DE7133496U

DE7133496U - Casting container for a hot chamber die casting machine

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Publication number: DE7133496U
Application number: DE7133496U
Authority: DE
Original assignee: FRECH O
Current assignee: FRECH O
Publication date: 1975-09-25

Description

PATENTANWÄLTE * DB.- JNG. H. H. WILHELM - DIPL-ING. H. DAUSTERPATENTANWÄLTE * DB.- JNG. HH WILHELM - DIPL-ING. H. DAUSTER

D-700G STUTTGART 1 - GYMNASiUMSTRASSE 31 B - TELEFON i(D711) 291133D-700G STUTTGART 1 - GYMNASiUMSTRASSE 31 B - TELEFON i (D711) 291133

Stuttgart, den 13. 33ax 1975 Da/3iStuttgart, 13th 33ax 1975 Da / 3i

Gebrauchsmusteranmeldung U 4123Utility model registration U 4123

Anm.: Pxrma Note: Pxrma

Oskar JErech
WerkzeugbauOskar JErech
Toolmaking

7061 Veiler/Bens Schorndorfer Str. 3270 61 Veiler / Bens Schorndorfer Str. 32

Gießbeliälter für eine Warmkammer-DruckgießmaschineGießbeliälters for a hot chamber die casting machine

Die Neuerung "betrifft einen Gießbehälter aus warmfestem Werkzeugstahl für eine Warmkammer-Druckgießmaschine, der eine Druckkammer mit Laufflächen für einen Druckkolben und eine daran anschließende Steigbohrung besitzt.The innovation "concerns a casting container made of heat-resistant tool steel for a hot chamber die casting machine, which has a pressure chamber with running surfaces for a pressure piston and an adjoining one Has riser bore.

Bei Warmkammer-Druckgießmaschinen wird der Gießbehälter in eine Metallschmelze eingetaucht. Hierzu ist eine in einen Ofen gesetzte Wanne vorgesehen, die das flüssige Ketall enthält. Insbesondere, wenn eine derartige Warmkammer-Druckgießmaschine zur Verarbeitung von Magnesium bestimmt ist, treten im Bereich der Druckkammer extrem hohe Belastungen auf, bei welchen Temperaturen bis zu 700⁰C und Drücke bis zu 500 atü vorkommen,. Um diese extremen Beanspru= chungen beherrschen zu können, ist es bekannt, Gießbehälter zuIn hot chamber die casting machines, the casting container is immersed in molten metal. For this purpose, a tub is provided which is placed in an oven and contains the liquid ketallic. In particular, if such a hot chamber die casting machine is intended for processing magnesium, extremely high loads occur in the area of the pressure chamber, at which temperatures of up to 700 ^° C. and pressures of up to 500 atmospheres occur. In order to be able to cope with these extreme demands, it is known to close casting containers

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• ... . im • .... in the

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verwenden, die als Schmiedestücke hergestellt sind. Derartige Schmiedestücke bedingen sowohl durch den Schmiedevorgang, als auch durch die Nachbearbeitung eine relativ teuere Herstellung.use that are manufactured as forgings. Such forgings require both the forging process, as also a relatively expensive production due to the post-processing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gießbehälter der eingangs genannten Art in einfacher und preiswerter Herstellung äü schaffen, bei welchem die Gefahr von Wärme spannungen vermie^ den werden, die bei einem schnellen Aufheizen zu einem Verziehen oder sogar zu einem Zerspringen des Gießbehälters führen könnten. Die Erfindung besteht darin, daß der Gießbehälter in an sich bekannter Weise mit der Druckkammer als ein Gußteil hergestellt ist und im Bereich der Druckkammer und der Steigbohrung die Form zweier sich schneidender Zylinder aufweist.The invention is based on the object of providing a casting container of the type mentioned at the outset that is simple and inexpensive to manufacture Create an outside where the risk of thermal stresses is avoided that could lead to warping or even shattering of the casting container if heated up quickly. The invention consists in that the casting container is produced in a manner known per se with the pressure chamber as a cast part and has the shape of two intersecting cylinders in the area of the pressure chamber and the riser bore.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung wird ausgenutzt, daß ein derartiger Gießbehälter nur relativ wenige Flächen o.dgl· besitzt, die einer sehr genauen Bearbeitung "bedürfen, so daß der Gießbehälter nahezu vollständig in seiner endgültigen Form durch den Gießvorgang hergestellt werden kann. Durch die besondere Gestaltung wird erreicht, daß überall wenigstens annähernd gleiche Wandstärken vorliegen, die zu einem gleichmäßigen Aufheizen des gesamten Gießbehälters führen, so daß Wärmespannungen ausgeschlossen sind*The design according to the invention makes use of the fact that such a casting container has only relatively few surfaces or the like, which require very precise machining, so that the casting container almost completely in its final shape the casting process can be produced. The special design ensures that at least approximately the same everywhere Wall thicknesses exist which lead to uniform heating of the entire casting container, so that thermal stresses are excluded are*

