DE3632926A1 - Verfahren und vorrichtung zur daempfung der am ende der formfuellphase auftretenden druckspitze bei druckgiessmaschinen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur daempfung der am ende der formfuellphase auftretenden druckspitze bei druckgiessmaschinenInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/32—Controlling equipment
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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 Antriebskolbens und der Kolbenstange
des Giesskolbens eine hydraulische Dämpfungseinrichtung
angeordnet ist, deren Dämpfungsraum durch einen Steuer
kolben abgeschlossen ist, welcher im Dämpfungsfall nicht
durchströmt wird und sich zum Öffnen der Steuerkante
nicht gegen die Bewegungsrichtung der Giesskolbenstange
bewegen muss.
Beim Druckgiessen unterscheidet man im wesentlichen drei
Arbeitsphasen. Während einer ersten Arbeitsphase leitet
der eigentliche Presskolben mit verhältnismässig lang
samer 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 Geschwindigkeit weiter
bewegt, wird das flüssige Metall in die Form gedrückt.
In einer sich hieran anschliessenden dritten Arbeits
phase 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 Einpress
kolben mit der Kolbenstange schlagartig auf eine Ge
schwindigkeit 0 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 an sich bei Vermeidung der Druckspitze
am Ende der zweiten Arbeitsphase nicht erforderlich wären.
Wird mit entsprechenden Messgeräten die Druckspitze
gemessen, so wird man feststellen, dass es in Wirklich
keit zwei Druckspitzen gibt. Die erste Druckspitze
ergibt sich sofort am Ende der schnellen Formfüllung
nur durch das schlagartige Abbremsen der bewegten Massen
von Giesskolbenstange, Kupplung und Presskolbenstange.
Nach ca. 1-2 ms erfolgt die hydraulische Druckspitze
durch das Abbremsen der bewegten Ölsäule. Die Intensität
der ersten Druckspitze kann nur in der Form oder durch
eine vergleichbare Messeinrichtung gemessen werden,
während die zweite Druckspitze wie üblich im Antriebsraum
des Einpreßsystems gemessen wird.
Wird ohne Dämpfung gearbeitet, so wird der Giesskolben
abhängig vom zu vergiessendem Volumen und dem Zustand
der Druckgiessform innerhalb von 1-2 ms von seiner
Aufschlaggeschwindigkeit auf Stillstand abgebremst.
Um einen möglichst weichen Übergang zu bekommen, darf
der Schaltvorgang also nur ein Teil einer ms betragen. Je
grösser die Schaltverzögerung umso grösser wird auch die
Reduzierung der Geschwindigkeit und somit auch die Druck
spitzenhöhe.
Ein weiterer Faktor für die Höhe der Druckspitze ist
der im Dämpfungsraum eingespannte Druck. Bei einem
System bei dem der Druck im Dämpfungsraum das Steuer
ventil gegen eine Federkraft öffnet, muss die Feder
kraft höher vorgespannt sein als der max. Arbeits- und
Beschleunigungsdruck in der Formfüllphase.
Das bedeutet, nach Ende der Formfüllung wird zuerst der
Steuerdruck aufgebaut und erst wenn die Federkraft ent
sprechend hoch überschritten ist, wird das Steuerventil
geschaltet. Hiermit geht wertvolle Zeit verloren. Auch
muss dieser Steuerdruck zur Druckspitze der kinetischen
Energie addiert werden, da die Bewegung des Steuerkolbens
erst nach dieser Schaltzeit beginnt.
Durch die DE-OS 28 18 061 ist eine Dämpfungsvorrichtung
der eingangs beschriebenen Ausführun? bekannt.
Bei dieser Vorrichtung wird auch ein Dämpfungsraum durch
einen federbelasteten Steuerkolben, welcher ebenfalls
in Bewegungsrichtung der Giesskolbenstange angeordnet
ist, gesteuert. Diese Steuerung ist so ausgelegt, dass da
Steuerventil als Druckventil arbeitet (Darstellung) und
die Masse des Steuerventils bewusst klein gehalten wurde.
