DE3918334A1 - Giessmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießmaschine mit einer Preßvorrichtung, insbesondere eine Gießeinrichtung wie z. B. eine Druckgießmaschine, in die geschmolzenes Metall eingespritzt wird, um Metall zu gießen und insbesondere eine Gießmaschine, deren Metallzuführungseinheit verbessert ist.

In einer Gießeinrichtung, wie z. B. einer Druckgießmaschine, wird das geschmolzene Metall von einer Eingießeinheit durch ein Kuchen- oder Angußabschnitt und einen Eingußkanal eine, Formeinheit zu einem Formhohlraum geführt, in der es zu einem Formteil erstarrt.

Wenn dieses Formteil aus einem druckbeständigen Teil, das ohne Hohlraum hergestellt wird, besteht, wird nach dem Ende des Beschickens durch das geschmolzene Metall der Formhohlraum direkt mit einer Füllerstange druckbeansprucht, um die Form zusammenzudrücken und eine vollständige Formfüllung zu erreichen. Dieser Nachdrück- oder Formfülleffekt kann auch dadurch erreicht werden, daß das Oberteil des Einpritzkolbens aus einer Doppelkonstruktion bestehend aus einer äußeren Spitze und einer inneren Spitze gebildet ist.

Diese Druckgießmaschine ist in den japanischen Patentanmeldungen 59 - 13 492, 58 - 55 858, 59 - 30 503, 60 - 2 947, 44 - 31 325, 47 - 18 975 und 51 - 34 809 sowie der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 44 - 29 055 gezeigt. Für den Fall, daß der Hohlraum direkt mit der Füllstange zusammengedrückt bzw. druckbelastet wird, wenn das geschmolzene Metall in den Formhohlraum noch nicht erstarrt ist, wird der Einspritzkolben durch die Verlagerung der Zuführung- bzw. Füllstange zurückgedrückt, so daß der erwünschte Einfülleffekt bzw. Nachdruckeffekt nicht erreicht wird. Andererseits der Zeitpunkt des Nachdrückens für den direkten Druck auf die Form bzw. den Formhohlraum verhältnismäßig spät liegt, ist das geschmolzene Metall erstarrt, so daß die Füllstange selbst mit beträchtlicher Kraft nicht druckbewegt werden kann. Selbst wenn das Nachdrücken der Füllstange erfolgen kann, bekommt hierdurch das Formteil Risse und es wird ein Ausschußteil produziert.

Im Falle daß andererseits der Formhohlraum direkt druckbeansprucht wird, muß der Zeitpunkt für den Beginn des Vorschiebens der Nachdruckstange oder Füllstange in Folge des Zustandes, daß die Form sich am Beginn des Gießvorganges in einem verhältnismäßig kalten Zustand befindet und/oder die Form sich einer verhältnismäßig hohen Temperatur nach einer Serie von mehrfachen Gießzyklen befindet, verändert werden. Dies macht es schwierig stabil hervorragende Formteile herzustellen, da die Druckgießmaschine, die eine Nachdruck- bzw. Füllstange für die direkte Druckbeanspruchung des Formhohlraumes hat, in ihrer Bedienung kompliziert ist.

Überdies wird bei der Druckgießmaschine, die eine Nachdruck- bzw. Füllstange für einen direkten Druck auf den Formhohlraum aufweist, daß Produkt bzw. Formteil teilweise durch die Einfüllstange gedrückt, so daß es nachträglich mehr als erforderlich bearbeitet werden muß.

Andererseits wird bei der Druckgießmaschine, die zur Erreichung des Nachdruck- bzw. Einfülleffektes mit dem Doppelaufbau der Kolbenspitze, d. h. mit einer inneren und äußeren Spitze der Kolbenoberseite versehen ist, die äußere Spitze durch die Verlagerung beim Vorschieben der inneren Spitze zurückgezogen, um keinen Nachdruck- oder Einfülleffekt zu bewirken, wenn die innere Spitze in einem frühen Stadium nach dem Ende des Beschickens der Form mit dem geschmolzenen Metall vorgeschoben wird, da das geschmolzene Metall dann noch nicht in ausreichendem Maße verfestigt ist. Da überdies die innere Spitze auf der inneren Umfangsfläche der äußeren Spitze gleitet, muß die Kolbenspitze bzw. die Kolbenoberseite ausreichend gekühlt werden, um ein Fressen zu verhindern. Zum Schutz des Kühlabschnittes muß der Durchmesser der Kolbenspitze mehr als erforderlich vergrößert werden, so daß die Kosten für die Konstruktion der Einrichtung ohne besonderen Effekt ansteigen.

