EP0594679B1 - Verfahren zur herstellung von gussstücken mittels einer druckgiessmaschine - Google Patents

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EP0594679B1
EP0594679B1 EP92914598A EP92914598A EP0594679B1 EP 0594679 B1 EP0594679 B1 EP 0594679B1 EP 92914598 A EP92914598 A EP 92914598A EP 92914598 A EP92914598 A EP 92914598A EP 0594679 B1 EP0594679 B1 EP 0594679B1
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EP
European Patent Office
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filling
die
filling chamber
pressure
mbar
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EP92914598A
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Karl HÜBSER
Peter Wanke
Klaus Heck
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Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Publication date
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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
    • 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
    • B22D17/14—Machines with evacuated die cavity

Definitions

  • the invention relates to a method for producing castings by means of a die casting machine according to the further features according to the preamble of patent claim 1.
  • the molten metal is fed from a holding furnace in a metered amount into a filling chamber, from where it is "shot” into a mold cavity that determines the shape of the later casting by means of a casting piston.
  • Die casting is a particularly economical process for the production of workpieces of complex shapes and generally allows a high production output, i. H. Casting application.
  • gases and other impurities contained in the filling chamber or in the mold cavity are embedded in the molten metal, for example aluminum, during the casting, so that porous and contaminated microstructure regions arise which adversely affect the casting quality as a whole and which Further processing (e.g. tempering) may even make it impossible.
  • the molten metal can be introduced into the filling chamber by means of adjustable pressure differences between the latter and the holding furnace.
  • the meltdown ze, when there is an overpressure in the holding oven, pressed into the filling chamber, while it is drawn into the filling chamber via a suction tube as it were when a vacuum is applied (DE-OS 14 58 151). It is precisely with the latter method that, with a sufficiently long vacuum time, it can be achieved that the inclusion of impurities in the castings and the formation of oxide particles can be reduced to a low level due to the residual oxygen which is still present.
  • Claim 8 describes the structure of a die casting machine that is particularly suitable for this purpose.
  • the proposed casting quality can be achieved by the proposed pressure control in the holding furnace and / or in the filling chamber during the metering and mold filling phase.
  • connection of the suction pipe 8 to the filling chamber 9 diametrically opposite opens into this a valve 15, which is connected via a supply line 16 with switching valve 17 and pressure control valve 18 with an inert gas (e.g. nitrogen, argon) - filled tank volume 19.
  • an inert gas e.g. nitrogen, argon
  • connection 20 on the mold halves 2, 3 there is a further valve 21 via a feed line 22, which branches in the area of a four-way switching valve 23 (lines 22.1, 22.2), with pre-definable negative pressures (vacuum I, II) Tank containers 24.25 in connection.
  • the four-way switching valve 23 also has a connection 26 opening into the surroundings (atmospheric pressure).
  • the molten metal 6 is introduced into the filling chamber 9 in a metered manner by applying a relatively high negative pressure (vacuum I), which is approximately in the range from 30 to 50 mbar (absolute), the metering process being ended at time A and on the vacuum II (by actuating the four-way switching valve 23) is switched, which is reached approximately at time B.
  • vacuum I relatively high negative pressure
  • the plunger 14 is set in motion; this movement phase extends to time F, the remaining filling chamber volume is completely filled.
  • the vacuum I is switched over again, which is reached at E and is also present in the mold cavity 5.
  • a further flow of molten metal 6 from the holding furnace 7 cannot take place since the casting piston 14 has just passed over the intake manifold connection.
  • FIG. 3 Another alternative of the pressure guide is shown in FIG. 3.
  • the main difference is to be seen in that the dosing, as far as the size (orifice diameter, of the molten metal filling opening is maintained) takes place over a longer period of time at a lower vacuum III, which is approximately in the range from 650 to 750 mbar (absolute) Maintaining the molten metal level in the filling chamber 9 requires the required vacuum II (corresponding to the example according to FIG. 2), which is maintained at least until the casting piston 14 has initiated the filling chamber filling phase at time C and then passed the suction pipe connection. Repeat starting with D. the processes known from the example according to FIG. 2.
