EP1385657B1 - Verfahren zum druckgiessen und druckgiessmaschine - Google Patents

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EP1385657B1
EP1385657B1 EP02713993A EP02713993A EP1385657B1 EP 1385657 B1 EP1385657 B1 EP 1385657B1 EP 02713993 A EP02713993 A EP 02713993A EP 02713993 A EP02713993 A EP 02713993A EP 1385657 B1 EP1385657 B1 EP 1385657B1
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casting
casting chamber
filling
die
molten metal
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Buehler Druckguss AG
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Buehler Druckguss AG
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    • 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
    • B22D17/08—Cold chamber machines, i.e. with unheated press chamber into which molten metal is ladled
    • B22D17/10—Cold chamber machines, i.e. with unheated press chamber into which molten metal is ladled with horizontal press motion
    • 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
    • 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
    • B22D17/30—Accessories for supplying molten metal, e.g. in rations

Definitions

  • the invention relates to a method for die casting, in particular for die casting of molded parts made of light metal materials according to the preamble of the claim 1.
  • the invention further relates to a die casting machine, in particular for Die casting of light metal materials.
  • DE-C-19802342 describes a method for feeding metal from horizontal or vertical cold chamber die casting machines.
  • the promotion of the Metal melt by building up a gas pressure over the surface of the melt in the Melt container or generation of a vacuum over the casting mold in the casting chamber.
  • the casting mold is filled by moving the casting piston in In the direction of the mold, at the same time closing the access opening of the riser or suction pipe becomes.
  • the air in the casting chamber or in the casting mold becomes displaced by inert gas in the riser pipe or in a pressure or suction line.
  • WO-A-00/59658 discloses a method for vacuum pressure casting and one Die casting mold, in which an end opening of the casting chamber, the casting piston opposite, can be closed by a valve. Dosing takes place separately from the evacuation of the shape, with a channel opening in the area of the Angies canal can be closed by the valve.
  • the valve is operated by means of a piston rod Hydraulic system operated. The valve system must be sealed against the mold cavity his.
  • the invention is based on the object of a method for die casting, in particular of molten, light metal materials, which is a enables better dosing accuracy compared to the prior art.
  • the solution the object is achieved with the features of claim 1.
  • the invention is based on this separating the dosing process from evacuating the mold and a better one To achieve regulation of the melting behavior in the casting chamber.
  • the mold is well sealed to the casting chamber when filling the casting chamber, see above that an evacuation of the mold cavity is possible during or after filling.
  • the Injection level of the molten metal into the casting chamber is selected so that spraying is largely or completely avoided, which is why the rate of entry of the molten metal is limited to the casting chamber.
  • the entry energy must be less than the product of level and gravitational acceleration.
  • the invention further relates to a device for die casting light metal Materials.
  • the casting chamber points a counter hole to the inlet opening and the casting chamber is to the mold opening can be closed tightly.
  • the counter hole there is an impairment of the molten metal avoided when closing the mold.
  • a die casting machine which is not shown in all details, has a casting chamber 1 with a casting piston 2.
  • the casting chamber 1 has an opening 3 with a Device 4 (in the example a flange) for docking a metering tube 5 (riser tube) on.
  • a counter-hole 6 is arranged in the casting chamber 1 opposite the filling opening 3.
  • An end opening 7 opposite the casting piston 2 is complete sealable to a cavity 9 of a mold 8.
  • the mold cavity 9 is with a ventilation device 10 provided.
  • a metal melt is obtained here for example an aluminum material from a melting furnace, not shown the riser 5 in the casting chamber 1, the casting chamber up to a height h is filled without splashing.
  • the filling speed should be chosen so that the spraying height of the penetrating metal melt is less (max. equal) than the (current) height h remains.
  • the front opening 7 of the casting chamber 1 closed and the cavity 9 is vented.
  • the form is closed and in it Fall can be started with the evacuation of cavity 9.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Druckgiessen, insbesondere zum Druckgiessen von Formteilen aus leichtmetallischen Werkstoffen gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Druckgiessmaschine, insbesondere zum Druckgiessen von leichtmetallischen Werkstoffen.
Es ist bekannt, Metallschmelze in dosierter Menge der Giesskammer einer Druckgiessmaschine von oben, seitlich oder von unten zuzuführen. Bei einer Dosierung von unten kann ein Schmelzofen als Vorratsbehälter auf Bodenniveau gelagert werden, wobei dann allerdings die Metallschmelze über ein Saug- oder Steigrohr in die Giesskammer gefördert werden muss.