Als Nachteile wird betrachtet:
- a) Die Öffnungskraft des Steuerventils muss über der Übertragungskraft der Kolbenstange in der Formfüll phase sein.
- b) Das Steuerventil wird durchströmt, d.h. das auf der Federseite des Steuerventils vorhandene hydraulische Medium muss verdrängt werden, dies hat Einfluss auf die Schaltzeit des Steuerventils.
- c) Der Speicherraum der Dämpfung ist bauartbedingt (Darstellung) kleiner als das verdrängte Volumen so dass noch ein zusätzlicher Speicherraum über Anschluss 36 verwendet werden muss.
Weiterhin ist es bereits bekannt (DE-PS 28 33 063), den
Giesskolben mit einer hydraulischen Dämpfung auszurüsten.
Hierbei ist die Giesskolbenstange in einem hohlen Giess
kolben verschiebbar gelagert. In einem Kolbenvorraum
befindet sich dabei ein Hydraulikmedium, welches zur
Dämpfung und Kühlung dient.
Es ist für jede Kolbenausbildung eine entsprechend ange
passte Dämpfung erforderlich.
Da der Kolben ein Verschleissteil ist, ergeben sich beim
Auswechseln desselben zwangsläufig höhere Betriebs
kosten, da ein mit einer Dämpfung ausgebildeter Kolben
erheblich teurer ist als ein einfacher Giesskolben. Es
ergeben sich weiterhin Dichtprobleme, da der Giesskolben
sehr starken Temperaturdifferenzen ausgesetzt ist.
Der für die Schaltzeit der Dämpfung zuständige Steuer
kolben muss im Dämpfungsfall entgegen seiner beim Form
füllvorgang vorhandene Bewegungsrichtung und die ent
sprechend des max. Arbeitsdruckes in der Dämpfungskammer
abgestimmte Federkraft beschleunigt und auf einen
verhältnismässig grossen Weg bewegt werden.
Durch die DE-OS 34 33 121 wurde bereits eine Vorrichtung
entsprechend der nun vorgestellten Ausführung beschrieben
jedoch mit einem ebenfalls federbelastetem Steuerkolben.
Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass die von der
verzögerten Masse des Steuerkolbens aufgebrachte Kraft
von der vorgespannten Federkraft teilweise aufge
braucht wird und somit bei niederen Formfüllgeschwindig
keiten die Schaltzeiten entsprechend grösser sind.
Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein und hat
sich zur Aufgabe gestellt, die Schaltzeit des Steuer
ventils auf ein Minimum zu verkürzen.
Dies wird erfindungsgemäss bei einem Verfahren der ein
gangs beschriebenen Ausführung dadurch erreicht, dass
die zum Schliessen der Steuerkante am Steuerkolben be
nötigte Kraft durch den atmosphärischen Druck erfolgt,
welcher durch ein Vakuum im Dämpfungsraum und Speicher
raum wirksam wird.
Die spezielle Konstruktion der entsprechenden Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens wird dadurch gekenn
zeichnet, dass das Vakuum im Dämpfungsraum und Speicher
raum durch die Kraft von Federn entsteht. Dabei ist es
von Vorteil, dass die Kraft für die Öffnungsbewegung
der Dämpfungseinrichtung durch Federn erzeugt wird, wel
che zwischen dem Gehäuse und einer Anschlagplatte des
Dämpfungskolbens angeordnet sind, wodurch der im
Dämpfungsraum entstehende Unterdruck über das Rück
schlagventil das Hydraulikmedium aus dem Speicherraum
absaugt und damit gleichzeitig den Steuerkolben bewegt,
bis die Steuerkante den Speicherraum vom Dämpfungsraum
trennt.
Gemäss der Erfindung ist der Steuerkolben am Ende der
Formfüllung bereits mit der Formfüllgeschwindigkeit in
Bewegung, wobei die Steuerkante im Dämpfungskolben
zwangsweise stehendbleibt bzw. sehr stark abgebremst
wird. Da die Überdeckung der Steuerkante minimal ist,
und der Schalthub für die Freischaltung der Dämpfung ca.
