EP3233331A2 - Fördervorrichtung für eine metallschmelze in einem spritzgussaggregat - Google Patents

Fördervorrichtung für eine metallschmelze in einem spritzgussaggregat

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EP3233331A2
EP3233331A2 EP15822908.8A EP15822908A EP3233331A2 EP 3233331 A2 EP3233331 A2 EP 3233331A2 EP 15822908 A EP15822908 A EP 15822908A EP 3233331 A2 EP3233331 A2 EP 3233331A2
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EP
European Patent Office
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molten metal
piston
conveying device
cylinder bore
conveying
Prior art date
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EP15822908.8A
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EP3233331B1 (de
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Ingo Brexeler
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Gebr Krallmann GmbH
Original Assignee
Gebr Krallmann GmbH
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Publication date
Application filed by Gebr Krallmann GmbH filed Critical Gebr Krallmann GmbH
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    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/02—Hot chamber machines, i.e. with heated press chamber in which metal is melted
    • B22D17/04—Plunger machines
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    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
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    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/32—Controlling equipment

Definitions

  • the invention relates to a conveying device for a molten metal in an injection pressure unit, with a reservoir for the molten metal and a delivery channel in which the molten metal is fed to a mold cavity, wherein the delivery channel comprises a cylinder bore in which a piston is arranged axially adjustable, and wherein in the cylinder bore a collecting chamber for the molten metal is provided, from which the metal melt can be introduced as a result of an axial displacement of the piston by a further line in the mold cavity.
  • a liquid metal which is usually a metal alloy, is introduced into a mold cavity and cures therein, so that a metallic component corresponding to the mold cavity is formed.
  • the introduction of the molten metal takes place under a pressure under which the molten metal is set.
  • a conveying device for a molten metal in which the molten metal is supplied from a reservoir of a cylinder bore formed in a collection chamber, after which a piston in the cylinder bore is axially displaced, whereby the molten metal from the collection chamberuß- is pressed and passes into a further line in which it is supplied to the mold cavity.
  • the quality of the metal component produced with a corresponding injection molding unit depends essentially on the fact that the molten metal has sufficient fluidity on its conveying path between the reservoir and the mold cavity and not on the
  • the invention has for its object to provide a conveying device for a molten metal in an injection pressure unit, in which a good flowability can be achieved on the conveyor even for different metal materials.
  • Collection chamber is formed, is surrounded by a first heater, which has at least one heating element.
  • a first heater which has at least one heating element.
  • Reservoir and the mold cavity at least section ⁇ way to set or hold by using a first heater to a desired temperature to prevent the molten metal loses its flow path on its conveyor.
  • the further advantage is connected to the Ver ⁇ application of the first heater in the cylinder bore, the molten metal in the reservoir must not be excessively heated, so that the risk is prevented that further by the excessive heating of the molten metal in the reservoir Attachments, especially electronic controls or drive devices of winning- direction damaged or they are limited in their function.
  • the first heater comprises a plurality of evenly distributed over the circumference of the cylinder bore, in particular arranged heating elements, which may for example be at a radial distance from the cylinder bore and parallel to this.
  • the heating elements may be formed by electric heating cartridges, which are each inserted into a bore in the housing of the conveying device.
  • the heating cartridges are an electrical resistance heating, but alternatively it is also possible for the first heating device to be formed by channels through which a hot fluid, in particular a hot liquid, flows.
  • the number and arrangement of the heating elements depends on the size of the injection molding device and in particular the
  • Cylinder bore in practice, it has as made sense when four to eight heating elements
  • An exact temperature of the wall of the cylinder bore and the surrounding components and thus the molten metal can be achieved if the heating elements are individually and / or group-controlled.
  • a control can be used in which the temperature of the individual heating elements and / or molten metal and / or the wall of the cylinder bore is detected and evaluated, wherein the heating elements are controlled individually or in groups to a desired temperature or a to achieve the desired temperature profile.
