EP0761345B1 - Warmkammer-Druckgiessmaschine - Google Patents

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EP0761345B1
EP0761345B1 EP96113228A EP96113228A EP0761345B1 EP 0761345 B1 EP0761345 B1 EP 0761345B1 EP 96113228 A EP96113228 A EP 96113228A EP 96113228 A EP96113228 A EP 96113228A EP 0761345 B1 EP0761345 B1 EP 0761345B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hot
nozzle
machine according
die casting
chamber die
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96113228A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0761345A2 (de
EP0761345A3 (de
Inventor
Roland Fink
Ulrich Schraegle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oskar Frech GmbH and Co KG
Original Assignee
Oskar Frech GmbH and Co KG
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Publication date
Priority claimed from DE19543805A external-priority patent/DE19543805A1/de
Application filed by Oskar Frech GmbH and Co KG filed Critical Oskar Frech GmbH and Co KG
Publication of EP0761345A2 publication Critical patent/EP0761345A2/de
Publication of EP0761345A3 publication Critical patent/EP0761345A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0761345B1 publication Critical patent/EP0761345B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
    • B22D17/2038—Heating, cooling or lubricating the injection unit
    • 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
    • B22D17/02—Hot chamber machines, i.e. with heated press chamber in which metal is melted
    • B22D17/04—Plunger machines

Definitions

  • the invention relates to a hot chamber die casting machine for Processing of magnesium melts, with a casting container with a riser hole with a conical mouthpiece and with a nozzle attached to the mouthpiece, as well as with a Heating device for heating the nozzle.
  • DE-A 24 25 067 proposes a casting device for casting of magnesium alloys on hot chamber die casting machines before, but uses one perfectly for this purpose casting container arranged outside the crucible with siphon hole and nozzle.
  • This casting container is with a pressurized filling chamber in the crucible over a Ascending pipe and with the crucible via an overflow pipe connected.
  • From DE-OS 21 41 551 is an air-cooled nozzle for metal casting devices known in which the nozzle has a electric resistance heater is heated. You have to get there an overheating of the nozzle between the "shots", where one in the substantial empty nozzle is present, its electrical resistance is larger than the line filled with the metal, one Air cooling is provided, which is placed around the nozzle Mantle flows in channels between turns of a helically wound rod made of round material be formed with an outer sleeve and an inner Sleeve forms the walls for the air duct. The Electrical resistance heating takes place there in that the feed pipe and the nozzle itself with an energy source be connected and so directly as electrical resistance serve.
  • EP 0 662 361 A1 is a casting process known in which you have a casting sleeve with one in your Provides internal moving pistons and outside of this sleeve provides a series of electrical control rods, which in turn are surrounded by a wall around which an induction coil is wrapped. The main thing there is to do that to keep potting material in a semi-solid state. For this purpose, very low ones are used in some cases Frequencies, e.g. between 300 and 1,000 Hz for exposure of the induction coil, but at the same time suggests a To avoid overheating of the electrical conductor elements to manufacture these as straight hollow tubes made of stainless steel, embed them in an insulator and cool them with water. The pouring device shown there is not a hot chamber die casting machine. The arrangement and the Operation of such facilities are also very expensive.
  • the configuration according to the invention also enables a relative easy manufacture of induction heating and cooling equipment.
  • an air inlet and an air outlet valve is arranged at the other end be, the latter more or less temperature controlled can open, so that also on relatively simple Controlled air cooling of the inductors can be effected can.
  • the tubes can form sleeve bodies be wound, then several each on cylindrical Parts of the device to be heated pushed on can be.
  • this idea can ever one of the sleeve bodies onto one in the area of the mouthpiece cylindrical approach of the casting container, on the area of this casting container adjacent area of the cylindrical nozzle and pushed onto the nozzle in the area of their mouthpiece his.
  • These sleeve bodies can be moved on adjust different areas.
  • this can be done on the casting container approach put on the sleeve body this approach protrude outside and at least the connection area of the nozzle surrounded outside.
  • a monitoring unit for blooming magnesium oxide be provided, which is useful as a ring with a Contact loop is formed.
  • inductors can prevent magnesium in the area of inductors be provided in a development of the invention that at least the inductor assigned to the nozzle on its to the casting container facing end with a the front end of the to Mouthpiece area extending inductor overlapping edge is provided. This measure can prevent the ingress of possibly magnesium spraying backwards during the die casting process in the area between or under the inductors be avoided.
  • the inductor assigned to the nozzle can also be invented have a conical outer contour, from the outset magnesium may splash backwards is derived to the outside.
  • a ring inductor placed around the casting container can be provided, the one to equalize the temperature and to one leads to higher procedural security.
  • Fig. 1 is part of a hot chamber die casting machine shown that is used to process magnesium.