1 mm beträgt und am Steuerkolben keine bzw. nur eine
geringe Gegenkraft wirksam ist, beträgt die Schaltzeit
durch die Höhe der Giesskolbengeschwindigkeit nur den
Bruchteil einer ms. Der Druckanstieg in der Dämpfungs
kammer muss auch nicht zur Aufschlagdruckspitze addiert
werden, da der Schaltvorgang sofort mit Formfüllende
eingeleitet wird. Nach dem Dämpfungsvorgang wird dann
mit der Funktion "Presskolben zurück" die Kraft auf
dem Giesskolben aufgehoben. Die Federn drücken den
den Dämpfungseinsatz auseinander und das dabei ent
stehende Vakuum im Dämpfungsraum und Speicherraum saugt
über das Rückschlagventil den Steuerkolben in seine
Grundstellung. Die Steuerkante ist geschlossen und die
Dämpfung wieder uns Ausgangsstellung.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung, die ein be
liebiges Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 den Längsschnitt durch einen schematisch
dargestellten Teil einer Druckgiess
maschine,
Fig. 2 eine vergrösserte Längsschnittansicht
durch die Dämpfungsvorrichtung während
der Formfüllphase, und
Fig. 3 eine gleiche Schnittansicht wie Fig. 2
am Ende der Formfüllphase nach dem
Dämpfungsfall.
Von der Druckgiessmaschine sind in Fig. 1 nur die feste
Aufspannplatte 18 mit fester Formhälfte 19, die beweg
liche Aufspannplatte 21 mit beweglicher Formhälfte 20,
der Druckgiesszylinder 22 mit Einfüllöffnung 23, der
Giesskolben 14 mit Kolbenstange 1, die Antriebsvor
richtung 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 auf den Fig. 2 und
3 ersichtlich.
Fig. 2 zeigt die Dämpfungseinrichtung in Ausgangs
stellung und während der Formfüllbewegung. Die von dem
Dämpfungskolben 3 und dem Steuerkolben 4 gebildete
Steuerkante 11 sperrt die Verbindung vom Dämpfungsraum 9
der von dem Gehäuse 28 und dem Dämpfungskolben 3 gebildet
wird, zum Speicherraum 10 der zwischen Dämpfungs
kolben 3 und Steuerkolben 4 entsteht. Der dem Speicher
raum 10 am Steuerkolben 4 gegenüberliegende Raum 25 ist
über die Verbindungsleitung 26 mit der Atmosphäre ver
bunden. Das Rückschlagventil 5 ist geschlossen. Die
Trägheitskraft des Steuerkolbens 4 verstärkt die Sperr
funktion der Steuerkante 11 bei der hohen Beschleunigung
für die schnelle Formfüllbewegung und somit kann die
Stangenkraft vom Antriebskolben 2 ähnlich formschlüssig
auf die Giesskolben 1 übertragen werden.
Am Ende der Formfüllung wird die Giesskolbenstange 1
und der Dämpfungskolben 3 stark verzögert, während der
Steuerkolben 4 mit der Formfüllgeschwindigkeit sich
weiterbewegt, die Steuerkante 11 öffnet und den Dämpfungs
weg einleitet.
Fig. 3 zeigt die Dämpfungseinrichtung nach der
Dämpfungsfunktion. Das nun aus dem Dämpfungsraum 9 ver
drängte hydraulische Öl befindet sich nun im Speicher
raum 10. Beim Rückzug der Antriebskolbenstange 2 wird
die Kraft auf die Giesskolbenstange 1 abgebaut. Die
Federn 31 drücken die Dämpfung auseinander. Das im
Speicherraum 10 befindliche hydraulische Öl wird nun
über das Rückschlagventil 5 in den Dämpfungsraum 9
gesaugt, bis der Steuerkolben 4 am Dämpfungskolben 3
anliegt und die Steuerkante 11 geschlossen ist.
Die Dämpfungseinrichtung ist wieder in Grundstellung.
