EP2962785A2 - Füllkammer für eine druckgiessmaschine - Google Patents

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EP2962785A2
EP2962785A2 EP15001786.1A EP15001786A EP2962785A2 EP 2962785 A2 EP2962785 A2 EP 2962785A2 EP 15001786 A EP15001786 A EP 15001786A EP 2962785 A2 EP2962785 A2 EP 2962785A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filling chamber
insert
ceramic
feed opening
removable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15001786.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2962785A3 (de
Inventor
Gabriel Vida
Dieter Stellwag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wieland Werke AG
Original Assignee
Wieland Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wieland Werke AG filed Critical Wieland Werke AG
Publication of EP2962785A2 publication Critical patent/EP2962785A2/de
Publication of EP2962785A3 publication Critical patent/EP2962785A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B22D17/2023—Nozzles or shot sleeves

Definitions

  • the invention relates to a filling chamber for a die casting machine according to the preamble of claim 1.
  • the inner surface of the filling chamber of a die casting machine is most affected by wear in the region of the feed opening.
  • this always impinges on the inner surface of the filling chamber at the same location below the feed opening.
  • washouts in the area below the feed opening, whereby the sliding movement of the pressure piston in the chamber can be hindered and the pressure piston is exposed to greater wear.
  • An insert that extends only over the area of the feed opening and that can be rapidly replaced with a new one when worn, provides a quick remedy in the most common cases of wear of the sliding surface for the pressure piston.
  • the insert extends from the outer end of the filling chamber to axially within the feed opening and comes into contact at its inner end in a narrow annular region with its peripheral surface with the inner wall of the filling chamber, while at its outer end by a between its outer periphery and the inner wall of the Filling chamber attacking centering is guided coaxially to the filling chamber.
  • a filling chamber for a die casting machine with a supply port for liquid casting material in which in the filling chamber wall in the region opposite to the feed opening a cooling device is provided.
  • the cooling device is formed from an insertable from the outside into the Greprowand disc, which is provided with at least one guide channel for a coolant.
  • this measure is intended to extend the service life of a filling chamber insert.
  • the invention has the object of developing a filling chamber for a die casting machine for longer life.
  • the invention includes a filling chamber for a die casting machine, the cylindrical inner surface serving as a sliding surface for a pressure piston and having a feed opening for liquid casting material and a removable cylindrical insert, on the inner surface of the pressure piston slides along and with a radial, with the feed opening of the Filling chamber is provided in the associated opening of the lateral surface.
  • the inner surface of the removable insert is at least partially made of a ceramic material.
  • the invention is based on the consideration that the greatest wear occurs in a filling chamber in the filling area.
  • the reason for the wear for example in die-cast aluminum, are low-iron aluminum alloys which can attack the steel of the filling chamber or of the exchangeable bushing and form leaching.
  • the steel used in the filling region of the filling chamber is replaced by ceramic, so that the hot melt initially impinges only on a ceramic surface.
  • Such surfaces are on the one hand thermally stable and resistant to corrosion.
  • the removable insert may be constructed of a metallic shell and an internal ceramic sleeve.
  • the ceramic bushing and the protective device are to be regarded as a related part, which can be mounted as an insert in a filling chamber and also replaced again.
  • a sleeve-like protective device for the ceramic bushing is arranged by the sheathing. Ceramics as relatively brittle materials are thus surrounded on the outer periphery of the mechanically resistant metal. This protection device allows a nondestructive assembly and disassembly of the ceramic bush.
  • the metallic sheath of the insert may preferably consist of a steel, which in practice has only slight or no wear and thus can be used for several ceramic bushings.
  • the preferred geometry of the casing corresponds to a hollow cylinder, in the inner circumferential surface of the ceramic bushing is introduced. Preferably, the outer surface of the Ceramic bushing completely enclosed by the casing and thereby supported.
  • the outer surface of the casing itself comes into contact with the inner surface of the filling chamber.
  • the filling opening is correspondingly recessed for the melt, both in the casing and in the ceramic, so that melt can be introduced into the interior of the filling chamber via the filling chamber opening during operation of the system.
  • the cylinder-like casing and the ceramic bush are made to fit, i. that the metallic casing of the insert in the axial direction has the same length as the ceramic bushing.
