EP1214997A1 - Casting chamber for pressure die-casting metals - Google Patents

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EP1214997A1
EP1214997A1 EP01129095A EP01129095A EP1214997A1 EP 1214997 A1 EP1214997 A1 EP 1214997A1 EP 01129095 A EP01129095 A EP 01129095A EP 01129095 A EP01129095 A EP 01129095A EP 1214997 A1 EP1214997 A1 EP 1214997A1
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casting chamber
casting
chamber
heating means
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EP01129095A
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Ulrich F. Ortmann
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Ortmann Druckgiesstechnik GmbH
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Ortmann Druckgiesstechnik GmbH
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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
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    • B22D17/2023—Nozzles or shot sleeves

Definitions

  • Casting chambers of the type mentioned above are primarily used in die casting machines for die casting of metals such as aluminum, magnesium and brass used. This will be mainly horizontal casting chambers used on their one, machine-side end on the top a casting material filling opening and at its other, mold-side end, one Have molding material outlet opening.
  • Another problem is that due to the different Filling levels of the casting material the casting chamber becomes differently hot during die casting, with the result that it deforms out of round. Furthermore, at Filling process below the filling opening temperatures of significantly more than 600 ° C. At this temperature can iron atoms from the surface of the shot chamber steel body diffuse, making the surface brittle will and flake off, so that washouts occur.
  • a casting chamber is also known from WO99 / 50007 through heating elements to heat the metal in one to keep the liquid state.
  • the heating elements are included placed in the form of sleeves around the casting chamber.
  • the object of the invention is therefore a casting chamber trained in such a way that deformations due to temperature stresses and washouts in the Area of the filling opening can be largely prevented.
  • This object is achieved in that at least one between the outer jacket and the inner cylinder electric heating medium for preheating the casting chamber is provided, which extends over at least part of the extends axial length of the casting chamber.
  • the invention is therefore based on the idea of the casting chamber as evenly as possible to such a high temperature (450 ° C to 600 ° C) preheat and then hold that the wall temperature during die casting due to the hot metal not filled into the chamber or only marginal changes. In this way, deformations of the Casting chamber can be prevented effectively.
  • FIGS. 1 and 2 a horizontal casting chamber 1 according to the present Invention shown as in die casting machines for the die casting of metals such as aluminum, Magnesium or brass is used.
  • the casting chambers 1 are made in one piece, i. H. in your Axial direction not divided, and include an outer jacket 2 and one shrunk into the outer jacket 2 Inner cylinder 3.
  • a filling opening 4 is provided, through which liquid or in the interior of the casting cylinder 1 solidified metal can be filled or inserted can, and at the other, mold-side end of the casting chamber 1, an outlet opening, not shown, is provided.
  • an electrical heating means in both embodiments 5 provided to the casting chamber 1 to a temperature from 450 ° C - 600 ° C, preferably 450 ° C - 550 ° C and in particular, preheat 500 ° C - 550 ° C evenly before Metal is introduced into the casting chamber, and on this Wise deformations of the casting chamber 1, otherwise due to of temperature differences to prevent or at least to counteract them.
  • the electric heating medium 5, of which only the heating wire is shown in the drawing is in the different in Figures 1 and 2 shown embodiments differently educated:
  • the casting chamber can also be axial be formed in a divided manner, in which case it is a base body and an interchangeable socket that can be connected to it on the machine side with the filling opening.
  • a heating wire is provided at least in the base body, with a heater in the interchangeable socket can be trained, but does not have to.

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Abstract

Casting chamber comprises: an outer casing (2); an inner cylinder (3) inserting into and connected with the outer casing; and an electrical heater (5) arranged between the casing and the cylinder to heat the chamber. The heater extends over at least part of the axial length of the chamber. Preferred Features: The heater extends over the whole of the axial length of the chamber. The heater surrounds the inner cylinders over an axial partial section of the casting chamber. The electrical connections for the heater lie on the machine side of the chamber.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießkammer für das Druckgießen von Metallen, mit einem Außenmantel und einem in den Außenmantel eingesetzten und mit ihm insbesondere durch einen Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder.The present invention relates to a casting chamber for die casting of metals, with an outer jacket and one inserted in the outer jacket and with it in particular inner cylinder connected by a shrink fit.