  • the piston can axially within the cylinder bore
  • a preferably electric or hyraulische drive device and / or an electronic control device may be provided, which are usually arranged at the upper, the collection chamber remote from the end of the piston.
  • the drive device and / or the control device are temperature-sensitive components that tend to malfunction if overheated. To ensure proper operation of the drive device and / or the
  • the Cooling device may either be an electrical cooling device, For example, a Peltier element, or act to cooling channels, which are traversed by a cooling fluid and in particular a cooling liquid.
  • a partition wall is provided, which is penetrated by the piston.
  • the partition serves as a heat shield and shields the area heated by the heater and the area cooled by the cooler.
  • the partition by means of the cooling device is cooled by, for example, a cooling channel is integrated into the partition.
  • the piston has an axial bore in which a valve rod is slidably received.
  • the valve rod at its end facing away from the collection chamber has a Ventilstangen- drive device, in particular in the form of an electric drive motor or a hydraulic Antriebsvorrichtun and / or an electronic control device, wherein the valve rod driving device and / or the control device by means of the cooling device can be cooled is. In this way, a proper function of the valve rod drive device and / or the control device and thus the valve stem is ensured.
  • the molten metal is forced out of the collection chamber by the piston and enters a further line, in which usually a check valve is arranged.
  • a check valve is assigned a third heating device which can be controlled independently of the first heating device for the cylinder bore and independently of the second heating device for the reservoir.
  • Both the second heating device and the third heating device can be formed by electrical resistance heaters, for example heating cartridges, but it is also possible to provide heating channels through which a hot fluid and in particular a hot fluid flows. Further details and features of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawings. Show it:
  • Fig. 1 is a longitudinal section through an inventive
  • Fig. 2 is an enlarged perspective view of
  • a conveying device 10 for a molten metal M in an injection-pressure unit shown in FIG. 1 has a housing 11 in which a vertical receiving bore 12 is formed.
  • a reservoir 26 is provided, which is filled with the molten metal M.
  • the molten metal M can be supplied in liquid form to the reservoir 26 or be generated in this by melting, for example, a metal granules.
  • the reservoir 26 is airtight covered by a cover member 45 and formed above the molten metal in the reservoir 26 space 46 is filled with a protective gas, such as carbon dioxide (C0 2 ) or nitrogen (N 2 ).
  • a protective gas such as carbon dioxide (C0 2 ) or nitrogen (N 2 ).
  • a second heating device 43 is integrated in the region of the reservoir 26, which may be an electrical resistance heater, with which the wall of the reservoir 26 and thus the metal M melt can be brought to a desired temperature or held on this.
  • the reservoir 26 is connected via at least one obliquely downwardly in the flow direction inclined inlet channel 18 with the receiving bore 12 in connection.
  • a fitting 28 is inserted with close fit, which has a tubular configuration and is closed at its lower end.
  • the fitting 28 is replaceably held in the receiving bore 12 and has a central axial cylinder bore 27 which is configured in the form of an upwardly opening blind bore.
  • an obliquely extending connecting bore 30 is provided, which is aligned with the inlet channel 18 and this with the
  • Cylinder bore 27 connects.
  • a piston 13 is slidably inserted under close fit. In an area arranged in the lower half of the axial length of the piston 13, an axial distance from the lower end of the
  • annular space 17 is formed on the outside of the piston 13. At the lower end of the annular space 17 several extend over the circumference of the piston thirteenth
  • the piston rings 31 consist example ⁇ example of a spring steel.
  • the piston 13 further comprises a central axial bore 14 in which a valve rod 19 is slidably disposed, which completely penetrates the piston 13 and at its lower end downstream of the end face of
  • Piston 13 carries a plate-like valve body 20.