  • the two bushes are identical to two bushings which are pushed into each other with an exact fit and terminate flush with each other in the axial direction, and both have a recess for filling in the melt.
  • it can also be carried out axially slightly longer and at least one side with flange surfaces, the metallic shell with which contacts an end face of the inner ceramic sleeve.
  • the ceramic bushing can be made in one piece or in several pieces. With multi-piece ceramic bushings occurring during operation can be encountered in the material thermally induced stresses.
  • sockets can also be composed of two half-shells or even of several segments. It is important that the metallic sheathing has a supporting effect, which holds the individual parts of the ceramic bushing together.
  • the internal ceramic bushing can be constructed of several segments. As a result, stresses are reduced in the brittle material. If necessary, the sides of the segments can also be chamfered in order to avoid edge breakouts. Even with chamfered edges, the ceramic surface largely remains as a sliding surface for the pressure piston. In the recesses or cavities formed by a chamfer or a gap can also penetrate some melt. However, the amount is so small that no harmful effects on the surrounding metal are to be feared. On the contrary, a gap filled with die-casting material can also further stabilize the segments and also contribute to a reduction in stress.
  • the metallic sheath of the insert exerts a compressive stress on the ceramic bushing.
  • this radial bias can be a tensile stress as an undesirable stress state in the material compensate both in one-piece ceramic bushes as well as constructed of several segments ceramic bushings. During operation, the state of stress in the material should be at least below the characteristic values for the tensile stress which are still acceptable for the respective ceramic.
  • the metallic sheath of the insert can exert a compressive stress on the ceramic bushing even at the operating temperature. As a result, sufficient precautions can be taken even at elevated temperature and as a result of the pressure surges during the pressure casting process that the ceramic material has the longest possible service life without being damaged.
  • the metallic sheath of the insert may have an axial slot.
  • the sheath By choosing the inner diameter of the sheath slightly smaller than the outer diameter of the bushing, the sheath can be slightly widened by the axial slot and pushed over the ceramic bushing. By widening again creates a radially inward bias by the elastic properties of the metal used.
  • the axial slot can also be used to prevent rotation of the entire insert by at least one Part of the resulting through the slot opening cooperates with an existing on the Guschand guide nipple or other bulge.
  • the metallic sheath of the insert can engage over the ceramic bushing on the face side and form a uniform cylindrical surface with the inner surface of the ceramic bushing.
  • a uniform planar sliding surface is formed for the pressure piston and the bush is securely fixed in the axial direction.
  • the metallic sheath may have a retaining ring on the face side, which fixes the ceramic bushing.
  • the retaining ring is firmly bolted, for example, with the rest of the sheath.
  • the removable insert with its inner surface can form only part of the sliding surface for the pressure piston in the region of the feed opening of the filling chamber. In most cases, it is only necessary to set up a ceramic protection in the filling zone, because there the hot molten metal meets the filling chamber inner wall first.
  • the removable insert may extend from the outer end of the filling chamber to axially within the feed opening. In this part of the plant, the material is exposed to special thermal and corrosive loads.
  • the removable insert can be made entirely of ceramic.
  • the removable insert may be constructed of a metallic sheath and an inner thin ceramic layer.
  • a suitable thin ceramic layer may be applied to the inside of the casing, which originally has a slightly larger inner diameter than the rest of the filling chamber. Overall, then the inner diameter of the ceramic surface with layer is in turn aligned with the inner diameter of the rest of the filling chamber.
  • Such layers can be applied by means of plasma spraying or other suitable method for producing thin layers.
  • the ceramic material may consist of silicon carbide, silicon nitride, aluminum oxide, zirconium oxide, boron nitride or boron carbide.
  • silicon carbide and densely sintered silicon nitride are particularly preferred materials that withstand both high temperatures and mechanical stresses in the operation of a die casting machine.
  • Fig. 1 schematically shows a longitudinal section through a filling chamber 1 with insert 10 and the feed opening 3 as a filling area for casting material.
  • the insert 10 has a cylindrical shape and extends from the outer right end of the filling chamber 1 to within a feed opening 3 in the filling chamber 1 in the coaxial direction.
