DE3433121C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung der am Ende der Formfüllphase auftretenden Druckspitze bei Druckgießmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dämpfung der am Ende der Formfüllphase auftretenden Druckspitze bei Druckgießmaschinen, wobei zwischen der Kolbenstange des Gießkolbens und der Kolbenstange des Antriebskolbens eine hydraulische Dämpfungsvorrichtung angeordnet ist, deren Hydraulikraum durch einen federbelasteten Steuerkolben abgeschlossen ist.

Beim Druckgießen unterscheidet man im wesentlichen drei Arbeitsphasen: Während einer ersten Arbeitsphase leitet der eigentliche Preßkolben mit verhältnis mäßig langsamer Geschwindigkeit den Preßvorgang ein, wobei die noch im Einpreßzylinder befindliche Luft aus demselben entweichen kann. In der zweiten Arbeitsphase, in welcher sich der Preßkolben mit erhöhter Ge- schwindigkeit weiterbewegt, wird das flüssige Metall in die Form gedrückt. In einer sich hieran anschließenden dritten Arbeitsphase wird das Metall in der Form durch einen sogenannten Nachdruck verdichtet.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich im wesentlichen mit der zweiten Arbeitsphase, an deren Ende der Einpreßkolben mit der Kolbenstange schlagartig auf eine Geschwindigkeit Null abgebremst wird. Hierdurch tritt im Metall eine Druckspitze auf, die dazu führen kann, daß die eigentliche Formschließkraft überwunden

wird und ein kurzzeitiges Öffnen der Form nicht ausgeschlossen werden kann.

Um dieses zu verhindern, wird mit großen Schließkräften gearbeitet, die bei Vermeidung der Druckspitze am Ende der zweiten Arbeitsphase nicht erforderlich sind.

Es ist bereits bekannt (DE-PS 28 33 063), den Gießkolben mit einer hydraulischen Dämpfung auszurüsten. Hierbei ist die Gießkolbenstange in einem hohlen Gießkolben verschiebbar gelagert. In einem Kolbenvorraum befindet sich dabei ein Hydraulikmedium, welches zur Dämpfung und Kühlung dient. Diese Konstruktion benötigt ein zusätzliches Steuergerät und es ist für jede Kolbenausbildung eine entsprechend angepaßte Dämpfung erforderlich.

Da der Kolben ein Verschleißteil ist, ergeben sich beim Auswechseln desselben zwangsläufig höhere Betriebskosten, da ein mit einer Dämpfung ausgebildeter Kolben erheblich teuerer ist als ein einfacher Gießkolben. Es ergeben sich weiterhin Dichtprobleme, da der Gießkolben sehr starken Temperaturdifferenzen ausgesetzt ist.

Durch die US-PS 35 36 128 ist eine Dämpfungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Ausführung bekannt Auch bei dieser Konstruktion ist jedoch eine gesonderte Steuerung von außen erforderlich.

Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein und hat sich zur Aufgabe gestellt, die am Ende der Formfüllphase auftretende Druckspitze durch ein vereinfachtes Verfahren und eine besondere Vorrichtung weitgehend zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, daß die beim Abbremsen des Gießkolbens wirksam werdende Trägheit des Steuerkolbens zur Öffnung des Dämpfungsraumes der Dämpfungsvorrichtung eingesetzt wird.

Die zur Durchführung des Verfahrens erfindungsgemäß vorgesehene Vorrichtung, bei welcher in dem Gehäuse der Dämpfungsvorrichtung einerseits die Kolbenstange des Gießkolbens und andererseits die Kolbenstange des Antriebskolbens befestigt ist und das Gehäuse aus mehreren Teilen besteht, wird dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenteil des Gehäuses mit einem in ihm verschiebbar angeordneten Dämpfungskolben den Dämpfungsraum und der Dämpfungskolben mit einem in ihm verschiebbar angeordneten Steuerkolben den Speicherraum bilden, und in der Außenwand des Dämpfungskolbens derart angeordnete Bohrungen vorgesehen sind, daß im Dämpfungsfall der Dämpfungsraum mit dem Speicherraum verbindbar ist, während jedoch in der Grundstellung der Dämpfungsraum vom Speicherraum mittels des Steuerkolbens über eine Steuerkante getrennt ist

