DE4123464A1 - METHOD FOR OPERATING A DIE CASTING MACHINE - Google Patents
METHOD FOR OPERATING A DIE CASTING MACHINEInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine mit den weiteren Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for operating a die casting machine with the other features according to the Preamble of claim 1.
Druckgießmaschinen, beispielsweise zur Herstellung von Alu minium-Druckgußteilen, haben einen im wesentlichen stets ähnlichen Grundaufbau. Eine aus Formhälften sich zusammen setzende Gießform beinhaltet einen der Kontur des späteren Werkstückes entsprechenden Formhohlraum, wobei die Metall schmelze über eine Füllkammer, die mit einem Warmhalteofen für die Schmelze über ein Steig- bzw. Saugrohr in Verbindung steht, in den Formhohlraum eingebracht wird. Das mengenmäßig dosierte Einbringen erfolgt entweder dadurch, daß im Warm halteofen ein gewisser Überdruck aufgebaut wird, oder aber dadurch, daß in Füllkammer und Formhohlraum ein entsprechend zu bemessendes Vakuum herrscht (vgl. US-PS 30 93 871, DE-OS 14 58 151).Die casting machines, for example for the production of aluminum minium die-cast parts, essentially always have one similar basic structure. One composed of mold halves set mold includes one of the contour of the later Workpiece corresponding mold cavity, the metal melt through a filling chamber using a holding furnace for the melt via a riser or suction pipe in connection is inserted into the mold cavity. The quantity metered introduction takes place either in that in the warm holding a certain overpressure is built up, or else characterized in that a corresponding in the filling chamber and mold cavity Vacuum to be measured prevails (cf. US-PS 30 93 871, DE-OS 14 58 151).
Dabei ist stets festzustellen, daß sich im Produktionsver lauf sowohl innerhalb der Füllbüchse als auch insbesondere an deren Schnittstelle mit dem angeschlossenen, oben offenen Steigrohr/Saugrohr erkaltete Aluminiumspritzer, Flitter und sonstige Verunreinigungen ablagern. Diese gelangen zum Teil im jeweils nachfolgenden Gießvorgang in die Metallschmelze und lassen letztlich im fertigen Werkstück dessen Qualität und Weiterverarbeitungsmöglichkeiten herabsetzende Gefügebe reiche entstehen. Über das Steigrohr/Saugrohr können die Verunreinigungen sogar bis in den Warmhalteofen gelangen und bereits dort zu einer Verunreinigung der Metallschmelze füh ren.It should always be noted that the production ver run both inside the filling sleeve and in particular at their interface with the connected, open top Riser pipe / intake pipe cooled aluminum splashes, tinsel and deposit other impurities. Some of these arrive in the subsequent casting process into the molten metal and ultimately leave its quality in the finished workpiece and further processing possibilities reducing structures rich arise. Via the riser pipe / suction pipe Impurities even get into the holding oven and already lead to contamination of the molten metal ren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Be triebsweise für eine Druckgießmaschine aufzuzeigen, die es ermöglicht, die Gefahr der Metallschmelzenverunreinigung drastisch zu reduzieren.The invention is therefore based on the object drive for a die casting machine to show it enables the risk of molten metal contamination reduce drastically.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst. Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Druckgießmaschine ist in Patentanspruch 4 beschrieben.According to the invention, this object is achieved by the patent claim 1 solved. A suitable one for carrying out the method Die casting machine is described in claim 4.
Zwar ist bereits in der DE 30 41 340 C2 die Rede davon, den Warmhalteofen nach unten abzusenken und seitlich herauszu fahren; dies allerdings zu dem Zweck eines erleichterten Ausbaus bzw. Wechsels des Saugrohres. Insoweit sind Anregun gen für die erfindungsgemäße Betriebsweise aus dieser Druck schrift nicht ableitbar.DE 30 41 340 C2 already speaks of it Lower the holding oven down and out to the side drive; this, however, for the purpose of facilitating Removal or replacement of the intake manifold. In this respect suggestions are conditions for the operation of the invention from this pressure script cannot be derived.