  • the vacuum III can be achieved, for example, by switching on the very high vacuum I via the valve 21 connected to the mold halves 2, 3, while at the same time drying, cleaned air or an inert gas (eg Nitrogen, argon) is supplied. In this way, vacuum II according to FIGS. 2 and 3 could also be generated if necessary. The tank container 25 would then be unnecessary. Corresponding pressure variation options are given with the aid of the pressure control valve 18.
  • an inert gas eg Nitrogen, argon
  • the control of the casting piston movement can be accomplished, for example, in connection with pressure switches, pressure measuring devices or temperature sensors which are arranged in the filling chamber 9 or near the mold cavity 5 and are known in the prior art.
  • the pressure control during the metering phase according to the example in FIG. 2 has the advantage that the filling chamber 9 and mold cavity 5 can be cleaned and degassed very quickly and, moreover, the metering process is completed relatively quickly. Possible sealing problems can be avoided with the pressure control according to the example in FIG. 3. Both versions have the common advantage that an inert gas purging of the filling chamber 9 and mold cavity 5 is possible in a particularly simple manner and that the wear of the filling chamber 9 and casting piston 14 can be kept low with a relatively quiet molten metal 6.
  • the die casting machine 27 according to FIG. 4 has a certain degree of correspondence with that according to FIG. 1, so that elements of identical construction and function are provided with the same reference numerals.
  • the main difference can be seen in the fact that the metering of the molten metal 6 does not take place by means of vacuum loading of the filling chamber 9, but rather in that a closed holding furnace cavity 28 via a feed line 29 with interposed switching and pressure control valves 31, 30 with the tank volume 19 is connected and can therefore be placed under an adjustable excess pressure. This has the effect that the molten metal 6 rises in a riser pipe 33 immersed in it and thus reaches the filling chamber 9 connected to it.
  • FIGS. 5 and 6 The pressure control during the metering and mold filling process is shown in two exemplary embodiments in FIGS. 5 and 6.
  • the points in time C and F given in these p / t diagrams in turn mark accordingly the examples according to FIGS. 2 and 3, the respective beginning of the movement of the casting piston 14 to first fill the entire filling chamber volume with molten metal 6 (C) and to press the molten metal 6 into the mold cavity 5 in a "shot" in the subsequent mold filling phase (F).
  • Points B, E and G each indicate the point in time at which a newly set pressure level is reached or the end of the mold filling phase.
  • Both exemplary embodiments according to FIGS. 5 and 6 have in common that the filling and metering of the molten metal 6 into the filling chamber 9 and the subsequent holding at a certain filling level is brought about by an interaction of pressures generated in the holding furnace 34 and in the filling chamber 9.
  • an overpressure p 1 of about 0.4 bar above atmospheric pressure is set. If the desired filling level is reached, it is reduced to a lower pressure level p2 (approx. 0.15-0.25 bar above atmospheric pressure), which is sufficient to keep the liquid level of the molten metal 6.
  • the filling chamber 9 itself is at this time under atmospheric pressure IV (port 26 of the four-way switching valve 23). At a predetermined point in time D, the pressure in the holding furnace cavity 28 is reduced to atmospheric pressure p a , while at the same time the high vacuum I already known from the preceding examples is generated by the corresponding position of the switching valve 23 in the mold cavity 5 and in the filling chamber 9. A further flow of molten metal 6 from the holding furnace 34 cannot take place since the casting piston 14 has just passed over the intake manifold connection.
  • the end of the filling and metering phase can be controlled in a known manner in terms of time or by means of a corresponding sensor (melt contact, thermocouple).
  • the initiation of the piston movement of the casting piston 14 then takes place as a function of the time of the filling and metering phase or via pressure switches or pressure measuring devices which are also known in the prior art.