Im Falle, daß das geschmolzene Metall in einem Eingießkanalabschnitt durch eine Nachdruck- oder Eingießstange druckbeansprucht wird, um das geschmolzene Metall in einen Formabschnitt hineinzupressen, muß der Eingießkanal ausreichend lang sein, so daß die Nachdruck- oder Einfüllstange in diesen hineinragen kann, so daß das Volumen des Eingießkanalabschnittes größer wird, so daß die Ausnutzung des Metalles sich vermindert.

Die vorliegende Erfindung hat eine Gießmaschine zum Ziel mit einer Gießeinrichtung, durch die der Nachdruck- oder Formfülleffekt zuverlässig gewährleistet werden kann, unabhängig vom Zustand des geschmolzenen Metalls in der Form. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Gießmaschine zu schaffen, durch die Gießteile von hervorragender Qualität hergestellt werden können.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Gießmaschine mit einer Gießeinrichtung zu schaffen, in der das erstarrte Metall in einem Formhohlraum, ein Eingießkanal und ein Metallkuchenabschnitt Integral einstückig ausgeführt werden kann, so daß das Gießteil leicht aus der Form herausgenommen werden kann.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Gießmaschine mit einer Gießeinrichtung zu schaffen, durch die es möglich ist, fehlerfreie Produkte herzustellen, da dasjenige, was durch die Nachdruck- bzw. Einfüllstange druckbelastet ist, ein mit dem Formhohlraum im Zusammenhang bestehender Bereich ist, der sich außerhalb des Produktes befindet. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Gießmaschine mit einer Gießeinrichtung zu schaffen, die unter einem niedrigen Gießdruck betätigt werden kann, so daß sie mit niedrigen Kosten gebaut werden kann, da der Nachdruck- bzw. Fülleffekt nur für das Beschicken des Formhohlraumes erforderlich ist.

Zur Lösung der vorhergenannten Aufgaben ist erfindungsgemäß vorgesehen eine Gießmaschine mit einer Preßvorrichtung im Rahmen einer Gießeinrichtung, mit: einer Form einschließlich eines Formhohlraumes zum Erstarren von geschmolzenem Material in dieser und einem Durchgang zum Einführen des geschmolzenen Metalles durch diesen hindurch in den Formhohlraum; einer Einheit zur Zuführung von geschmolzenem Metall in den Durchgang, wobei die Einheit eine Hülse aufweist, um das geschmolzene Metall zu sammeln bzw. zu speichern, die in der Lage ist, mit dem Durchgang kommunizierend verbunden zu sein und mit einem Kolbenoberteil in der Hülse, wobei das Kolbenoberteil in der Lage ist, aus der Hülse heraus hervorzutreten, so daß das geschmolzene Metall in die Form überführt wird, nachdem die Hülse mit dem Durchgang kommunizierend verbunden worden ist, wobei das Kolbenoberteil in der Lage ist, im wesentlichen vollständig in den Durchgang hinein vorzutreten, so daß sich ein vorderes Ende der Kolbenspitze nahe einem Teil einer Innenoberfläche des Durchganges annähert, einer Nachdruck- oder Füllstange Verdichtungsstange, die in der Form angeordnet ist, um frei in den Durchgang hinein vorzutreten; einer Einheit zur Hin- und Herbewegung der Nachdruck- bzw. Einfüllstange; einer ersten und einer zweiten Nut, wobei die erste Nut an dem Teil der Innenoberfläche des Durchganges vorgesehen ist und die zweite Nut an dem Vorderende des Kolbens vorgesehen ist, so daß die erste und zweite Nut eine Ausnehmung oder Hohlraum bilden, in die die Verdichtungsstange hinein vorgeschoben wird, um das geschmolzene Metall in dem Formhohlraum zusammenzudrücken, nachdem die Form mit dem geschmolzenen Metall gefüllt worden ist.

