EP1057558A1

EP1057558A1 - Prevention of oxidation of the melt in a vacuum die casting machine

Info

Publication number: EP1057558A1
Application number: EP00108213A
Authority: EP
Inventors: Friedrich Georg Dipl.-Ing. Stummer; Wilfried Schwab
Original assignee: Mueller Weingarten AG
Current assignee: Mueller Weingarten AG
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2000-12-06
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: EP1057558B1; DE19925148A1; DE50008799D1

Abstract

Vacuum die casting protective gas feed equipment, comprising a gas supply line (14) outside the casting chamber and-or suction box end facing the casting unit, is new. Protective gas feed equipment, for a vacuum die casting machine in which melt is dosed from a holding furnace through a suction pipe (6), comprises a gas supply line (14) arranged outside a casting chamber and/or suction box end region facing the casting unit.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckgießmaschine bei der unter Verwendung von Vakuum die Metalldosierung über ein Saugrohr stattfindet und das angesaugte Metall aus leicht oxidierbaren Legierungen besteht.The invention relates to a die casting machine in the using vacuum the metal dosage over a Suction pipe takes place and the sucked metal out easily oxidizable alloys.

Zur Vermeidung der Oxidation wird die Zuführung von Schutzgas in einfachster und funktionssicherer Form vorgeschlagen.To avoid oxidation, the supply of protective gas proposed in the simplest and functionally reliable form.

State of the art:

Im Vakuum-Druckgießverfahren werden insbesondere hochwertige Bauteile hergestellt. An die Qualität dieser Teile werden hohe Ansprüche gestellt, unter anderem sind Oxide und Verunreinigung zu vermeiden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzdosierung durch das Anlegen eines Vakuums über ein im Schmelzbad befindliches Saugrohr in die Füllkammer erfolgt. Nach erfolgter Dosierung in der Gießkammer schiebt der Gießkolben die Schmelze in Richtung Druckgießform. Aufgrund der Bewegung des Gießkolben wird durch den entstehenden freien Ringraum Luft aus der Umgebungsatmosphäre angesaugt und dringt auch in das Saugrohr ein. Der in der Luft enthaltene Sauerstoff führt zur Oxidation der Schmelze, insbesondere bei Verarbeitung von Magnesium oder anderen leicht oxidierbaren Schmelzen. In dem Saugrohr bilden sich Oxide, sog.

Krätze", die bei jedem Gießzyklus anwachsen und sich im Saugrohr aufbauen. Der Gießprozeß wird negativ beeinflußt und als Folge wird die Gußteilqualität durch Oxideinschlüsse erheblich gemindert und auch eine exakte Dosierung ist nicht mehr möglich.High-quality components are manufactured using the vacuum die-casting process. High demands are placed on the quality of these parts, including avoiding oxides and contamination. The process is characterized in that the melt is metered by applying a vacuum into the filling chamber via a suction pipe located in the melt. After dosing in the casting chamber, the casting piston pushes the melt towards the die. Due to the movement of the casting piston, air is drawn in from the surrounding atmosphere through the free annular space that is created and also penetrates into the suction pipe. The oxygen contained in the air leads to the oxidation of the melt, especially when processing magnesium or other easily oxidizable melts. Oxides, so-called.

Scabies "that grow with every casting cycle and build up in the intake manifold. The casting process is negatively influenced and as a result the cast part quality is considerably reduced by oxide inclusions and exact dosing is no longer possible.

Zur Vermeidung der Oxidation durch unerwünschten Lufteintritt werden Antioxidationsgase verwendet. So ist aus der EP 0 462 218 B1 bekannt Schutzgas in den Absaugkasten der Druckgießmaschine einzuleiten. Zu diesem Zweck wird zusätzlich zu der Vakuumleitung eine weitere Leitung, zur Einleitung des Schutzgases, installiert. Diese gewählte Anordnung erfordert eine sehr exakte Abstimmung der Schaltzeiten für die Beendigung der Vakuumansteuerung und der Einleitung des Schutzgases. Ist dieses nicht gewährleistet und das unter Druck stehende Schutzgas würde z.B. zu früh zugeschaltet, so besteht die Gefahr, daß dieses von der noch angesteuerten Evakuiereinrichtung angesaugt wird. Aus diesem Grunde ist bei der EP 0 462 218 ein spezielles Steuergerät vorgesehen, wodurch einschließlich der erforderlichen Signalgeber dieser Steuer- bzw. Regelkreis aufwendig gestaltet werden muß. Ein weiterer Nachteil besteht in der Tatsache, daß diese Lösung nur im Falle eines angebauten Ansaugkasten realisiert werden kann. Ist aus räumlichen oder funktionellen Gründen der Einsatz eines Ansaugkastens nicht möglich, so bietet die EP 0 462 218 keine Lösung an. Auch eine Sichtkontrolle der Schutzgasfunktion ist bei der vorgeschlagenen Anordnung nicht möglich.To avoid oxidation due to undesired air entry antioxidant gases are used. So is from the EP 0 462 218 B1 known protective gas in the suction box of the Initiate die casting machine. For this purpose in addition to the vacuum line, another line for Introduction of the protective gas, installed. This chosen The arrangement requires a very precise coordination of the Switching times for the termination of the vacuum control and the Introduction of the protective gas. If this is not guaranteed and the pressurized protective gas would e.g. too early switched on, there is a risk that this of the still controlled evacuation device is sucked. For this The reason for EP 0 462 218 is a special control device provided, including the required Signal generators of this control circuit are complex must be designed. Another disadvantage is that The fact that this solution is only in the case of an attached Intake box can be realized. Is from spatial or functional reasons the use of an intake box is not possible, EP 0 462 218 offers no solution. Also a visual inspection of the protective gas function is at the proposed arrangement not possible.

