EP1997571B1

EP1997571B1 - Angussblockeinheit, Angusssystem und Steuerungseinrichtung für eine Druckgießmaschine

Info

Publication number: EP1997571B1
Application number: EP07010321A
Authority: EP
Inventors: Norbert Erhard; Dietmar Gerwig; Herbert Trebes
Original assignee: Oskar Frech GmbH and Co KG
Current assignee: Oskar Frech GmbH and Co KG
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2027-05-24
Also published as: EP1997571A1; EP2295172A1; US20120145352A1; ATE494088T1; US8302660B2; HK1123253A1; PL2295172T3; PL1997571T3; CN101310894A; JP5657857B2; US8104529B2; DE502007006186D1; CN101310894B; EP2295172B1; US20080289791A1; HK1151259A1; JP2008290153A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Angussblockeinheit für ein Heißkanal-Angusssystem einer Druckgießmaschine, wobei die Angussblockeinheit einen Blockkörper, in den wenigstens ein schmelzeführender Kanal eingebracht ist, der aus dem Blockkörper mit einer anschnittnahen Angussmündung ausmündet, und eine in den Blockkörper integrierte Heizung für den wenigstens einen schmelzeführenden Kanal aufweist. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Heißkanal-Angusssystem und eine Steuerungseinrichtung für eine derartige Druckgießmaschine.
In der Patentschrift EP 1 201 335 B1 ist ein derartiges Heißkanal-Angusssystem offenbart, das zum Beispiel als Kern- oder Fächerangusssystem ausgebildet ist, bei dem ein Angussteil, der unlösbarer Bestandteil einer festen Formhälfte ist, eine Mehrzahl von verteilt angeordneten Düsen bzw. Angusskörpern beinhaltet, die jeweils einen mittigen Zulaufkanal und eine Düsenspitze mit einem oder mehreren Angusskanälen aufweisen, die an den Zulaufkanal anschließen und einen demgegenüber geringeren Kanalquerschnitt besitzen. Die Angusskanäle enden jeweils in einer anschnittnahen Angussmündung, worunter zu verstehen ist, dass die betreffende Angussmündung direkt den sogenannten Anschnitt bildet bzw. sich unmittelbar vor diesem Anschnittbereich befindet. Unter dem Anschnitt bzw. Anschnittbereich wird die Stelle verstanden, an welcher die gegossene Form vom Angussrest der Schmelze abreißt, d.h. der Anschnitt bildet die Sollbruchstelle für die gegossene Form von erstarrter Schmelze im angrenzenden Angussbereich. Dies bedeutet, dass die Angussmündung bei diesem Angusssystem direkt am Rand des Formhohlraums oder unmittelbar vor diesem liegt. Die Schmelzezufuhr in die Düsenzulaufkanäle erfolgt von einem Angussmundstück, das an der Eintrittsseite des Angussteils ausgebildet ist, über verteilende Laufkanäle im Angussteil. Die Laufkanäle sind beheizbar, und zusätzlich ist jeder Düse ein eigenes Heizelement in Form eines den zylindrischen Düsenkörper umgebenden elektrischen Heizelementes zugeordnet.
Die Offenlegungsschrift DE 199 10 853 A1 offenbart eine Druckgießmaschine mit einem beheizten Schmelzeverteiler und mehreren beabstandeten, beheizten Düsen, die in einer Gießform sitzen und jeweils eine Schmelzebohrung besitzen, um Schmelze an einen zu einem Hohlraum führenden Anguss zu befördern. Der Schmelzeverteiler weist einen Schmelzedurchlass und mehrere durch ihn hindurch verlaufende, beabstandete transversale Öffnungen auf, die jeweils zu einer der Düsen ausgerichtet sind, wobei der Schmelzedurchlass mehrere Verzweigungen, die sich von einem gemeinsamen Einlassabschnitt auswärts zu jeder der Düsen erstrecken, sowie mehrere Einsätze aufweist, von denen jeder eine hintere Fläche, eine vordere Fläche, eine äußere Oberfläche und einen durch ihn hindurch verlaufenden Schmelzekanal besitzt. Jeder dieser Einsätze ist in einer der transversalen Öffnungen im Schmelzeverteiler derart aufgenommen, dass die vordere Fläche am hinteren Ende einer entsprechenden Düse anliegt, wobei der Schmelzekanal eine sanft gekrümmte Biegung von im Wesentlichen 90° aufweist, die von einem Einlass an der äußeren Oberfläche, der auf eine der Verzweigungen des Schmelzedurchlasses im Schmelzeverteiler ausgerichtet ist, zu einem Auslass an der vorderen Fläche verläuft, der auf die Schmelzbohrung der entsprechenden Düse ausgerichtet ist. Dabei ist jede transversale Öffnung ebenso wie die äußere Oberfläche jedes Einsatzes zylindrisch.