  • the valve body 20 can be adjusted by moving the valve rod 19 relative to the piston 13 between a closed position shown in Figure 1, in which the valve body 20 prevents leakage of molten metal from the filling holes 16, and an open position, not shown, in which the molten metal from the Fill holes in an underlying, formed in the cylinder bore 27 collecting chamber 15 can flow.
  • the cross section of the valve body 20 is smaller than the cross section of the cylinder bore 27, so that the valve body 20 within the cylinder bore 27 has a sealing function and the molten metal M, the valve body 20 can flow freely.
  • the cylinder bore 27 and the collection chamber 15 formed in its lower region is connected at the lower end via a continuing line 21 with a not more detail Darge ⁇ set mold cavity.
  • the continuing line 21 comprises a lower transverse bore 32 in the wall of the fitting 28, which is aligned with a further transverse bore 33 in the housing 21, via which the collecting chamber 15 is connected to a vertical riser 22.
  • the riser 22 passes at its upper end in a filling channel 23, from which the molten metal is supplied to the mold space, as indicated by the arrow F.
  • a check valve 24 is arranged, which has a valve body 25 which is tensioned by a spring 34 against the flow direction against a valve seat 35.
  • the cylinder bore 27 and the fitting piece 28 are surrounded by a first heater 36, which has a plurality of distributed over the circumference of the fitting piece 28 arranged heating elements 37, each formed in a housing
  • FIG. 1 The arrangement of the heating elements 37, which are preferably electrical heating cartridges, is shown in FIG. It can be seen that six heating elements 37 are provided which are distributed uniformly over the circumference of the fitting piece 28 and preferably each individually or in groups can be controlled. With the help of the heating device 36, it is possible to bring the molten metal M in the region of the connecting bore 30, the filling holes 16, the collecting chambers 15 and at least partially in the continuing line 21 to a desired temperature or to keep this. As indicated by dashed lines in Figure 1, is the
  • Non-return valve 24 a third heating device 44 associated with the molten metal, which flows through the check valve 24, in particular within the check valve 24 is tempered.
  • the third heating device 44 may be formed by an electrical resistance heating or heating channels, which are flowed through by a hot fluid and in particular a hot liquid.
  • the collecting chamber 15 facing away from the end of the piston 13 and the valve rod 19 is arranged in a outside of the housing 11 arranged drive and control housing 47, in which an only indicated drive device 38 for the piston 13 and also also only indicated
  • Valve rod driving device 41 are arranged, with which the piston 13 and the valve rod 19 are axially adjustable. Also within the drive and
  • Control housing 47 is an electronic control device 48 is provided in particular for the said drive devices, which is only indicated schematically.
  • the drive and control housing 47 has on its side facing the housing 11 a partition wall 40 which is penetrated by the piston 13 and the valve rod 19 under close fit and which serves as a thermal shield.
  • a cooling device 39 which comprises a plurality of cooling channels 42, which are flowed through by a cooling liquid and extend through both the drive and control housing 47 and through the partition 40.

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Abstract

Eine Fördervorrichtung für eine Metallschmelze in einem Spritzdruckaggregat beispielsweise einer Metallgussmaschine besitzt einen Vorratsbehälter für die Metallschmelze und einen Förderkanal, in dem die Metallschmelze einem Formhohlraum zugeführt wird. Der Förderkanal umfasst eine Zylinderbohrung, in der ein Kolben axial verstellbar angeordnet ist. In der Zylinderbohrung ist eine Sammelkammer für die Metallschmelze vorgesehen, aus der die Metallschmelze infolge einer axialen Verschiebung des Kolbens durch eine weiterführende Leitung in den Formhohlraum eingebracht werden kann. Die Zylinderbohrung ist von einer 1. Heizvorrichtung umgeben, die zumindest ein Heizelement aufweist.