Object and advantage of the invention:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Anwendung des Vakuum-Druckgießverfahrens und insbesondere bei Verarbeitung von leicht oxidierbaren Schmelzen ein Antioxidationsgas so zuzuführen, daß bei einfachstem Anbau und geringem Regelaufwand eine hohe Funktionalität gewährleistet ist. Die Aufgabe wird ausgehend von einer Schutzgaszuführung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen werden vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Schutzgaszuführung vorgeschlagen.The invention has for its object when using the Vacuum die casting process and especially during processing of easily oxidizable melts an antioxidant gas like that to supply that with the simplest cultivation and low High functionality is guaranteed. The task is based on an inert gas supply the preamble of claim 1, by the characterizing Features of claim 1 solved. In the subclaims advantageous and expedient developments of Shielding gas supply proposed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Zuleitung für das Schutzgas am hinteren Ende der Gießkammer oder des Absaugkastens angebracht wird und das Schutzgas unmittelbar vor dem Beginn der Kolbenbewegung, während oder nach dem überfahren der Dosieröffnung in der Gießkammer über den Ringspalt zwischen Gießkammer und Gießkolbenstange eingeblasen wird. Dabei ist es vorteilhaft ein Schutzgas zu verwenden, welches spezifisch schwerer als Luft ist, wie z.B. SF6. Dieses Schutzgas wird unter Ausnutzung der Ansaugwirkung des sich abbauenden Vakuums und des abfallens des Schmelzspiegels in das Saugrohr eingesaugt und füllt den gewünschten Bereich aus. Eine Oxidation im Saugrohr und/oder Schmelzeoberfläche wird damit sicher verhindert. Zur Reduzierung des Schutzgasverbrauchs kann die Zuführung des Schutzgases kurz vor oder während dem Bewegungsstart des Gießkolben geöffnet und nach wenigen Sekunden, wenn genügend Schutzgas zugeführt ist, wieder geschlossen werden. Hierdurch ist der gesamte Ablauf über ein einfaches Zeitregelglied regelbar.According to the invention the object is achieved in that a Inlet for the protective gas at the rear end of the casting chamber or the suction box is attached and the protective gas immediately before the start of the piston movement, during or after passing the metering opening in the casting chamber the annular gap between the casting chamber and the casting piston rod is blown in. It is advantageous to use a protective gas which is specifically heavier than air, e.g. SF6. This protective gas is exploited by the suction effect the decreasing vacuum and the falling of the Melting level is sucked into the suction pipe and fills the desired area. Oxidation in the intake manifold and / or This reliably prevents the melt surface. For Reduction of the protective gas consumption can lead to the supply of the Shielding gas shortly before or during the start of the movement Pour the plunger open and after a few seconds if enough Shielding gas is supplied to be closed again. Hereby is the entire process via a simple time control element adjustable.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß durch die vorgeschlagene Anordnung der Zufluß von Schutzgas augenfällig überprüfbar ist.Another advantage of the invention is that proposed arrangement of the inflow of protective gas is striking is verifiable.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der 3 Figuren.Further details and advantages of the invention emerge from the following description of the 3 figures.

Diese Figuren zeigen:

Figur 1:: Einspritzsystem einer Vakuum-Druckgießmaschine
Figur 2:: Einzelheit der Gießkammer mit Absaugkasten
Figur 3:: Einzelheit der Gießkammer ohne Absaugkasten

These figures show:

Figure 1:: Injection system of a vacuum die casting machine
Figure 2:: Detail of the casting chamber with suction box
Figure 3:: Detail of the casting chamber without suction box

Description:

Figur 1 zeigt das Einspritzsystem 1 einer Vakuum-Druckgießmaschine welches über Anker 2 mit der festen Aufspannplatte 3 verbunden ist. Zwischen fester Aufspannplatte 3 und Ständerteil 4 des Einspritzsystem 1 ist der Warmhalteofen 5 für die flüssige Schmelze angeordnet. Das unterhalb der Schmelzoberfläche in den Warmhalteofen 5 eintauchende Saugrohr ist mit 6 bezeichnet. Das obere Ende von Saugrohr 6 ist mit Gießkammer 7 verbunden. In der Gießkammer 7 befindet sich Gießkolben 8, der mit Gießkolbenstange 9 verbunden ist. Gießkolbenstange 9 ist mit dem eigentlichen Gießaggregat 10 verbunden.Figure 1 shows the injection system 1 of a vacuum die casting machine which via anchor 2 with the fixed Platen 3 is connected. Between firmer Platen 3 and stand part 4 of the injection system 1 the holding furnace 5 is arranged for the liquid melt. The below the melting surface in the holding furnace 5 immersed suction tube is designated 6. The top end of suction tube 6 is connected to the casting chamber 7. In the Casting chamber 7 is casting piston 8, which with Casting piston rod 9 is connected. Casting piston rod 9 is with connected to the actual casting unit 10.