Die Offenlegungsschrift WO 03/018236 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Magnesiumdruckgussteilen mittels einer Druckgießmaschine, deren Strömungspfadquerschnitt entlang der Schmelzefließrichtung in definierter Weise festgelegt wird, um eine Reduzierung der Fließgeschwindigkeit derart zu erzielen, dass die Schmelze von einem geschmolzenen in einen halbverfestigten, teigigen Zustand übergeht, bevor sie in den Formhohlraum gelangt. Dazu ist zwischen einer üblichen Düse und dem Anschnittbereich eine beheizbare Düsenverlängerung mit spezieller Querschnittgestaltung ihrer längsmittigen Strömungskanalbohrung vorgesehen.
Die Offenlegungsschrift DE 103 59 692 A1 offenbart eine Spritzgießvorrichtung mit einem Angusssystem, das einen für Spritzgießen geeigneten Ventilnadelverschluss mit Schmelzepfropfenbildung und zugehöriger Pfropfenheizung beinhaltet.
Die Offenlegungsschrift JP 63-137561 A offenbart eine Warmkammer-Druckgießmaschine, bei der ein Temperatursensor die Temperatur an der Innenseite einer Schmelzeauslassdüse im Bereich des Düsenauslasses erfasst, wobei der Temperatursensor zwei Thermoelemente mit unterschiedlichem Abstand von einer Wärmeaufnahmefläche umfasst, um auch die Wärmeleitungsgeschwindigkeit zu ermitteln. Abhängig von der Temperaturinformation dieses Temperatursensors werden das Verschließen und die Beheizung der Düse sowie die Geschwindigkeit und der Gießdruck eines Gießkolbens automatisch gesteuert.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Angussblockeinheit der eingangs genannten Art sowie eines Heißkanal-Angusssystems und einer Steuerungseinrichtung für eine Druckgießmaschine zugrunde, mit denen sich die Flexibilität des Angusssystems von Druckgießmaschinen und/oder die Schmelzebeheizung im Angusssystem und/oder die Steuerung der Druckgießmaschine gegenüber dem oben erwähnten Stand der Technik verbessern lassen.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Angussblockeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eines Heißkanal-Angusssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 5 sowie einer Steuerungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
Die erfindungsgemäße Angussblockeinheit weist einen Blockkörper auf, in den wenigstens ein schmelzeführender Kanal eingebracht und eine Heizung integriert ist. Der wenigstens eine schmelzeführende Kanal mündet aus dem Blockkörper der Angussblockeinheit mit einer anschnittnahen Angussmündung aus, was bedeutet, dass die Angussblockeinheit mit dieser anschnittnahen Angussmündung den Anschnittbereich für die betreffende Form bildet oder diesem unmittelbar vorgelagert ist. Dies wiederum bedeutet, dass die Schmelze durch Verwendung dieser Angussblockeinheit auf ihrem Förderweg bis unmittelbar vor Erreichen des Formhohlraums aktiv beheizt werden kann.
Der wenigstens eine schmelzeführende Kanal umfasst wenigstens einen Zulaufkanal und wenigstens einen von diesem zur zugehörigen anschnittnahen Angussmündung führenden Angusskanal, und die in den Blockkörper der Angussblockeinheit integrierte Heizung weist wenigstens eine erste steuerbare Heizeinrichtung zur Zulaufkanalbeheizung und eine unabhängig von der ersten steuerbare zweite Heizeinrichtung zur Angusskanalbeheizung auf. Die dadurch mögliche unabhängige aktive Beheizung von Zulaufkanal einerseits und Angusskanal andererseits erlaubt die Einstellung vergleichsweise variabler Temperaturprofile für den Schmelzeweg in der Angussblockeinheit. Damit ist es möglich, das Temperaturprofil für den Weg der Schmelze in der Angussblockeinheit vom Zulaufkanaleintritt bis zur anschnittnahen Angussmündung variabel auf den jeweiligen Anwendungsfall abzustimmen und auf diese Weise zu optimieren.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Angussblockeinheit als eigenständig in eine jeweilige Gießform einsetzbare Baueinheit ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Angussblockeinheit kein fester, unlösbarrer Angussblockteil einer Gießform bzw. Formhälfte, sondern kann modular und flexibel in verschiedenen Gießformen zum Einsatz kommen, die dazu mit korrespondierenden Aufnahmeöffnungen versehen sind. Dabei können auch mehrere derartige Angussblockeinheiten in einer beliebigen Anordnungskonfiguration je nach Größe und Art der Gießform verwendet werden.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Angussblockeinheit beinhaltet die erste und/oder die zweite Heizeinrichtung mehrere elektrische Heizkreise. Dadurch lässt sich in entsprechenden Anwendungsfällen die Zulaufkanalbeheizung bzw. die Angusskanalbeheizung weiter optimieren. Bei Bedarf kann eine separate Steuerbarkeit der mehreren elektrischen Heizkreise für die Zulaufkanalbeheizung bzw. die Angusskanalbeheizung vorgesehen sein, was die Beheizung der Schmelze auf ihrem Weg durch die Angussblockeinheit hindurch weiter verbessern kann.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Angussblockeinheit verläuft der wenigstens eine Zulaufkanal in einer axialen Richtung, und der wenigstens eine Angusskanal führt quer vom Zulaufkanal ab. In dieser Angussblockeinheit kann folglich Schmelze axial zugeführt und dann in Querrichtung in den Formhohlraum eingeleitet werden.