In der Fachwelt hat sich offenbar bisher die Ansicht gehalten, daß es wegen den extrem hohen Belastungen nicht möglich sei, einen Gießbehälter für Warmkammer-Druckgießmaschinen als Gußteil herzustellen. Dies liegt wahrscheinlich unter anderem darin begründet, daß die Fachwelt glaubte, daß beim Gießen eine Lunkerbildung oder Materialeinlagerungen nicht zu vermeiden sind, die dann bei den hohen {Temperaturen und hohen Drücken zu einem Verziehen oder Verformen, oder sogar zu einem Zerspringen des Gießbehälters führen wurden. Der Erfindung liegt demgegenüber die Erkenntnis zugrunde, daß die an sich bekannten Warmarbeitsstähle entgegen den Erwartungen geeignet sind, um daraus Gießbehälter als Gußteile herzustellen, die den hohen Temperaturen und den hohen Drücken standhalten können. _-, In the professional world has evidently held the view that it is not possible because of the extremely high loads to produce a casting container for hot chamber die-casting machines as a cast part. This is probably due, among other things, to the fact that those skilled in the art believed that the formation of cavities or material deposits cannot be avoided during casting, which would then lead to warping or deformation or even to shattering of the casting container at the high temperatures and high pressures . In contrast, the invention is based on the knowledge that the hot-work steels known per se are, contrary to expectations, suitable for producing casting containers as cast parts which can withstand the high temperatures and the high pressures. _-,

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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Werkzeugstahl als Legierungselemente 0,2 % Kohlenstoff, 10 % Chrom, 2,2 % Molybdän, 6,8 % Wolfram und 10 % Cobalt enthält. Ein derartiger Werkzeugstahl hat sich insbesondere für Gießbehälter für Magnesium-Druckguß als geeignet erwiesen, wobei es besonders vorteilhaft ist, daS auf das Legierungselement Nickel verzichtet worden ist, obwohl dieses an sich zu eiser Erhöhung der Varsstreckgrenze führen würde. Ein derartiger Werkzeugstahl wird nicht durch die Magnesiumschmelze angegriffen.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the tool steel contains 0.2 % carbon, 10 % chromium, 2.2% molybdenum, 6.8 % tungsten and 10 % cobalt as alloying elements. Such a tool steel has proven to be particularly suitable for casting containers for magnesium die-casting, it being particularly advantageous that the alloying element nickel has been dispensed with, although this would in itself lead to an increase in the yield strength. Such a tool steel is not attacked by the magnesium melt.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehen, daß die Innenwandungen der Druckkammer unmittelbar als Lauffläche für einen Druckkolben ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform wird ein weiterer wesentlicher Vorteil gegenüber den bekannten, geschmiedeten Gießbehälter erzielt, bei welchen als Laufflächen für den Druckkolben eine gesondert gefertigte und in die Druckkammer eisgesetzte Büchse vorgesehen -wirrIn an advantageous embodiment of the invention it is provided that the inner walls of the pressure chamber are designed directly as a running surface for a pressure piston. At this Embodiment, a further significant advantage over the known, forged casting container is achieved in which A separately manufactured and placed in the pressure chamber sleeve provided as running surfaces for the pressure piston - tangled

Um das unter Umständen nur durch Honen erfolgende Bearbeiten der Laufflächen einfach ausführen zu können, wird bei dieser Ausfüh— rungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Druckkammer im Bereich ihrer als Lauffläche dienenden Innenwandungen einen geringeren !Durchmesser besitzt, als der nach unten daran anschliessende Teil, der über einen querliegenden Kanal mit dem Steigkanal verbunden ist. Die Bearbeitung kann sich deshalb auf die Flächen beschränken, an welchen der Kolben nachher tatsächlich geführt ist.In order to be able to process the In order to be able to easily implement running surfaces, this embodiment of the invention provides that the pressure chamber in the area its inner walls serving as a running surface have a smaller diameter than the one adjoining them at the bottom Part that is connected to the riser canal via a transverse canal. The processing can therefore affect the surfaces limit on which the piston is actually guided afterwards.