Gießkammern der vorstehend genannten Art (DE 44 40 933) werden in erster Linie in Druckgießmaschinen zum Druckgießen von Metallen wie beispielsweise Aluminium, Magnesium und Messing eingesetzt. Dabei werden hauptsächlich horizontale Gießkammern verwendet, die an ihrem einen, maschinenseitigen Ende obenseitig eine Gußmaterialeinfüllöffnung und an ihrem anderen, formseitigen Ende, eine Gußmaterialauslaßöffnung aufweisen.Casting chambers of the type mentioned above (DE 44 40 933) are primarily used in die casting machines for die casting of metals such as aluminum, magnesium and brass used. This will be mainly horizontal casting chambers used on their one, machine-side end on the top a casting material filling opening and at its other, mold-side end, one Have molding material outlet opening.

Im Betrieb sind die Gießkammern zum Teil hohen Belastungen ausgesetzt, die in erster Linie auf die hohen Temperaturen des Gußmaterials zurückgehen. So herrschen in der Gießkammer zwischen der Maschinenseite, wo das heiße Gußmaterial in die Gießkammer eingefüllt wird, und der Formseite, an der das Gußmaterial die Gießkammer verläßt, Temperaturunterschiede von bis zu 300°C, die dazu führen können, daß sich die Gießkammer bananenförmig verzieht.The casting chambers are sometimes very heavy during operation exposed primarily to the high temperatures of the casting material. So prevail in the Casting chamber between the machine side, where the hot casting material is poured into the casting chamber and the mold side, where the casting material leaves the casting chamber, Temperature differences of up to 300 ° C that lead to this can cause the casting chamber to warp in a banana shape.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß aufgrund der unterschiedlichen Füllhöhen des Gußmaterials die Gießkammer beim Druckgießen unterschiedlich heiß wird, mit der Folge, daß sie sich unrund verformt. Weiterhin werden beim Einfüllvorgang unterhalb der Einfüllöffnung Temperaturen von deutlich mehr als 600°C erzielt. Bei dieser Temperatur können Eisenatome aus der Oberfläche des Gießkammer-Stahlkörpers diffundieren, wodurch die Oberfläche spröde wird und abplatzt, so daß Auswaschungen entstehen.Another problem is that due to the different Filling levels of the casting material the casting chamber becomes differently hot during die casting, with the result that it deforms out of round. Furthermore, at Filling process below the filling opening temperatures of significantly more than 600 ° C. At this temperature can iron atoms from the surface of the shot chamber steel body diffuse, making the surface brittle will and flake off, so that washouts occur.

Um dieser Problematik zu begegnen, schlägt der Artikel "Cooled die casting hot sleeve" Research Disclosure, GB, Industrial Opportunies Limited Havant, Nr. 321, 1. Januar 1991, S. 73 XP 000164457 vor, in dem der Gußmaterialöffnung gegenüberliegenden Bereich der Gießkammer einen Kühlmittelkanal vorzusehen und so Auswaschungen im Einfüllöffnungsbereich entgegenzuwirken.To address this problem, the article suggests "Cooled die casting hot sleeve" Research Disclosure, GB, Industrial Opportunies Limited Havant, No. 321, January 1 1991, p. 73 XP 000164457 before, in which the casting material opening opposite area of the casting chamber one Provide coolant channel and thus washouts in the filler opening area counteract.

Aus der WO99/50007 ist weiterhin bekannt, eine Gießkammer durch Heizelemente zu erwärmen, um das Metall in einem flüssigen Zustand zu halten. Die Heizelemente sind dabei in Form von Manschetten um die Gießkammer gelegt.A casting chamber is also known from WO99 / 50007 through heating elements to heat the metal in one to keep the liquid state. The heating elements are included placed in the form of sleeves around the casting chamber.