  • the liquid magnesium is at temperatures of approx. 630-680 ° C within the container, not shown in detail (1).
  • this container (1) protrudes through a cover (2) a casting container (3) with a riser hole (4) with a cone-shaped mouthpiece (5).
  • in the Casting container (3) is also not a closer shown casting piston, which is known via the piston rod (6) Introduced into the casting cylinder (7) from above is that from the liquid container (1) with the the amount of liquid that is poured out before the piston reaches the filler opening completes with its movement and the liquid Push the metal up through the riser hole (4).
  • A is inserted into the mouthpiece (5) of the casting container (3) Nozzle (8) with its mouthpiece (9) into the sprue area the form (10) is sufficient, which is only indicated schematically is.
  • a sleeve-shaped inductive Radiator (12) pushed on Two more sleeve-shaped inductive Radiators (13 and 14) are on the middle area the nozzle (8) or on the area of the mouthpiece (9) of the nozzle (8) postponed.
  • the sleeve body (12) is placed on the shoulder (11) that it protrudes from the end of its face.
  • the sleeve body (12) also towers above a mother (15) who is to be used later Disassembly of the nozzle (8) is screwed onto this, as well as one Monitoring device located on the inside of the sleeve body (12) in the form of a contact loop Ring (16) is arranged.
  • Mudguard (17) To the mouthpiece (9) of the nozzle (8) lies in front of the front end of the sleeve body (12) Mudguard (17), the unwanted intrusion of possibly to prevent magnesium melt splashing backwards.
  • the monitoring device (16) is used in the exemplary embodiment to do so, between efflorescence in the cavity (18) the sleeve body (12) and the nozzle (8) to detect the for example due to a leak between the approach (11) and the nozzle (8) or due to leaks in the area of the neck (19) of the casting container (3) and thereby in the area inside the sleeve body (12) Magnesium could occur.
  • Fig. 2 shows that one for better sealing between approach (11) of the casting container (3) and nozzle (8) an O-ring (20) has applied the cone area of the nozzle (8).
  • a circumferential sealing cord (21) provided between two flange rings (22 and 23) is clamped and thus the required seal between the cover (2) for the molten metal and the Neck (19) of the casting container (3) causes.
  • the flange ring (22) is firmly welded to the cover (2).
  • the Flange ring (23) consists of asbestos-free ceramic material. This ensures that the inductive field is not disturbed becomes. Otherwise the heating effect can be optimally used become.
  • Fig. 4 shows that the copper tubes (24) in simpler Allow to wrap to the sleeve bodies (12, 13 and 14).
  • the inductors so formed are air-cooled outside, with thermal insulation provided before they are in their corresponding mounting positions be pushed.
  • the front end of the sleeve body facing the mouthpiece (9) (14) is also provided with a mudguard (28).
  • the Inductors are generated by the generator (25) with a kind of medium frequency supplied, i.e. at a frequency that is in the The order of magnitude is between 8 kHz and 15 kHz.
  • the inductor with such a frequency is air cooling possible, in particular due to the special nature of the Training of the inductors is made possible.
  • the order the monitoring device (16) in turn ensures that the cavity itself, which is not transparent in operation (18) can be monitored safely.
  • the sleeve body (14 and 13) after switching off the machine forward from the nozzle (8) pulled down. This can be done easily by hand.
  • the sleeve body (12) is then removed from the attachment (11). pulled down, which can also be done by hand, so that then disassemble the nozzle (8) in the known manner the push-off nut (15) can be actuated.
  • the front sleeve body (14) to pull over the tip of the nozzle when it is worn out, see above that then at the start immediately from the first shot again correct temperature is reached at the tip of the nozzle.
  • the rest of the has the same structure as that explained in FIGS. 3 and 4 Inductors, has a conical outer contour (35), the serves to possibly die-cast between the mouthpiece (9) and magnesium spraying the workpiece outwards derived and from the area of the adjacent inductor (13 ') and on the mouthpiece (11) of the casting container (3) keep the attached inductor (12 ') away.
  • the inductor (13 ') in turn is on its the casting container (3) facing end with a flange (36) which for cylindrical outer circumference and to the front end of the nozzle (8) provided with an oblique annular surface (34) is also used as a repellent surface for splashing magnesium serves.
  • This flange (36) is on the inductor (12 ') facing Side with a peripheral edge (32) a recess (33) of the inductor (12 ') overlaps so that A seal between the inductors at this point too is created.
  • the structure of the hot chamber die casting machine corresponds 5 the structure of that described in FIG. 2 Die casting machine.
  • ring inductor (40) above the seal (21) around the neck of the casting container (3) laid around.
  • This ring inductor (40) can also be constructed like the inductors already described. He is operated at medium frequency.