Das Heißkanal-Angusssystem nach Anspruch 5 ist mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen Angussblockeinheiten und einem Verteilerblockaufbau ausgerüstet, an dem auf einer Angussseite die eine oder mehreren Angussblockeinheiten angebracht sind. Der Verteilerblockaufbau ist mit einem oder mehreren Laufkanälen versehen, über die Schmelze dem oder den schmelzeführenden Kanälen der einen oder mehreren Angussblockeinheiten zugeführt werden kann. Der Verteilerblockaufbau bildet auf diese Weise mit der oder den an ihm angebrachten Angussblockeinheiten eine variabel einsetzbare, modulare Baueinheit, die je nach Anwendungsfall unterschiedlich konfiguriert und in eine Form bzw. Formhälfte eingesetzt werden kann. Beispielsweise können zur Realisierung eines Heißkanal-Kamm-Angusssystems mehrere Angussblockeinheiten in einer linearen, d.h. eindimensionalen, Konfiguration oder in einer zweidimensional verteilten Konfiguration am Verteilerblockaufbau angeordnet und so an verteilten Stellen auf einer Angussseite in eine Form bzw. Formhälfte eingesetzt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Verteilerblockaufbau einen oder mehrere Verteilerblockelemente auf, wobei das jeweilige Verteilerblockelement aktiv beheizt werden kann. Dies gewährleistet eine kontinuierlich beheizte Verteilung von Schmelze, die dem Verteilerblockaufbau z.B. über eine vorgeschaltete Dosiereinheit mit Gießkolben und Düse zugeführt wird, auf die einzelnen, an den Verteilerblockaufbau angekoppelten Angussblockeinheiten.
Das nach Anspruch 7 weitergebildete Heißkanal-Angusssystem weist einen Heizungsregelkreis zur geregelten Beheizung derselben auf, wobei der Heizungsregelkreis wenigstens zwei individuell zur Einregelung eines vorgebbaren Temperaturprofils geregelte Heizelemente für die jeweilige Angussblockeinheit aufweist. Dies ermöglicht im Betrieb eine vergleichsweise variable und genaue Einstellung der Temperatur für die durch die Angussblockeinheit strömende Schmelze, bevor die Schmelze von dort direkt in den Formhohlraum gelangt. Es versteht sich, dass bei Bedarf weitere individuell geregelte Heizelemente entlang des der Angussblockeinheit vorgeschalteten Schmelzeströmungsweges vorgesehen sein können.
Die Steuerungseinrichtung nach Anspruch 8 ist zur Steuerung einer Druckgießmaschine bestimmt, die zur Herstellung von Metalldruckgusseilen dient und ein erfindungsgemäßes Heißkanal-Angusssystem sowie eine Angusssystem-Temperatursensorik aufweist. Die Steuerungseinrichtung ist dafür ausgelegt, einen jeweiligen Formfüllvorgang in Abhängigkeit von einer ihr durch die Angusssystem-Temperatursensorik gelieferten Temperatur-information zu steuern. Dadurch kann der Formfüllvorgang, d.h. das Füllen des Formhohlraums mit der Schmelze, von der erfassten Temperatur der Schmelze im Angusssystemteil abhängig gemacht werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird dies dazu genutzt, den jeweiligen Formfüllvorgang erst freizugeben bzw. zu starten, wenn eine oder mehrere von der Angusssystem-Temperatursensorik erfasste Temperaturen im Heißkanal-Angusssystem innerhalb eines jeweils vorgegebenen Solltemperaturbereichs bzw. Solltemperaturfensters liegen. Damit wird sichergestellt, dass das Gießen der Form erst erfolgt, wenn vorgegebene gewünschte Temperaturbedingungen im Angusssystem herrschen, z.B. in einer oder mehreren, im Heißkanal-Angusssystem verwendeten erfindungsgemäßen Angussblockeinheiten.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1: ein schematisches Blockdiagramm eines perspektivisch wiedergegebenen Heißkanal-Angusssystems für eine Druckgießmaschine in einer viereckförmigen Konfiguration mit zugehörigem Steuerungs-/Regelungsteil,
Fig. 2: eine Längsschnittansicht des Angusssystems von Fig. 1 entlang einer Linie II-II in Fig. 1 mit zugehörigem Heizungsregelkreis,
Fig. 3: eine Längsschnittansicht des Angusssystems von Fig. 1 entlang einer Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4: eine Längsschnittansicht des Angusssystems von Fig. 1 entsprechend Fig. 2 in einer Einbaulage und
Fig. 5: eine schematische Perspektivansicht eines weiteren Heißkanal-Angusssystems in einer sternförmigen Konfiguration.