  • the filling chamber 1 is a hollow cylindrical body with a front portion 5, whose inner diameter corresponds to the diameter of the pressure piston, wherein the cylindrical inner surface 2 as a sliding surface for the in Fig. 1 not shown further pressure piston is used.
  • a rear portion 6 connects, in which the feed opening 3 is arranged for the casting material and which serves to receive the insert 10.
  • the rear portion 6 has a larger inner diameter than the front portion 5.
  • the inner diameter of the rear portion 6 is designed so that the insert 10 is held securely and can still be removed with simple means.
  • a clamping ring 4 is releasably secured, which is pressed against the insert 10 to fix its position inside the filling chamber 1.
  • the clamping ring 4 may conveniently be fastened by means of a quick release to the filling chamber 1.
  • the clamping ring 4 has a central recess, through which the pressure piston can be guided into the filling chamber 1.
  • Fig. 1 is the removable insert 10 of a metallic shell 20th and an internal ceramic sleeve 30 constructed.
  • the metallic casing 20 of the insert 10 engages on the ceramic bushing 30 on the front side and forms with the inner surface 31 of the ceramic bushing 30 a uniform cylindrical surface.
  • the holding force for the fixation of the insert 10 is exerted by the end face of the clamping ring 4 on the metallic shell 20.
  • the brittle ceramic experiences no undesirable holding forces here.
  • the metallic sheath is closed at the end by a retaining ring 25 which fixes the ceramic bushing.
  • Fig. 2 schematically shows a view of a mold facing away from a front side of a filling chamber 1.
  • the clamping ring 4 is chamfered at the central recess to form an inclined guide plane for the pressure piston.
  • Fig. 3 schematically shows a side view of an insert 10.
  • the insert 10 has adjacent to the feed opening 3 from Fig. 1 for the molten metal of the filling chamber 1 has an opening 11 of the lateral surface, which has a slightly larger diameter than the tapered feed opening.
  • Fig. 4 schematically shows a longitudinal section through an insert 10 viewed from below, in which the opening 11 can be seen as a rectangular section.
  • the insert 10 has a total of a uniform inner diameter, wherein the inner surface 31 of the ceramic bushing and the inner surface of the overlying portion of the casing with the cylindrical inner surface 2 of the filling chamber 1 from Fig. 1 exactly aligned and together with this forms the sliding surface for a pressure piston.
  • the outer diameter of the insert 10 is also constant over wide areas. Only at the front end of the transition from the end face to the outer shell of the insert 10 is chamfered to facilitate the insertion of the insert 10 into the filling chamber 1. In addition, the outer diameter of the insert 10 is reduced at the outer end to make room for the arrangement of the clamping ring 4, as in Fig. 1 is shown.
  • Fig. 5 schematically shows an oblique view of an insert 10 suitable for mounting in the filling chamber.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Füllkammer für eine Druckgießmaschine, deren zylindrische Innenfläche als Gleitfläche für einen Druckkolben dient und die eine Zuführöffnung für flüssiges Gießmaterial sowie einen entnehmbaren zylindrischen Einsatz aufweist, an dessen Innenfläche der Druckkolben entlang gleitet und der mit einer radialen, mit der Zuführöffnung der Füllkammer in Verbindung stehenden Öffnung der Mantelfläche versehen ist. Erfindungsgemäß besteht die Innenfläche des entnehmbaren Einsatzes zumindest zum Teil aus einem Keramikmaterial.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Füllkammer für eine Druckgießmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Innenfläche der Füllkammer einer Druckgießmaschine ist im Bereich der Zuführöffnung am meisten vom Verschleiß betroffen. Durch das maschinelle Einfüllen von heißem Gießmaterial durch die Zuführöffnung trifft dieses stets an der gleichen Stelle unterhalb der Zuführöffnung auf der Innenfläche der Füllkammer auf. Nach längerem Einsatz der Füllkammer können sich dadurch Auswaschungen im Bereich unterhalb der Zuführöffnung ergeben, wodurch die Gleitbewegung des Druckkolbens in der Kammer behindert werden kann und der Druckkolben einem größeren Verschleiß ausgesetzt ist. So ist aus der Druckschrift DE 42 29 338 C2 eine Füllkammer bekannt, die aus einem Mantelkörper mit einem demontierbaren zylindrischen Einsatz besteht. Ein Einsatz, der sich nur über den Bereich der Zuführöffnung erstreckt und der bei Verschleiß schnell gegen einen neuen ausgetauscht werden kann, bietet eine rasche Abhilfe in den am häufigsten auftretenden Fällen eines Verschleißes der Gleitfläche für den Druckkolben. Der Einsatz erstreckt sich dabei vom äußeren Ende der Füllkammer bis axial innerhalb der Zuführöffnung und tritt an seinem inneren Ende in einem schmalen Ringbereich mit seiner Umfangsfläche mit der Innenwandung der Füllkammer in Berührung, während er an seinem äußeren Ende von einem zwischen seinem Außenumfang und der Innenwandung der Füllkammer angreifenden Zentrierring koaxial zur Füllkammer geführt ist. Hierdurch wird bereits eine Füllkammer für Druckgießmaschinen geschaffen, deren Hauptverschleißzone direkt an der Druckgießmaschine auswechselbar ist. Allerdings wären längere Standzeiten für derartige Einsätze wünschenswert.