Description

Fördervorrichtung für eine Metallschmelze in einem
Spritzgussaggregat
Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung für eine Metallschmelze in einem Spritzdruckaggregat, mit einem Vorratsbehälter für die Metallschmelze und einem Förder- kanal, in dem die Metallschmelze einem Formhohlraum zuführbar ist, wobei der Förderkanal eine Zylinderbohrung umfasst, in der ein Kolben axial verstellbar angeordnet ist, und wobei in der Zylinderbohrung eine Sammelkammer für die Metallschmelze vorgesehen ist, aus der die Metall- schmelze infolge einer axialen Verschiebung des Kolbens durch eine weiterführende Leitung in den Formhohlraum einbringbar ist.
Bei einer Metallgussmaschine wird ein flüssiges Metall, bei dem es sich üblicherweise um eine Metalllegierung handelt, in einen Formhohlraum eingebracht und härtet in diesem aus, so dass ein dem Formhohlraum entsprechendes metallisches Bauteil gebildet ist. Die Einbringung der Metallschmelze erfolgt dabei unter einem Druck, unter den die Metallschmelze gesetzt wird.
Aus der DE 10 2012 010 923 AI ist eine Fördervorrichtung für eine Metallschmelze bekannt, bei der die Metallschmelze aus einem Vorratsbehälter einer in einer Zylinderbohrung ausgebildeten Sammelkammer zugeführt wird, woraufhin ein Kolben in der Zylinderbohrung axial verschoben wird, wodurch die Metallschmelze aus der Sammelkammer heraus- gedrückt wird und in eine weiterführende Leitung gelangt, in der sie dem Formhohlraum zugeführt wird.
Die Qualität des mit einem entsprechenden Spritzgussaggregat hergestellten Metall-Bauteils hängt wesentlich davon ab, dass die Metallschmelze auf ihrem Förderweg zwischen dem Vorratsbehälter und dem Formhohlraum eine ausreichende Fließfähigkeit besitzt und nicht auf dem
Förderweg zähflüssig wird oder sich sogar verfestigt. Um dies zu erreichen ist es bekannt, die Metallschmelze in dem Vorratsbehälter auf eine ausreichend Temperatur zu erwärmen, um sicherzustellen, dass die Metallschmelze auch beim Eintritt in den Formhohlraum noch eine ausreichend hohe Temperatur und damit eine gute Fließfähigkeit besitzt. Es hat sich in der Praxis jedoch als relativ schwierig erwiesen, für die Vielzahl von möglichen Metalllegierungen, die mit dem Spritzgussaggregat verarbeitet werden können, eine ausreichende Temperierung und damit Fließfähigkeit sicherzustellen .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fördervorrichtung für eine Metallschmelze in einem Spritzdruckaggregat zu schaffen, bei dem auch für unterschiedliche Metall-Werkstoffe eine gute Fließfähigkeit auf dem Förderweg erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fördervorrichtung für eine Metallschmelze in einem Spritzdruckaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die Zylinderbohrung, in der die
Sammelkammer ausgebildet ist, von einer 1. Heizvorrichtung umgeben ist, die zumindest ein Heizelement aufweist. Erfindungsgemäß wird von der Grundüberlegung ausgegangen, die Metallschmelze auf ihrem Förderweg zwischen dem
Vorratsbehälter und dem Formhohlraum zumindest abschnitts¬ weise durch Verwendung einer 1. Heizvorrichtung auf eine gewünschte Temperatur einzustellen oder zu halten, um zu verhindern, dass die Metallschmelze auf ihrem Förderweg an Fließfähigkeit verliert. Andererseits ist mit der Ver¬ wendung der 1. Heizvorrichtung im Bereich der Zylinderbohrung der weitere Vorteil verbunden, dass die Metall- schmelze im Vorratsbehälter nicht übermäßig aufgeheizt werden muss, so dass die Gefahr unterbunden ist, dass durch die übermäßige Aufheizung der Metallschmelze im Vorratsbehälter weitere Anbauteile, insbesondere elektronische Steuerungen oder Antriebsvorrichtungen der Fördervor- richtung beschädigt oder diese in ihrer Funktion eingeschränkt werden.