  • This ring inductor (40) is used to ensure that it is as uniform as possible Temperature distribution on the neck of the casting container (3) too to reach. This ensures the safety of the casting process become.

Description

Die Erfindung betrifft eine Warmkammer-Druckgießmaschine zur Verarbeitung von Magnesium-Schmelzen, mit einem Gießbehälter mit einer Steigbohrung mit einem konusartigen Mundstück und mit einer an das Mundstück angesetzten Düse, sowie mit einer Heizeinrichtung zum Beheizen der Düse.
Beim Warmkammer-Gießverfahren befindet sich der Gießbehälter und der Gießkolben der Gießeinheit im flüssigen Metall. Dadurch ist die Wirtschaftlichkeit des Warmkammerverfahrens bedeutend höher als beim Kaltkammerverfahren.
Es ist auch bekannt, daß der Werkstoff Magnesium gut vergießbar ist und durch sein niedriges Gewicht für viele Anwendungsfälle interessant ist. Die Verarbeitungstemperatur von Magnesium liegt jedoch je nach Legierung zwischen 630°C und 660°C. Aufgrund dieser hohen Temperatur wird es notwendig, bei Warmkammer-Druckgießmaschinen der eingangs genannten Art eine Beheizung für die Düse und den Gießbehälter vorzusehen. Es ist bekannt, hierzu eine Gasbeheizung für Düse und Gießbehälteransatz vorzusehen. Dies führt aber zu gewissen Nachteilen. Zum einen liegt eine offene Gasflamme vor, die aus Sicherheitsgründen überwacht werden muß. Es ist auch schwierig, die Düse mit einer gleichbleibenden Temperatur zu beheizen. Dies kann zu einer Verformung, insbesondere zu einer Verbiegung der Düse führen. Durch die Gasflammenbeheizung kann auch eine Entkohlung des sehr teuren Materials von Düse und Gießbehälter auftreten. Es wird daher an der Düse und am Gießbehälter eine Temperaturkontrolle notwendig, um die Lebensdauer der Verschleißteile nicht unnötig zu verkürzen. Insbesondere bei der Verarbeitung von Magnesium sind offene Flammen aus Sicherheitsgründen unerwünscht.
Es sind zwar auch schon Beheizungen vorgeschlagen worden, die eine induktive Hochfrequenzbeheizung im Bereich der Düse vorsehen. Auch bei diesen Vorschlägen aber wird der Ansatz des Gießbehälters für die Anordnung der Düse mit Gas beheizt. Bezüglich der dann verwendeten Gasheizung gelten die oben angegebenen Nachteile. Da bei der Hochfrequenzheizung die Induktoren mit Wasser gekühlt werden müssen, besteht auch die Gefahr, daß Wasser und Magnesium in unerwünschter Weise miteinander reagieren.
Die DE-A 24 25 067 schlägt zwar eine Gießeinrichtung zum Vergießen von Magnesiumlegierungen auf Warmkammer-Druckgießmaschinen vor, verwendet aber zu diesem Zweck einen vollkommen außerhalb des Schmelztiegels angeordneten Gießbehälter mit Siphonbohrung und Düse. Dieser Gießbehälter ist mit einer unter Druck gehaltenen Füllkammer im Schmelztiegel über ein Steigrohr und mit dem Schmelztiegel über eine Überlaufleitung verbunden.
Diese Ausgestaltung ist dort gewählt, um dafür zu sorgen, daß der Füllgrad der Form unabhängig vom Niveau der Schmelze im Tiegel immer gleich ist, ohne daß eine aufwendige Überwachung und Einregulierung dieses Schmelzenniveaus nötig ist. Der Gießbehälter mit Düse, der außerhalb des Tiegels liegende Teil des Steigrohres und die Überlaufleitung müssen aufgrund dieser Anordnung beheizt werden, was mit einer elektrischen Induktionsheizung geschieht. Da diese zur Vermeidung einer Überhitzung mit Wasser gekühlt werden dürfte, bestehen die gleichen Nachteile wie oben geschildert.
Aus der DE-OS 21 41 551 ist eine luftgekühlte Düse für Metallgießvorrichtungen bekannt, bei der die Düse über eine elektrische Widerstandsheizung erhitzt wird. Man hat dort, um eine Überhitzung der Düse zwischen den "Schüssen", wo eine im wesentlichen leere Düse vorliegt, deren elektrischer Widerstand größer ist als die mit dem Metall gefüllte Leitung, eine Luftkühlung vorgesehen, die in einem um die Düse gelegten Mantel in Kanälen strömt, die zwischen den einzelnen Windungen eines wendelförmig gewickelten Stabes aus Rundmaterial gebildet werden, der mit einer äußeren Hülse und einer inneren Hülse die Wände für den Luftführungskanal bildet. Die elektrische Widerstandsbeheizung erfolgt dort dadurch, daß das Zuführrohr und die Düse selbst mit einer Energiequelle verbunden werden und so unmittelbar als elektrischer Widerstand dienen.