  • Des Weiteren ist aus der Druckschrift DE 102 05 246 B4 eine Füllkammer für eine Druckgießmaschine mit einer Zuführöffnung für flüssiges Gießmaterial bekannt, bei der in der Füllkammerwand in dem der Zuführöffnung gegenüberliegenden Bereich eine Kühleinrichtung vorgesehen ist. Die Kühleinrichtung ist aus einer von außen in die Füllkammerwand einsetzbaren Scheibe gebildet, die mit mindestens einem Führungskanal für ein Kühlmittel versehen ist. Diese Maßnahme soll unter anderem die Standzeiten eines Füllkammereinsatzes verlängern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Füllkammer für eine Druckgießmaschine für längere Standzeiten weiterzubilden.
  • Die Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 wiedergegeben. Die weiteren rückbezogenen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die Erfindung schließt eine Füllkammer für eine Druckgießmaschine ein, deren zylindrische Innenfläche als Gleitfläche für einen Druckkolben dient und die eine Zuführöffnung für flüssiges Gießmaterial sowie einen entnehmbaren zylindrischen Einsatz aufweist, an dessen Innenfläche der Druckkolben entlang gleitet und der mit einer radialen, mit der Zuführöffnung der Füllkammer in Verbindung stehenden Öffnung der Mantelfläche versehen ist. Erfindungsgemäß besteht die Innenfläche des entnehmbaren Einsatzes zumindest zum Teil aus einem Keramikmaterial. Mit der Zuführöffnung der Füllkammer und der damit in Verbindung stehenden Öffnung der Mantelfläche ist eine Ausnehmung in der Füllkammer gemeint, um Schmelze ins Innere einzufüllen.
  • Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass der größte Verschleiß in einer Füllkammer im Einfüllbereich vorkommt. Der Grund für den Verschleiß sind, beispielsweise beim Aluminium-Druckguss, eisenarme Aluminiumlegierungen, die den Stahl der Füllkammer bzw. der Wechselbuchse angreifen und Auswaschungen bilden können. Um diesen Effekt zu umgehen wird der üblicherweise verwendete Stahl im Einfüllbereich der Füllkammer durch Keramik ausgetauscht, so dass die heiße Schmelze zunächst nur auf eine Keramikoberfläche auftrifft. Derartige Oberflächen sind einerseits thermisch belastbar und gegenüber Korrosionseinflüssen resistent.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann der entnehmbare Einsatz aus einer metallischen Ummantelung und einer innenliegenden Keramikbuchse aufgebaut sein. Die Keramikbuchse und die Schutzvorrichtung sind als ein zusammengehöriges Teil zu betrachten, welches als Einsatz in eine Füllkammer montiert und auch wieder ausgetauscht werden kann.