Der in Fig. 1 mit den hier interessierenden Komponenten gezeigte Angusssystem- und Steuerungsteil einer Druckgießmaschine beinhaltet ein Heißkanal-Angusssystem 1 mit einem modularen Aufbau, der einen Verteilerblockaufbau 2 und an diesem auf einer Angussseite angebrachte Angussblockeinheiten umfasst, im gezeigten Beispiel vier Angussblockeinheiten 3a, 3b, 3c, 3d. Bei der Druckgießmaschine kann es sich z.B. um eine Warmkammer-Druckgießmaschine für Zink- oder Magnesiumdruckguss handeln, alternativ auch um eine Warmkammer-Druckgießmaschine für andere damit gießbare Werkstoffe oder um eine Druckgießmaschine für Metalldruckguss vom Kaltkammertyp.
Der Verteilerblockaufbau 2 beinhaltet im gezeigten Beispiel einen Längsverteilerblock 2a und zwei an gegenüberliegenden Endbereichen des Längsverteilerblocks 2a angeordnete Querverteilerblöcke 2b. Der Längsverteilerblock 2a weist auf einer in Fig. 1 oberen Seite eine mittige Einlassöffnung 4 als Angussmundstück des Heißkanal-Angusssystems 1 auf, an das in herkömmlicher, hier nicht weiter gezeigter Weise eine endseitige Düse einer Gießkolbeneinheit einer vorgeschalteten Schmelzedosiereinheit der Druckgießmaschine angesetzt werden kann. Vom Angussmundstück 4 führt ein längsmittiger Läuferkanal 5, wie in der Schnittdarstellung von Fig. 3 zu erkennen, zu den Endbereichen des Längsverteilerblocks 2a, wo der Läuferkanal 5 in je einen längsmittigen Läuferkanal 6 des betreffenden, fluiddicht angekoppelten Querverteilerblocks 2b übergeht, der seinerseits an den Endbereichen in einen Zulaufkanal 7 der betreffenden, fluiddicht angekoppelten Angussblockeinheit 3a bis 3d übergeht.
Jede Angussblockeinheit 3a bis 3d ist in gleicher Weise aus einem Blockkörper 8 mit integrierter Heizung aufgebaut. Der Aufbau der jeweiligen Angussblockeinheit 3a bis 3d ist aus den Schnittansichten der Fig. 2 und 3 näher zu erkennen. Speziell beinhaltet er im gezeigten Beispiel einen T-förmigen Grundkörper 9 mit langgestrecktem Mitteldom 9a, in den der Zufuhrkanal 7 als mittige Axialbohrung eingebracht ist, und davon quer abragendem Fußteil 9b. Im Fußteil 9b sind von der Ausmündung des Zulaufkanals 7 zu zwei entgegengesetzten Seiten quer abführende Angusskanäle 11a, 11 b ausgebildet, die im entsprechenden unteren Seitenbereich der Angussblockeinheit 3a bis 3d mit je einer schlitzförmigen anschnittnahen Angussmündung 12a, 12b ausmünden. Im Bodenbereich unter den Angusskanälen 11a, 11b ist im Fußteil 9b eine thermische Isolationsschicht 10 vorgesehen.
Der Zulaufkanal 7 bildet zusammen mit den beiden von ihm endseitig quer abführenden Angusskanälen 11a, 11b, die vorzugsweise jeweils einen kleineren Durchlassquerschnitt als der Zulaufkanal 7 aufweisen, einen schmelzeführenden Kanal, durch den im Betrieb die über den Verteilerblockaufbau 2 zugeführte Schmelze in der jeweiligen Angussblockeinheit 3a bis 3d direkt zum Anschnittbereich einer Form und somit direkt in oder bis unmittelbar vor einen mit der Schmelze zu befüllenden Formhohlraum geführt wird. Mit der in den Blockkörper 8 integrierten Heizung wird dieses schmelzeführende Kanalsystem der Angussblockeinheit 3a bis 3d gezielt aktiv beheizt.
