DE3302753C2 - Feste Aufspannplatte für eine Druckgießmaschine - Google Patents

Abstract

Eine stationäre Platte, die zur Lagerung einer Metallgußform dient, und ein Rahmen, der zur Halterung eines Spritzzylinders dient, sind als ein einstückiges, hohles Bauteil ausgebildet. Eine Hülse, die mit geschmolzenem Metall gefüllt wird, erstreckt sich koaxial zu dem Spritzzylinder durch die Platte, und das geschmolzene Metall im Zylinder wird durch einen durch den Spritzzylinder betätigten Kolben in die Gußform gespritzt. Mit diesem Aufbau wird das Gewicht der Vorrichtung vermindert, und die Steifigkeit kann vergrößert werden. Weiterhin wird nicht nur die Zentrierung des Spritzzylinders erleichtert; vielmehr kann ebenfalls die Länge der Hülse verringert werden.

Description

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Die Erfindung betrifft eine feste Aufspannplatte für eine Druckgießmaschine, die mit einem Rahmen verbunden ist, an dessen freiem Ende der Gießzylinder befestigt ist und die in ihrer gesamten Wandstärke von der Gießkammer, die eine Einfüllöffnung für das geschmolzene Metall aufweist, durckdrungfc2, wird.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (AT-PS 2 38 391), sind der Rahmen und di>· feststehende Aufspannplatte unabhängig voneinander ausgebildet wobei der Rahmen an der Platte mit Bolzen befestigt ist. Um diesem zweiteilig ausgebildeten Hauptvorrichtungsteil der Druckgießmaschine eine für den eigentlichen Druckgießvorgang ausreichende Steifigkeit zu geben, weist die stationäre Platte aus Stabilitätsgründen eine erhebliche Dicke mit der nachteiligen Folge auf, da3 die sich durch die stationäre Platte hindurch erstrekkende Gießkammer in ihrer Längenausdehnung (absolute Länge der Gießkammer) von der erheblichen Dicke der Aufspannplatte bestimmt wird.

Wenn die Gießkammer lang und dünn ist, ist die mit dem geschmolzenen Metall in Kontakt stehende Oberfläche der Gießkammer groß, so daß zwangsweise die Temperatur des geschmolzenen Metalls schnell abnimmt, was zur Folge hat, daß sich in der Gießkammer um das geschmolzene Metall herum eine sehr große und dicke erstarrte Schicht ausbildet. Darüber hinaus zeigt die erstarrte Schicht, wenn sie sehr lang ist, im Zeitpunkt des eigentlichen Druckgieß- bzw. Einspritzvorganges dazu, in mehrere Stücke zu brechen und sich mit dem noch großgeschmolzenen Metall zu vermischen. Die zwangsläufige Folge ist, daß dann, wenn die gebrochenen Stücke der erstarrten Schicht zusammen mit dem geschmolzenen Metall die Gießform erreichen bzw. in sie eingepreßt werden, sowohl die Festigkeit als auch die Qualität des gegossenen Erzeugnisses insgesamt stark herabgesetzt werden. Weiterhin erschwert die relativ schnelle Abnahme der Temperatur des geschmolzenen Metalls die Befüllung des Gußformraums im Augenblick des Einspritzen bis in die letzte Ecke, was wiederum die Qualität des Erzeugnisses stark vermindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine feste Aufspannplatte für eine Druckgießmaschine zu schaffen, bei der einerseits die Steifigkeit des aus fester Aufspannplatte und Rahmen gebildeten Hauptvorrichtungsteils vergrößert und andererseits die Druckgießbedingungen und damit die Druckgießqualität durch eine günstigere Gestaltung der Wärmeverhältnisse maßgeblich verbessert werden.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfind-mg dadurch, daß die feste Aufspannplatte materialmäßig einstückig mit dem Rahmen ausgebildet ist, der die Form eines hohlen Gehäuses mit wenigstens einer Öffnung aufweist und die Wandstärke der festen Aufspannplatte gegenüber ihrer Gesamthöhe und somit der Länge der Gießkammer verkürzt ist

Die Vorteile einer solchen festen Aufspannplatte für eine Druckgießmaschine bestehen vor allem darin, daß die Druckgießbedingungen durch Vermeidung bzw. maßgebliche Verminderung einer Abkühlung des eingefüllten geschmolzenen Metalls in der Gießkammer und einer Ausbildung einer Erstarrungsschicht um das geschmolzene Metall in der Gießkammer erheblich verbessert werden, und daß die feste Aufspannplatte durch die hier vorgeschlagenen Maßnahmen erheblich in ihrem Gewicht reduziert werden durch ihre erheblich verminderte Dicke die Gießkammer kurz ausgebildet sein kann, so daß sich eine verkürzte Ausbildung der Gesamtvorrichtung ergibt Das hat wiederum den Vorteil, daß die Hublänge des Kolbens zur Ausführung des Druckgießvorganges verkürzt werden kann, wodurch die Druckgießgeschwindigkeit wesentlich erhöht werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der festen Aufspannplatte ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Ausführungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele hervor. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine bekannte Druckgießmaschine in Seitenansicht,

Fig.2 eine Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt und

F i g. 3a und 3b zur Erklärung der Durchbiegung bzw. Verformung nützliche Illustrationen.