Die DE-C-19802342 beschreibt ein Verfahren zur Metallbeschickung von waagerechten oder senkrechten Kaltkammer-Druckgiessmaschinen. Hierbei erfolgt die Förderung der Metallschmelze durch Aufbau eines Gasdruckes über der Schmelzeoberfläche im Schmelzebehälter oder Erzeugung eines Vakuums über der Giessform in die Giesskammer. Die Befüllung der Giessform erfolgt durch Bewegung des Giesskolbens in Richtung Form, wobei zugleich die Zutrittsöffnung des Steig- oder Saugrohres verschlossen wird. Die in der Giesskammer bzw. in der Giessform befindliche Luft wird durch im Steigrohr bzw. in einer Druck- bzw. Saugleitung stehendes inertes Gas verdrängt.
Bei einem Verfahren zur Regelung der Metalldosiermenge gemäss EP-A-1080809 erfassen Messeinrichtungen, die mit einem Rechner verbunden sind Volumen und Beschaffenheit der Metallschmelze und in Form eines Regelkreises erfolgt eine Regelung einer Evakuierungseinrichtung und/oder eines Vakuumventils der Form. Ein Ansaugen der Metallschmelze in die Giesskammer erfolgt durch ein regelbares Vakuum, wobei die Ansaugzeit über das Vakuumventil geregelt wird. Zusätzlich wird das Schmelzebad verwogen und die Schmelzetemperatur erfasst. Lösungen dieser Art sind aufwändig.
Die WO-A-00/59658 offenbart ein Verfahren zum Vakuum-Druckgiessen und eine Druckgiessform, bei der eine stirnseitige Öffnung der Giesskammer, die dem Giesskolben gegenüber liegt, durch ein Ventil verschliessbar ist. Das Dosieren erfolgt getrennt von der Evakuation der Form, wobei im Bereich des Angiesskanals eine Kanalöffnung durch das Ventil verschliessbar ist. Das Ventil wird über eine Kolbenstange mittels eines Hydrauliksystems betätigt. Das Ventilsystem muss gegen den Formhohlraum abgedichtet sein.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Druckgiessen, insbesondere von geschmolzenen, leichtmetallischen Werkstoffen zu schaffen, welches eine bessere Dosiergenauigkeit im Vergleich zum Stand der Technik ermöglicht. Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Erfindung geht davon aus, das Dosierverfahren vom evakuieren der Form zu trennen und eine bessere Regulierung des Schmelzeverhaltens in der Giesskammer zu erreichen.
Die Giessform ist zur Giesskammer beim Befüllen der Giesskammer gut abgedichtet, so dass während oder nach dem Befüllen eine Evakuation der Formkavität möglich ist. Die Einspritzhöhe der Metallschmelze in die Giesskammer ist so gewählt, dass ein Spritzen weitgehend oder ganz vermieden wird, weshalb die Eintrittsgeschwindigkeit der Metallschmelze in die Giesskammer begrenzt ist. Die Eintrittsenergie muss kleiner sein als das Produkt aus Füllhöhe und Erdbeschleunigung.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Druckgiessen von leichtmetallischen Werkstoffen. Bei Dosierung der Metallschmelze von unten weist die Giesskammer ein Gegenloch zur Eintrittsöffnung auf und die Giesskammer ist zur Formöffnung hin dicht verschliessbar. Mittels des Gegenlochs wird eine Beeinträchtigung der Metallschmelze beim schliessen der Form vermieden.
Lösungen ohne eine Trennung von Dosierung und Evakuierung sind sehr aufwändig und teils wird darauf vertraut, mittels Computerisierung alle Parameter, wie zum Beispiel Leckrate bei der Form infolge Temperaturänderung und Verzug der Flächen, Vakuumverlauf mit unkonstanter Lufttemperatur sowie die Ermittlung und Bearbeitung von Parametern zu beherrschen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur die erfindungsgemässe Vorrichtung in einer Prinzipdarstellung.
Eine nicht in allen Einzelheiten dargestellte Druckgiessmaschine weist eine Giesskammer 1 mit einem Giesskolben 2 auf. Die Giesskammer 1 weist eine Öffnung 3 mit einer Vorrichtung 4 (im Beispiel ein Flansch) zum Andocken eines Dosierrohres 5 (Steigrohr) auf. Gegenüber der Einfüllöffnung 3 ist in der Giesskammer 1 ein Gegenloch 6 angeordnet. Eine dem Giesskolben 2 gegenüber liegende stirnseitige Öffnung 7 ist vollständig zu einer Kavität 9 einer Form 8 abdichtbar. Die Formkavität 9 ist mit einer Entlüftungseinrichtung 10 versehen.
Durch ein an sich vorbekanntes Dosieren von unten gelangt eine Metallschmelze, hier zum Beispiel ein Aluminiumwerkstoff, aus einem, nicht dargestellten Schmelzofen über das Steigrohr 5 in die Giesskammer 1, wobei die Giesskammer bis zu einer Höhe h spritzfrei gefüllt wird. Die Einfüllgeschwindigkeit ist dabei so zu wählen, dass die Spritzhöhe der eindringenden Metallschmelze kleiner (max. gleich) als die (momentane) Höhe h bleibt. Während des Einfüllvorganges ist die stirnseitige Öffnung 7 der Giesskammer 1 geschlossen und die Kavität 9 wird entlüftet. Die Form ist geschlossen und in diesem Fall kann mit der Evakuation der Kavität 9 begonnen werden. Jedoch ist dies nicht zwingend, da erst mit dem Überfahren des Gegenlochs 6 durch den Giesskolben 2 die erforderliche Dichtheit erreicht wird. Bis dahin ist das Gegenloch 6 geöffnet.
Sobald die erforderliche Menge an Metalischmeize, zum Beispiel ein Aluminiumwerkstoff, in die Giesskammer 1 eingefüllt ist, wird der Giesskolben 2 in Richtung auf die Öffnung 7 verfahren und dabei werden die Einfüllöffnung 3 verschlossen und auch das Gegenloch 6 verschlossen. Ist der Einpressdruck aufgebaut, wird die Öffnung 7, zum Beispiel über einen, nicht dargestellten Schieber zur Kavität 9 freigegeben und die Metallschmelze schiesst in die Kavität 9. Eine mögliche Gegendruckwelle kann über das Gegenloch 6 abgebaut werden, dadurch wird die Luft in der Giesskammer und in der Form vor dem nächsten Dosieren nicht vorgespannt und der unangenehme Effekt von Schwingungen des Systems (Form- und Giesskammer- Luft/ Aluminiumsäule und Ofenaluminium) wird ausgeschaltet.
Bezugszeichen
1
Giesskammer
2
Giesskolben
3
Einfüllöffnung
4
Vorrichtung
5
Dosierrohr
6
Gegenloch
7
Öffnung
8
Form
9
Kavität
10
Entlüftungseinrichtung
h
Höhe