Vorzugsweise umfasst die 1. Heizvorrichtung mehrere über den Umfang der Zylinderbohrung insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnete Heizelemente, die beispielsweise in radialem Abstand zur Zylinderbohrung und parallel zu dieser verlaufen können. Die Heizelemente können von elektrischen Heizpatronen gebildet sein, die jeweils in eine Bohrung im Gehäuse der Fördervorrichtung eingesetzt sind. Die Heiz- patronen stellen eine elektrische Widerstandsheizung dar, alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die 1. Heizvorrichtung von Kanälen gebildet ist, die von einem heißen Fluid und insbesondere einer heißen Flüssigkeit durchströmt sind.
Die Anzahl und Anordnung der Heizelemente hängt von der Größe der Spritzgussvorrichtung und insbesondere der
Zylinderbohrung ab, in der Praxis hat es sich jedoch als sinnvoll erwiesen, wenn vier bis acht Heizelemente
verwendet werden, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt . Eine exakte Temperierung der Wandung der Zylinderbohrung sowie der umgebenden Bauteile und damit auch der Metallschmelze lässt sich erzielen, wenn die Heizelemente einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar sind. In Weiterbildung der Erfindung kann eine Regelung eingesetzt werden, bei der die Temperatur der einzelnen Heizelemente und/oder der Metallschmelze und/oder der Wandung der Zylinderbohrung erfasst und ausgewertet wird, wobei die Heizelemente einzeln oder gruppenweise angesteuert werden, um eine gewünschte Temperatur bzw. ein gewünschtes Temperaturprofil zu erzielen.
Der Kolben kann innerhalb der Zylinderbohrung axial
verstellt werden, um die in der Sammelkammer befindliche Metallschmelze aus dieser herauszudrücken. Zu diesem Zweck kann eine vorzugsweise elektrische oder hyraulische Antriebsvorrichtung und/oder eine elektronische Steuervorrichtung vorgesehen sein, die üblicherweise am oberen, der Sammelkammer abgewandten Ende des Kolbens angeordnet sind. Die Antriebsvorrichtung und/oder die Steuervorrichtung sind temperaturempfindliche Bauelemente, die bei übermäßiger Erwärmung zu einer Fehlfunktion neigen. Um einen ordnungsgemäßen Betrieb der Antriebsvorrichtung und/oder der
Steuervorrichtung trotz der Erwärmung der Metallschmelze durch die 1. Heizvorrichtung zu gewährleisten, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der
Antriebsvorrichtung und/oder der Steuervorrichtung eine Kühlvorrichtung zugeordnet ist. Bei der Kühlvorrichtung kann es sich entweder um eine elektrische Kühlvorrichtung, beispielsweise ein Peltier-Element , oder um Kühlkanäle handeln, die von einem Kühlfluid und insbesondere einer Kühlflüssigkeit durchströmt sind.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der Heizvorrichtung und der Kühlvorrichtung eine Trennwand vorgesehen ist, die vom Kolben durchdrungen ist. Die Trennwand dient als Wärmeschild- und schirmt den mittels der Heizvorrichtung erwärmten Bereich und den mittels der Kühlvorrichtung gekühlten Bereich voneinander ab .
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trennwand mittels der Kühlvorrichtung kühlbar ist indem beispielsweise ein Kühlkanal in die Trennwand integriert ist.
Es ist bekannt, dass der Kolben eine Axialbohrung aufweist in der eine Ventilstange verschieblich aufgenommen ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Ventilstange an ihrem der Sammelkammer abgewandten Ende eine Ventilstangen- Antriebsvorrichtung insbesondere in Form eines elektrische Antriebsmotors oder einer hydraulischen Antriebsvorrichtun und/oder eine elektronische Steuervorrichtung aufweist, wobei die Ventilstangen-Antriebsvorrichtung und/oder die Steuervorrichtung mittels der Kühlvorrichtung kühlbar ist. Auf diese Weise ist auch eine ordnungsgemäße Funktion der Ventilstangen-Antriebsvorrichtung und/oder der Steuervorrichtung und somit der Ventilstange gewährleistet.