Wie in F i g. 2 dargestellt, sind eine feste Aufspannplatte 1, und ein Rahmen 2 (bzw. Gehäuse) gemäß dieser Erfindung als ausgespartes (hohles), einstückiges Bauteil ausgebildet, und der Rahmen 2 ist an seiner inneren Oberfläche mit einer Vielzahl von Verstärkungsrippen 7 versehen. Die feststehende Platte 1 ist an einem Maschinenrahmen 10, beispielsweise mittels Bolzen, befestigt, und der Maschinenrahmen 10 ist auf dem Bodenfundament befestigt.

Der Spritzzylinder 4 ist am außen gelegenen Ende des Rahmens 2 befestigt, und die Gießkammer 6 erstreckt sich durch die verhältnismäßig dünne feststehende Platte 1. Da die Wandstärke des ausgesparten Gebildes gering ausgeführt wurde, kann die feste Aufspannplatte 1 ebenfalls dünn ausgebildet sein. Insbesondere weist die feststehende Platte 1 die gleiche Höhe b wie die der bekannten Platte auf, aber ihre Gesamtstärke a ist ziemlich vermindert. Als Folge davon ist es möglich, die Gießkammer 6 kurz auszubilden, um somit die Druckgießbedingungen zu verbessern. Insbesondere führt eine Verminderung der Länge der Gießkammer 6 in Längsrichtung zum gleichen Maß in der Verminderung der Kolbenlänge in Längsrichtung und des Spritzzylinders, so daß die Gesamtverminderung der Vorrich-

tungsabmessungen in Längsrichtung verdreifacht werden kann. Wegen der Verminderung der Länge der Hülse kann ihre Fläche, die mit Luft und geschmolzenem Metall in Kontakt ist, vermindert werden, und daher können Gaswirbel und eine teilweise Verfestigung des geschmolzenen Metalls verhindert werden, um dadurch die Temperaturen des geschmolzenen Metalles aufrecht zu erhalten, das geschmolzene Metall in guter Beschaffenheit für das Einspritzen zu halten und somit die Druckgießbevlingungen zu verbessern. Zusätzlich zu den vorangehend geschilderten Vorteilen ist, da der Rahmen 2 und die feste Platte 1 integral ausgebildet sind, kein Bolzen zu ihrer Herstellung nötig, und die feste Platte 1 und der hohle Rahmen wirken als Ganzes als mechanisch steifes Teil, um die Steifigkeit des Gesenkbefestigungs- bzw. -Sicherungsteils zu vergrößern. Somit ist es lediglich nötig, den Spritzzylinder im Zeitpunkt des Einsetzens in den Rahmen 2 genau auszurichten. Mit anderen Worten ist es nicht nötig, den Rahmen 2 zum Zeitpunkt seiner Befestigung an der feststehenden Platte 1, im Gegensatz zu der bekannten Konstruktion, genau auszurichten.

Zum Eingießen geschmolzenen Metalls in die Gießkammer 6 durch eine Öffnung 8 ist eine Mehrzahl von verhältnismäßig großen Öffnungen 9 im Rahmen 2 ausgebildet, was auch zu einer Verminderung des Gewichts führt Die Öffnungen 9 erleichtern den Austausch und die Reparatur des Kolbenkopfes. Die Ausbildung und die Anzahl der Öffnungen 9 werden natürlich in Übereinstimmung mit der mechanischen Festigkeit des Rahmens 2 bestimmt. Eine obere Öffnung 9a ist zum Aufhängen des Spritzkolbens vorgesehen, und eine untere Öffnung 96 zum Entfernen von Schlacke. Ein Stützteil 9c ist am Boden des Rahmens 2 angeordnet. Vorzugsweise ist das Stützteil 9c einstückig mit dem Rahmen 2 ausgebildet und während des Gebrauchs der Vorrichtung auf einem durch strichpunktierte Linie in F: g. 2 dargestellten Stützrahmen 11 angeordnet Da das Gewicht der einstückig ausgebildeten feststehenden Platte 1 und des Rahmens 2 stark vermindert worden ist und weil deren Verformung vernachlässigbar klein ist, kann die Druckgießmaschine durch das Stützteil 9c stabil an einer feststehenden Struktur befestigt werden. Bei der bekannten Konstruktion ist der Rahmen, da die Durchbiegung der Maschine bzw. Vorrichtung groß ist, fliegend unter Schweben seines freien Endes gelagert, und für den Rahmen ist eine Ausgleichs- oder Gegengewichiseinrichtung vorgesehen. Die Durchbiegung wird jedoch nach der vorliegenden Erfindung kleiner, so daß von der Ausgleichseinrichtung abgesehen und das Teil 9c verwendet werden kann. In dem in F i g. 2 dargestellten Beispiel sind drei Öffnungen vorgesehen, jedoch können diese Öffnungen offensichtlich auch in einer größeren einzelnen Öffnung aufgehen.