Durch das erfindungsgemäße Abdocken des Steigrohres/Saug rohres von der Füllkammer, vorzugsweise nach jedem Schuß, können Füllkammer und Metallschmelzeneinfüllöffnung von Aluminiumresten durch Spülvorgänge und evt. auch mechanisch gereinigt werden. Das dabei abgedockte, oben offene Steig rohr/Saugrohr ist so vor dem Eintritt von Verunreinigungen geschützt.By undocking the riser pipe / suction according to the invention tubes from the filling chamber, preferably after each shot, can fill chamber and molten metal fill opening from Aluminum residues due to rinsing processes and possibly also mechanically getting cleaned. The undocked, open path at the top pipe / suction pipe is so before the entry of impurities protected.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ünteransprüchen angegeben.Advantageous further developments are in the dependent claims specified.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbei spieles näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt in The invention is illustrated below by means of an embodiment game explained in more detail. The associated drawing shows in
Fig. 1 den grundlegenden Aufbau einer nach dem Unterdruck- Dosierverfahren arbeitenden Druckgießmaschine mit den zum erfindungsgemäßen Betreiben erforderlichen Vorrichtungselementen, Fig. 1 shows the basic structure of an operating by the vacuum die casting machine with the dosing required for the operating device according to the invention elements,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Schnittstelle von Füllkammer und Saugrohr und Fig. 2 is an enlarged view of the interface between the filling chamber and suction pipe and
Fig. 3 eine schematisierte Darstellung eines an die Füll kammer angesetzten Mehrfunktionsventiles. Fig. 3 is a schematic representation of a multi-function valve attached to the filling chamber.
Fig. 1 zeigt eine Druckgießmaschine 1 mit zwei Formhälften 2, 3, wobei im Bereich einer Trennebene 4 ein die Kontur des späteren Werkstückes bestimmender Formhohlraum 5 eingearbei tet ist. Fig. 1 shows a die casting machine 1 with two mold halves 2, 3 , wherein in the region of a parting plane 4, a mold cavity 5 determining the contour of the later workpiece is machined.
Die in einem Warmhalteofen 7 befindliche Metallschmelze 6 gelangt über ein Saugrohr 8 in eine Füllkammer 9, die zum Formhohlraum 5 hinführt. Durch Unterdruckbeaufschlagung mittels hier nicht näher gezeigter Mittel über eine Saugleitung 10 und einen an die Formhälten 2, 3 angesetzten Anschluß 11 wird die Metall schmelze 6 aus dem Warmhalteofen 7 in dosierter Menge abge saugt.The molten metal 6 located in a holding furnace 7 passes through a suction pipe 8 into a filling chamber 9 , which leads to the mold cavity 5 . By applying negative pressure by means not shown here via a suction line 10 and a connection 11 attached to the mold halves 2, 3 , the metal melt 6 is sucked from the holding furnace 7 in a metered amount.
Die Erfindung ist selbstverständlich auch bei einem ander weitigen Einbringen (z. B. Überdruck im Warmhalteofen 7) der Metallschmelze 6 in die Füllkammer 9 anwendbar. Insoweit ist aus dem Ausführungsbeispiel keine Einschränkung der Erfindung ableitbar.The invention can of course also be used in the case of another introduction (e.g. excess pressure in the holding furnace 7 ) of the molten metal 6 into the filling chamber 9 . In this respect, no limitation of the invention can be derived from the exemplary embodiment.
Nach Abschluß der Füll- und Dosierphase setzt sich ein in der Füllkammer axialbeweglich geführter Gießkolben 14, der von einer Kolbenstange 13 über nicht näher gezeigte Mittel angetrieben wird, in Bewegung (Pfeil 12), bis das verblei bende Füllkammer-Volumen vollständig mit Metallschmelze 6 gefüllt ist. Danach wird diese in einer zweiten Bewegungs phase des Gießkolbens 14 in einem "Schuß" in den Formhohl raum 5 eingebracht.After completion of the filling and dosing phase, a casting piston 14 , which is guided in the filling chamber in an axially movable manner and is driven by a piston rod 13 via means not shown, sets in motion (arrow 12 ) until the remaining filling chamber volume is completely filled with molten metal 6 is. Then this is introduced in a second movement phase of the plunger 14 in a "shot" in the mold cavity 5 .