  • the setting of the desired negative pressure in the filling chamber 9 or in the mold cavity 5 can in turn be effected by an interaction between the negative pressure application via the valve 21 connected to the mold halves 2, 3 and by switching on dry air or inert gas from the tank volume 19 via the nozzle 15 can be achieved.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von Gußstücken mittels einer Druckgießmaschine (1) vorgestellt, bei dem das Einbringen von schmelzflüssigem Metall (6) aus einem Vorratsbehälter (7) in eine Füllkammer (9) aufgrund einstellbarer Druckdifferenzen zwischen beiden erfolgt und nach einer Füll- und Dosierphase ein füllkammerseitiger Gießkolben (14) die Metallschmelze (6) in einen Formhohlraum (5) drückt. Um gegenüber bekannten Verfahren die Gußstück-Qualität weiter zu steigern ist das erfindungsgemäße Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet: reduzieren der Druckdifferenz nach Abschluß der Füll- und Dosierphase auf ein dem Halten der Metallschmelzen-Steighöhe in der Füllkammer (9) dienendes Maß; aufrechterhalten dieser reduzierten Druckdifferenz (Δp) über einen vorgebbaren Zeitraum der Gießkolbenbewegung zum vollständigen Ausfüllen des Füllkammervolumens und nachfolgende Erhöhung der Druckdifferenz vor Beginn der Formfüllphase.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gußstücken mittels einer Druckgießmaschine gemäß den weiteren Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Beim Druckgießen wird die Metallschmelze aus einem Warmhalteofen in dosierter Menge in eine Füllkammer gegeben, von wo aus sie mittels eines Gießkolbens in einen die Gestalt des späteren Gußstückes bestimmenden Formhohlraum "eingeschossen" wird.
  • Das Druckgießen ist ein besonders wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung gerade auch von kompliziert geformten Werkstücken und erlaubt in der Regel eine hohe Produktionsleistung, d. h. Gußstückausbringung. Als problematisch erweist sich aber stets, daß in der Füllkammer bzw. im Formhohlraum enthaltene Gase und sonstige Verunreinigungen während des Gießens in der Metallschmelze, beispielsweise Aluminium, eingelagert werden, so daß porige und verunreinigte Gefügebereiche enstehen, die die Gußstück-Qualität insgesamt beeinträchtigen und die Weiterverarbeitung (z. B. Vergüten) gegebenenfalls sogar unmöglich machen können.
  • Das Einbringen der Metallschmelze in die Füllkammer kann durch einstellbare Druckdifferenzen zwischen dieser und dem Warmhalteofen erreicht werden. Dabei wird die Schmel ze, wenn im Warmhalteofen ein Überdruck herrscht, in die Füllkammer gedrückt, während sie bei Anlegen eines Vakuums in der Füllkammer über ein Saugrohr quasi in diese hineingezogen wird (DE-OS 14 58 151). Gerade mit dem letztgenannten Verfahren läßt sich bei ausreichend bemessener Vakuumzeit erreichen, daß der Einschluß von Verunreinigungen in den Gußstücken und die Bildung von Oxidpartikeln aufgrund noch vorhandenem Rest-Sauerstoff auf ein geringes Maß abgesenkt werden kann.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, bei dessen Anwendung die Gußstück-Qualität bei gleichzeitig hoher Produktionsleistung weiter gesteigert werden kann.
  • Dies ist erfindungsgemäß mit einer Verfahrensweise möglich, wie sie im Patentanspruch 1 beschrieben ist. Patentanspruch 8 beschreibt den Aufbau einer hierfür besonders geeigneten Druckgießmaschine.
  • Durch die vorgeschlagene Druckführung im Warmhalteofen und/oder in der Füllkammer während der Dosier- und Formfüllphase läßt sich die gewünschte Gußstück-Qualität erreichen.
  • Zwar ist bereits in der DE 30 41 340 C2 ein Verfahren zur Herstellung gasarmer, porenarmer und oxidarmer Gußstücke mittels einer Kaltkammer-Druckgießmaschine beschrieben, bei dem im zylindrischen Spalt zwischen Gießkolben und Gießkammer ein weiteres Vakuum angelegt wird, das mit dem vom Formhohlraum her angelegten Vakuum zusammenwirkt und in der Gießkammer bis zum Abschluß der Formfüllphase in vollem Umfang aufrechterhalten wird. Anregungen für die erfindungsgemäße Verfahrensweise nach Patentanspruch 1 lassen sich aus diesem Stand der Technik allerdings nicht ableiten.
  • Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele erläutern den jeweils zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Aufbau einer Druckgießmaschine in schematisierter Form und den Druckverlauf während der Dosier- und Formfüllphase. Die zugehörige Zeichung zeigt in
    • Fig. 1
    eine Druckgießmaschine mit horizontal gerichteter Füllkammer und Dosierung der Metallschmelze mittels Füllkammer-Unterdruck,
    Fig. 2
    den Druckverlauf in der Füllkammer während der Dosier- und Formfüllphase,
    Fig. 3
    eine Abwandlung des Druckverlaufes in der Füllkammer während der Dosier- und Formfüllphase,
    Fig. 4
    eine Druckgießmaschine mit horizontal gerichteter Füllkammer und Dosierung der Metallschmelze mittels Überdruck im Warmhalteofen,
    Fig. 5
    den Druckverlauf in Warmhalteofen und Füllkammer während der Dosier- und Formfüllphase und
    Fig. 6
    eine weitere Möglichkeit der Druckführung im Warmhalteofen und in der Füllkammer
    In Fig. 1 ist schmematisiert eine Druckgießmaschine 1 mit zwei Formhälften 2,3 gezeigt, in deren Trennebene 4 ein Formhohlraum 5 eingearbeitet ist. Die Metallschmelze 6 gelangt von einem Warmhalteofen 7, in dem sie auf einer einstellbaren, oberhalb der Liquidustemperatur liegenden Temperatur gehalten wird, über ein beheizbares Saugrohr 8 und eine waagrecht angeordnete Füllkammer 9 in den Formhohlraum 5. Eine mittels nicht näher gezeigter Mittel bewegbare (Pfeil 10) Kolbenstange 13 trägt endseitig einen in der Füllkammer 9 geführten Gießkolben 14. Dieser drückt die Metallschmelze 6 nach ihrem dosierten Einbringen in die Füllkammer 9 in den Formhohlraum 5.
  • Dem Anschluß des Saugrohres 8 an der Füllkammer 9 diametral gegenüberliegend mündet in diese ein Ventil 15, das über eine Zufuhrleitung 16 mit Schaltventil 17 und Druckregelventil 18 mit einem Inertgas (z.B. Stickstoff, Argon) - gefüllten Tankvolumen 19 in Verbindung steht.
  • Durch einen Anschluß 20 an den Formhälften 2,3 steht ein weiteres Ventil 21 über eine Zuführleitung 22, welche sich im Bereich eines Vier-Wege-Schaltventiles 23 verzweigt (Leitungen 22.1,22.2), mit unter vorgebbaren Unterdrücken (Vakuum I, II) stehenden Tankbehältern 24,25 in Verbindung. Das Vier-Wege-Schaltventil 23 besitzt darüber hinaus noch einen in die Umgebung (Atmosphärendruck) mündenden Anschluß 26.
  • Mit einer solchermaßen aufgebauten Druckgießmaschine 1 läßt sich in der Füllkammer 9 ein Druckverlauf während der Dosier- und Formfüllphase erreichen, wie er in alternativen Varianten in den Fig. 2 und 3 (p/t-Diagramme) gezeigt ist. Im Warmhalteofen 7 herrscht dabei stets etwa Atmosphärendruck.
  • Gemäß Fig. 2 erfolgt ein dosiertes Einbringen der Metallschmelze 6 in die Füllkammer 9 durch Aufschalten eines relativ hohen Unterdruckes (Vakuum I), der etwa im Bereich von 30 bis 50 mbar (absolut) liegt, wobei zum Zeitpunkt A der Dosiervorgang beenden ist und auf das Vakuum II (durch Betätigen des Vier-Wege-Schaltventiles 23) umgeschaltet wird, welches etwa zum Zeitpunkt B erreicht ist. Bei C wird der Gießkolben 14 in Bewegung gesetzt; diese Bewegungsphase reicht bis zum Zeitpunkt F, das verbleibende Füllkammervolumen ist vollständig ausgefüllt. Innerhalb dieser Phase wird zum Zeitpunkt D erneut auf das Vakuum I umgeschaltet, welches bei E erreicht ist und auch im Formhohlraum 5 anliegt. Ein weiteres Nachfließen von Metallschmelze 6 aus dem Warmhalteofen 7 kann dabei nicht erfolgen, da der Gießkolben 14 den Saugrohranschluß gerade überfahren hat. Während das Vakuum II etwa im Bereich von 750 bis 850 mbar (absolut) lag, erreicht das spätere Vakuum I wiederum die ursprüngliche Größenordnung von30 bis 50 mbar (absolut). Zum Zeitpunkt F startet der Gießkolben 14 die Formfüllphase (Einschießen der Metallschmelze 6 in den Formhohlraum 5). Dieser Vorgang ist bei G abgeschlossen, das Vier-Wege-Schaltventil 23 schaltet auf Umgebungsdruck (Anschluß 26).