Claims (7)

  1. Verfahren zum Druckgiessen von leichtmetallischen Werkstoffen durch Befüllen einer Giesskammer (1) einer Druckgiessmaschine mit einer dosierten Menge an Metallschmelze, wobei die Menge an Metallschmelze aus einem Vorratsbehälter mittels eines Dosierrohres (5) von unten in die Giesskammer (1) gelangt und wobei das Dosierrohr (5) an eine Einfüllöffnung (3) der Giesskammer (1) andockbar ist, und wobei mit dem Befüllen der Giesskammer (1) eine Evakuation einer Formkavität erfolgt, wobei das Befüllen (Dosieren) der Giesskammer (1) mit Metallschmelze und die Evakuation der Form (8) getrennt erfolgen, dadurch gekennzeichnet, dass Gegendruckwellen beim Schliessen der Form (8) durch die Giesskammer (1) hindurch über ein Gegenloch (6) in der Giesskammer (2) abgeleitet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Evakuation der Form (8) dem Befüllen der Giesskammer (1) nachgelagert ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Verlängerung einer Kavität (9) der Form (8) eine zyklonartige Entlüftung erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierrohr (5) während eines Schusses bzw. nach dem Befüllen nahezu berührungslos mit der Einfüllöffnung (3) verbunden ist und elastisch abdichtend gegen eine Vorrichtung (4) derselben gedrückt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzhöhe der eindringenden Metallschmelze kleiner bzw. nicht wesentlich grösser als die Einfüllhöhe der Metallschmelze in die Giesskammer (1) ist.
  6. Druckgiessmaschine zum Druckgiessen leichtmetallischer Werkstoffe, umfassend eine Giesskammer (1) und einen Giesskolben (2), wobei die Giesskammer (1) eine Einfüllöffnung (3) für die einzufüllende Metallschmelze und eine stirnseitige Öffnung (7) zu einer Form (8) aufweist und die Öffnung (7) abdichtend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Giesskammer (1) ein Gegenloch (6), der Einfüllöffnung etwa gegenüber liegend angeordnet ist
  7. Druckgiessmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dosierrohr (5) während des Befüllens der Giesskammer (1) an diese angedockt ist.
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