EP1177058B1 - Kolbenseitige absaugabdichtung bei anwendung des vakuumdruckgiessverfahrens - Google Patents
Kolbenseitige absaugabdichtung bei anwendung des vakuumdruckgiessverfahrens Download PDFInfo
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Images
Classifications
-
- 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 piston-side seal in die-casting machines which are subjected to a vacuum process, especially after the Vacural process, work and with an extraction gap or suction box are equipped.
- the dosage of the melt takes place in the filling chamber via a in the molten bath befindliches Intake manifold.
- This melt dosage is caused by the Applying a vacuum, which after closing the mold is opened by opening a vacuum valve.
- this mold vacuum is also for the better and regulated vacuum effect an additional casting chamber vacuum possible, as described by the applicant in DE 30 41 340 C 2 as Vacural Die Casting described.
- a sealed area is the rear side the piston or the piston rod with the casting unit is coupled.
- a seal on a casting piston is in the US PS 3,009,218 discloses, proposed is a casting piston with a constant piston diameter over its entire Length. Due to the casting process occur in the casting chamber Damage like flushing or scoring on, this Mechanical damage also leads to damage of the casting piston. In the proposed embodiment, the Piston seal then also come to harm and the Sealing effect is not guaranteed in continuous operation.
- the invention is based on the object when using the Vacuum die casting a sealing system for a To propose casting piston, which has a long service life guaranteed and significantly reduces the risk of accidents.
- the object is achieved in that a extended casting piston via at least one paragraph, i. smaller diameter, has at its rear end and attached in the suction box seal retracted piston is in sealing connection with this.
- the seal installation is intended to be a force or positive connection made and the sealing ring can via a separation point which have its installation or Replacement without major installation measures possible.
- the selected casting piston design ensures on the one hand that mechanical piston damage not at the smaller one Seal diameter occur because this diameter no Contact with the bore of the casting chamber and is to the other by the simple manufacturing process concentricity of the G mankolben preparer given. Furthermore, after a G mankolbenabriß, which is usually in the range of advanced casting position would take place, the cooling water exit through the now open to the rear annulus.
- FIG. 1 shows the injection system 1 of a Vacural die casting machine which via anchor 2 with the fixed Clamping plate 3 is connected. Between solid Clamping plate 3 and stator part 4 of the injection system 1 is arranged the holding furnace 5 for the liquid melt. The below the melt surface in the holding furnace. 5 submerged suction pipe is designated 6. The upper end of suction pipe 6 is connected to the casting chamber 7. In the Casting 7 is casting piston 8 with the Casting piston rod 9 is connected. Casting piston rod 9 is with the actual G cordaggragat 10 connected.
- FIG. 1 An enlarged view of the inventive concept is shown in FIG.
- Casting 8 of different diameter D1 and D2 features The smaller diameter D2 is through Seal 11 in shown retracted position sealed, with the retracted position the Operating state corresponds in which the melt on the Vacuum build-up is sucked through suction tube 6, while in the Forward movement of the casting piston 8 is no longer a seal is required. It may even occur in the situation which is a flow of air or targeted use a protective gas, the sinking of the residual melt and thus the prevent a "freezing" of the melt in the intake manifold required.
- Seal 11 is by means of a clamping ring 12 frictionally connected with suction box 13.
- a T-profile can also choose a positive connection become. Preference is given to a one-sided or two-sided split seal 11 used, causing an exchange of the Sealing ring only by removal of clamping or retaining ring 12th allows.
- the part of the sealing ring can e.g. in shape an oblique stroke, whereby an optimal Sealing effect is achieved.
- the invention is not limited to that described and illustrated Embodiment limited. It also includes all professional designs within the framework of the applicable Claim 1.
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine kolbenseitige Abdichtung
bei Druckgußmaschinen die nach einem Vakuum-Verfahren,
insbesondere nach dem Vacural-Verfahren, arbeiten und mit
einem Absaugspalt oder Absaugkasten ausgerüstet sind.
Zur Erhöhung der Funktionssicherheit und der
Dichtungsstandzeit wird eine Abdichtung auf einem im
Durchmesser abgesetzten Gießkolben vorgeschlagen.
Die Produktion von Leichtmetallteilen erfolgt in erheblichen
Mengen im Druckgießverfahren. Eine dominierende Stellung
nehmen dabei Bauteile aus Aluminium und seiner Legierungen
ein, jedoch wird auch Magnesium als Konstruktionswerkstoff
immer attraktiver.
Traditionell finden die bekannten Druckgießverfahren nach dem
Kaltkammer- oder, insbesondere für kleinere Bauteile, nach
dem Warmkammerverfahren statt. Für eine Vielfalt von Teilen
haben sich diese Verfahren bewährt. Sind jedoch hochwertige
Bauteile mit minimalen Oxide- und Verunreinigungseinschlüssen
gefordert die höhere dynamische Festigkeitswerte
gewährleisten und/oder einer nachfolgenden Wärmebehandlung
unterzogen werden, so findet bevorzugt ein
Vakuumdruckgießverfahren Anwendung.