Dazu umfasst die integrierte Heizung eine primär der Zulaufkanalbeheizung dienende erste Heizeinrichtung und eine primär zur Angusskanalbeheizung dienende zweite Heizeinrichtung, die separat von der ersten Heizeinrichtung steuer- bzw. regelbar ist. Im gezeigten Beispiel beinhaltet die erste Heizeinrichtung zwei separat ansteuerbare Heizkreise 13a, 13b, die an der Mantelfläche des Mitteldoms 9a angeordnet sind, und die zweite Heizeinrichtung weist zwei separat ansteuerbare elektrische Heizkreise 14a, 14b auf, die ebenfalls getrennt voneinander sowie getrennt von den Heizkreisen 13a, 13b der ersten Heizeinrichtung ansteuerbar sind und auf dem Fußteil 9b des Grundkörpers 9 angeordnet sind. Nach außen bzw. oben sind die elektrischen Heizkreise 13a bis 14b, die z.B. durch geeignet konfigurierte Heizdrahtelemente realisiert sein können, durch einen thermischen Isolationsring 15 abgeschirmt, der seinerseits von einem außenbündig zum Fußteil 9b angeordneten Außenmantel 16 der Angussblockeinheit 3a bis 3d umgeben ist.
Der integrierten Heizung jeder Angussblockeinheit 3a bis 3d ist, wie in Fig. 2 dargestellt, jeweils ein Heizungsregelkreis mit einer Regeleinheit 17 zugeordnet, die über einen elektrischen Verstärker 18 geeignete Stellsignale 19, d.h. Heizstromsignale, separat für jeden der getrennt ansteuerbaren Heizkreise bzw. Heizelemente 13a bis 14b abgibt. Über herkömmliche, hier nicht näher gezeigte Temperatursensoren, die an geeigneter Stelle in der Nähe des jeweiligen Heizkreises 13a bis 14b angeordnet sind, werden entsprechende Temperatur-Istwertinformationen 20 bezüglich jedes Heizkreises 13a bis 14b der Regeleinheit 17 zugeführt, die in Abhängigkeit davon unter Berücksichtigung von über einen Sollwerteingang eingebbaren Sollwertinformationen 21 die Stellsignale 19 erzeugt.
Durch das Anordnen der zweiten Heizeinrichtung für die Angusskanalbeheizung zusätzlich zur ersten Heizeinrichtung für die Zulaufkanalbeheizung lässt sich mit diesem Heizungsregelkreis mittels geeigneter Vorgabe der entsprechenden Temperatur-Sollwertinformationen ein gewünschtes Temperaturprofil für den beheizten, aus dem Zulaufkanal 7 und den Angusskanälen 11a, 11 b bestehenden schmelzeführenden Kanal der Angussblockeinheit 3a bis 3d sehr variabel wählen und sehr exakt einhalten. Insbesondere ist es durch die beiden separat ansteuerbaren Heizeinrichtungen möglich, eine im Bereich der Angusskanäle 11a, 11b gewünschte Temperatur unabhängig von der für den Zulaufkanal 7 gewünschten Temperatur einzustellen und einzuhalten. Wenn wie im gezeigten Beispiel die jeweilige Heizeinrichtung aus mehreren unabhängig ansteuerbaren Heizkreisen bzw. Heizelementen aufgebaut ist, kann zudem das Temperaturprofil im Zulaufkanalbereich und/oder im Angusskanalbereich vergleichsweise fein eingestellt und geregelt werden. Bei Bedarf kann hierbei auch ein ortsabhängig entlang des Schmelzeweges bzw. Förderweges der Schmelze im Zulaufkanal 7 und/oder den Angusskanälen 11a, 11b veränderliches Temperaturprofil vorgegeben und eingeregelt werden.
Es versteht sich, dass beim vorliegenden Heißkanal-Angusssystem die Schmelze auch bereits im Verteilerblockaufbau 2 vor Erreichen der Angussblockeinheiten 3a bis 3d aktiv beheizt werden kann. Dazu dienen entsprechende weitere Heizeinrichtungen mit in den Längsverteilerblock 2a integrierten Heizelementen, z.B. in Fig. 3 gezeigten Heizdrähten 23, und in den Querverteilerblöcken 2b integrierten Heizelementen, z.B. in Fig. 2 gezeigten Heizdrähten 22.