Tn der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt. In the drawing, the invention is shown, for example, in one embodiment.

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zeigt einen Schnitt durch, eine mit einem erfindungsgemäßen Gießbehälter ausgerüstete -larm- shows a section through a -larm- equipped with a casting container according to the invention

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Gießbehälter in größerem Maßstab,FIG. 2 shows a section through a casting container in FIG larger scale,

Pig. 3 eine Ansicht des Gießbehälters in Richtung des _f Pfeiles III und - *Pig. 3 a view of the casting container in the direction of the _f arrow III and - *

Fig. 4 ' einen Schnitt durch den Gießbehälter entlang der Linie IV-IV der Fig. 2.FIG. 4 'shows a section through the casting container along the line IV-IV in FIG. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Y/armkammerdruckgießiiiaschine besitzt einen , Gießbehälter 1, der von oben in eine Wanne 2 eingesetzt ist, in der sich eine Metallschmelze befindet. Das Metall, beispielsweise Magnesium, wird in die Wanne über eine mit einer Klappe 3 verschlossene Öffnung in Form von Masseln zugegeben. Die Wanne 2 ist in einen Ofen 4 eingesetzt, so dass in ihr die Masseln geschmolzen v/erden können. In die Wanne 2 taucht noch ein Thermometer 5 ein, durch welches die im Bereich des Gießbehälters 1 herrschende Temperatur überwacht werden kann.The Y / armkammerdruckgießiiiaschine shown in Fig. 1 has a , Casting container 1, which is inserted from above into a tub 2, in the there is a molten metal. The metal, for example magnesium, is placed in the tub via a flap 3 that is closed off Opening in the form of pigs added. The tub 2 is inserted into an oven 4 so that the pigs can be melted in it. In the tub 2 is also immersed by a thermometer 5, by means of which the temperature prevailing in the area of the casting container 1 is monitored can.

Der Gießbehälter 1, der von einer Traverse 6 gehalten wird, besitzt eine Druckkammer 7 und einen damit über einen Querkanal 8 verbundenen Steigkanal 9, der zu einem Mundstück IO führt, an das eine geneigt angeordnete Düse 11 angeschlossen ist.The casting container 1, which is held by a cross member 6, has a pressure chamber 7 and a rising channel 9 connected to it via a transverse channel 8, which leads to a mouthpiece IO, to which one is inclined Nozzle 11 is connected.

In der Druckkammer 7 :^ird ein Eolben 12 geführt, der über eine Kolbenstange 13 und eine Kupplung 14 mit eines Hydraulikzylinder 15 verbunden ist. Der Eolben 12 befindet sich nach der Darstellung in S¹Ig. 1 in seiner oberen Totpunktanlage. Unterhalb dieser Totpunktanlage sind in den GieSbehälter 1 mehrere gleiclnailssig über den Umfang verteilte Bolirungen 16 vorgesehen, die die Druckkammer 7 mit der Wanne 2 verbinden. Über die Söhrungen 16 läuft die Schmelze in die Druckkammer 7, aus residier sie Woex den Querkanal 3 und den Steigkanal 9 su cer Düse 11 crureli das Absenken des Eolbens 12 herausgepresst -idrd. Durch, öis schrägt .anordnung der Düse 11 "ys-n-n öie Scinnelze "beim SurüeksielierL des Eblbens "ii sas äer Düse 11 in den Bereich des Steigkaiials S zurücklaufen, so dassA piston 12, which is connected to a hydraulic cylinder 15 via a piston rod 13 and a coupling 14, is guided in the pressure chamber 7. The piston 12 is shown in S ¹ Ig. 1 in its top dead center system. Below this dead center system, several bolts 16 distributed uniformly over the circumference are provided in the casting container 1 and connect the pressure chamber 7 to the tub 2. Via the holes 16 the melt runs into the pressure chamber 7, from where it resides Woex the transverse channel 3 and the riser channel 9 su cer nozzle 11 crureli the lowering of the piston 12 pressed out -idrd. Through the inclined arrangement of the nozzle 11 "ys-nn öie Scinnelze" in the SurüeksielierL des Eblbens "ii the outer nozzle 11 run back into the area of the riser S, so that

