EP1302261A2 - Giesskammer zum Druckgiessen von Metallen - Google Patents

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EP1302261A2
EP1302261A2 EP02022527A EP02022527A EP1302261A2 EP 1302261 A2 EP1302261 A2 EP 1302261A2 EP 02022527 A EP02022527 A EP 02022527A EP 02022527 A EP02022527 A EP 02022527A EP 1302261 A2 EP1302261 A2 EP 1302261A2
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casting chamber
heating
casting
rods
chamber according
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Ulrich F Ortmann
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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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    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
    • B22D17/2023—Nozzles or shot sleeves

Definitions

  • the present invention relates to a casting chamber for die casting of metals with a casting chamber jacket and heating means for preheating the casting chamber.
  • Casting chambers of the type mentioned above are for example known from WO99 / 5007 and are primarily in die casting machines for die casting of metals such as aluminum, magnesium and brass. Mainly horizontal casting chambers used that at their one, machine-side end a cast material filler opening on the top and on her the other, mold-side end a casting material outlet opening exhibit.
  • the casting chamber is the casting material in liquid, for Part but also supplied in semi-solid form. Especially in the latter case, the problem arises that the molding material cools unevenly when poured into the casting chamber, which negatively affects the quality of the finished Cast part can affect. For this reason, the known casting chamber heating elements in the form of heating rings provided around the casting chamber, depending on the casting chamber after the metal used to a temperature between 550 and preheat 600 ° C and in this way the material in maintain a semi-solidified state.
  • the heating of the casting chamber can cause unwanted Solidification of the casting material can be prevented.
  • the expenditure on equipment is due to the large number of heating elements required, however, high. Moreover the heating power required is also immense.
  • the object of the invention is therefore a casting chamber trained in such a way that a uniform Heating the casting chamber with comparatively little Effort is possible.
  • Heating means several heating rods along the circumference of the Casting chamber are arranged distributed, which in the casting chamber jacket inserted from one end are and extend in the longitudinal direction of the casting chamber.
  • the casting chamber can be very even Preheat along its axial length. Since such heating elements in Trade is freely available, the device is technical Comparatively little effort. Furthermore, one rapid heating takes place because the casting chamber jacket from is heated inside and not as in the prior art through outer cuffs or heating rings.
  • the heating elements can be controlled individually or in groups to set the heating output.
  • This embodiment takes into account the fact that the Pouring material poured out not evenly cools, but for example in the area of the filling opening, where it is in direct contact with the air, cools more than in the other areas.
  • the heating elements are controlled independently of each other can, a needs-based heating output for Be made available with the result that the casting material uniform over the circumference of the casting chamber Temperature retains.
  • the heating elements can be controlled via a control loop take place, expediently provided temperature sensors are the temperature of the casting chamber on the surface the piston bore along several measuring points of the circumference of the casting chamber.
  • the control loop can then the performance of the heating rods depending on the regulate the measured temperatures so that there is no the casting chamber has a temperature of 560 ° C to 620 ° C, and when using aluminum as a casting material especially from 570 ° C to 580 ° C.
  • the electric heating elements essentially over the entire axial length of the casting chamber extend. This way, with the exception of the axial End areas a constant temperature of the casting material can be achieved over the length of the casting chamber.
  • the casting chamber is divided axially into a heating part with a Insertion opening for inserting the casting material and an Printing part in which a printing form is provided and in which the casting material from the heating part through a axially engaging piston engaging in the heating part can be provided, the heating rods only in the heating part and are essentially all of it extend axial length.
  • the heating unit can be from one Thermal insulation jacket to be surrounded, which the heat emission reduced to the environment.
  • FIG. 1 and 2 is an embodiment of a horizontal Casting chamber 1 according to the present invention shown as in die casting machines for die casting of metals such as aluminum, magnesium or brass is used.
  • the casting chamber 1 has a casting chamber jacket 2 and is in its axial direction divided into a heating part 3, on the top an insertion opening 3a is formed through which a liquid or in the interior of the casting cylinder 1 solidified metal can be filled or inserted can, and a printing part 4, in which a not shown Printing form is provided and that on its from Heating part 3 pioneering end portion an outlet opening 4a forms.