Im Bereich der Ausgangsstellung des Gießkolbens 14 ist an die Füllkammer 9 ein Mehrfunktionsventil 15 angesetzt, wel ches über eine Zuführleitung 16 mit Schaltventil 17 und Zweigleitungen 16.1, 16.2 mit einem mit trockener Luft ge füllten Tankvolumen 18 und mit einem mit inertem Gas (z. B. Argon, Stickstoff) gefüllten zweiten Tankvolumen 19 in Ver bindung steht. Die Verzweigung wird durch ein Vier-Wege Schaltventil 20 gebildet, welches auch einen mit der Um gebung (Atmosphärendruck) in Verbindung stehenden Anschluß 23 aufweist.In the area of the starting position of the casting piston 14 , a multi-function valve 15 is attached to the filling chamber 9 , which is via a feed line 16 with a switching valve 17 and branch lines 16.1 , 16.2 with a tank volume 18 filled with dry air and with an inert gas (e.g. Argon, nitrogen) filled second tank volume 19 is in connection. The branching is formed by a four-way switching valve 20 which also has a connection 23 with the environment (atmospheric pressure).
Wie auch aus den weiteren Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist im Bereich einer Schnittstelle 24 zwischen Saugrohr 8 und Füll kammer 9 in letzterer eine Metallschmelzen-Einfüllöffnung 25 mit vertikal gerichteter Längsachse 26 vorhanden, in die eine vorzugsweise aus einem Keramikwerkstoff bestehende Füllbuchse 27 eingesetzt ist.As can also be seen from the further FIGS. 2 and 3, in the area of an interface 24 between the intake manifold 8 and the filling chamber 9 , a metal melt filling opening 25 with a vertically directed longitudinal axis 26 is present in the latter, into which a filling bushing 27 preferably made of a ceramic material is inserted is.
Die Füllkammer 9 ist an dieser Stelle mit einer Planfläche 28 versehen, an die ein endseitiger Flansch 29 des Saugroh res 8 zur Anlage bringbar ist.The filling chamber 9 is provided at this point with a flat surface 28 to which an end flange 29 of the suction tube 8 can be brought to bear.
Eine zwischen Flansch 29 und einer oberen Abdeckplatte 30 des Warmhalteofens 7 sich abstützende Druckfeder 33 und ein diese umgebendes Wellrohr 34 bewirken, daß das Saugrohr 8 sich federnd an der füllkammerseitigen Planfläche 28 abstüt zen kann und eine Saugrohr-Durchtrittsöffnung 31 der Abdeck platte 30 nach außen abgedichtet ist. Am Flansch 29 ange brachte Bürstenelemente 35 bewirken während des seitlichen Verschiebens des Saugrohres 8 oder des Warmhalteofens 7 (Pfeile 36, 37) eine Reinigung der Planfläche 28 bzw. der Füllbuchse 27.A between the flange 29 and an upper cover plate 30 of the holding furnace 7 supporting compression spring 33 and a surrounding corrugated tube 34 cause the suction tube 8 to resiliently support the flat surface 28 on the filling chamber and a suction tube passage opening 31 of the cover plate 30 to the outside is sealed. On the flange 29 brought brush elements 35 cause a cleaning of the flat surface 28 or the filling sleeve 27 during the lateral displacement of the suction tube 8 or the holding oven 7 (arrows 36 , 37 ).