Aus der EP 0 662 361 A1, von der der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht, ist schließlich noch ein Gießverfahren bekannt, bei dem man eine Gießhülse mit einem in ihrem Inneren bewegten Kolben vorsieht und außerhalb dieser Hülse eine Reihe von elektrischen Leitstäben vorsieht, die wiederum von einer Wandung umgeben sind, um die eine Induktionsspule gewickelt ist. Dabei geht es dort vorwiegend darum, das zu vergießende Material in einem halbfesten Zustand zu halten. Zu diesem Zweck verwendet man dort zum Teil sehr niedrige Frequenzen, z.B. zwischen 300 und 1.000 Hz zur Beaufschlagung der Induktionsspule, schlägt aber gleichzeitig vor, um eine Überhitzung der elektrischen Leiterelemente zu vermeiden, diese als gerade Hohlrohre aus rostfreiem Stahl herzustellen, sie in einen Isolator einzubetten und sie mit Wasser zu kühlen. Bei der dort gezeigten Gießeinrichtung handelt es sich um keine Warmkammerdruckgießmaschine. Die Anordnung und der Betrieb solcher Einrichtungen sind auch sehr aufwendig.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Warmkammer-Druckgießmaschine zur Verarbeitung von Magnesium-Schmelzen ein Beheizungssystem vorzuschlagen, mit dem zum einen eine einfache Temperaturüberwachung möglich ist und mit dem die gewünschten hohen Temperaturen erreichbar sind, ohne daß jedoch die Sicherheit beeinträchtigt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Warmkammer-Druckgießmaschine der eingangs genannten Art vorgesehen, daß dem Mundstücksbereich des Gießbehälters und der Düse eine induktiv arbeitende Heizeinrichtung zugeordnet ist, deren Induktoren aus außen isolierten Rohren bestehen, die mit Mittelfrequenz oder mit einer an der unteren Grenze der Hochfrequenz liegenden Frequenz beaufschlagt und von Luft durchströmt sind. Der Erfindung liegt dabei zum einen die Überlegung zugrunde, daß auch verhältnismäßig niedrige Frequenzen zur Erzeugung der notwendigen Aufheizung ausreichend sind und daß man dann mit einer niedrigeren Kühlleistung auskommt, die durch Luft bewirkt werden kann. Die Gefahr, daß Wasser und Magnesium reagieren, wird auf diese Weise sicher ausgeschlossen. Durch die induktive Beheizung läßt sich auch auf verhältnismäßig einfache Weise eine gleichmäßige Erhitzung von Düse und Gießbehälteransatz erreichen und temperaturgesteuert durchführen. Die Betriebsfrequenzen für die Heizeinrichtung liegen dabei in der Größenordnung zwischen 8 kHz und 15 kHz. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht auch eine relativ einfache Herstellung der Induktionsheizung und der Kühleinrichtung. An einem Ende der Rohre kann dabei ein Lufteinlaß- und am anderen Ende ein Luftauslaßventil angeordnet sein, wobei das letztere temperaturgesteuert mehr oder weniger öffnen kann, so daß auch auf verhältnismäßig einfache Weise eine gesteuerte Luftkühlung der Induktoren bewirkt werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung können die Rohre zu Hülsenkörpern gewickelt sein, die dann zu mehreren jeweils auf zylindrische Teile der zu beheizenden Einrichtung aufgeschoben werden können. So kann in Weiterbildung dieses Gedankens je einer der Hülsenkörper auf einen im Bereich des Mundstückes zylindrischen Ansatz des Gießbehälters, auf den an diesem Gießbehälterbereich angrenzenden Bereich der zylindrischen Düse und auf die Düse im Bereich ihres Mundstückes aufgeschoben sein. Diese Hülsenkörper lassen sich durch Verschieben an verschiedene Bereiche anpassen.
In Weiterbildung der Erfindung kann dabei der auf den Gießbehälteransatz aufgeschobene Hülsenkörper diesen Ansatz nach außen überragen und zumindest den Anschlußbereich der Düse außen umgeben. Um dennoch jede Undichtheit feststellen zu können, kann in Weiterbildung der Erfindung innerhalb des vom Gießbehälter abragenden Hülsenkörpers und zwischen diesem und der Düse eine Überwachungseinheit für ausblühendes Magnesiumoxid vorgesehen sein, die zweckmäßig als ein Ring mit einer Kontaktschleife ausgebildet ist. Obwohl daher vom Gießbehälter ab bis zum Düsenmundstück eine durchgehende Beheizung vorgesehen ist, wird die Gefahr weitgehend ausgeschlossen, daß Undichtheiten bei der Düsenmontage nicht bemerkt werden und Magnesium austritt.