  • the heating part 3 and the pressure part 4 are by a Clamping ring 6 connected to each other.
  • heating rods 5 which - as in particular in Figure 2 is shown - evenly over the circumference of the Casting chamber 1 are arranged in the heating part 3. Free remains only the top of the heating part 3, where the insertion opening 3a is located.
  • the heating rods 5 are in Appropriate end holes of the heating part 3 are used and extend the entire length of the Heating part 3. To protect the heating rods 5 is the front the heating part 3 is covered by a mudguard 8.
  • heating rods 5 each in pairs can be controlled, with two each with respect to the image plane of FIG. 1 Heating rods 5 form a pair.
  • a control loop is provided which is the power of the pairs of heating rods 5 in Dependent on the temperature of the heating part 3 at its Inside regulates, which by temperature sensor 11, the are inserted into the casting chamber jacket 2 from below becomes.
  • the aim is to heat the heating section 3 so that on the inside of the Gellohuntmantels 2 over the axial length and circumference of the heating part 3 a temperature depending on the type of casting material from 560 ° C to 620 ° C, in particular from 570 ° C to 580 ° C.
  • the heating part 3 After on the open top of the Heating part 3 the temperature losses are particularly high, this will result in the uppermost pair in FIG of heating rods 5 must provide the greatest heating power, while the bottom pair of heating rods 5 the lowest To provide heating power. To the required Keeping the heating output as low as possible is the heating part 3 is surrounded by a heat insulation jacket 8, to minimize heat loss to the environment.
  • the casting chamber 1 finally includes a piston 7, the one in the heating part 3 of the one opposite the outlet opening 4a Front side engages and in the Heating part 3 is axially displaceable to hot casting material, into the heating part 3 through the insertion opening 3a was introduced to press into the pressure part 4 and eject through the outlet opening 4a.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gießkammer für das Druckgießen von Metallen mit einem Gießkammermantel (2) und Heizmitteln (5) zur Vorwärmung der Gießkammer, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß als Heizmittel mehrere Heizstäbe (5) entlang des Umfangs der Gießkammer (1) verteilt angeordnet sind, welche in den Gießkammermantel (2) von seiner einen Stirnseite her eingesetzt sind und sich in Längsrichtung der Gießkammer (1) erstrecken. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießkammer für das Druckgießen von Metallen mit einem Gießkammermantel und Heizmitteln zur Vorwärmung der Gießkammer.
Gießkammern der vorstehend genannten Art sind beispielsweise aus der WO99/5007 bekannt und 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.
Den Gießkammern wird das Gußmaterial in flüssiger, zum Teil aber auch in halbfester Form zugeführt. Gerade im letzteren Fall tritt das Problem auf, daß sich das Gußmaterial beim Einfüllen in die Gießkammer ungleichmäßig abkühlt, was sich negativ auf die Qualität des fertigen Gußteils auswirken kann. Aus diesem Grund sind bei der bekannten Gießkammer Heizelemente in Form von Heizringen um die Gießkammer herum vorgesehen, um die Gießkammer je nach verwendetem Metall auf eine Temperatur zwischen 550 und 600°C vorzuwärmen und auf diese Weise das Material in einem halbverfestigten Zustand zu halten.
Durch die Erwärmung der Gießkammer können zwar unerwünschte Verfestigungen des Gießmaterials verhindert werden. Der gerätetechnische Aufwand ist aufgrund der Vielzahl von benötigten Heizelementen jedoch hoch. Außerdem ist auch die erforderliche Heizleistung immens.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gießkammer der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine gleichmäßige Erwärmung der Gießkammer mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Heizmittel mehrere Heizstäbe entlang des Umfangs der Gießkammer verteilt angeordnet sind, welche in den Gießkammermantel von seiner einen Stirnseite her eingesetzt sind und sich in Längsrichtung der Gießkammer erstrecken.