Bei einem dieser Verfahren erfolgt die Dosierung der Schmelze
in die Füllkammer über ein im Schmelzbad befindliches
Saugrohr. Veranlaßt wird diese Schmelzdosierung durch das
Anlegen eines Vakuums, welches nach dem Schließen der Form
durch Öffnen eines Vakuumventils zugeschaltet wird.
Zusätzlich zu diesem Formvakuum ist auch zur besseren und
geregelteren Vakuumwirkung ein zusätzliches Gießkammervakuum
möglich, wie vom Anmelder in der DE 30 41 340 C 2 als
Vacural-Druckgießverfahren beschrieben.
Zur Erzielung einer entsprechenden Prozeßsicherheit und um
eine optimale Vakuumwirkung zu gewährleisten muß das gesamte
Verfahren möglichst in einem geschlossenen Kreislauf ablaufen
und somit nach außen entsprechend abgedichtet sein.
Ein abzudichtender Bereich ist dabei die rückwärtige Seite
des Kolbens- bzw. der Kolbenstange die mit dem Gießaggregat
gekuppelt ist. Als Dichtungsträger hat sich der Absaugkasten
der zur Abführung der an der Gießkolbenrückseite austretenden
dünnen Leichtmetallresten, dem sog. Flitter, bewährt.
So ist z.B. in der EP 0 462 218 in einer am Ende des
Absaugkasten befestigten Flanschbuchse eine Dichtung
angebracht, die die Gießkolbenstange im Austrittsbereich aus
dem Absaugkasten abdichtet. Ein wesentlicher Nachteil dieser
Dichtungsanordnung ist, daß bei einem Abriß des Kolben am
Verbindungsgewinde zwischen Kolben und Kolbenstange die
Dichtwirkung an der Kolbenstange bestehen bleibt.
Üblicherweise befinden sich die zur Kolbenkühlung
erforderlichen Kühlwasserbohrungen in der Kolbenstange, so
daß nach Kolbenabriß dann das Kühlwasser aus der
Gießkolbenstange austritt. Durch die sich dann ergebende
Situation kann das Kühlwasser im wesentlichen nur über das
Ansaugrohr in das Schmelzebad des Warmhalteofen zurücklaufen.
Neben der Störung des Gießprozeßes und der Beeinträchtigung
der Schmelze besteht dann bei Vergießung von Magnesium oder
Aluminium eine hohe Unfallgefahr. Möglichkeiten der
Gefährdung entstehen durch eine explosionsartige Reaktion
oder durch die erhebliche Volumenvergrößerung und damit
Druckerhöhung des im Saugrohr mit der heißen Schmelze
zusammentreffenden Kühlwassers in dem sich ergebenden
abgeschlossenen Raum. Ein weiterer Nachteil dieser
Dichtungsanordnung ist der erhöhte Dichtungsverschleiß, wenn
Kolben und Kolbenstange nicht symmetrisch zueinander sind,
d.h. einen Versatz aufweisen.
Eine Abdichtung auf einem Gießkolben ist in der US PS
3,009,218 offenbart, vorgeschlagen wird ein Gießkolben mit
einem gleichbleibenden Kolbendurchmesser über seine gesamte
Länge. Bedingt durch den Gießprozeß treten in der Gießkammer
Beschädigungen wie Ausschwemmungen oder Riefen auf, diese
mechanischen Beeinträchtigungen führen auch zur Beschädigung
des Gießkolben. Bei der vorgeschlagenen Ausführung kann die
Kolbendichtung dann ebenfalls zu Schaden kommen und die
Dichtwirkung ist im Dauerbetrieb nicht gewährleistet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Anwendung des
Vakuumdruckgießverfahren ein Dichtungssystem für einen
Gießkolben vorzuschlagen, welches eine hohe Standzeit
gewährleistet und eine Unfallgefahr wesentlich herabsetzt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Dichtungssystem nach
dem Oberbegriff des Anspruch 1, durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen werden
vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des
Dichtungsystems vorgeschlagen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein
verlängerter Gießkolben über mindestens einen Absatz, d.h.
kleineren Durchmesser, an seinem rückwärtigen Ende verfügt
und die im Absaugkasten angebaute Dichtung bei
zurückgefahrenem Kolben mit diesem in Dichtverbindung steht.