Keine der bekannten Maßnahmen ist geeignet, die Gesamtproblematik, die mit den hohen Temperaturen und Temperaturunterschieden in Gießkammern verbunden ist, zu beheben. None of the known measures is suitable, the overall problem, the one with the high temperatures and temperature differences connected in casting chambers.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gießkammer der eingangs genannten Art so auzubilden, daß Verformungen aufgrund von Temperaturspannungen sowie Auswaschungen im Bereich der Einfüllöffnung weitgehend verhindert werden.The object of the invention is therefore a casting chamber trained in such a way that deformations due to temperature stresses and washouts in the Area of the filling opening can be largely prevented.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen Außenmantel und Innenzylinder wenigstens ein elektrisches Heizmittel zur Vorwärmung der Gießkammer vorgesehen ist, das sich zumindest über einen Teil der axialen Länge der Gießkammer erstreckt.This object is achieved in that at least one between the outer jacket and the inner cylinder electric heating medium for preheating the casting chamber is provided, which extends over at least part of the extends axial length of the casting chamber.

Der Erfindung liegt damit der Gedanke zugrunde, die Gießkammer möglichst gleichmäßig auf eine so hohe Temperatur (450°C bis 600°C) vorzuheizen und dann zu halten, daß sich die Wandungstemperatur beim Druckgießen aufgrund des in die Kammer eingefüllten heißen Metalls nicht oder nur marginal ändert. Auf diese Weise können Verformungen der Gießkammer wirksam verhindert werden.The invention is therefore based on the idea of the casting chamber as evenly as possible to such a high temperature (450 ° C to 600 ° C) preheat and then hold that the wall temperature during die casting due to the hot metal not filled into the chamber or only marginal changes. In this way, deformations of the Casting chamber can be prevented effectively.

Wesentlich hierbei ist, daß das zwischen einem Außenmantel und dem Innenzylinder angeordnete elektrische Heizmittel eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung der Gießkammer auf die gewünschten Temperaturen ermöglicht. Zur Aufbringung der erforderlichen Heizleistung kann es schon ausreichend sein, lediglich im Bodenbereich der Gießkammer eine Erwärmung vorzunehmen. Eine schnellere Erwärmung läßt sich erzielen, wenn sich das elektrische Heizmittel über einen größeren Umfangsbereich erstreckt. Dazu kann das elektrische Heizmittel in einem axialen Teilabschnitt der Gießkammer mäanderförmige, in Richtung der Formseite und wieder zurückverlaufenden Heizstrecken aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, ein elektrisches Heizmittel mit Heizwendeln zu verwenden, die den Innenzylinder umgeben.It is essential that this is between an outer jacket and electric heating means arranged in the inner cylinder rapid and even heating of the casting chamber to the desired temperatures. to It can already apply the required heating output be sufficient, only in the bottom area of the casting chamber to carry out heating. A faster warming can be achieved if the electrical heating medium extends over a larger circumferential area. This can the electrical heating means in an axial section the casting chamber meandering, towards the mold side and have heating sections running back again. alternative or in addition it is possible to use an electrical Use heating means with heating coils that hold the inner cylinder surround.

In an sich bekannter Weise kann die Gießkammer axial in einen Grundkörper und eine die Einfüllöffnung für das Gußmaterial aufweisende Wechselbuchse unterteilt sein. In diesem Fall sollte das Heizmittel zumindest im Grundkörper vorgesehen sein, wobei in der Wechselbuchse ebenfalls ein Heizmittel vorgesehen sein kann, aber nicht muß. Das Heizmittel in der Wechselbuchse kann entweder unabhängig von dem Heizmittel im Grundkörper elektrisch versorgt werden, oder mit dem Heizmittel im Grundkörper elektrisch verbunden sein. Im übrigen kann ein Regelkreis für die Temperatur vorgesehen sein.In a manner known per se, the casting chamber can be axially in a base body and a filler opening for the Casting material having exchangeable bushing can be divided. In In this case, the heating medium should at least be in the body be provided, also in the interchangeable socket a heating means can be provided, but does not have to. The Heating medium in the change socket can either be independent electrically supplied by the heating medium in the base body be, or with the heating medium in the base body electrically be connected. Otherwise, a control loop for the Temperature may be provided.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1
eine erste Ausführungsform einer einteilig ausgeführten Gießkammer gemäß der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht mit einem wendelförmig ausgebildeten Heizmittel und
Fig. 2
eine zweite Ausführungsform einer einteilig ausgebildeten Gießkammer gemäß der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht mit mäanderförmigen Heizstrecken.
With regard to further advantageous refinements of the invention, reference is made to the subclaims and the following description of an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing. The drawing shows:
Fig. 1
a first embodiment of a one-piece casting chamber according to the present invention in side view with a helical heating means and
Fig. 2
a second embodiment of a one-piece casting chamber according to the present invention in side view with meandering heating sections.