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sie innerhalb des erwärmten Bereiches bleibt und nicht erstarren kann. Der Innendurchmesser des nach oben offenen Gießbehälters 1 erweitert sich oberhalb der Druckkammer 7· Dieser Bereich steht über Öffnungen ebenfalls mit der Y/anne 2 in Verbindung, so dass der Kolben auch auf seiner Oberseite von der Schmelze umspült wird.it remains within the heated area and cannot freeze. The inner diameter of the casting container 1, which is open at the top, is expanded above the pressure chamber 7 · This area is above openings also in connection with the Y / anne 2, so that the piston is also washed around by the melt on its upper side.

Der in den Pig» 2 bis 4 detailiert dargestellte Gießbehälter 1, ist als ein Guss teil aus einem jyarmfesten Werkzeugstahl hergestellt, der als " 'i/egierungseleimente Ö_f 2.!?S Kohlenstoff, 10 fo Chrom, 2,2 # Molybdän, 6,8$ .Wolfram und 10 f> Cobalt enthält. Dieser Werkzeugstahl ist insbesondere für Magnesium und dessen Legierungen verarbeitende Warmkammer-Druckgußmaschinen geeignet, da er kein Bestandteil enthält, das von der Magnesiufflschmelze angegriffen werden könnte. Diese Art der Herstellung des Gießbehälters 1 hat den Vorteil, dabs nur relativ wenige Nachbearbeitungsgänge vorgenommen werden müssen. Hierzu muß die Fläche 18, mit welcher der Gießbehälter 1 an der Traverse 6 befestigt ist, bearbeitet v/erden. Ausserdem müssen in dieser Fläche Gewindebohrungen 19 zur Aufnahme entsprechender Befestigungsschrauben angebracht werden. Des -weiteren ist es erforderlich, in das Mundstück 10 einen Kegel 20 zur Aufnahme der Düse 11 einzuarbeiten. Des weiteren wird in dem nach unten offenen Ende des Steigkanals 9 eine Gewindebohrung 21 vorgesehen, in die ein Verschlußstopfen 22 eingeschraubt wird. Der Durchmesser des Steigkanals 9 ist etwa in der Mitte abgestuft, wobei der untere Teil einen größeren Durchmesser besitzt* als der obere Teil*The pouring container 1 shown in detail in Figures 2 to 4 is made as a cast part from a non-resistant tool steel, which is used as "i / egierungseleimente Ö _f 2.!? S carbon, 10 fo chromium, 2.2 # molybdenum, contains 6.8 $ .Wolfram and 10 f> cobalt. This tool steel is processed especially for magnesium and its alloys hot chamber die casting machines suitable because it does not contain a component that could be attacked by the Magnesiufflschmelze. This type of production of the casting 1 has The advantage that only relatively few post-processing steps have to be carried out. For this, the surface 18 with which the casting container 1 is attached to the cross member 6 must be machined. In addition, threaded bores 19 must be made in this surface to accommodate the corresponding fastening screws Furthermore, it is necessary to work a cone 20 into the mouthpiece 10 for receiving the nozzle 11. Furthermore, in the downwardly open At the end of the riser channel 9 a threaded hole 21 is provided, into which a plug 22 is screwed. The diameter of the riser 9 is graduated roughly in the middle, with the lower part having a larger diameter * than the upper part *

Der Querkanal 8 ist über die Druckkammer 7 hinaus verlängert und nach aussen herausgeführt. 3r wird dort durch einen eingeschraubten Verschlußstopfen 23 verschlossen.The transverse channel 8 is extended beyond the pressure chamber 7 and after led out outside. 3r is closed there by a screwed-in plug 23.