  • Da die mechanischen Eigenschaften der Keramikbuchse bezüglich einer mechanischen Krafteinwirkung beim Ein- und Ausbau kritisch betrachtet werden müssen, wird durch die Ummantelung eine hülsenartige Schutzvorrichtung für die Keramikbuchse angeordnet. Keramiken als vergleichsweise spröde Materialien sind damit am Außenumfang vom mechanisch widerstandsfähigeren Metall umgeben. Diese Schutzvorrichtung erlaubt eine zerstörungsfreie Montage und Demontage der Keramikbuchse. Die metallische Ummantelung des Einsatzes kann bevorzugt aus einem Stahl bestehen, welcher in der Praxis nur geringfügigen oder gar keinen Verschleiß aufweist und so für mehrere Keramikbuchsen verwendet werden kann. Die bevorzugte Geometrie der Ummantelung entspricht einem Hohlzylinder, in dessen innere Mantelfläche die Keramikbuchse eingebracht ist. Bevorzugt wird die äußere Mantelfläche der Keramikbuchse vollständig von der Ummantelung umschlossen und hierdurch gestützt. Die äußere Mantelfläche der Ummantelung selbst tritt mit der Innenoberfläche der Füllkammer in Kontakt. Die Einfüllöffnung ist für die Schmelze sowohl bei der Ummantelung als auch bei der Keramik entsprechend ausgespart, so dass über die Füllkammeröffnung Schmelze beim Betreiben der Anlage ins Innere der Füllkammer eingebracht werden kann.
  • Bevorzugt sind die zylinderartige Ummantelung und die Keramikbuchse passgenau ausgeführt, d.h. dass die metallische Ummantelung des Einsatzes in axialer Richtung die gleiche Länge wie die Keramikbuchse aufweist. Mit anderen Worten: Beide Buchsen gleichen zwei passgenau ineinander geschobenen Hülsen, die in axialer Richtung jeweils stirnseitig bündig miteinander abschließen und beide eine Ausnehmung zum Einfüllen der Schmelze aufweisen. Es kann allerdings auch die metallische Ummantelung axial etwas länger und zumindest einseitig mit Flanschflächen ausgeführt sein, mit denen eine Stirnfläche der innenliegenden Keramikbuchse kontaktiert.
  • Die Keramikbuchse kann dabei einstückig oder mehrstückig gefertigt sein. Mit mehrstückig gefertigten Keramikbuchsen kann im Betrieb auftretenden thermisch bedingten Spannungen im Material begegnet werden. So können Buchsen auch beispielsweise aus zwei Halbschalen oder auch aus mehreren Segmenten zusammengesetzt sein. Hierbei ist es wichtig, dass die metallische Ummantelung eine stützende Wirkung übernimmt, welche die Einzelteile der Keramikbuchse zusammenhält.
  • Vorteilhafterweise kann die innenliegende Keramikbuchse aus mehreren Segmenten aufgebaut sein. Hierdurch werden im spröden Material Spannungen abgebaut. Um Kantenausbrüche zu vermeiden, können die Seiten der Segmente gegebenenfalls auch angefast sein. Auch bei angefasten Kanten verbleibt die Keramikoberfläche weitgehend als Gleitfläche für den Druckkolben erhalten. In die Aussparungen oder Hohlräume, welche durch eine Fase oder einen Spalt entstehen, kann auch etwas Schmelze eindringen. Die Menge ist jedoch so geringfügig, dass keine schädlichen Auswirkungen auf das umgebende Metall zu befürchten sind. Ganz im Gegenteil, ein mit Druckgießmaterial ausgefüllter Spalt kann die Segmente auch weiter stabilisieren und auch zu einem Spannungsabbau beitragen.