Um die Abdichtung aber so gut wie möglich zu machen, kann in Weiterbildung der Erfindung der konische Anschlußbereich der Düse mit einem O-Ring zur Abdichtung im Bereich des konischen Mundstückes des Gießbehälters versehen sein und es ist möglich, zur Abdichtung der Gießbehälterabdeckung gegenüber dem aus dieser herausragenden Teil des Gießbehälters, d.h. also unterhalb des zylindrischen Ansatzes, eine zwischen zwei Flanschringen eingespannte Dichtschnur vorzusehen. Diese Maßnahmen tragen mit zur Sicherheit der nun induktiv beheizten Gießeinheit bei.
Um das Eindringen von eventuell beim Gußvorgang abspritzenden Magnesium in den Bereich der Induktoren zu verhindern, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß mindestens der der Düse zugeordnete Induktor an seinem zum Gießbehälter hingewandten Ende mit einem das vordere Ende des zum Mundstücksbereich verlaufende Induktors überlappenden Rand versehen ist. Durch diese Maßnahme kann das Eindringen von eventuell beim Druckgußvorgang nach hinten spritzendem Magnesium in den Bereich zwischen bzw. unter die Induktoren sicher vermieden werden. In Weiterbildung des Gedankens der vorliegenden Erfindung kann der der Düse zugeordnete Induktor auch eine konische Außenkontur aufweisen, durch die von vorneherein eventuell nach hinten spritzendes Magnesium zwangsläufig nach außen abgeleitet wird.
In Weiterbildung der Erfindung kann der zum Mundstücksbereich verlaufende Induktor mit einem das vordere Ende des auf dem zylindrischen Ansatz des Mundstückbereiches sitzenden Induktors überlappenden Rand versehen werden. Dieser Rand kann dabei in einfacher Weise von einem Flansch gebildet sein, der mit einer in Richtung zum vorderen Ende der Düse und zum zylindrischen Bereich des Induktors hin schräg verlaufenden Ringfläche versehen ist. Diese Ringfläche dient ebenfalls als eine Abweisfläche für eventuelles spritzendes Magnesium.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes kann im Bereich der Tiegelabdeckung ein um den Gießbehälter gelegter Ringinduktor vorgesehen sein, der zu einer Vergleichmäßigung der Temperatur und zu einer höheren Verfahrenssicherheit führt.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Schnittdarstellung des Austrittsbereiches einer Warmkammer-Druckgießmaschine nach der Erfindung,
Fig. 2
die vergrößerte Darstellung des Bereiches der eingesetzten und abgedichteten Düse mit der erfindungsgemäßen Beheizung,
Fig. 3
eine schematische Stirnansicht der dem Ansetzbereich der Düse und des Gießbehälters zugeordneten Beheizungseinrichtung,
Fig. 4
eine schematische perspektivische Darstellung des Aufbaues der zur Beheizung vorgesehenen Induktoren,
Fig. 5
eine vergrößerte Darstellung des Bereiches der eingesetzten und abgedichteten Düse mit der erfindungsgemäßen Beheizung ähnlich Fig. 2 und
Fig. 6
den Bereich der Tiegelabdeckung mit einem um den Gießbehälter gelegten zusätzlichen Ringinduktor.
In der Fig. 1 ist ein Teil einer Warmkammer-Druckgießmaschine gezeigt, die zur Verarbeitung von Magnesium eingesetzt wird. Das flüssige Magnesium befindet sich dabei bei Temperaturen von ca. 630-680°C innerhalb des nicht näher gezeigten Behälters (1). In diesen Behälter (1) ragt durch eine Abdeckung (2) ein Gießbehälter (3) herein, der eine Steigbohrung (4) mit einem konusartig ausgebildeten Mundstück (5) besitzt. Im Gießbehälter (3) befindet sich außerdem auch ein nicht näher gezeigter Gießkolben, der über die Kolbenstange (6) in bekannter Weise von oben in den Gießzylinder (7) hereingeführt wird, der sich aus dem Flüssigkeitsbehälter (1) mit der zu vergießenden Flüssigkeitsmenge füllt, ehe der Kolben die Einfüllöffnung bei seiner Bewegung abschließt und das flüssige Metall durch die Steigbohrung (4) nach oben drückt.
In das Mundstück (5) des Gießbehälters (3) eingesetzt ist eine Düse (8), die mit ihrem Mundstück (9) bis in den Angußbereich der Form (10) reicht, die nur schematisch angedeutet ist.