Mittels der Heizstäbe, die sich in dem Gießkammermantel erstrecken, läßt sich die Gießkammer sehr gleichmäßig über ihre axiale Länge vorwärmen. Da solche Heizstäbe im Handel frei erhältlich sind, ist der gerätetechnische Aufwand vergleichsweise gering. Des weiteren kann eine schnelle Aufheizung erfolgen, da der Gießkammermantel von innen her erwärmt wird und nicht wie im Stand der Technik durch äußere Manschetten oder Heizringe.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Heizstäbe einzeln oder gruppenweise ansteuerbar sind, um die Heizleistung einzustellen. Diese Ausführungsform trägt dem Umstand Rechnung, daß das in die Gießkammer eingefüllte Material sich nicht gleichmäßig abkühlt, sondern beispielsweise im Bereich der Einfüllöffnung, wo es in direktem Kontakt mit der Luft steht, stärker abkühlt als in den übrigen Bereichen. Dadurch, daß die Heizstäbe unabhängig voneinander angesteuert werden können, kann eine bedarfsgerechte Heizleistung zur Verfügung gestellt werden mit der Folge, daß das Gießmaterial über den Umfang der Gießkammer eine gleichmäßige Temperatur behält.
Die Steuerung der Heizstäbe kann über einen Regelkreis erfolgen, wobei zweckmäßigerweise Temperaturfühler vorgesehen sind, um die Temperatur der Gießkammer an der Oberfläche der Kolbenbohrung an mehreren Meßpunkten entlang des Gießkammerumfangs zu ermitteln. Der Regelkreis kann dann die Leistung der Heizstäbe in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturen so regeln, daß sich an der Innenseite der Gießkammer eine Temperatur von 560°C bis 620°C, und bei der Verwendung von Aluminium als Gießmaterial insbesondere von 570°C bis 580°C einstellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß sich die elektrischen Heizstäbe im wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Gießkammer erstrecken. Auf diese Weise kann mit Ausnahme der axialen Endbereiche eine konstante Temperatur des Gießmaterials über die Länge der Gießkammer erzielt werden.
In alternativer Weise kann vorgesehen sein, daß die Gießkammer axial unterteilt ist in ein Heizteil mit einer Einlegeöffnung zum Einbringen des Gießmaterials und ein Druckteil, in welchem eine Druckform vorgesehen ist und in welches das Gießmaterial aus dem Heizteil durch einen axial in das Heizteil eingreifenden Kolben hineingedrückt werden kann, wobei die Heizstäbe nur in dem Heizteil vorgesehen sind und sich im wesentlichen über dessen ganze axiale Länge erstrecken. Dabei kann das Heizteil von einem Wärmeisolationsmantel umgeben sein, welcher die Wärmeabgabe an die Umgebung verringert.
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
Figur 1
eine Ausführungsform einer zweiteilig ausgeführten Gießkammer gemäß der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt und
Figur 2
die Gießkammer aus Figur 1 von der rechten Seite her betrachtet.
In den Figuren 1 und 2 ist eine Ausführungsform 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 Gießkammer 1 besitzt einen Gießkammermantel 2 und ist in ihrer Axialrichtung unterteilt in ein Heizteil 3, an dessen Oberseite eine Einlegeöffnung 3a ausgebildet ist, durch welche in den Innenraum des Gießzylinders 1 ein flüssiges oder verfestigtes Metall eingefüllt bzw. eingelegt werden kann, und ein Druckteil 4, in welchem eine nicht dargestellte Druckform vorgesehen ist und das an seinem vom Heizteil 3 wegweisenden Endbereich eine Auslaßöffnung 4a bildet. Das Heizteil 3 und das Druckteil 4 sind durch einen Klemmring 6 miteinander verbunden.
Wie in Figur 1 deutlich dargestellt ist, sind in dem Gießkammermantel 2 insgesamt acht Heizelemente in Form von Heizstäben 5 vorgesehen, die - wie insbesondere in Figur 2 gezeigt ist - gleichmäßig über den Umfang der Gießkammer 1 in dem Heizteil 3 angeordnet sind. Frei bleibt lediglich die Oberseite des Heizteils 3, wo sich die Einlegeöffnung 3a befindet. Die Heizstäbe 5 sind in entsprechende stirnseitige Bohrungen des Heizteils 3 eingesetzt und erstrecken sich über die gesamte Länge des Heizteils 3. Zum Schutz der Heizstäbe 5 ist die Stirnseite des Heizteils 3 durch ein Schutzblech 8 abgedeckt ist.