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der in Fig. 2 für eine der Angussblockeinheiten 3a gezeigte Heizungsregelkreis Teil eines Gesamtheizungsregelkreises für alle aktiv beheizten Komponenten des Heißkanal-Angusssystems 1 mit einer übergeordneten zentralen Regeleinheit ZR, einzelnen Regeleinheiten 17₁ bis 17₄ und zugehörigen Stellsignalverstärkern bzw. Leistungsteilen 18₁ bis 18₄ für jede der Angussblockeinheiten 3a bis 3d, einer einzelnen Regeleinheit 17₅ mit zugehörigem Leistungsteil 18₅ zur geregelten Beheizung des Längsverteilerblocks 2a sowie zwei einzelnen Regeleinheiten 17₆, 17₇ mit jeweils zugehörigem Leistungsteil 18₆, 18₇ für die separate Beheizung jedes der beiden Querverteilerblöcke 2b. Jede der einzelnen Regeleinheiten 17₁ bis 17₇ entspricht in ihrer Funktionsweise der Regeleinheit 17 von Fig. 2 und empfängt von einer ihr jeweils zugeordneten und in der betreffenden Angussblockeinheit 3a bis 3d bzw. in den Querverteilerblöcken 2b und dem Längsverteilerblock 2a geeignet angeordneten Temperatursensorik entsprechende Temperatur-Istwertinformationen 20_i. Weiter empfängt jede dieser Regeleinheiten 17₁ bis 17₇ zugehörige Sollwertinformationen 21_i von der zentralen Regeleinheit ZR und gibt abhängig von diesen und den empfangenen, sensierten Temperaturinformationen 20_i ein Stellsignal 19_i ab, das den zugehörigen Leistungsteil 18_i zur entsprechenden Heizleistungsabgabe an die Heizelemente in den Angussblockeinheiten 3a bis 3d, den Querverteilerblöcken 2b und dem Längsverteilerblock 2a veranlasst (i=1, ..., 7). Des Weiteren gibt jede einzelne Regeleinheit 17_i ein zugehöriges Statussignal 23_i an die zentrale Regeleinheit ZR ab, das eine Information über die Temperatur in dem zugehörigen Angusssystembereich beinhaltet, der von demjenigen Heizelement bzw. Heizkreis beheizt wird, das bzw. der von dieser Regeleinheit geregelt wird. Insbesondere umfasst dieses Statussignal 23_i eine Information darüber, ob die von dem betreffenden Einzelregelkreis eingeregelte Temperatur innerhalb eines durch die Sollwertinformationen 21_i vorgegebenen Solltemperaturfensters bzw. Solltemperaturbereichs liegt oder nicht.
Somit können in sehr flexibler und variabler Weise durch die zentrale Regeleinheit ZR separat für jede der Angussblockeinheiten 3a bis 3d, die beiden Querverteilerblöcke 2b und den Längsverteilerblock 2a individuelle Solltemperaturen bzw. Solltemperaturbereiche als einzuhaltende Temperaturprofile vorgegeben werden, die dann von den individuell zugeordneten Einzelregelkreisen eingeregelt werden. Die zentrale Regeleinheit ZR kann je nach Systemauslegung und Anwendungsfall außer der erwähnten Heizungsregelung für das Heißkanal-Angusssystem weitere Regelungs-/Steuerungsaufgaben erfüllen. Im gezeigten Beispiel steht sie mit einer zentralen Maschinensteuerung MS der Druckgießmaschine in bidirektionaler Kommunikationsverbindung 24.
Vorliegend wird dies unter anderem dazu genutzt, die zentrale Maschinensteuerung MS darüber zu informieren, ob die individuell für die verschiedenen beheizbaren Komponenten des Heißkanal-Angusssystems 1 individuell vorgegebenen Beheizungstemperaturprofile bzw. Solltemperaturbereiche erreicht sind bzw. eingehalten werden. Die zentrale Maschinensteuerung MS nutzt diese Information dazu, einen jeweiligen Formfüllvorgang und damit das Zuführen von Schmelze in das Heißkanal-Angusssystem 1 erst dann freizugeben bzw. zu starten, wenn sie von der zentralen Regeleinheit ZR darüber informiert worden ist, dass alle vorgegebenen Temperaturprofile bzw. Solltemperaturen für die einzelnen beheizbaren Komponenten des Heißkanal-Angusssystems 1, d.h. für die Angussblockeinheiten 3a bis 3d, die Querverteilerblöcke 2b und den Längsverteilerblock 2a, erreicht bzw. eingehalten sind. Dies vermeidet das Durchführen eines unvorteilhaften Formfüllvorgangs, bei dem die Temperatur in einer oder mehreren Komponenten des Heißkanal-Angusssystems 1, z.B. die Temperatur im Längsverteilerblock 2a oder einem der beiden Querverteilerblöcke 2b oder die Temperatur für den Zulaufkanal 7 und/oder die Temperatur für wenigstens einen der beiden Angusskanäle 11a, 11 b in einer der Angussblockeinheiten 3a bis 3d, nicht im gewünschten, vorgegebenen Solltemperaturfenster liegt.
