohr 11 über zusätzliche Leitungen 9, 9a und 96. In diesen Leitungen 9, 9a und 96 sind sogenannte By-Pass-Ventile 10, 10a und 106 angeordnet, die auch bei geschlossenen Regulierventilen 3, 3a und 36 eine gewisse Kühlwassermenge 2,2a und 26 durchlassen. Mit 5, 5a und 56 sind Öffnungsbegrenzer an den Verstellantrieben 4,4a und 46 bezeichnet

In der vergrößerten Ansicht eines Rrgulierventiles 3 mit Verstellantrieb 4 gemäß F i g. 2 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher zwei Öffnungsbegrenzer 5 und 14 angeordnet sind. Mit i5 ist ein Schalthebel dargestellt, der in dargestelltem Zustand durch öffnen der linken Endlagenbegrenzung 16 den Ventilkegel 18 des Regulierventiles 3, wie stark ausgezogen dargestellt, in Schließstellung hält. Erfolgt nun der Start für deri Verstellantrieb 4, so bewegt sich der Schalthebel 15 soweit nach rechts, bis er mit dem Öffnungsbegrenzer 5 in Wirkverbindung kommt. Diese Stellung ist strichpunktiert mit 15a angedeutet. In dieser Stellung, die durch Vorabberechnung und manueller Einstellung des Öffnungsbegrenzers 5 erzielt wird, kann nunmehr eine bestimmte Kühlwassermenge durch das Regulierventil 3 hindurchtreten. Der Ventilkegel 18 hat hierbei die strichpunktiert mit 18a dargestellte Stellung eingenommen. Würde nunmehr durch ein Kontaktthermometer ein neuer Impuls an den Verstellantrieb 4 gegeben werden, würde der Schalthebel 15 bis zum nächsten Öffnungsbegrenzer 14 weiterschwenken und in der Stellung 156 abermals angehalten werden. Der Ventilkegel 18 hat nunmehr die Stellung 186 eingenommen, wodurch eine noch größere Menge Kühlflüssigkeit für die Kühlung freigegeben wird. Der Schalthebel 15 hat einen Schwenkbereich bis zur Stellung 15c; wo er gegen die rechte Endlagenbegrenzung 17 stößt Das Schließen des Regelventils 3 erfolgt entsprechend in entgegengesetzter Richtung.

Es sind somit mehrere Varianten für den Einsatz der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung möglich.

Ausführung 1

Bei Beginn des ersten Arbeitsspiels öffnet das Regulierventil langsam, bis das Signal durch die öffnungsbegrenzung unterbrochen wird. Falls erforderlich, kann der Öffnungsbeginn mittels c^aes Zeitgliedes verzögert werden. Bei Stillstand der Produktion (Schichtende, Pause, etc.) geht das Regulierventil automatisch in die Grundstellung und blockiert den Kühlwasser-Zulauf. Der erforderliche Öffnungsweg ist von der abzuführenden Wärmemenge abhängig und muß jeweils ermittelt werden. Falls erforderlich, kann das Regulierventil mit einem By-Pass-Ventil ausgerüstet werden, welches bei geschlossenem Regulierventil eine geringe Kühlwassermenge vom Zulauf direkt in den Kühlkreislauf fließen läßt

Ausführung 2

Das Regulierventil ist zusätzlich mit einem By-Pass-Ventil und mit einem Kontaktthermometer im Kühlwasserrücklauf ausgerüstet Bei Temperaturanstieg im Kühlwasser-Rücklauf wird bei Erreichen der vorgewählten Temperatur vom Kontaktthermometer das Signal zum Öffnen des Regulierventiles gegeben.

Das Regulierventil öffnet langsam, bis das Signal durch die Öffnungsbegrenzung unterbrochen wird. Fällt die RücKlauftemperatur unter dem Kontaktthermometer eingestellten Wert beginnt das Regulierventil wieder langsam zu schließen und geht in die Grundstellung.

Der max. Öffnungsweg ist von der abzuführenden Wärmemenge abhängig und muß jeweils ermittelt werden.

Ausführung 3

Ausgelegt wie Ausführung 2, jedoch mit einem zweiten Öffnungsbegrenzer und einem zweiten Kontakt im Kontaktthermometer. Bei Erreichen der ersten Tempera ur öffnet das Regulierventil bis zur ersten Begrenzung. Steigt die Kühlwasser-Rücklauftemperatur weiter, so daß der zweite Kontakt anspricht, öff/iet das Regulierventil bis zur zweiten Endbegrenzung. Bei Temperaturabfall ist die Rücksteuerung ebenfalls schrittweise, zunächst auf die erste Begrenzung, anschließend in die geschlossene Stellung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kühlen einer Druckgießform mit einem Kühlwassersystem, welches an Kühlkanälen der Druckgießform angeschlossen ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß zur Kühlung der Druckgießform (8) mehrere selbständige regelbare offene Kühlkreisläufe dienen.

2. Druckgießform zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Kühlwasserzulauf der einzelnen Kühlwasserkreisläufe der Druckgießform (8) ein Regulierventil (3, 3a, 3b) mit Verstellantrieb (4, 4a, 4b) angeordnet ist, wobei die Verstellantriebe (4,4a, 4b) mit Öffnungsbegrenzern (5,5a, 5b) ausgerüstet sind

3. Druckgießform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Leitung (6, 6a, 6b) für den Kühlwasser-Rücklauf ein an sich bekanntes Kontaktthermometer (7, 7a, Ib) eingebaut ist, das mit dem -^-stellantrieb (4, 4a, 4b) in Wirkverbindung stent.

4. Druckgießform nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckgießform (8) ein oder mehrere Thermoelemente eingebaut sind, die mit den Verstellantrieben (4, 4a, 4b) in Wirkverbindung stehen.

5. Druckgießform nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kühlkreislauf mit dem Kühiwasserzulauf zusätzlich über ein dem Regulierventil (3, 3a, 3b) beigeordnetes By-Pass-Ventil (10,1<H lObfin Verbindung steht