Gemäß der Erfindung ist nun auf den in etwa zylindrischen Ansatz (11) des Gießbehälters (3) ein hülsenförmiger induktiver Heizkörper (12) aufgeschoben. Zwei weitere hülsenförmige induktive Heizkörper (13 und 14) sind auf den mittleren Bereich der Düse (8) bzw. auf den Bereich des Mundstückes (9) der Düse (8) aufgeschoben. Dabei kann dies dadurch geschehen, daß der Hülsenkörper (12) noch vor der Montage der Düse (8) aufgeschoben wird, daß dann die Düse (8) in ihre konusartige Anschlußöffnung (5) eingesetzt wird und dann die beiden Hülsenkörper (13 und 14) auf die Düse aufgeschoben werden. Eine gesonderte Befestigung ist nicht notwendig, weil die Hülsenkörper (13 und 14) wegen der leichten Schrägstellung der Düse (8) von selbst gehalten werden und der Hülsenkörper (12) auf dem ebenfalls leicht schrägen Ansatz (11) auch ohne gesonderte Befestigungsmittel hält. Alle Heizkörper (12, 13, 14) können, da eine Befestigung fehlt, sehr leicht von Hand verschoben werden, um auf diese Weise die optimale Temperatur in den entsprechenden Bereichen zu erhalten.
Der Hülsenkörper (12) ist so auf den Ansatz (11) aufgesetzt, daß er dessen Stirnende nach außen überragt. Der Hülsenkörper (12) überragt dabei auch eine Mutter (15), die zur späteren Demontage der Düse (8) auf diese aufgeschraubt ist, sowie eine Überwachungseinrichtung, die an der Innenseite des Hülsenkörpers (12) in der Form eines mit einer Kontaktschleife versehenen Ringes (16) angeordnet ist. Zum Mundstück (9) der Düse (8) hin liegt vor dem Stirnende des Hülsenkörpers (12) ein Schutzblech (17), das unerwünschtes Eindringen von eventuell nach hinten spritzender Magnesiumschmelze verhindern soll.
Die Überwachungseinrichtung (16) dient beim Ausführungsbeispiel dazu, Magnesiumausblühungen in dem Hohlraum (18) zwischen dem Hülsenkörper (12) und der Düse (8) zu erfassen, die beispielsweise durch eine Undichtheit zwischen dem Ansatz (11) und der Düse (8) oder auch durch Undichtheiten im Bereich des Halses (19) des Gießbehälters (3) und durch dadurch in dem Bereich innerhalb des Hülsenkörpers (12) gelangendes Magnesium auftreten könnten.
Fig. 2 zeigt, daß man zur besseren Abdichtung zwischen Ansatz (11) des Gießbehälters (3) und Düse (8) einen O-Ring (20) auf den Konusbereich der Düse (8) aufgebracht hat. Im Bereich des Halses (19 des Gießbehälters (3) ist eine umlaufende Dichtschnur (21) vorgesehen, die zwischen zwei Flanschringen (22 und 23) eingespannt ist und so die erforderliche Abdichtung zwischen der Abdeckung (2) für die Metallschmelze und dem Hals (19) des Gießbehälters (3) bewirkt. Der Flanschring (22) ist dabei fest mit der Abdeckung (2) verschweißt. Der Flanschring (23) besteht aus asbestfreiem keramischen Material. Dadurch wird erreicht, daß das induktive Feld nicht gestört wird. Die Heizwirkung kann sonst optimal ausgenutzt werden.
Die Fig. 3 und 4 lassen zusammen mit Fig. 2 erkennen, daß die Hülsenkörper (12, 13 und 14), die als Induktoren ausgebildet sind, jeweils aus wendelförmig gewickelten und außen isolierten Kupferrohren (24) bestehen, an denen, wie in Fig. 4 schematisch angedeutet ist, sowohl die notwendige Frequenz zur Erzeugung des Wechselmagnetfeldes über einen entsprechenden Generator (25) angelegt ist, als auch eine Beaufschlagung mit Luft im Sinne des Pfeiles (26) erfolgt. Die im Sinn des Pfeiles (26) zugeführte Luft dient als Kühlluft für die Induktoren. Sie tritt über ein Auslaßventil (27) wieder aus, das temperaturgesteuert öffnet oder schließt. Mit höher werdender Temperatur, die durch einen Sensor ermittelt wird, öffnet das Ventil (27) immer mehr, so daß dann, wenn die Rohre (24) im Betrieb zu heiß werden, eine entsprechende bessere Kühlung durch mehr durchströmende Luft erfolgt.
Die Fig. 4 zeigt, daß sich die Kupferrohre (24) in einfacher Weise zu den Hülsenkörpern (12, 13 und 14) wickeln lassen. Natürlich werden die so gebildeten Induktoren, die luftgekühlt werden können, außen noch mit einer Wärmeisolierung versehen, ehe sie in ihre entsprechenden Montagestellungen geschoben werden.