Der Dichtungseinbau soll dabei über eine kraft- oder
formschlüssige Verbindung erfolgen und der Dichtring kann
über eine Trennstelle verfügen die seinen Einbau oder
Austausch ohne wesentliche Montagemaßnahmen ermöglicht. Die
gewählte Gießkolbenausführung gewährleistet zum einen, daß
mechanische Kolbenbeschädigung nicht am kleineren
Dichtungsdurchmesser auftreten, da dieser Durchmesser keinen
Kontakt zu der Bohrung der Gießkammer hat und zum anderen ist
durch das einfache Herstellverfahren eine Konzentrizität der
Gießkolbendurchmesser gegeben. Weiterhin könnte nach einem
Gießkolbenabriß, der im Regelfall im Bereich einer
vorgefahrenen Gießstellung erfolgen würde, das Kühlwasser
durch den nun nach hinten offenen Ringraum austreten.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels:
Die Figuren zeigen:
- Figur 1
- Einspritzsystem einer Vacural-Druckgießmaschine
- Figur 2
- Einzelheit des Gießkolben mit Absaugkasten und Abdichtung
Figur 1 zeigt das Einspritzsystem 1 einer Vacural-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 Schmelzbadoberfläche 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 Gießaggragat 10 verbunden.
Eine vergrößerte Darstellung des erfindungsgemäßen Gedanken
ist in Figur 2 gezeigt. In Gießkammer 7 befindet sich
Gießkolben 8 der über unterschiedlich große Durchmesser D1
und D2 verfügt. Der kleinere Durchmesser D2 wird durch
Dichtung 11 in gezeigter zurückgefahrenen Stellung
abgedichtet, wobei die zurückgefahrene Stellung dem
Betriebszustand entspricht in dem die Schmelze über den
Vakuumaufbau durch Saugrohr 6 angesaugt wird, während in der
Vorwärtsbewegung des Gießkolben 8 eine Abdichtung nicht mehr
erforderlich ist. Es kann sogar die Situation eintreten in
dem ein nachfließen der Luft oder die gezielte Verwendung
eines Schutzgases das absinken der Restschmelze und damit das
verhindern eines "einfrieren" der Schmelze im Saugrohr
erforderlich macht. Dichtung 11 wird mittels eines Klemmring
12 mit Absaugkasten 13 reibschlüssig verbunden. Durch die
entsprechende Formgestaltung des Dichtringes 11 z.B. ein T-Profil
kann auch eine formschlüssige Verbindung gewählt
werden. Bevorzugt wird ein einseitig oder beidseitig
geteilter Dichtring 11 verwendet, was einen Austausch des
Dichtringes nur durch Entfernung von Klemm- oder Haltering 12
ermöglicht. Die Teilstelle des Dichtringes kann z.B. in Form
eines Schrägstoßes ausgeführt werden, wodurch eine optimale
Dichtwirkung erzielt wird. Der Gießkolben 8 ist bevorzugt so
ausgebildet, das der kleinere Durchmesser D2
(=Dichtdurchmesser) in seinem Endbereich sich kegelig
verjüngent ausgebildet ist und die Übergänge mit entsprechend
großzügigen Radien gestaltet werden. Durch diese Form ist ein
funktionssicheres Ein- und Ausfahren aus der Dichtung 11
gewährleistet, was wiederum zur Schonung der Dichtung
beiträgt.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch alle
fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen des geltenden
Anspruches 1.
- 1
- Einspritzsystem
- 2
- Anker
- 3
- Feste Aufspannplatte
- 4
- Ständerteil
- 5
- Warmhalteofen
- 6
- Saugrohr
- 7
- Gießkammer
- 8
- Gießkolben
- 9
- Gießkolbenstange
- 10
- Gießaggregat
- 11
- Dichtung
- 12
- Klemmring, Haltering
- 13
- Absaugkasten
Claims (4)
- Abdichtung für den Gießkolben (8) einer Druckgießmaschine mit angebautem Absaugkasten (13), bei der der Transport des Metalles aus einem Schmelze- bzw. Warmhalteofen (5) in die Gießkammer (7) mittels Evakuieren über ein Saugrohr (6) erfolgt, wobei der Durchmesser des Gießkolbens (8) größer ist als der Durchmesser der Gießkolbenstange (9), dadurch gekennzeichnet, dass der Gießkolben (8) mindestens zwei unterschiedliche Durchmesser D1 und D2 aufweist, wobei der kleinere Durchmesser D2 am hinteren Ende des Gießkolben (8) in Richtung Gießkolbenstange (9) angeordnet ist und wobei in dem, am stirnseitigen Ende der Gießkammer (7), in Richtung Gießaggregat (10) vorgesehenen Absaugkasten (13) eine dem Durchmesser D2 entsprechende Dichtung (11) angeordnet ist.
- Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) mittels eines Klemm- oder Halteringes (12) kraft- oder formschlüssig mit dem Absaugkasten (13) verbunden ist.
- Abdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) über mindestens eine Teilstelle verfügt.
- Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießkolben (8) im Anschluss an den Gießkolbendurchmesser D2 mit einem kegelförmigen Ende und Übergangsradien ausgebildet ist.
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