Fig.3a zeigt schematisch die Durchbiegung der Druckgießmaschine gemäß der Erfindung, während F i g. 3b die der bekannten Vorrichtung zeigt.

Obwohl die Verformung bzw. Durchbiegung O₃ extrem kompliziert ist, kann sie, da die Durchbiegung όχ des Rahmens sehr klein ist, näherungsweise durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden

kann wegen der Anordnung einer Öffnung 9 berücksichtigt werden, daß der Abstand zwischen den Stützpunkten L auf einen Durchmesser L' der Öffnung vermindert wird. Somit kann beispielsweise, wenn L' = 0,7 L ist der Wert der Durchbiegung O₃ der feststehenden Platte 11 entsprechend der folgenden Gleichung (2) errechnet werden.

0,2401 WL* 384EI

Im Falle der in F i g. 3b dargestellten bekannten Konstruktion kann die Durchbiegung ab der feststehenden Platte 1 durch die folgende Gleichung (3) dargestellt werden.

384Ü7

In diesen Gleichungen ist

L: Länge der Platte 1

L': Durchmesser der Öffn ung 9

T: Dicke der feststehenden Platte 1

Oa, da, ob: Durchbiegung verschiedener Teile

E: Young'scher Modul (Elastizitätsmodul)

/: Flächenträgheitsmoment

W: Kraft, die je Längeneinheit des feststehenden Tisches wirkt

In den F i g. 3a und 3b zeigen die ausgezogenen Linien die Maschine dann, wenn keine Kraft W aufgebracht ist, und die strichpunktierten Linien zeigen sie im verformten Zustand bei Aufbringen einer Kraft W.

Da die feste Aufspannplatte 1 und der Rahmen 2 als hohles integrales Bauteil ausgebildet sind, ist es möglich, die Aufspar.nplatte 1, die zur Lagerung einer Metaügußform dient, beträchtlich dünner als bei der bekannten Konstruktion auszubilden. Das vermindei ί nichi nur das Gewicht, sondern vergrößert auch die Steifigkeit und die Festigkeit Weiterhin ist eine Zentrierung des Rahmens unnötig. Die Verkürzung der Gießkammer 6 verbessert die Gußbedingungen. Der Umstand, daß die Verformung der Maschine erheblich kleiner als die der bekannten Maschine ist, ist aus den F i g. 3a und 3b und den Gleichungen (2) und (3) ersichtlich. Wenn der Durchmesser des Rahmens 2 gleich L ist, und wenn die Öffnungen 9 nicht vorgesehen sind, ist das Verhältnis der Durchbiegungen der Erfindung und der bekannten Konstruktion näherungsweise gleich '/·, ist. Darüber hinaus wird, wenn V — OJL ist und Öffnungen 9 ausgebildet sind, das Verhältnis der Verformungen V20 bis V₃₀, was bedeutet, daß die Steifigkeit gemäß der Lrfindung in h "htim Maße vergrößert wird.

Hitrzu 2 Blatt Zeichnungen

Ο)

Da es tatsächlich möglich ist, L' kleiner als L auszule gen, kann der Wert von ö_a kleiner als der werden, der durch die Gleichung (1) errechnet wird. Insbesondere

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Feste Aufspannplatte für eine Druckgießmaschine, die mit einem Rahmen verbunden ist, an dessen freiem Ende der Gießzylinder befestigt ist und die in ihrer gesamten Wandstärke von der Gießkammer, die eine Einfüllöffnung für das geschmolzene Metall aufweist, durchdrungen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Aufspannplatte (1) materialmäßig einstückig mit dem Rahmen (2) ausgebildet ist, der die Form eines hohlen Gehäuses mit wenigstens einer Öffnung (9) aufweist, und die Wandstärke (a) der festen Aufspannplatte gegenüber ihrer Gesamthöhe (b) und somit die Länge der Gießkammer (6) verkürzt ist

2. Feste Aufspannplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) mit einer Mehrzahl von axial sich erstreckenden Verstärkungsrippen (7) ausgebildet ist

3. Feste Aufspannungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Rahmens (2) ein Stützteil (9c) angeordnet ist