Um eine ausreichende Fließfähigkeit der Metallschmelze auf dem Förderweg zu gewährleisten, ist es hilfreich, dass die Metallschmelze in dem Vorratsbehälter exakt temperiert ist Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass dem Vorratsbehälter der Metallschmelze eine 2. Heizvorrichtung
zugeordnet ist, die unabhängig von der 1. Heizvorrichtung für die Zylinderbohrung ansteuerbar ist.
Darüber hinaus ist es für die Fließfähigkeit der Metallschmelze sinnvoll, wenn vermieden ist, dass sich auf der Oberfläche der Metallschmelze in dem Vorratsbehälter eine übermäßige Schlackeschicht bildet, da dann die Gefahr besteht, dass Schlacketeilchen in den Förderweg durch die Fördervorrichtung gelangen. Um dies zu verhindern, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die
Metallschmelze in dem Vorratsbehälter unter Schutzgasatmosphäre gehalten hat. Zu diesem Zweck kann beispiels- weise der Innenraum des Vorratsbehälters oberhalb der
Metallschmelze mit Kohlenstoffdioxid (C02) oder Stickstoff (N2) gefüllt und beaufschlagt werden.
Die Metallschmelze wird aus der Sammelkammer durch den Kolben herausgedrückt und gelangt in eine weiterführende Leitung, in der üblicherweise ein Rückschlagventil angeordnet ist. In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Rückschlagventil eine 3. Heizvorrichtung zugeordnet ist, die unabhängig von der 1. Heizvorrichtung für die Zylinderbohrung und unabhängig von der 2. Heizvorrichtung für den Vorratsbehälter ansteuerbar ist.
Sowohl die 2. Heizvorrichtung als auch die 3. Heizvorrichtung können von elektrischen Widerstandsheizungen, beispielsweise Heizpatronen, gebildet sein, es ist jedoch auch möglich, Heizkanäle vorzusehen, die von einem heißen Fluid und insbesondere einer heißen Flüssigkeit durchströmt sind. Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Fördervorrichtung und
Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der
Zylinderbohrung mit außenseitiger
Heizvorrichtung .
Eine in Figur 1 dargestellte Fördervorrichtung 10 für eine Metallschmelze M in einem Spritzdruckaggregat besitzt ein Gehäuse 11, in dem eine vertikale Aufnahmebohrung 12 ausgebildet ist.
In dem Gehäuse 11 ist ein Vorratsbehälter 26 vorgesehen, der mit der Metallschmelze M gefüllt ist. Die Metallschmelze M kann in flüssiger Form dem Vorratsbehälter 26 zugeführt oder in diesem durch Aufschmelzen beispielsweise eines Metall-Granulats erzeugt werden.
Der Vorratsbehälter 26 ist mittels eines Deckelteils 45 luftdicht abgedeckt und der oberhalb der Metallschmelze in dem Vorratsbehälter 26 gebildet Freiraum 46 ist mit einem Schutzgas, beispielsweise Kohlenstoffdioxid (C02) oder Stickstoff (N2) gefüllt.
In das Gehäuse 11 ist im Bereich des Vorratsbehälters 26 eine 2. Heizvorrichtung 43 integriert, bei der es sich um eine elektrische Widerstandheizung handeln kann, mit der die Wandung des Vorratsbehälters 26 und somit die Metall- schmelze M auf eine gewünschte Temperatur gebracht oder auf dieser gehalten werden kann.