Als wesentlichster Bearbeitungsgang ist das Behandeln der Innenvrandungen der Druckkammer 7 anzusehen, die unmittelbar als Laufflächen für den Kolben 12 ausgebildet werden. Ss ist möglich, den Gießbehälter 1 beim Gießen so genau, .herzustellen, dass die Innenwandungen der Druckkammer 7The most important processing step is treating the inner edges the pressure chamber 7, which are formed directly as running surfaces for the piston 12. Ss is possible to use the casting container 1 at Cast so precisely that the inner walls of the pressure chamber 7

-«auseredreht und _ „~-,.. - — -- «turned out and _" ~ -, .. - - -

nur nocjö? genono nercen müssen, um einvvandireze jjauiflacnexi lur Gen Druckkolben 12 zu ergeben. Um das Bearbeiten der Laufflächen nur aufjust nocjö? genono nercen need to avvandireze jjauiflacnexi lur gene To give pressure piston 12. To the machining of the treads just up

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den vo.? r.ezi Drueirkolben 12 bestrichenen Bereich, beschränken zu können, ist der untere Teil 24 der Druckkammer mit einem größeren Durchmesser versehen. Die Druckkammer 7 schließt mit einer 3?ase 25» <3±e eventuell ebenfalls bearbeitet wird, an den oberen Teil 26 an, der die Kolbenstange 13 mit Abstand umgibt und deshalb nicht nachbearbeitet werden muss*. Ebenso brauchen die Ausnehmungen 17 nicht bearbeitet werden, die einander diametral gegenüberliegend und um 90° zu dem Steigkanal 9 versetzt angebracht sind.the vo.? r.ezi Drueirkolben 12 coated area to be able to limit, the lower part 24 of the pressure chamber is provided with a larger diameter. The pressure chamber 7 closes with a nose 25 »<3 ± e, which may also be machined, to the upper part 26, which surrounds the piston rod 13 at a distance and therefore does not have to be reworked *. Likewise, the recesses 17 do not need to be machined, which are arranged diametrically opposite one another and offset by 90 ° to the riser channel 9.

Der ganze Gießbehälter 1 ist in etv/a als zylindrischer Körper ausgebildet, liur der obere Rand, mit welchem er an der Traverse 6 befestigt ν ist, besitzt einen annähernd rechteckigen Querschnitt. Daran schließt sich ein etwa zylindrischer Teil 27 an, auf den ein Hing 28 folgt, der, wie Pig. 1 zeigt, zur Aufnähme.eines Deckels 29 dient. Unterhalb dieses Hinges 28 liegen öie Ausnehmungen 17. Der unterhalb dieses Binges 28 befindliche Teil, ist wieder im v/esentlichen zylindrisch ausgebildet. An -diesen weitgehend zylindrischen Teil ist ein in etwa halbzylindri-.V-: scher Teil 50 angegossen, der den zu dem Mundstück 10 führende Steigkanal 9 enthält. Durch diese Ausbildung werden weitgehend gleichmässige Wandstärken geschaffen, so dass auch bei einer relativ schnellen Erwärmung des Gießbehälters 1 die Gefahr eines Verziehens oder gar eines Zerspringens in Folge von Wärme spannungen ausgeschaltet ist.The entire casting container 1 is designed in etv / a as a cylindrical body, liur the upper edge with which it is attached to the cross member 6 ν has an approximately rectangular cross-section. That closes an approximately cylindrical part 27, followed by a Hing 28, which, like Pig. 1 shows, for Aufnähme.eines cover 29 is used. Below this Hinges 28 are the recesses 17. The one below this binge 28 located part is again essentially cylindrical. At -this largely cylindrical part is an approximately half-cylindrical-.V-: shear part 50, which is the leading to the mouthpiece 10 riser channel 9 contains. This design creates largely uniform wall thicknesses, so that even with relatively rapid heating of the casting container 1 the risk of warping or even cracking as a result of thermal stresses is switched off.

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Claims

Protection claims

1. Casting container made of heat-resistant tool steel for a hot chamber die casting machine, one pressure chamber with running surfaces for a pressure piston and an adjoining riser bore ", characterized in that the casting container (1) in is made in a known manner with the pressure chamber (7) as a casting and in the area, the pressure chamber and the Riser bore (9) has the shape of two intersecting cylinders.

2. Casting container according to claim 1, characterized in that the tool steel contains as alloying elements 0.2% carbon, 10 % chromium, 2.2% molybdenum, 6.8 % tungsten and 10 % cobalt.

3. casting container according to claim. 1 or 2, characterized in that that the inner walls of the pressure chamber (7) are designed directly as running surfaces for a pressure piston (12).

4. Casting container according to claim 3, characterized in that the pressure chamber (7) in the region of its serving as running surfaces Inner walls has a smaller diameter than the downwardly adjoining part (24 ·), which has a lying channel (8) is connected to the rising bore (9).

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