Als weiterer Vorteil der Erfindung ist der modulare Aufbau des Heißkanal-Angusssystems 1 zu nennen, das sich in praktisch beliebigen Konfigurationen aus einer oder mehreren Angussblockeinheiten, die als eigenständig in eine jeweilige Gießform einsetzbare Baueinheiten ausgebildet sind, und einem vorgeschaltetem Verteilerblockaufbau realisieren lässt. Je nach Größe und Art der Gießform kann eine geeignete Anzahl von Angussblockeinheiten z.B. mit dem in den Fig. 2 und 3 gezeigten Aufbau über eine feste Formhälfte verteilt in entsprechende Ausnehmungen derselben eingesetzt werden. In Fig. 1 ist beispielhaft eine Konfiguration mit vier Angussblockeinheiten in rechteckförmiger Verteilung gezeigt. Der dazu passend gestaltete Verteilerblockaufbau mit einem Längsverteilerblock und zwei Querverteilerblöcken sorgt für die Verteilung der Schmelze auf die Angussblockeinheiten und dient gleichzeitig als gemeinsamer Träger bzw. Montagerahmen, an dem die Angussblockeinheiten angebracht sind. Alternativ kann jede andere Anzahl von derartigen eigenständigen Angussblockeinheiten in beliebiger anderer geometrischer Anordnung zum Einsatz kommen, mit geeignetem zugehörigem Verteilerblockaufbau, der seinerseits je nach Anwendungsfall aus einem einzelnen Verteilerblock oder aus mehreren aneinander angebrachten Verteilerblöcken bestehen kann.
Fig. 4 zeigt das Angusssystem 1 in einer Einbaulage in einer Form mit einer festen Formhälfte 25 und einer beweglichen Formhälfte 27, die bei geschlossener Form, wie gezeigt, längs einer Trennebene 26 unter Bildung eines Formhohlraums 28 gegeneinander anliegen, wobei die Schnittebene von Fig. 4 derjenigen von Fig. 2 entspricht, d.h. zu erkennen ist in Fig. 4 die Angussblockeinheit 3a mit ihrem zugehörigen Querverteiler 2b. Wie in Fig. 4 für diese Angussblockeinheit 3a mit dem zugehörigen Querverteilerblock 2b zu erkennen, ist das Angusssystem 1 mit seinen vier Angussblockeinheiten und seinem Verteilerblockaufbau in entsprechende Ausnehmungen 29 der festen Formhälfte 25 eingesetzt. Dabei liegen die Angussmündungen 12a, 12b einem Anschnittkanal 30 gegenüber, der mit kurzer Länge direkt in den Formhohlraum 28 führt, von dem in der Schnittebene der Fig. 4 nur ein kleiner Ausschnitt zu erkennen ist. Beim Gießvorgang gelangt die zugeführte Schmelze vom Läuferkanal 6 des Querverteilerblocks 2b in den Zulaufkanal 7 der jeweiligen Angussblockeinheit, verteilt sich dann in die Angusskanäle 11a, 11 b und wird über die Angussmündungen 12a, 12b und die Anschnittkanäle 30 in den Formhohlraum 28 gedrückt. Dabei wird sie auf ihrem Förderweg bis zu ihrem Austritt aus den Angussmündungen 12a, 12b aktiv beheizt. Charakteristischerweise kann die Beheizung in der jeweiligen Angussblockeinheit, wie oben erläutert, durch die beiden separat steuerbaren bzw. regelbaren Heizeinrichtungen mit je einem oder mehreren Heizkreisen 13a, 13b bzw. 14a, 14b zur Beheizung des Zulaufkanals 7 bzw. der Angusskanäle 11 a, 11 b sehr flexibel und feinfühlig erfolgen, insbesondere kann hierbei ein gewünschtes Temperaturprofil für den Förderweg der Schmelze in der jeweiligen Angussblockeinheit vorgegeben und eingehalten werden. Somit lässt sich die Schmelze bis direkt zu ihrem Eintritt in den Formhohlraum 28 über die Anschnitte 30 in vorgebbarer Weise gesteuert oder geregelt aktiv beheizen. Erfindungsgemäß kann ein Heißkanal-Angusssystem mit einem ganzen Satz verschiedenartiger Konfigurationen von Angussblockeinheiten mit jeweils zugehörigem Verteilerblockaufbau zum Einsatz in verschiedenen Gießformen bereitgestellt werden. Da zudem die jeweilige Angussblockeinheit als eigenständig in eine jeweilige Gießform einsetzbare Baueinheit ausgebildet und folglich kein unlösbarer Bestandteil einer festen Formhälfte bzw. eines an dieser unlösbar angebrachten Angussblocks ist, kann die jeweilige Angussblockeinheit oder ein ganzes Heißkanal-Angusssystem mit einer oder mehreren Angussblockeinheiten und zugehörigem Verteilerblockaufbau bei Bedarf für verschiedene Gießformen benutzt werden, d.h. die Angussblockeinheit bzw. das Heißkanal-Angusssystem wird, nachdem sie bzw. es zunächst in einer ersten Gießform zum Einsatz kam, von dieser abgenommen und kann anschließend oder später in eine andere Gießform eingesetzt werden.