Fig. 3 zeigt das Mehrfunktionsventil 15, welches diametral zur Füllbuchse 27 (gleiche Längsachse 26) und somit auch diametral zur Anschlußstelle des in dünner Vollinie gezeig ten Saugrohres 8 in die Wandung der Füllkammer 9 eingesetzt ist. Fig. 3 shows the multi-function valve 15 , which is used diametrically to the filling bushing 27 (same longitudinal axis 26 ) and thus also diametrically to the connection point of the suction pipe 8 shown in a thin full line into the wall of the filling chamber 9 .
Das Mehrfunktionsventil 19 weist ein Gehäuse 38 mit einer durchgehenden Bohrung 39 auf, in der ein langgestreckter Stößel 40 geführt ist, der über einen oberen endseitigen Anschluß 41 mit einer Kolbenstange 42 eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders 43 in Verbindung steht.The multi-function valve 19 has a housing 38 with a through bore 39 , in which an elongated plunger 40 is guided, which is connected via an upper end connection 41 to a piston rod 42 of a hydraulic or pneumatic cylinder 43 .
Eine der Füllkammer 9 zugewandte Stirnfläche 44 des Ventil gehäuses 38 ist mit einer im Querschnitt größeren Ausnehmung 45 versehen, die einen Stößelkopf 46 aufnimmt. Das Ventilgehäuse 38 weist ferner oberhalb der Ausnehmung 45 eine Ringnut 47 auf, in die die mit den Tankvolumen 18, 19 in Verbindung stehende Zuführleitung 16 einmündet. Ein den Stößel 40 umgebendes und im Ventilgehäuse 38 eingesetztes Dichtungselement 48 sorgt für den Abschluß nach außen.One of the filling chamber 9 facing end face 44 of the valve housing 38 is provided with a larger cross-section recess 45 which receives a plunger head 46 . The valve housing 38 also has an annular groove 47 above the recess 45 , into which the supply line 16 connected to the tank volumes 18 , 19 opens. A sealing element 48 which surrounds the tappet 40 and is inserted in the valve housing 38 ensures the closure to the outside.
Eine Stirnfläche 49 des Stößelkopfes 46 ist mit einem Schaltelement (z. B. Thermofühler oder Kontaktschalter) 50 versehen, dessen Anschlußleitung 53 innerhalb des Stößels 40 geführt ist. Befindet sich sonach der Stößelkopf 46 in einer gestrichelt dargestellten mittigen Position, so ist damit eine Füllstandskontrolle der Metallschmelze 6 möglich. Befindet er sich hingegen in der strichpunktiert gezeigten Stellung, in der er in die Füllbuchse 27 hineinragt, so kann dadurch die Füllbuchse 27 gereinigt werden (das Saugrohr 8 ist in diesem Augenblick abgedockt). Gleichzeitig ist in dieser Stellung bei entsprechender maßlicher Zuordnung (Druchmesser) eine Abdichtung nach außen möglich, so daß über die Zuführleitung 16 die gesamte Füllkammer 9 und der Formhohlraum 5 mit getrockneter Luft und/oder inertem Gas gespült und für den nächsten Gießvorgang geschmiert werden können.An end face 49 of the plunger head 46 is provided with a switching element (for example a thermal sensor or contact switch) 50 , the connecting line 53 of which is guided within the plunger 40 . If the plunger head 46 is thus in a central position shown in dashed lines, it is thus possible to check the fill level of the molten metal 6 . If, on the other hand, it is in the position shown in broken lines, in which it protrudes into the filling bushing 27 , the filling bushing 27 can thereby be cleaned (the suction pipe 8 is undocked at this moment). At the same time, a seal to the outside is possible in this position with a corresponding dimensional assignment (diameter), so that the entire filling chamber 9 and the mold cavity 5 can be flushed with dried air and / or inert gas via the feed line 16 and lubricated for the next casting process.
Die Abdichtung der Füllbuchse 27 nach außen könnte auch mit tels eines Schiebers bewirkt werden, der zwischen abgedock tem Saugrohr 8 und Füllkammer 9 einfahrbar ist und dabei auch ggf. zur Reinigung der füllkammerseitigen Planfläche 28 und des saugrohrseitigen Flansches 29 verwendet werden könn te.The sealing of the filling bushing 27 to the outside could also be effected by means of a slide which can be retracted between the undocked intake manifold 8 and the filling chamber 9 and could also be used for cleaning the filling chamber side flat surface 28 and the intake manifold side flange 29 .