Claims (3)
1. Verfahren zur Dämpfung der am Ende der Formfüll
phase auftretenden Druckspitze bei Druckgiess
maschinen, wobei zwischen der Kolbenstange des
Antriebskolbens und der Kolbenstange des Giess
kolbens eine hydraulische Dämpfungseinrichtung
angeordnet ist, deren Dämpfungsraum durch einen
Steuerkolben abgeschlossen ist, welcher im
Dämpfungsfall nicht durchströmt wird und sich zum
Öffnen der Steuerkante nicht gegen die Bewegungs
richtung der Giesskolbenstange bewegen muss,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zum Schliessen der Steuerkante (11) am
Steuerkolben (4) benötigte Kraft durch den
atmosphärischen Druck erfolgt, welcher durch ein
Vakuum im Dämpfungsraum (9) und Speicherraum (10)
wirksam wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Vakuum im Dämpfungsraum (9) und Speicher
raum (10) durch die Kraft von Federn (31) ent
steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kraft für die Öffnungsbewegung der
Dämpfungseinrichtung durch Federn (29) erzeugt
wird, welche zwischen dem Gehäuse (28) und einer
Anschlagplatte (13) des Dämpfungskolbens (3) ange
ordnet sind, wodurch der im Dämpfungsraum (9) ent
stehende Unterdruck über das Rückschlagventil (5)
das Hydraulikmedium aus dem Speicherraum (10) ab
saugt und damit gleichzeitig den Steuerkolben (4)
bewegt, bis die Steuerkante (11) den Speicherraum
(10) vom Dämpfungsraum (9) trennt.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863632926 DE3632926A1 (de) | 1986-09-27 | 1986-09-27 | Verfahren und vorrichtung zur daempfung der am ende der formfuellphase auftretenden druckspitze bei druckgiessmaschinen |
EP87113613A EP0262519B1 (de) | 1986-09-27 | 1987-09-17 | Verfahren und Vorrichtung zum Dämpfen der am Ende der Formfüllphase auftretenden Druckspitze bei Druckgiessmaschinen |
DE8787113613T DE3763790D1 (de) | 1986-09-27 | 1987-09-17 | Verfahren und vorrichtung zum daempfen der am ende der formfuellphase auftretenden druckspitze bei druckgiessmaschinen. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863632926 DE3632926A1 (de) | 1986-09-27 | 1986-09-27 | Verfahren und vorrichtung zur daempfung der am ende der formfuellphase auftretenden druckspitze bei druckgiessmaschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3632926A1 true DE3632926A1 (de) | 1988-04-07 |
Family
ID=6310525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863632926 Withdrawn DE3632926A1 (de) | 1986-09-27 | 1986-09-27 | Verfahren und vorrichtung zur daempfung der am ende der formfuellphase auftretenden druckspitze bei druckgiessmaschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3632926A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020204634A1 (de) | 2020-04-09 | 2021-10-14 | Oskar Frech Gmbh + Co. Kg | Gießkolbensystem und Gießverfahren für eine Druckgießmaschine |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2818061A1 (de) * | 1978-04-25 | 1979-11-08 | Lucas Industries Ltd | Spritzgussmaschine |
DE2833063C2 (de) * | 1978-07-19 | 1983-04-28 | Gebrüder Bühler AG, 9240 Uzwil | Gießkolben für eine Druckgießmaschine zum Vergießen von Nichteisenmetallen |
DE3433121C1 (de) * | 1984-09-08 | 1985-12-05 | Maschinenfabrik Müller-Weingarten AG, 7987 Weingarten | Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung der am Ende der Formfüllphase auftretenden Druckspitze bei Druckgießmaschinen |
-
1986
- 1986-09-27 DE DE19863632926 patent/DE3632926A1/de not_active Withdrawn
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US11440087B2 (en) | 2020-04-09 | 2022-09-13 | Oskar Frech Gmbh + Co. Kg | Plunger system and casting method for a die casting machine |
US11969784B2 (en) | 2020-04-09 | 2024-04-30 | Oskar Frech Gmbh + Co. Kg | Plunger system and casting method for a die casting machine |
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