Das dem Mundstück (9) zugewandte Stirnende des Hülsenkörpers (14) ist ebenfalls mit einem Schutzblech (28) versehen. Die Induktoren werden vom Generator (25) aus mit einer Art Mittelfrequenz versorgt, d.h. mit einer Frequenz, die in der Größenordnung zwischen 8 kHz und 15 kHz liegt. Beim Betrieb der Induktoren mit einer solchen Frequenz ist Luftkühlung möglich, die insbesondere auch durch die besondere Art der Ausbildung der Induktoren ermöglicht wird. Druch diese Maßnahmen besteht keine Gefahr, daß Kühlwasser mit etwa austretendem Magnesium in Berührung kommen kann. Eine Reaktion zwischen Magnesium und Wasser wird daher ausgeschlossen. Die Anordnung der Überwachungseinrichtung (16) wiederum sorgt dafür, daß der an sich im Betrieb nicht einsichtige Hohlraum (18) sicher überwacht werden kann.
Zum Abbau der Düse (8) werden die Hülsenkörper (14 und 13) nach dem Abschalten der Maschine nach vorne von der Düse (8) heruntergezogen. Dies ist in einfacher Weise von Hand möglich. Anschließend wird der Hülsenkörper (12) vom Ansatz (11) heruntergezogen, was auch von Hand geschehen kann, so daß dann die Demontage der Düse (8) in der bekannten Weise durch die Betätigung der Abdrückmutter (15) erfolgen kann. Durch diese Ausgestaltung wird es aber auch möglich, z.B. bei einem kurzen Stillstand der Maschine den vorderen Hülsenkörper (14) im abgefahrenen Zustand über die Düsenspitze zu ziehen, so daß dann beim Start sofort ab dem ersten Schuß wieder die richtige Temperatur an der Düsenspitze erreicht wird.
Unterschiedlich zu der Ausgestaltung nach den Fig. 1 und 2 ist nach Fig. 5, daß der auf den Bereich des Mundstückes (9) der Düse (8) aufgeschobene Induktor (14'), der im übrigen den gleichen Aufbau besitzt wie die in den Fig. 3 und 4 erläuterten Induktoren, eine konische Außenkontur (35) besitzt, die dazu dient, beim Druckgußvorgang eventuell zwischen dem Mundstück (9) und dem Werkstück abspritzendes Magnesium nach außen abzuleiten und von dem Bereich des benachbarten Induktors (13') und des auf das Mundstück (11) des Gießbehälters (3) aufgesetzten Induktor (12') fernzuhalten. Diesem Zweck dient auch, daß das dem Gießbehälter zugewandte, mit dem größeren Durchmesser versehene Ende des Induktors (14') einen überstehenden, umlaufenden Rand (30) aufweist, der einen Absatz (31) am vorderen Ende des Induktors (13') überlappt. Durch diese Überlappung wird eine Abdichtung zwischen den aneinandergrenzenden Induktoren geschaffen, die ebenfalls sicher verhindert, daß Magnesium in den Bereich zwischen den Induktoren (13' und 14') oder gar in den Bereich zwischen die Induktoren und der Düse (8) eindringen kann.
Der Induktor (13') wiederum ist an seinem dem Gießbehälter (3) zugewandten Ende mit einem Flansch (36) versehen, der zum zylindrischen Außenumfang und zum vorderen Ende der Düse (8) hin mit einer schräg verlaufenden Ringfläche (34) versehen ist, die auch als Abweisfläche für etwa spritzendes Magnesium dient. Dieser Flansch (36) ist auf der dem Induktor (12') zugewandten Seite mit einem umlaufenden Rand (32) versehen, der eine Aussparung (33) des Induktors (12') überlappt, so daß auch an dieser Stelle eine Abdichtung zwischen den Induktoren geschaffen ist.
Im übrigen entspricht der Aufbau der Warmkammer-Druckgießmaschine nach Fig. 5 dem Aufbau der in der Fig. 2 beschriebenen Druckgießmaschine.
Bei der Ausführungsform der Fig. 6 ist im Bereich der Abdekkung (2) des Behälters (1) für die Schmelze ein Ringinduktor (40) oberhalb der Abdichtung (21) um den Hals des Gießbehälters (3) herumgelegt. Dieser Ringinduktor (40) kann ebenso aufgebaut sein, wie die schon beschriebenen Induktoren. Er wird mit Mittelfrequenz betrieben.
Der Ringinduktor (40) kann einteilig ausgebildet sein und wird dann axial über den Hals des Gießbehälters (3) geschoben. Es ist aber auch möglich, den Ringinduktor (40) aus zwei Halbschalen aufzubauen, die jeweils von außen auf den Hals des Gießbehälters aufgesteckt und dann untereinander verbunden werden.