Beispielhaft zeigt Fig. 5 eine Konfiguration eines erfindungsgemäßen Heißkanal-Angusssystems 1', das drei Angussblockeinheiten 3e, 3f, 3g der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Bauart in einer sternförmigen, dreieckigen Anordnung mit einem Verteilerblockaufbau beinhaltet, der durch einen einzelnen, dreizackigen Verteilerblock 2' mit eintrittsseitigem, zentralem Angussmundstück 4' gebildet ist. In jedem der drei Arme dieses Verteilerblocks 2' verläuft in nicht gezeigter Weise je ein Läuferkanal vom eintrittsseitigen Angussmundstück 4' bis zum Zulaufkanaleintritt der jeweiligen Angussblockeinheit 3e, 3f, 3g. Dem Verteilerblock 2' und den Angussblockeinheiten 3e, 3f, 3g sind in gleicher Weise, wie oben zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 beschrieben, separat regelbare Heizelemente mit zugehörigen einzelnen Heizungsregelkreisen und einer zugeordneten zentralen Regeleinheit zugeordnet, was hier keiner wiederholten Beschreibung bedarf. Im übrigen entspricht das Heißkanal-Angusssystem 1' von Fig. 5 in seiner Wirkungsweise und seinen Vorteilen demjenigen der Fig. 1 bis 4, worauf verwiesen werden kann.
Wie gesagt, eignet sich das erfindungsgemäße modulare Heißkanal-Angusssystem z.B. für Warmkammer-Druckgießmaschinen, es ist aber in gleicher Weise auch für Druckgießmaschinen vom Kaltkammertyp verwendbar.

Claims

Angussblockeinheit für ein Heißkanal-Angusssystem einer Druckgießmaschine, mit
- einem Blockkörper (8), in den wenigstens ein schmelzeführender Kanal (7, 11a, 11b) eingebracht ist, der aus dem Blockkörper mit einer anschnittnahen Angussmündung (12a, 12b) ausmündet und wenigstens einen Zulaufkanal (7) und wenigstens einen von diesem zur zugehörigen Angussmündung führenden Angusskanal (11a, 11b) beinhaltet, und

- einer in den Blockkörper integrierten Heizung (13a bis 14b) für den wenigstens einen schmelzeführenden Kanal, die eine erste Heizeinrichtung (13a, 13b) zur Zulaufkanalbeheizung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die in den Blockkörper (8) integrierte Heizung eine unabhängig von der ersten steuerbare zweite Heizeinrichtung (14a, 14b) zur Angusskanalbeheizung aufweist.
Angussblockeinheit nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass sie als eigenständig in eine jeweilige Gießform einsetzbare Baueinheit (3a bis 3d) ausgebildet ist.
Angussblockeinheit nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die erste Heizeinrichtung und/oder die zweite Heizeinrichtung mehrere, separat ansteuerbare elektrische Heizkreise (13a, 13b; 14a, 14b) beinhaltet.
Angussblockeinheit nach Anspruch 2 oder 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Angusskanal (11a, 11b) quer vom in axialer Richtung verlaufenden Zulaufkanal abführt.
Heißkanal-Angusssystem für eine Druckgießmaschine,
gekennzeichnet durch
- eine oder mehrere Angussblockeinheiten (3a bis 3d) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und

- einen Verteilerblockaufbau (2), an dem auf einer Angussseite die eine oder mehreren Angussblockeinheiten angebracht sind und der einen oder mehrere Laufkanäle (5, 6) zur Schmelzezufuhr in den oder die schmelzeführenden Kanäle der einen oder mehreren Angussblockeinheiten aufweist.
Heißkanal-Angusssystem nach Anspruch 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerblockaufbau ein oder mehrere miteinander verbundene, beheizbare Verteilerblockelemente (2a, 2b) aufweist.
Heißkanal-Angusssystem nach Anspruch 5 oder 6, weiter gekennzeichnet durch einen Heizungsregelkreis zur geregelten Beheizung der jeweiligen Angussblockeinheit, wobei der Heizungsregelkreis wenigstens zwei individuell zur Einregelung eines vorgebbaren Temperaturprofils geregelte Heizelemente (13a, 13b, 14a, 14b) für die jeweilige Angussblockeinheit (3a bis 3d) aufweist.
Steuerungseinrichtung für eine Druckgießmaschine,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungseinrichtung dafür eingerichtet ist, eine Druckgießmaschine mit einem Heißkanal-Angusssystem (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 mit zugehöriger Angusssystem-Temperatursensorik zu steuern und dabei eine Temperaturinformation der Angusssystem-Temperatursensorik zu empfangen und in Abhängigkeit davon einen Formfüllvorgang der Druckgießmaschine zu steuern.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 8, weiter dadurch gekennzeichnet, dass sie dafür eingerichtet ist, einen Formfüllvorgang der Druckgießmaschine nur dann freizugeben, wenn eine oder mehrere der von der Angusssystem-Temperatursensorik erfassten Temperaturen im Heißkanal-Angusssystem innerhalb eines jeweils vorgegebenen Solltemperaturbereichs liegen.