Bei der vorliegenden Gießmaschine und Gießeinrichtung wird, nachdem der Formhohlraum und der Durchgang mit dem geschmolzenen Metall durch Bewegen des Kolbenoberteils bzw. Kolbenoberseite gefüllt worden ist, die oder Verdichtungsstange in den Durchgang hineingedrückt, um den Formfüll- bzw. Verdichtungseffekt zu erreichen. Wenn die Verdichtungsstange vorgeschoben wird, nachdem das Kolbenoberteil vollständig bewegt worden ist, dann wird die Verdichtungsstange in eine Ausnehmung gebracht, die durch die Nutabschnitte gebildet ist. Die Verdichtungsstange nimmt im vorgeschobenen Zustand im wesentlichen das Volumen der Ausnehmung ein, so daß das Volumen des Durchganges durch das Vorschieben der Verdichtungsstange geringer wird, da die Stange den Raum der Ausnehmung einnimmt. Entsprechend wird die Masse an Metall, die dem Durchgang erstarrt, vermindert, so daß die Ausbeutungsrate des Metalles erhöht wird. Da außerdem das Volumen des Durchganges vermindert wird, wird das geschmolzene Metall in dem Formhohlraum mit höherem Druck zusammengedrückt und es wird eine bessere Verdichtung bzw. Formfüllung bei dieser Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung erreicht, als das beim Stand der Technik der Fall ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert In diesen zeigt

Fig. 1 ein Vertikalschnitt, der eine Gießmaschine nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 2, 3 und 4, Ansichten zur Erläuterung der Arbeitsweise der Gießeinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung entlang der Linie V-V nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung entlang der Linie VI-VI nach Fig. 5,

Fig. 7, 8, 9 und 10 Seitenansicht eines Kolbenoberteiles bzw. Kolbenoberseite.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im einzelnen in Verbindung mit Ausführungbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Eine Gießmaschine mit einer Gießeinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht in der Hauptsache aus einer Formeinheit 10 und einer Eingießeinheit 12. Die Formeinheit 10 ist mit einer stationären Form 16, gehalten an einer stationären Tafel 14 und einer beweglichen Form 20, gehalten an einer beweglichen Tafel 18 ausgerüstet. Die stationäre Tafel 14 besitzt eine Säule 24, die mit dieser durch Muttern 22 verbunden ist und die bewegliche Tafel 18 ist entlang der Säule 24 durch die Wirkung einer nicht gezeigten Kniehebelvorrichtung auf die stationäre Tafel 14 hin und von dieser weg bewegbar.

Die stationäre Form 16 und die bewegliche Form 20 sind an ihren Kontaktflächen mit einem Formhohlraum 26 versehen, ferner mit einem Kuchenabschnitt 30 und einem Durchgang oder Kanal 28, ausgebildet zwischen der Form 16 und einer Kolbenspitze bzw. Kolbenoberseite 70 derart, daß eine Druckerhöhungsstange 42, nachfolgend als Verdichtungsstange 42 bezeichnet, in diesen Kanal hineinragen kann.

Eine Zylindereinrichtung 90 ist an der Tafel 14 vorgesehen, um die Verdichtungsstange 14 in den Kanal bzw. Durchgang 28 vorzuschieben und aus diesem zurückzuziehen.

Die Formeinheit 20 ist auf einem Maschinengestell 44 angeordnet, daß seinerseits quer über eine Grube 48 angeordnet ist, die durch eine Ausnehmung in dem Fundament 46 gebildet ist.

Die Eingießeinheit 12 ist in der Grube 48 angeordnet. Diese Eingießeinheit 12 besteht aus einem Einspritzzylinder 50 einem Block 52 und einer Hülse 54, die in dieser Reihenfolge von unten nach oben angeordnet sind. Der Einspritzzylinder 50 ist durch einen Bolzen 58 gelenkig mit einem Sitz 56 verbunden, welcher am Boden der Grube 48 aufgenommen ist, so daß das obere Ende des Einspritzzylinders um den Bolzen 58 geneigt werden kann. In dem Einspritzzylinder 50 ist hin- und hergehend gleitgeweglich ein Kolben 60 angeordnet, mit dem eine sich nach oben erstreckende Stange 62 verbunden ist.

Der Block 52 ist mit sich vertikal erstreckenden Zylinderbohrungen 64 versehen, in die Druck- oder Lagerstempel 66 eingesetzt sind, deren untere Enden in einem Flansch 68 aufgenommen sind, der auf der Oberseite des Einspritzzylinders 50 ausgebildet ist.