Der Vorratsbehälter 26 steht über mindestens einen schräg nach unten in Strömungsrichtung geneigt verlaufenden Zulaufkanal 18 mit der Aufnahmebohrung 12 in Verbindung. In die Aufnahmebohrung 12 ist unter enger Passung ein Passstück 28 eingesetzt, das eine rohrförmige Konfiguration besitzt und an seinem unteren Ende verschlossen ist. Das Passstück 28 ist auswechselbar in der Aufnahmebohrung 12 gehalten und besitzt eine mittige axiale Zylinderbohrung 27, die in Form einer nach oben öffnenden Sackbohrung ausgestaltet ist. In der Wandung des Passstücks 28 ist eine schräg verlaufende Verbindungsbohrung 30 vorgesehen, die mit dem Zulaufkanal 18 fluchtet und diesen mit der
Zylinderbohrung 27 verbindet.
In die Zylinderbohrung 27 ist ein Kolben 13 unter enger Passung verschieblich eingesetzt. In einem in der unteren Hälfte der axialen Länge des Kolbens 13 angeordneten Bereich, der einen axialen Abstand vom unteren Ende des
Kolbens 13 aufweist, ist auf der Außenseite des Kolbens 13 ein Ringraum 17 ausgebildet. Am unteren Ende des Ringraums 17 verlaufen mehrere über den Umfang des Kolbens 13
verteilt angeordnete Füllbohrungen 16 im Kolben 13 jeweils zur unteren Stirnfläche des Kolbens 13. Derjenige Bereich des Kolbens 13, in dem die Füllbohrungen 16 ausgebildet sind, liegt in abgedichteter Weise an der Innenwandung der Zylinderbohrung 27 an.
Auf der äußeren Mantelfläche des Kolbens 13 sind zwei axial beabstandete , umlaufende Nuten 29 ausgebildet, in die jeweils ein geschlitzter Kolbenring 31 eingesetzt ist, der unter einer radial nach außen gegen die Innenwandung der Zylinderbohrung 27 gerichteten Federspannung an dieser dichtend anliegt. Die Kolbenringe 31 bestehen beispiels¬ weise aus einem Federstahl.
Der Kolben 13 weist des weiteren eine zentrische Axialbohrung 14 auf, in der eine Ventilstange 19 verschieblich angeordnet ist, die den Kolben 13 vollständig durchdringt und an ihrem unteren Ende stromab der Stirnseite des
Kolbens 13 einen tellerartigen Ventilkörper 20 trägt. Der Ventilkörper 20 kann durch Verschieben der Ventilstange 19 relativ zum Kolben 13 zwischen einer in Figur 1 dargestellten Schließstellung, in der der Ventilkörper 20 ein Ausströmen von Metallschmelze aus den Füllbohrungen 16 verhindert, und einer nicht dargestellten Offenstellung verstellt werden, in der die Metallschmelze aus den Füllbohrungen in eine darunterliegende, in der Zylinderbohrung 27 gebildete Sammelkammer 15 fließen kann. Der Querschnitt des Ventilkörpers 20 ist kleiner als der Querschnitt der Zylinderbohrung 27, so dass der Ventilkörper 20 innerhalb der Zylinderbohrung 27 eine Dichtfunktion hat und die Metallschmelze M den Ventilkörper 20 frei umströmen kann.
In der Sammelkammer 15 ist ein nur angedeuteter Drucksensor 49 angeordnet, der über eine Leitung ein Drucksignal an einer nicht dargestellten Steuervorrichtung gibt, die den Antrieb des Kolbens 14 steuert. Auf diese Weise ist ein Regelkreis für den Antrieb (Hydraulikzylinder) des Kolbens 14 gegeben. Die Zylinderbohrung 27 bzw. die in ihrem unteren Bereich gebildete Sammelkammer 15 ist am unteren Ende über eine weiterführende Leitung 21 mit einem nicht näher darge¬ stellten Formhohlraum verbunden. Die weiterführende Leitung 21 umfasst eine untere Querbohrung 32 in der Wandung des Passstücks 28, die mit einer weiterführenden Querbohrung 33 im Gehäuse 21 fluchtet, über die die Sammelkammer 15 mit einer vertikalen Steigleitung 22 verbunden ist. Die Steigleitung 22 geht an ihrem oberen Ende in einen Füllkanal 23 über, aus dem die Metallschmelze dem Formraum zugeführt wird, wie durch den Pfeil F angedeutet ist. Im Übergang zwischen der Steigleitung 22 und dem Füllkanal 23 ist ein Rückschlagventil 24 angeordnet, das einen Ventilkörper 25 aufweist, der von einer Feder 34 entgegen der Strömungsrichtung gegen einen Ventilsitz 35 gespannt wird.