  • Demgegenüber ist es auch möglich, dass die metallische Ummantelung des Einsatzes eine Druckspannung auf die Keramikbuchse ausübt. Mit Hilfe dieser radialen Vorspannung lässt sich eine Zugspannung als unerwünschter Spannungszustand im Material sowohl bei einstückigen Keramikbuchsen wie auch bei aus mehreren Segmenten aufgebauten Keramikbuchsen kompensieren. Beim Betrieb sollte der Spannungszustand im Material zumindest unter den für die jeweilige Keramik noch akzeptablen Kennwerten für die Zugspannung liegen.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die metallische Ummantelung des Einsatzes auch bei Betriebstemperatur eine Druckspannung auf die Keramikbuchse ausüben. Hierdurch können auch bei erhöhter Temperatur und infolge der Druckstöße beim Druckgießvorgang ausreichende Vorkehrungen getroffen werden, dass das Keramikmaterial eine möglichst lange Standzeit aufweist, ohne Schaden zu nehmen.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die metallische Ummantelung des Einsatzes einen axialen Schlitz aufweisen. Indem der Innendurchmesser der Ummantelung etwas kleiner als der Außendurchmesser der Buchse gewählt wird, kann die Ummantelung durch den axialen Schlitz etwas aufgeweitet und über die Keramikbuchse geschoben werden. Durch das Aufweiten entsteht wiederum eine radial nach innen gerichtete Vorspannung durch die elastischen Eigenschaften des verwendeten Metalls. Der axialen Schlitz kann auch für eine Verdrehsicherung des gesamten Einsatzes genutzt werden, indem zumindest ein Teil der sich durch den Schlitz ergebenden Öffnung mit einem auf der Füllkammerwand vorhandenen Führungsnippel oder einer sonstigen Ausbuchtung zusammenwirkt.
  • Vorteilhafterweise kann die metallische Ummantelung des Einsatzes an der Keramikbuchse stirnseitig übergreifen und mit der Innenfläche der Keramikbuchse eine einheitliche zylindrische Fläche bilden. Durch dieses Übergreifen bildet sich für den Druckkolben eine einheitliche ebene Gleitfläche aus und die Buchse wird in axialer Richtung sicher fixiert.
  • In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kann am inneren Ende des Einsatzes die metallische Ummantelung stirnseitig einen Haltering aufweisen, der die Keramikbuchse fixiert. Der Haltering wird beispielsweise mit der übrigen Ummantelung fest verschraubt. Mittels dieser wieder lösbaren Verbindung kann im Bedarfsfall eine Keramikbuchse leicht ausgewechselt werden.
  • In besonders bevorzugter Ausführungsform kann der entnehmbare Einsatz mit seiner Innenfläche nur einen Teil der Gleitfläche für den Druckkolben im Bereich der Zuführöffnung der Füllkammer bilden. Meist ist es nur nötig, in der Einfüllzone einen Keramikschutz einzurichten, da dort die heiße Metallschmelze zuerst auf die Füllkammerinnenwand trifft.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann sich der entnehmbare Einsatz vom äußeren Ende der Füllkammer bis axial innerhalb der Zuführöffnung erstrecken. In diesem Anlagenteil ist das Material besonderen thermischen und korrosiven Belastungen ausgesetzt.
  • Vorteilhafterweise kann der entnehmbare Einsatz vollständig aus Keramik bestehen. Es gibt bereits Füllkammern mit Wechselbuchsen aus Stahl, wodurch dann ein Vollkeramikeinsatz die gleiche Geometrie wie eine vorhandene Wechselbuchse haben kann. Dadurch ist es bei vorsichtigem Umgang mit dem Keramikmaterial dennoch von Vorteil, eine Stahlbuchse einfach durch eine entsprechende Keramikbuchse zu tauschen. Hierbei müssen üblicherweise keine weiteren Anpassungen in der geometrischen Auslegung durchgeführt werden.
  • In einer weiteren vorteilhafter Ausgestaltung kann der entnehmbare Einsatz aus einer metallischen Ummantelung und einer innenliegenden dünnen Keramikschicht aufgebaut sein. Hierbei kann eine geeignete dünne Keramikschicht auf die Innenseite der Ummantelung aufgebracht sein, welche ursprünglich einen etwas größeren Innendurchmesser als die übrige Füllkammer aufweist. Insgesamt ist dann der Innendurchmesser der Keramikoberfläche mit Schicht wiederum an den Innendurchmesser der übrigen Füllkammer angeglichen. Derartige Schichten können mittels Plasmaspritzen oder anderen geeigneten Verfahren zur Herstellung dünner Schichten aufgebracht sein.