Weitere wichtige Ausbildungen sind in den Unteransprüchen 3 bis 5 beschrieben.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung, die ein beliebiges Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch einen schematisch dargestellten Teil einer Druckgießmaschine,

F i g. 2 eine vergrößerte Längsschnittansicht durch die Dämpfungsvorrichtung während der Formfüllphase, und ίο

F i g. 3 eine gleiche Schnittansicht wie F i g. 2 am Ende der Formfüllphase.

Von der Druckgießmaschine sind in F i g. 1 nur die feste Aufspannplatte 18 mit fester Formhälfte 19, die bewegliche Aufspannplatte 21 mit beweglicher Formhälfte 20, der Druckgießzylinder 22 mit Einfüllöffnung 23, der Gießkolben 14 mit Kolbenstange 1, die Antriebsvorrichtung 17 mit Antriebszylinder 24, der Antriebskolben 15 mit Kolbenstange 2 sowie die zwischen den beiden Kolbenstangen 1 und 2 angeordnete Dämpfungsvorrichtung 16 angedeutet.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Dämpfungsvorrichtung 16 ist in vergrößerter Darstellung aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich.

Das Gehäuse der Dämpfungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus den Befestigungsteilen 25, 26, 27 und dem Zwischenteile 28. Alle Teile sind über Befestigungsbolzen 30 und 31 miteinander verbunden. Die Befestigungsteile 25 und 26 nehmen den Endbereich 2a der Kolbenstange 2 des Antriebskolbens 15 auf.

Der Endbereich la der Kolbenstange 1 des Gießkolbens 14 ist in Verbindung mit einem Distanzstück 29 im Befestigungsteil 27 gelagert.

Das Zwischenteil 28 bildet das Gehäuse für das Dämpfungsglied.

Das Dämpfungsglied besteht in der Hauptsache aus dem Dämpfungskolben 3, dem Steuerkolben 4, dem Rückschlagventil 5, dem Druckkolben 6, dem Gehäuse 28 und der Feder 8.

Das Zwischenteil 28 mit Strömungsleitfläche 12 und der Dämpfungskolben 3 bilden den Dämpfungsraum 9.

Der Dämpfungskolben 3 und der Steuerkolben 4 mit Steuerkante 11 bilden den Speicherraum 10.

In der Grundstellung (F i g. 2) drückt die Feder 8 den Sleuerkolben 4 in seine Ausgangsstellung. Der Steuerkolben 4 verschließt somit die Bohrungen 32.

In Grundstellung trennt die Steuerkante 11 den Dämpfungsraum 9 vom Speicherraum 10. Der Steuerkolben 4 bleibt unabhängig vom Druck im Dämpfungsraum 9 durch seine kraftneutrale Ausbildung in seiner Grundposition.

Beim Beschleunigen des Gießkolbens 14 wird durch die Trägheit des Steuerkolbens 4 die Anpreßkraft der Feder 8 verstärkt. Bei schließender Steuerkante 11 kann unter Druck nur eine sehr geringe Menge Drucköl aus dem Raum 9 in den Raum 10 fließen. Das Drucköl in Raum 9 überträgt die Kraft der Antriebskolbenstange auf die Gießkolbenstange.

Bei geringen Formfüllgeschwindigkeiten wird die Dämpfungsfunktion nicht benötigt. Um jedoch einen unnötig hohen Druck im Dämpfungsraum 9 zu verhindern, wird der Steuerkolben 4 durch den Druckkolben 6 und den Druck im Dämpfungsraum 9 entgegen der Feder 8 verschoben.