  • Eine weitere Alternative der Druckführung ist in Fig. 3 gezeigt. Die wesentliche Abweichung ist darin zu sehen, daß die Dosierung, soweit die Größe (Blendendurchmesser, der Metallschmelzen-Einfüllöffnung beibehalten wird, über einen allerdings längeren Zeitraum bei einem geringeren, etwa im Bereich von 650 bis 750 mbar (absolut) liegenden Vakuum III erfolgt. Danach wird dieses Vakuum III auf das zum Halten des Metallschmelzenpegels in der Füllkammer 9 erforderliche Vakuum II (entsprechend Beispiel nach Fig. 2) gebracht, das mindestens so lange ausrechterhalten bleibt, bis der Gießkolben 14 im Zeitpunkt C die Füllkammer - Füllphase eingeleitet und danah den Saugrohranschluß überfahren hat. Beginnend mit D wiederholen sich die aus dem Beispiel nach Fig. 2 bekannten Abläufe.
  • Das Vakuum III läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß über das an die Formhälften 2,3 angeschlossene Ventil 21 das sehr hohe Vakuum I zugeschaltet wird, während gleichzeitig über das in die Füllkammer 9 mündence Ventil 15 getrocknete, gereinigte Luft oder ein inertes Gas (z.B. Stickstoff, Argon) zugeführt wird. Auf diese Weise ließe sich gegebenenfalls auch das Vakuum II gemäß Fig. 2 und 3 erzeugen. Der Tankbehälter 25 wäre dann entbehrlich. Entsprechende Druck-Variationsmöglichkeiten sind unter Zuhilfenahme des Druckregelventiles 18 gegeben.
  • Die Steuerung der Gießkolbenbewegung läßt sich beispielsweise in Verbindung mit in der Füllkammer 9 bzw. nahe des Formhohlraumes 5 angeordneten, im Stand der Technik bekannten Druckschaltern, Druckmeßeinrichtungen oder Temperatursensoren bewerkstelligen.
  • Die Druckführung während der Dosierphase gemaß Beispiel nach Fig. 2 hat den Vorteil, daß Füllkammer 9 und Formhohlraum 5 sehr schnell gereinigt und entgast werden können und überdies der Dosiervorgang relativ rasch abgeschlossen ist. Möglicherweise auftretende Dichtungsprobleme werden mit der Druckführung gemäß Beispiel nach Fig. 3 vermieden. Beide Ausführungsvarianten haben den gemeinsamen Vorteil, daß auf besonders einfache Weise eine Inertgasspülung von Füllkammer 9 und Formhohlraum 5 möglich ist und daß bei einer relativ ruhigen Metallschmelze 6 der Verschleiß von Füllkammer 9 und Gießkolben 14 gering gehalten werden kann.
  • Die Druckgießmaschine 27 nach Fig. 4 weist in einem gewissen Umfang Übereinstimmungen mit derjenigen nach Fig. 1 auf, so daß bau- und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der wesentliche Unterschied ist darin zu sehen, daß die Dosierung der Metallschmelze 6 nicht mittels Vakuum-Beaufschlagung der Füllkammer 9, sondern dadurch erfolgt, daß ein abgeschlossener Warmhalteofen-Hohlraum 28 über eine Zuführleitung 29 mit zwischengeschalteten Schalt- und Druckregelventilen 31,30 mit dem Tankvolumen 19 in Verbindung steht und dadurch unter einen einstellbaren Überdruck setzbar ist. Dies bewirkt, daß die Metallschmelze 6 in einem in sie eintauchenden Steigrohr 33 aufsteigt und so in die daran angeschlossene Füllkammer 9 gelangt.
  • Die Druckführung während des Dosier- und Formfüllvorganges ist in zwei Ausführungsbeispielen in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Die in diesen p/t-Diagrammen angegebenen Zeitpunkte C und F kennzeichnen wiederum, entsprechend den Beispielen nach den Fig. 2 und 3, den jeweiligen Bewegungsbeginn des Gießkolbens 14, um zunächst das ganze Füllkammervolumen mit Metallschmelze 6 zu füllen (C) und um in der anschließenden Formfüllphase in einem "Schuß" die Metallschmelze 6 in den Formhohlraum 5 zu pressen (F). Die Punkte B, E und G kennzeichnen jeweils den Zeitpunkt, zu dem ein neu eingestelltes Druckniveau erreicht ist bzw. das Ende der Formfüllphase.