Die Hülse 54 ist durch ein Verbindungsteil 68 mit der Oberseite des Blockes 52 verbunden und ist mit ihrem oberen Ende das in untere Ende des Kuchenabschnittes 30 der Formeinheit 10 eingesetzt. Die Kolbenspitze bzw. das Kolbenoberteil 70 ist gleitbar in die Hülse 54 eingesetzt, so daß es sich nach oben und unten bewegen kann. Ein Kanalabschnitt ist an der Oberseite des Kolbenoberteiles 70 ausgebildet, in den die Verdichtungsstange 42 hineinbewegt wird, wenn sie vorgeschoben wird, wenn das Kolbenoberteil sich in seiner obere Endlage bewegt hat, wie dies in den Fig. 4 und 5 erläutert ist . Ein Kolben 52, der das Kolbenoberteil 70 hält, ist an seinem unteren Ende mit dem oberen Ende der Stange 62 durch eine Kupplung 73 verbunden. Über einen Sitz 76 und einen Bolzen 78 ist mit einer Seitenwand der Grube 48 gelenkig ein Neigungszylinder 74 verbunden, der einen Kolben 80 aufweist, verbunden mit einer Stange 82, diese Stange 82 ist mit ihrem Vorderende gelenkig mit der Seite des Flansches 68 des Einspritzzylinders 50 durch eine Kupplung 84 und einen Bolzen 86 verbunden.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Gießmaschine mit der Gießeinrichtung von vorher erläutertem Aufbau wird nachfolgend beschrieben.

Wenn der Öldruck von der Zylinderbohrung 64 entlastet wird, gleitet der Block 52 herab bis er auf dem Zylinder 50 aufsitzt. Wenn andererseits der Öldruck vom Kopfende des Einspritzzylinders 50 entlastet wird, gleitet der Kolben 60 gemeinsam mit dem Kolbenoberteil 70 in seine untere Grenzlage herab. Wenn in dieser Lage die Stange 82 des Neigungszylinders 74 vorgeschoben wird, wird die Eingießeinheit 12 in ihrer Gesamtheit geneigt. Anschließend wird geschmolzenes Metall in die Hülse 54 eingegossen.

Dannach wird die Stange 82 des Neigungszylinders 74 zurückgezogen, um die Eingießeinheit 12 wieder in die aufrechte bzw. vertikale Lage zu bringen. Als nächstes wird der Öldruck in die Zylinderbohrungen 64 des Blockes 52 eingeführt, um die Druckeinheit 66 (Druckstempel) anzuheben. Im Ergebnis dessen wird der Block 52 angehoben, um die Hülse 54 in den Kuchenabschnitt 30 der Formeinheit 10 einzusetzen.

Anschließend wird der Öldruck in das kopfseitige Ende des Einspritzzylinders 50 eingeführt, um den Kolben 60 anzuheben. Im Ergebnis dessen wird das Kolbenoberteil 70 angehoben, um das geschmolzene Metall, das in der Hülse 54 vorhanden ist, durch den Kuchenabschnitt 30 und den Durchgang bzw. Eingießkanal 28 in den Formhohlraum 26 einzuführen.

Nachdem der Formhohlraum 26 vollständig mit dem geschmolzenen Metall beschickt ist, wird die Verdichtungsstange 42 in den Durchgang bzw. Kanal 28 durch den Nutabschnitt 300 zwischen der stationären Form 16 und dem Kolbenoberteil 70 vorgeschoben, so daß der Druck von der Verdichtungsstange 42 vollständig auf den Formhohlraum 26 übertragen wird, wodurch ein zuverlässiger Formfülleffekt erreicht werden kann.

Nachdem die Erstarrung des geschmolzenen Metalles in dem Formhohlraum beendet ist, wird die bewegliche Tafel 18 zurückgezogen, um die Form zu öffnen und das gegossene Formteil wird durch eine Auswerfevorrichtung (Druckvorrichtung) ausgeworfen, die - obwohl hier nicht gezeigt - an der beweglichen Form 20 gelagert ist.

Übrigens werden vor dem Formöffnungsschritt der Kolben 60, der Block 52 etc. wieder in ihrere untere Grenzlage abgesenkt und vorbereitet für den nächsten Gießzyklus.

In den vorhererwähnten Ausführungsbeispielen ist die gezeigte Form vom Typ der sogenannten Querspannform und die Eingießeinheit ist vom Typ der vertikalen Eingießeinheit.

Ungeachtet dieser Umstände kann die vorliegende Erfindung jedoch auch leicht auf andere Druckgießmaschinen angewandt werden, die verschiedenartigste Form- oder Eingießeinheiten aufweisen.