  • Vorteilhafterweise kann das Keramikmaterial aus Siliciumcarbid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Bornitrid oder Borcarbid bestehen. Je nach Temperatur und den korrosiven Eigenschaften der Metallschmelze kommen unterschiedliche Materialien in Betracht. Siliciumcarbid und dicht gesinteres Siliziumnitrid sind besonders bevorzugte Werkstoffe, die sowohl gegenüber hohen Temperaturen wie auch gegenüber den mechanischen Belastungen im Betrieb einer Druckgießanlage standhalten.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
  • Darin zeigen:
    • Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine Füllkammer mit Einsatz,
    • Fig. 2 schematisch eine Ansicht der einer Gießform abgewandten Stirnseite einer Füllkammer,
    • Fig. 3 schematisch eine Seitenansicht eines Einsatzes,
    • Fig. 4 schematisch einen Längsschnitt durch einen Einsatz, und
    • Fig. 5 schematisch eine Schrägansicht eines Einsatzes.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Füllkammer 1 mit Einsatz 10 und der Zuführöffnung 3 als Einfüllbereich für Gießmaterial. Der Einsatz 10 hat eine zylindrische Form und erstreckt sich vom äußeren rechten Ende der Füllkammer 1 bis innerhalb einer Zuführöffnung 3 in der Füllkammer 1 in koaxialer Richtung. Die Füllkammer 1 ist ein hohlzylindrischer Körper mit einem vorderen Bereich 5, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser des Druckkolbens entspricht, wobei die zylindrische Innenfläche 2 als Gleitfläche für den in Fig. 1 nicht weiter dargestellten Druckkolben dient. An diesen vorderen Bereich 5 schließt sich ein hinterer Bereich 6 an, in dem die Zuführöffnung 3 für das Gießmaterial angeordnet ist und der der Aufnahme des Einsatzes 10 dient. Aus diesem Grund weist der hintere Bereich 6 einen größeren Innendurchmesser als der vordere Bereich 5 auf. Dabei ist der Innendurchmesser des hinteren Bereiches 6 so konzipiert, dass der Einsatz 10 sicher gehalten ist und dennoch mit einfachen Mitteln herausgenommen werden kann.
  • An der Stirnseite der Füllkammer 1 ist ein Spannring 4 lösbar befestigt, welcher gegen den Einsatz 10 gepresst wird, um dessen Lage im Inneren der Füllkammer 1 zu fixieren. Dabei kann der Spannring 4 zweckmäßigerweise mittels eines Schnellverschlusses an der Füllkammer 1 befestigbar sein. Dadurch ist ein schnelles Entnehmen und Austauschen des Einsatzes 10 der Füllkammer 1 sichergestellt. Der Spannring 4 weist eine zentrale Ausnehmung auf, durch die der Druckkolben in die Füllkammer 1 geführt werden kann.
  • In Fig. 1 ist der entnehmbare Einsatz 10 aus einer metallischen Ummantelung 20 und einer innenliegenden Keramikbuchse 30 aufgebaut. Hierbei greift die metallische Ummantelung 20 des Einsatzes 10 an der Keramikbuchse 30 stirnseitig über und bildet mit der Innenfläche 31 der Keramikbuchse 30 eine einheitliche zylindrische Fläche. Auf diese Weise wird die Haltekraft für die Fixierung des Einsatzes 10 stirnseitig vom Spannring 4 auf die metallische Ummantelung 20 ausgeübt. Die spröde Keramik erfährt hier keine unerwünschten Haltekräfte.
  • Am inneren Ende des Einsatzes ist die metallische Ummantelung stirnseitig durch einen Haltering 25 abgeschlossen, der die Keramikbuchse fixiert. Mittels dieser wieder lösbaren Verbindung kann im Bedarfsfall eine Keramikbuchse mit geringem Aufwand ausgewechselt werden.
  • Fig. 2 zeigt schematisch eine Ansicht der einer Gießform abgewandten Stirnseite einer Füllkammer 1. Der Spannring 4 ist an der zentralen Ausnehmung angefast, um eine schiefe Führungsebene für den Druckkolben zu bilden.
  • Fig. 3 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Einsatzes 10. Der Einsatz 10 weist benachbart zur Zuführöffnung 3 aus Fig. 1 für die Metallschmelze der Füllkammer 1 eine Öffnung 11 der Mantelfläche auf, die einen etwas größeren Durchmesser hat als die konisch zulaufende Zuführöffnung 3.