Dieser Ringinduktor (40) dient dazu, eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung am Hals des Gießbehälters (3) zu erreichen. Die Sicherheit des Gießverfahrens kann dadurch gewährleistet werden.

Claims (20)

  1. Warmkammer-Druckgießmaschine zur Verarbeitung von Magnesium-Schmelzen, mit einem Gießbehälter (3) mit einer Steigbohrung (4) mit einem in einem Ansatz (11) des Gießbehälters angeordneten Mundstück (5) und mit einer an das Mundstück angesetzten Düse (8), sowie mit einer Heizeinrichtung zum Beheizen der Düse (8),
    dadurch gekennzeichnet, daß
    dem Ansatz (11) des Gießbehälters und der Düse (8) eine induktiv arbeitende Heizeinrichtung (12, 13, 14) zugeordnet ist, deren Induktoren (12, 13, 14) aus außen isolierten Rohren (24) bestehen, die mit Mittelfrequenz oder mit einer an der unteren Grenze der Hochfrequenz liegenden Frequenz beaufschlagt und von Luft durchströmt sind.
  2. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsfrequenz für die Heizeinrichtungen in der Größenordnung zwischen 10kHz und 15Khz liegt.
  3. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der Rohre (24) ein Lufteinlaß (26) und am anderen Ende ein Auslaßventil (27) angeordnet ist, wobei letzteres temperaturgesteuert mehr oder weniger öffnet.
  4. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (24) zu Hülsenkörpern (12, 13, 14) gewickelt sind.
  5. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß je einer der Hülsenkörper (12, 13, 14) auf einen im Bereich des Mundstückes zylindrischen Ansatz (11) des Gießbehälters, auf den an diesen Gießbehälterbereich angrenzenden Bereich der Düse (8) und auf die Düse im Bereich des Mundstückes (9) aufgeschoben ist.
  6. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Gießbehälteransatz (11) aufgeschobene Hülsenkörper (12) den Ansatz (11) nach außen überragt und zumindest den Anschlußbereich der Düse (8) außen umgibt.
  7. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenkörper (12, 13, 14) durch Verschieben insbesondere von Hand an verschiedene Bereiche anpaßbar sind.
  8. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor der vom Gießbehälter (3) wegweisenden Stirnfläche des auf den Gießbehälteransatz (11) aufgesetzten Hülsenkörpers (12) und am äußeren Ende des auf das Mundstück der Düse (8) aufgeschobenen Hülsenkörpers (14) Schutzbleche (17 bzw. 28) vorgesehen sind.
  9. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des vom Ansatz (11) abragenden Hülsenkörpers (12) und zwischen diesem und der Düse (8) eine Überwachungseinheit (16) für ausblühendes Magnesiumoxid vorgesehen ist.
  10. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinheit als ein Ring (16) mit einer Kontaktschleife ausgebildet ist, der am Hülsenkörper (12) befestigt ist.
  11. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Anschlußbereich der Düse (8) mit einem O-Ring (20) zur Abdichtung im Bereich des konischen Mundstückes (5) des Gießbehälters (3) versehen ist.
  12. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Gießbehälterabdeckung (2) gegenüber den aus dieser herausragenden hals (19) des Gießbehälters (3) eine zwischen zwei Flanschringen (22 und 23) eingespannte Dichtschnur (21) vorgesehen ist.
  13. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flanschring (22) fest mit der Abdeckung (2) verschweißt ist.
  14. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Flanschring (23) aus asbestfreiem keramischen Material besteht.
  15. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der der Düse (8) zugeordnete Induktor (14') an seinem zum Gießbehälter (3) hin gewandten Ende mit einem das vordere Ende des zum Ansatz (11) verlaufenden Induktors (13') überlappenden Rand (30) versehen ist.
  16. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der der Düse (8) zugeordnete Induktor (14') eine konische Außenkontur aufweist.
  17. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Ansatz (11) des Gießbehälters verlaufende Induktor (13') mit einem das vordere Ende des auf diesem Ansatz sitzenden Induktors (12') überlappenden Rand (32) versehen ist.
  18. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (32) von einem Flansch 36) absteht, der mit einer in Richtung zum vorderen Ende des Düse (8) und zum zylindrischen Bereich des Induktors (12') hin schräg verlaufenden Ringfläche (34) versehen ist.
  19. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Ringinduktor (40) in der Ebene der Abdeckung (2) des Behälters (1) für die Schmelze um den Gießbehälter (3) gelegt ist.
  20. Warmkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringinduktor (40) aus Halbschalen aufgebaut ist, die auf den Hals des Gießbehälters (3) steckbar sind.
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