Danach wird der Stößelkopf 46 in seine Ausgangsposition in die Ausnehmung 45 zurückgefahren und gleichzeitig das Saug rohr 8 durch seitliches Verschieben desselben (oder des gesamten Warmhalteofens 7) wieder in Deckung mit der Füll kammeröffnung, d. h. mit der Füllbuchse 27 gebracht. Zur besseren Abdichtung dieser Schnittstelle 24 können auch zusätzliche Kräfte durch taktgesteuerte Motoren (pneuma tisch, mechanisch oder magneto-elektrisch), die entsprechend anzuordnen sind, aufgebracht werden. Then the plunger head 46 is retracted into its starting position in the recess 45 and at the same time the suction tube 8 by laterally moving the same (or the entire holding furnace 7 ) again in register with the filling chamber opening, ie brought with the filling sleeve 27 . For better sealing of this interface 24 , additional forces can be applied by clock-controlled motors (pneumatic, mechanical or magneto-electrical), which are to be arranged accordingly.
Die vorstehend geschilderten Arbeitsgänge laufen vorzugswei se nach jedem "Schuß" (Gießvorgang) ab, wenn sich der Gieß kolben 14 wieder in seiner in Fig. 1 gezeigten Ausgangstel lung befindet.The above-described operations run vorzugswei se after each "shot" (casting process) when the plunger 14 is again in its starting position shown in Fig. 1 is.
Wird das Mehrfunktionsventil 15 noch mit einem zusätzlichen Druckschalter 51 mit Anschlußleitung 52 (z. B. in der Ringnut 47 angeordnet) versehen, so lassen sich folgende Funktionen erreichen:If the multi-function valve 15 is also provided with an additional pressure switch 51 with a connecting line 52 (for example arranged in the annular groove 47 ), the following functions can be achieved:
- - Messen des Vakuums beim Befüllen der Füllkammer 9,Measuring the vacuum when filling the filling chamber 9 ,
- - Füllstandskontrolle der Metallschmelze 6,- level control of the molten metal 6 ,
- - Reinigung der Füllbuchse 27 von Flitter und Alu-Spritzern und Konstanthalten des Füllbuchsen-Öffnungsquerschnittes,Cleaning of the filling bushing 27 from tinsel and aluminum splashes and keeping the filling bushing opening cross section constant,
- - Abdichten der Füllkammer 9 bei abgedocktem Saugrohr 8 zur Vakuumüberprüfung und zum Begasen,Sealing the filling chamber 9 when the suction pipe 8 is undocked for vacuum checking and for gassing,
- - Begasen der Füllkammer 9 bzw. des Formhohlraumes 5.- Fumigation of the filling chamber 9 or the mold cavity 5 .
Um das Saugrohr 8 beim Abdocken zuverlässig von der Füll buchse 27 frei zu bekommen und um gegebenenfalls auch ander weitige Wartungsarbeiten vornehmen zu können, dürfte es da rüber hinaus sinnvoll sein, einen axialen Saugrohrhub vorzu sehen. Die Mechanismen, um den Warmhalteofen 7 und/oder das Saugrohr 8 horizontal und vertikal zu bewegen, sind hier im einzelnen nicht gezeigt. Die jeweils zu wählenden Hübe bzw. Verschiebewege ergeben sich unter anderem aus den jeweiligen Abmaßen der Komponenten der Druckgießmaschine 1.In order to reliably get the suction pipe 8 free from the filling bushing 27 when undocking and to be able to carry out other maintenance work if necessary, it should also make sense to provide an axial suction pipe stroke. The mechanisms for moving the holding furnace 7 and / or the suction pipe 8 horizontally and vertically are not shown here in detail. The strokes or displacement paths to be selected in each case result from the respective dimensions of the components of the die casting machine 1 .
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