  • Beiden Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 5 und 6 ist gemeinsam, daß das Einfüllen und Dosieren der Metallschmelze 6 in die Füllkammer 9 und das anschließende Halten auf einer gewissen Füllhöhe durch eine Wechselwirkung von im Warmhalteofen 34 und in der Füllkammer 9 erzeugten Drücken herbeigeführt wird.
  • Wie sich aus Fig. 5 ergibt, wird bis zum Abschluß (A) der Füll- und Dosierphase im Warmhalteofen-Hohlraum 28 ein Überdruck p₁ von etwa 0,4 bar über Atmosphärendruck eingestellt. Ist die gewünschte Füllhöhe erreicht, so wird auf ein geringeres Druckniveau p₂ (ca. 0,15-0,25 bar über Atmosphärendruck) reduziert, welches ausreicht, den Flüssigkeitsstand der Metallschmelze 6 zu halten. Die Füllkammer 9 selbst steht während dieser Zeit unter Atmosphärendruck IV (Anschluß 26 des Vier-Wege-Schaltventiles 23). Zu einem vorgegebenen Zeitpunkt D wird der Druck im Warmhalteofen-Hohlraum 28 auf Atmosphärendruck pa reduziert, während gleichzeitig durch entsprechende Stellung des Schaltventiles 23 im Formhohlraum 5 und in der Füllkammer 9 das bereits aus den vorangegangenen Beispielen bekannte hohe Vakuum I erzeugt wird. Ein weiteres Nachfließen von Metallschmelze 6 aus dem Warmhalteofen 34 kann dabei nicht erfolgen, da der Gießkolben 14 den Saugrohranschluß gerade überfahren hat.
  • Die Druckführung beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 entspricht zunächst der oben beschriebenen. Am Ende der Füll- und Dosierphase (Zeitpunkt A) wird nun allerdings der Hohlraum 28 im Warmhalteofen 34 lediglich noch mit Atmosphärendruck pa beaufschlagt. Zeitgleich hiermit wird in der Füllkammer 9 über die aus den vorausgehenden Beispielen bekannten Mittel das Vakuum II erzeugt, so daß entsprechend dem Beispiel gemäß Fig. 5 letztlich wieder die zur Aufrechterhaltung der Metallschmelzen-Füllstandshöhe erforderliche Druckdifferenz Δp vorliegt. Bei D wird dann unter Aufrechterhaltung des Druckniveaus im Warmhalteofen-Hohlraum 28 in der Füllkammer 9 das hohe Vakuum I aufgebaut.
  • Das Ende der Füll- und Dosierphase kann in bekannter Weise zeitlich oder mittels eines entsprechenden Sensors (Schmelzenkontakt, Thermoelement) gesteuert werden. Die Einleitung der Kolbenbewegung des Gießkolbens 14 erfolgt dann in zeitlicher Abhängigkeit von der Füll- und Dosierphase oder über im Stand der Technik ebenfalls bekannte Druckschalter oder Druckmeßeinrichtungen. Die Einstellung des gewünschten Unterdruckes in der Füllkammer 9 bzw. im Formhohlraum 5 kann wiederum durch eine Wechselwirkung zwischen der Unterdruckbeaufschlagung über das an den Formhälften 2,3 angeschlossene Ventil 21 und durch Aufschalten von trockener Luft oder inertem Gas aus dem Tankvolumen 19 über die Düse 15 erreicht werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung von Gußstücken mittels einer Druckgießmaschine, bei dem das Einbringen von schmelzflüssigem Metall aus einem Vorratsbehälter in eine Füllkammer aufgrund einstellbarer Druckdifferenzen zwischen beiden erfolgt und nach einer Füll- und Dosierphase ein füllkammerseitiger Gießkolben die Metallschmelze in einen Formhohlraum drückt, gekennzeichnet durch die Schritte,
    - reduzieren der Druckdifferenz nach Abschluß der Füll- und Dosierphase (Zeitpunkt A) auf ein dem Halten der Metallschmelzen-Steighöhe in der Füllkammer (9) dienendes Maß,
    - aufrechterhalten dieser reduzierten Druckdifferenz (Δp) über einen vorgebbaren Zeitraum der Gießkolbenbewegung zum vollständigen Ausfüllen des Füllkammervolumens