Am Ende der Formfüllphase wird die Geschwindigkeit des Kolbens 14 und seiner Kolbenstange 1 schlagartig auf Null reduziert. Der Steuerkolben 4 bewegt sich jedoch infolge seiner Trägheit gegen die Kraft der Feder 8 weiter, hierbei gibt die Steuerkante 11 die Bohrungen 32 frei.

Nun strömt Hydrauliköl vom Dämpfungsraum 9 über die Bohrungen 32 und die Steuerkante 11 in den Speicherraum 10. Die Preßkolbenstange 2 kann nun den Dämpfungshub ausführen, während die Gießkolbenstange 1 bereits zum Stillstand gekommen ist. Durch die konische Ausbildung der Strömungsleitfläche 12 am Gehäuse 28 wird während des Hubes des Dämpfungskolbens 3 der Abflußquerschnitt fortlaufend kleiner und somit die Dämpfungsgeschwindigkeit verringert, bis die Anschlagplatte 13 des Dämpfungskolbens 3 am Gehäuse 28 anliegt.

Beim Rückzug des Gießkolbens 14 drückt der Steuerkolben 4 durch die Feder 8 das Drucköl vom Raum 10 über das Rückschlagventil 5 wieder in den Raum 9 zurück.

Nur bei einer hohen Gießkolbengeschwindigkeit wird die Wirkung der Dämpfungseinrichtung benötigt. In diesem Fall wird die Dämpfungsfunktion durch die Massenträgheit des Steuerkolbens 4 gewährleistet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Dämpfung der am Ende der Formfüllphase auftretenden Druckspitze bei Druckgießmaschinen, wobei zwischen der Kolbenstange des Gießkolbens und der Kolbenstange des Antriebskolbens eine hydraulische Dämpfungsvorrichtung angeordnet ist, deren Hydraulikraum durch einen federbelasteten Steuerkolben abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Abbremsen des Gießkolbens (14) wirksam werdende Trägheit des Steuerkolbens (4) zur Öffnung des Dämpfungsraumes (9) der Dämpfungsvorrichtung (16) eingesetzt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Arbeitsverfahrens nach Anspruch 1, wobei in dem Gehäuse der Dämpfungsvorrichtung einerseits die Kolbenstange des Gießkolbens und andererseits die Kolbenstange des Antriebskolbens befestigt ist, und das Gehäuse aus mehreren Teilen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenteil (28) des Gehäuses (25, 26, 27, 28) mit einem in ihm in Längsrichtung der Kolbenstangen (1,2) verschiebbar angeordneten Dämpfungskolbens (3) den Dämpfungsraum (9) und der Dämpfungskolben (3) mit einem in ihm in Längsrichtung der Kolbenstangen (1, 2) verschiebbar angeordneten Steuerkolben (4) den Speicherraum (10) bilden, daß der Steuerkolben (4) eine Steuerkante

(11) aufweist, die in der Grundstellung den Dämpfungsraum (9) vom Speicherraum (10) trennt, und daß in der Außenwand (3a) des Dämpfungskolbens (3) derart angeordnete Bohrungen (32) vorgesehen sind, daß im Dämpfungsfall der Dämpfungsraum (9) mit dem Speicherraum (10) verbindbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerkolben (4) eine axial wirksame Druckfeder (8) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Zwischenteil (28) zum Dämpfungskolben (3) hin eine Strömungsleitfläche

(12) vorgesehen ist, über die das Drucköl vom Dämpfungsraum (9) abfließt, und welche bei einer Relatiwerschiebung des Dämpfungskolbens (3) zum Gehäuse (28) den Durchströmquerschnitt verkleinert bzw. vergrößert

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnfläche (3b) des Dichtungskolbens (3) eine axiale, den Dämpfungsraum (9) mit dem Speicherraum (10) verbindende Bohrung (33) angeordnet ist, in welcher ein auf den Steuerkolben (4) wirkender Hilfskolben (6) geführt ist