Eine vergrößerte Darstellung des erfindungsgemäßen Gedanken zeigt Figur 2 und 3. In Gießkammer 7 ist Gießkolben 8 in einer Position die dem überfahren der Ansaugöffnung 11 des Ansaugrohres 6 entspricht. Durch das Verfahren aus der Endlage ist somit ein freier Ringraum 13 zwischen Kolbenstange 9 und Absaugkasten 12 entstanden. Über die Zuleitung 14 kann das Antioxidationsgas zum Saugrohr 6 und damit der Schmelze zugeführt werden. Zu diesem Zwecke muß nur ein nicht näher gezeigtes Ventil geöffnet und je nach gewünschter Zeitdauer über ein Zeitglied geschlossen werden. Der Beginn der Gaszuführung ist frei wählbar und kann z.B. durch den Start der Verfahrbewegung des Gießkolben 8 ausgelöst werden. Da sich zu diesem Zeitpunkt der Durchmesser des Gießkolben noch in der Dichtungsposition im Absaugkasten 12 befindet, ist ein unerwünschter Luftzutritt ausgeschlossen. An enlarged view of the idea of the invention shows Figures 2 and 3. In the casting chamber 7 is casting piston 8 in a position that the driving over the suction opening 11 of the Intake pipe 6 corresponds. By the procedure from the End position is thus a free annular space 13 between Piston rod 9 and suction box 12 were created. About the Lead 14 can the antioxidant gas to the intake manifold 6 and so that the melt can be fed. For this purpose only a valve, not shown, is opened and depending on the desired duration can be closed using a timer. The start of the gas supply is freely selectable and can e.g. by starting the movement of the casting piston 8 to be triggered. Because at this point the diameter of the pouring piston still in the sealing position in the suction box 12 is an undesirable air access locked out.

Die Figur 3 unterscheidet sich von der Figur 2 nur dadurch, daß kein Absaugkasten angebaut ist. Das Antioxidationsgas wird direkt über Zuleitung 14 in die Füllkammer 7 und damit in das Saugrohr 6 eingeleitet.Figure 3 differs from Figure 2 only in that that no suction box is attached. The antioxidant gas is directly via feed line 14 in the filling chamber 7 and thus introduced into the intake manifold 6.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen des geltenden Anspruches 1.The invention is not based on that described and illustrated embodiment limited. It also includes all professional designs within the scope of the applicable Claim 1.

So kann z.B. das Rohr 14 aus mehreren im Endbereich düsenartig ausgebildeten Rohrstücken mit gemeinsamer Versorgungsleitung bestehen, wobei eine ringförmige Anordnung eine vorteilhafte Ausführungsform darstellt. Weiterhin kann die Schutzgaszuführung über einen Ringkanal mit entsprechenden Austrittsöffnungen erfolgen, wobei der Ringkanal aus einem oder mehreren Segmentstücken bestehen kann.

1: Einspritzsystem
2: Anker
3: Aufspannplatte
4: Ständerteil
5: Warmhalteofen
6: Saugrohr
7: Gießkammer
8: Gießkolben
9: Gießkolbenstange
10: Gießaggregat
11: Ansaugöffnung
12: Absaugkasten
13: Ringraum
14: Gaszuleitung

For example, the tube 14 can consist of a plurality of tube pieces with a common supply line, which are nozzle-like in the end region, an annular arrangement being an advantageous embodiment. Furthermore, the protective gas can be supplied via an annular channel with corresponding outlet openings, wherein the annular channel can consist of one or more segment pieces.

1: Injection system
2nd: anchor
3rd: Clamping plate
4th: Stand part
5: Holding furnace
6: Intake manifold
7: Casting chamber
8th: Pouring plunger
9: Pouring rod
10th: Casting unit
11: Suction opening
12th: Suction box
13: Annulus
14: Gas supply

Claims

Device for introducing protective gas into a Die casting machine in which the melt dosing by Evacuation from a holding furnace (5) via a suction pipe (6) takes place, characterized in that the gas feed line (14) outside and the casting unit (10) facing end region the casting chamber (7) and / or a suction box (13) is arranged.

Device for introducing protective gas according to claim 1, characterized in that the gas feed line (14) a tube or tubes with nozzle-like end pieces or an annular channel.

Device for introducing protective gas according to claim 1 and 2, characterized in that the gas supply line (14) there is only one feed line.

Device for introducing protective gas according to claim 1, characterized in that the protective gas introduction is controllable by means of a timing element.

Device for introducing protective gas according to claim 1, characterized in that the time and the The duration of the inert gas introduction can be freely selected.