Nicht dargestellt ist, daß die Heizstäbe 5 jeweils paarweise angesteuert werden können, wobei jeweils zwei sich bezüglich der Bildebene der Figur 1 gegenüberliegende Heizstäbe 5 ein Paar bilden. Es ist ein Regelkreis vorgesehen, welcher die Leistung der Paare von Heizstäben 5 in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizteils 3 an dessen Innenseite regelt, welche durch Temperaturfühler 11, die von unten in den Gießkammermantel 2 eingesetzt sind, ermittelt wird. Ziel ist es dabei, die Beheizung des Heizteils 3 so vorzunehmen, daß sich an der Innenseite des Gießkammermantels 2 über die axiale Länge und den Umfang des Heizteils 3 je nach Art des Gießmaterials eine Temperatur von 560°C bis 620°C, insbesondere von 570°C bis 580°C, einstellt. Nachdem an der offenen Oberseite des Heizteils 3 die Temperaturverluste besonders hoch sind, wird dies dazu führen, daß das in Figur 2 oberste Paar von Heizstäben 5 die größte Heizleistung erbringen muß, während das unterste Paar von Heizstäben 5 die geringste Heizleistung zur Verfügung zu stellen braucht. Um die erforderliche Heizleistung möglichst gering zu halten, ist das Heizteil 3 von einem Wärmeisolationsmantel 8 umgeben, der die Wärmeverluste an die Umgebung minimieren soll.
Die Gießkammer 1 umfaßt schließlich noch einen Kolben 7, der in das Heizteil 3 von dessen der Auslaßöffnung 4a gegenüberliegenden Stirnseite her eingreift und in dem Heizteil 3 axial verschiebbar ist, um heißes Gießmaterial, das in das Heizteil 3 durch die Einlegeöffnung 3a eingebracht wurde, in das Druckteil 4 hineinzupressen und durch die Auslaßöffnung 4a auszustoßen.

Claims (9)

  1. Gießkammer für das Druckgießen von Metallen mit einem Gießkammermantel (2) und Heizmitteln (5) zur Vorwärmung der Gießkammer, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizmittel mehrere Heizstäbe (5) entlang des Umfangs der Gießkammer (1) verteilt angeordnet sind, welche in den Gießkammermantel (2) von seiner einen Stirnseite her eingesetzt sind und sich in Längsrichtung der Gießkammer (1) erstrecken.
  2. Gießkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstäbe (5) einzeln oder gruppenweise ansteuerbar sind, um die Heizleistung einzustellen.
  3. Gießkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstäbe (5) über einen Regelkreis gesteuert werden.
  4. Gießkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturfühler (11) vorgesehen sind, um die Temperatur der Gießkammer (2) an mehreren, insbesondere in Umfangsrichtung beabstandeten Meßpunkten zu ermitteln, und der Regelkreis die Leistung der Heizstäbe (5) in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturen regelt.
  5. Gießkammer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis in der Weise eingestellt ist, daß sich an der Innenseite des Gießkammermantels (2) eine Temperatur von 560°C bis 620°C, insbesondere 570°C bis 580°C einstellt.
  6. Gießkammer nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elektrischen Heizstäbe (5) im wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Gießkammer (1) erstrecken.
  7. Gießkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießkammer (1) axial unterteilt ist in ein Heizteil (3) mit einer Einlegeöffnung (3a) zum Einbringen des Gießmaterials und ein Druckteil (4), in welchem eine Druckform vorgesehen ist und in welches das Gießmaterial aus dem Heizteil (3) durch einen axial in das Heizteil (3) eingreifenden Kolben (7) hineingedrückt werden kann, wobei die Heizstäbe (5) nur in dem Heizteil (3) vorgesehen sind und sich im wesentlichen über dessen ganze axiale Länge erstrecken.
  8. Gießkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizteil (3) von einem Wärmeisolationsmantel (8) umgeben ist.
  9. Gießkammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizteil (3) und das Druckteil (4) durch einen Klemmring (6) miteinander verbunden sind.
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