In den Figuren 1 und 2 sind verschiedene Ausführungsformen einer horizontalen Gießkammer 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, wie sie in Druckgießmaschinen für das Druckgießen von Metallen wie beispielsweise Aluminium, Magnesium oder Messing verwendet wird. Die Gießkammern 1 sind einteilig ausgeführt, d. h. in ihrer Axialrichtung nicht unterteilt, und umfassen einen Außenmantel 2 und einen in den Außenmantel 2 eingeschrumpften Innenzylinder 3. An dem maschinenseitigen Ende der Gießkammer 1 ist eine Einfüllöffnung 4 vorgesehen, durch welche in den Innenraum des Gießzylinders 1 flüssiges oder verfestigtes Metall eingefüllt bzw. eingelegt werden kann, und an dem anderen, formseitigen Ende der Gießkammer 1 ist eine nicht dargestellte Auslaßöffnung vorgesehen.Various embodiments are shown in FIGS. 1 and 2 a horizontal casting chamber 1 according to the present Invention shown as in die casting machines for the die casting of metals such as aluminum, Magnesium or brass is used. The casting chambers 1 are made in one piece, i. H. in your Axial direction not divided, and include an outer jacket 2 and one shrunk into the outer jacket 2 Inner cylinder 3. At the machine end of the casting chamber 1, a filling opening 4 is provided, through which liquid or in the interior of the casting cylinder 1 solidified metal can be filled or inserted can, and at the other, mold-side end of the casting chamber 1, an outlet opening, not shown, is provided.

In dem Ringspalt zwischen Außenmantel 2 und Innenzylinder 3 ist bei beiden Ausführungsformen ein elektrisches Heizmittel 5 vorgesehen, um die Gießkammer 1 auf eine Temperatur von 450°C - 600°C, vorzugsweise 450°C - 550°C und insbesondere 500°C - 550°C gleichmäßig vorzuwärmen, bevor Metall in die Gießkammer eingeführt wird, und auf diese Weise Verformungen der Gießkammer 1, die sonst aufgrund von Temperaturunterschieden auftreten, zu verhindern bzw. diesen zumindest entgegenzuwirken. Das elektrische Heizmittel 5, von dem in der Zeichnung nur der Heizdraht dargestellt ist, ist bei den verschiedenen in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen unterschiedlich ausgebildet:In the annular gap between outer jacket 2 and inner cylinder 3 is an electrical heating means in both embodiments 5 provided to the casting chamber 1 to a temperature from 450 ° C - 600 ° C, preferably 450 ° C - 550 ° C and in particular, preheat 500 ° C - 550 ° C evenly before Metal is introduced into the casting chamber, and on this Wise deformations of the casting chamber 1, otherwise due to of temperature differences to prevent or at least to counteract them. The electric heating medium 5, of which only the heating wire is shown in the drawing is in the different in Figures 1 and 2 shown embodiments differently educated:

Bei der in Fig. 1 dargestellten Gießkammer 1 liegen die elektrischen Anschlüsse des Heizmittels 5 beide am maschinenseitigen Ende der Gießkammer 1. Der Heizdraht ist dabei nach Art eines zweigängigen Gewindes ausgebildet und besitzt einen ersten Abschnitt 5a, der sich vom Einlaß zum formseitigen Ende der Gießkammer 1 erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 5b, der sich an den ersten Abschnitt 5a anschließt und zum maschinenseitigen Ende zurückläuft.In the casting chamber 1 shown in Fig. 1 are the electrical connections of the heating means 5 both on the machine side End of the casting chamber 1. The heating wire is designed in the manner of a two-start thread and has a first section 5a which extends from the inlet extends to the mold-side end of the casting chamber 1, and a second section 5b, which follows the first section 5a connects and runs back to the machine end.

Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform liegen die Anschlüsse des Heizmittels ebenfalls beide auf der Einlaßseite der Gießkammer. Der Heizdraht erstreckt sich jedoch hier mäanderförmig mit von der Maschinenseite zu der Formseite und wieder zurückverlaufenden Heizabschnitten A, B um den Innenzylinder herum.In the embodiment shown in Figure 2 lie the connections of the heating medium are also both on the Inlet side of the casting chamber. The heating wire extends however here with a meandering shape from the machine side the mold side and backward heating sections A, B around the inner cylinder.

In an sich bekannter Weise kann die Gießkammer auch axial unterteilt ausgebildet sein, wobei sie dann einen Grundkörper und eine daran maschinenseitig anschließbare Wechselbuchse mit der Einfüllöffnung aufweist. In diesem Fall ist zumindest in dem Grundkörper ein Heizdraht vorgesehen, wobei in der Wechselbuchse ebenfalls eine Heizung ausgebildet sein kann, aber nicht muß.In a manner known per se, the casting chamber can also be axial be formed in a divided manner, in which case it is a base body and an interchangeable socket that can be connected to it on the machine side with the filling opening. In this case a heating wire is provided at least in the base body, with a heater in the interchangeable socket can be trained, but does not have to.

Claims (7)

Gießkammer für das Druckgießen von Metall, mit einem Außenmantel (2) und einem in den Außenmantel (2) eingesetzten und mit ihm insbesondere durch Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder (3), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Außenmantel (2) und Innenzylinder (3) wenigstens ein elektrisches Heizmittel (5) zur Vorwärmung der Gießkammer (1) vorgesehen ist, das sich zumindest über einen Teil der axialen Länge der Gießkammer (1) erstreckt.Casting chamber for the pressure casting of metal, with an outer jacket (2) and an inner cylinder (3) inserted into the outer jacket (2) and connected to it in particular by a shrink fit, characterized in that at least one between the outer jacket (2) and the inner cylinder (3) Electrical heating means (5) for preheating the casting chamber (1) is provided, which extends at least over part of the axial length of the casting chamber (1). Gießkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elektrische Heizmittel (5) im wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Gießkammer (1) erstreckt.Casting chamber according to claim 1, characterized in that the electrical heating means (5) extends substantially over the entire axial length of the casting chamber (1). Gießkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Heizmittel (5) den Innenzylinder (3) über zumindest einen axialen Teilabschnitt der Gießkammer (1) wendelförmig umgibt. Casting chamber according to claim 1 or 2, characterized in that the electrical heating means (5) surrounds the inner cylinder (3) helically over at least one axial section of the casting chamber (1). Gießkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Wendel konstant ist.Casting chamber according to claim 3, characterized in that the pitch of the helix is constant. Gießkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elektrische Heizmittel (5) zumindest in einem axialen Teilabschnitt der Gießkammer (1) mäanderförmig mit in Richtung der Formseite und wieder zurück verlaufenden Abschnitten (A, B) um wenigstens einen Teil des Umfangs der Gießkammer (1) erstreckt.Casting chamber according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical heating means (5) meanders at least in an axial section of the casting chamber (1) with sections (A, B) running in the direction of the mold side and back again by at least a part the circumference of the casting chamber (1) extends. Gießkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse des Heizmittels (5) auf der Maschinenseite der Gießkammer (1) liegen.Casting chamber according to claim 5, characterized in that the electrical connections of the heating means (5) are on the machine side of the casting chamber (1). Gießkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturregelung vorgesehen ist.Casting chamber according to one of claims 1 to 6, characterized in that a temperature control is provided.
EP01129095A 2000-12-12 2001-12-07 Casting chamber for pressure die-casting metals Withdrawn EP1214997A1 (en)

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