  • Fig. 4 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Einsatz 10 von unten betrachtet, in dem die Öffnung 11 als rechteckiger Ausschnitt zu sehen ist. Der Einsatz 10 weist insgesamt einen gleichmäßigen Innendurchmesser auf, wobei die Innenfläche 31 der Keramikbuchse und die Innenfläche des übergreifenden Anteils der Ummantelung mit der zylindrischen Innenfläche 2 der Füllkammer 1 aus Fig. 1 genau fluchtet und gemeinsam mit dieser die Gleitfläche für einen Druckkolben bildet.
  • Der Außendurchmesser des Einsatzes 10 ist über weite Bereiche ebenfalls konstant. Lediglich am vorderen Ende ist der Übergang von der Stirnfläche zum Außenmantel des Einsatzes 10 abgeschrägt, um das Einführen des Einsatzes 10 in die Füllkammer 1 zu erleichtern. Außerdem ist der Außendurchmesser des Einsatzes 10 am äußeren Ende verringert, um Platz zu schaffen für die Anordnung des Spannringes 4, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
  • Fig. 5 zeigt schematisch eine Schrägansicht eines Einsatzes 10 geeignet zur Montage in die Füllkammer 1.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Füllkammer
    2
    zylindrische Innenfläche
    3
    Zuführöffnung
    4
    Spannring
    5
    vorderer Bereich
    6
    hinterer Bereich
    10
    Einsatz
    11
    Öffnung der Mantelfläche
    20
    metallische Ummantelung
    25
    Haltering
    30
    Keramikbuchse
    31
    Innenfläche der Keramikbuchse

Claims (13)

  1. Füllkammer (1) für eine Druckgießmaschine, deren zylindrische Innenfläche (2) als Gleitfläche für einen Druckkolben dient und die eine Zuführöffnung (3) für flüssiges Gießmaterial sowie einen entnehmbaren zylindrischen Einsatz (10) aufweist, an dessen Innenfläche der Druckkolben entlang gleitet und der mit einer radialen, mit der Zuführöffnung (3) der Füllkammer (1) in Verbindung stehenden Öffnung (11) der Mantelfläche versehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Innenfläche des entnehmbaren Einsatzes (10) zumindest zum Teil aus einem Keramikmaterial besteht.
  2. Füllkammer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der entnehmbare Einsatz (10) aus einer metallischen Ummantelung (20) und einer innenliegenden Keramikbuchse (30) aufgebaut ist.
  3. Füllkammer (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegende Keramikbuchse (30) aus mehreren Segmenten aufgebaut ist.
  4. Füllkammer (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Ummantelung (20) des Einsatzes (10) eine Druckspannung auf die Keramikbuchse (30) ausübt.
  5. Füllkammer (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Ummantelung (20) des Einsatzes (10) auch bei Betriebstemperatur eine Druckspannung auf die Keramikbuchse (30) ausübt.
  6. Füllkammer (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Ummantelung (20) des Einsatzes (10) einen axialen Schlitz (21) aufweist.
  7. Füllkammer (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Ummantelung (20) des Einsatzes (10) an der Keramikbuchse (30) stirnseitig übergreift und mit der Innenfläche (31) der Keramikbuchse (30) eine einheitliche zylindrische Fläche bildet.
  8. Füllkammer (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am inneren Ende des Einsatzes (10) die metallische Ummantelung (20) stirnseitig einen Haltering (25) aufweist, der die Keramikbuchse (30) fixiert.
  9. Füllkammer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der entnehmbare Einsatz (10) mit seiner Innenfläche nur einen Teil der Gleitfläche für den Druckkolben im Bereich der Zuführöffnung (3) der Füllkammer (1) bildet.
  10. Füllkammer (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der entnehmbare Einsatz (10) vom äußeren Ende der Füllkammer (1) bis axial innerhalb der Zuführöffnung (3) erstreckt.
  11. Füllkammer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der entnehmbare Einsatz (10) vollständig aus Keramik besteht.
  12. Füllkammer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der entnehmbare Einsatz (10) aus einer metallischen Ummantelung (20) und einer innenliegenden dünnen Keramikschicht aufgebaut ist.
  13. Füllkammer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikmaterial aus Siliciumcarbid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Bornitrid oder Borcarbid besteht.
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