    - mit nachfolgender Erhöhung der Druckdifferenz vor Beginn der Formfüllphase (Zeitpunkt F).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Füllkammer (9) und Formhohlraum (5) mit unterschiedlich hohen Unterdrücken (I, II) beaufschlagbar sind, während im Vorratsbehälter (7)stets etwa Atmosphärendruck herrscht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein hohes Vakuum I im Bereich von 30 bis 50 mbar (absolut) während der Füll- und Dosierphase, ein geringeres Vakuum II im Bereich von etwa 750 bis 850 mbar (absolut) vor dem Einsetzen der Gießkolbenbewegung und ein erneutes hohes Vakuum I zu einem vor der Formfüllphase (Einschießen der Metallschmelze 6 in den Formhohlraum 5) des Gießkolbens 14 gelegenen Zeitpunkt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein geringeres Vakuum III im Bereich von 650 bis 750 mbar (absolut) während der Füll- und Dosierphase.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenzen durch eine Wechselwirkung von sowohl im Metallschmelzen-Vorratsbehälter (34) als auch in der Füllkammer (9) erzeugbaren Drücken herbeigeführt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Vorratsbehälter-Überdruck p₁ von etwa 400 mbar während der Füll- und Dosierphase und eine sich daran anschließende Reduzierung auf einen Überdruck p₂ von etwa 150 bis 250 mbar vor Beginn der Gießkolbenbewegung und weitere Reduzierung auf Atmosphärendruck pA bei gleichzeitigem Anlegen eines hohen Vakuums I von etwa 30 bis 50 mbar (absolut) in der Füllkammer (9) vor Beginn der Formfüllphase.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Vorratsbehälter-Überdruck p₁ von etwa 400 mbar während der Füll- und Dosierphase mit anschließender Reduzierung auf Atmosphärendruck pa bei gleichzeitigem Anlegen eines Vakuums II von etwa 750 bis 850 mbar (absolut) in der Füllkammer (9) vor Beginn der Gießkolbenbewegung und daran anschließendem Anlegen eines hohen Vakuums II von etwa 30 bis 50 mbar (absolut) in der Füllkammer (9) vor einem Zeitpunkt zu dem der Gießkolben (14) die Formfüllphase einleitet.
  8. Druckgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus Formhälften (2,3), in deren Trennebene (4) der Formhohlraum (5) eingearbeitet ist, wobei die Metallschmelze (6) von dem als Warmhalteofen (7,34) ausgebildeten Vorratsbehälter über dessen Saugrohr/Steigrohr (8,33) in die in den Formhohlraum (5) mündende Füllkammer (9) gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Anschlusses des Saugrohres/Steigrohres (8,33) an der Füllkammer (9) ein Ventil (15) angesetzt ist, das über eine Zuführleitung (16) mit Schaltventil (17) und Druckregelventil (18) mit einem mit trockener Luft oder mit einem Inertgas gefüllten Tankvolumen (19) in Verbindung steht, während ein an die Formhälften (2,3) angeschlossenes Ventil (21) über eine Zufuhrleitung (22), welche sich im Bereich eines Vier-Wege-Schaltventiles (23) verzweigt (Leitungen 22.1, 22.2), mit unter vorgebbaren Unterdrücken (Vakuum I, II) stehenden Tankbehältern (24,25) in Verbindung steht.
  9. Druckgießmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Warmhalteofen-Hohlraum (28) oberhalb der Metallschmelze (6) über eine Zufuhrleitung (29) mit zwischengeschalteten Schalt- und Druckregelventilen (31,30) mit dem Tankvolumen (19) in Verbindung steht.
EP92914598A 1991-07-16 1992-07-11 Verfahren zur herstellung von gussstücken mittels einer druckgiessmaschine Expired - Lifetime EP0594679B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4123463 1991-07-16
DE4123463A DE4123463A1 (de) 1991-07-16 1991-07-16 Verfahren zur herstellung von gussstuecken mittels einer druckgiessmaschine
PCT/EP1992/001572 WO1993001909A1 (de) 1991-07-16 1992-07-11 Verfahren zur herstellung von gussstücken mittels einer druckgiessmaschine

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