Die Form der Nut, die an der Oberseite des Kolbenoberteiles 70 ausgebildet ist, kann auch andere Formen als diejenige nach Fig. 7 aufweisen, insbesondere im Querschnitt U-förmig, keilförmig oder dreiecksförmig ausgebildet sein. Die Form der Nut, ausgebildet an der stationären Formseite kann entsprechend verändert sein.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießmaschine mit einer Gießeinrichtung mit einer Preßvorrichtung und enthält: eine Form mit einem Formhohlraum zum Erstarren von geschmolzenem Metall in diesem und einen Durchgang zum Einführen des geschmolzenen Metalles durch diesen Durchgang hindurch in den Formhohlraum, ferner eine Einheit zur Zuführung des geschmolzenen Metalles in den Durchgang, wobei die Einheit eine Hülse aufweist, um das geschmolzene Metall zu speichern bzw. zu sammeln und die in Lage ist, mit dem Durchgang kommunizierend verbunden zu werden und die ein Kolbenoberteil in der Hülse aufweist, wobei das Kolbenoberteil in der Lage ist, aus der Hülse heraus vorzutreten, daß das geschmolzene Metall in die Form geführt wird, nachdem die Hülse mit dem Durchgang kommunizierend verbunden worden ist. Das Kolbenoberteil ist in der Lage bezüglich des Eingießkanales bzw. Durchganges vollständig in diesen hinein vorzutreten, so daß ein Vorderende des Kolbenoberteiles sich nahe einem Teil einer Innenoberfläche des Durchganges annähert. Eine Einfüll- bzw. Nachdrück oder Verdichtungsstange ist in der Form angeordnet, um frei in den Durchgang hinein hervorzutreten. Ferner ist eine Einheit zur Hin- und Herbewegung der Verdichtungsstange vorgesehen und es ist eine erste und eine zweite Nut ausgebildet, wobei die erste Nut an dem Teil der Innenoberfläche des Durchganges ausgebildet ist, und die zweite Nut an dem Vorderende (des Kolbens) ausgebildet ist, so daß die erste und zweite Nut zusammen eine Ausnehmung bilden, in die die Verdichtungsstange hinein vorgeschoben wird, nachdem das geschmolzene Metall in dem Formhohlraum eingeführt worden ist, wobei die Verdichtungsstange betätigt wird, um das geschmolzene Metall in der Form zu verdichten.

Claims (5)

1. Gießmaschine mit einer Preßvorrichtung, gekennzeichnet durch:
eine Form (16, 20) mit einem Formhohlraum (26) für das Erstarren von geschmolzenen Metall in diesem und einem Durchgang (28) zum Einführen des geschmolzenen Metalles durch diesen hindurch in den Formhohlraum (26),
eine Einrichtung (12) zur Zuführung des geschmolzenen Metalles in den Durchgang (28), wobei die Einrichtung aufweist eine Hülse (54) für das Aufnehmen des geschmolzenen Metalles, die in der Lage ist, mit dem Durchgang (28) kommunizierend verbunden zu werden und
einem Kolbenoberteil (70) in der Hülse (54), wobei das Kolbenoberteil (70) in der Lage ist, aus der Hülse (54) heraus vorzutreten, so daß das geschmolzene Metall in die Form (16, 20) überführt wird, nachdem die Hülse (54) mit
dem Durchgang (28) kommunizierend verbunden worden ist, wobei das Kolbenoberteil (70) in der Lage ist, im wesentlichen vollständig in den Durchgang (28) hinein vorzutreten, so daß ein Vorderende des Kolbenoberteiles (70) sich nahe an einen Teil einer Innenoberfläche des Durchganges (28) annähert,
eine Verdichtungstange 42, angeordnet in der Formeinheit (10) für ein freies Hineinragen in den Durchgang (28),
eine Einrichtung zur hin-und hergehenden Bewegung der Verdichtungsstange (42),
eine erste und eine zweite Nut (300), wobei die erste Nut an dem Teil der Innenoberfläche des Durchganges (28) ausgebildet ist, und die zweite Nut (300) an dem Vorderende des Kolbenoberteiles (70) ausgebildet ist, so daß die erste und zweite Nut gemeinsam eine Ausnehmung bzw. einen Hohlraum bilden, in den die Verdichtungsstange 42 hinein vorgeschoben wird, um das geschmolzene Metall in dem Formhohlraum (26) zu verdichten, nachdem die Form (16, 20) mit dem geschmolzenen Metall gefüllt worden ist.

2. Gießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsstange (42) zylindrisch ist und die Nuten (300) in ihrem Querschnitt halbkreisförmig sind.

3. Gießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Hin-und Herbewegung der Verdichtungsstange (42) ein Hydraulikzylinder ist.

4. Gießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formeinheit (10) aufweist, eine stationäre Form (16), eine bewegliche Form (20), vorgesehen, um mit der stationären Form (16) gekuppelt zu werden, wobei die stationäre Form (16) und die bewegliche Form (20) den Formhohlraum (26) und den Durchgang (28, 30) zwischen sich bilden, wenn sie miteinander gekuppelt sind.

5. Gießmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungsstange (42), in der stationären Form (16) angeordnet ist.