Die Zylinderbohrung 27 und das Passstück 28 sind von einer 1. Heizvorrichtung 36 umgeben, die mehrere über den Umfang des Passstückes 28 verteilt angeordnete Heizelemente 37 aufweist, die jeweils in eine im Gehäuse ausgebildete
Bohrung eingesetzt sind, wie es in Figur 1 gestrichelt angedeutet ist. Die Anordnung der Heizelemente 37, bei denen es sich vorzugsweise um elektrische Heizpatronen handelt, ist in Figur 2 dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass sechs Heizelemente 37 vorgesehen sind, die gleichmäßig über den Umfang des Passstücks 28 verteilt sind und vorzugsweise jeweils einzeln oder gruppenweise angesteuert werden können. Mit Hilfe der Heizvorrichtung 36 ist es möglich, die Metallschmelze M im Bereich der Verbindungsbohrung 30, der Füllbohrungen 16, der Sammelkämmer 15 und zumindest abschnittsweise in der weiterführenden Leitung 21 auf eine gewünschte Temperatur zu bringen oder auf dieser zu halten. Wie in Figur 1 gestrichelt angedeutet ist, ist dem
Rückschlagventil 24 eine 3. Heizvorrichtung 44 zugeordnet, mit der die Metallschmelze, die das Rückschlagventil 24 durchströmt, insbesondere innerhalb des Rückschlagventils 24 temperiert wird. Die 3. Heizvorrichtung 44 kann von einer elektrischen Widerstandsheizung oder Heizkanälen gebildet sein, die von einem heißen Fluid und insbesondere einer heißen Flüssigkeit durchströmt sind.
Das der Sammelkammer 15 abgewandte Ende des Kolbens 13 und der Ventilstange 19 ist in einem außenseitig des Gehäuses 11 angeordneten Antriebs- und Steuerungsgehäuse 47 angeordnet, in dem eine nur angedeutete Antriebsvorrichtung 38 für den Kolben 13 und eine ebenfalls nur angedeutete
Ventilstangen-Antriebsvorrichtung 41 angeordnet sind, mit denen der Kolben 13 bzw. die Ventilstange 19 axial verstellbar sind. Ebenfalls innerhalb des Antriebs- und
Steuerungsgehäuses 47 ist eine elektronische Steuervorrichtung 48 insbesondere für die genannten Antriebsvorrichtungen vorgesehen, die nur schematisch angedeutet ist. Das Antriebs- und Steuerungsgehäuse 47 besitzt auf seiner dem Gehäuse 11 zugewandten Seite eine Trennwand 40, die von dem Kolben 13 und der Ventilstange 19 unter enger Passung durchdrungen ist und die als thermische Abschirmung dient.
Ferner ist in dem Antriebs- und Steuerungsgehäuse 47 eine Kühlvorrichtung 39 vorgesehen, die mehrere Kühlkanäle 42 umfasst, die von einer Kühlflüssigkeit durchströmt sind und sowohl durch das Antriebs- und Steuerungsgehäuse 47 als auch durch die Trennwand 40 verlaufen. Mittels der Kühlvorrichtung 39 ist es möglich, den Innenraum des Antriebs- und Steuerungsgehäuses 47 und damit die Antriebsvorrichtung 38 für den Kolben 13, die Ventilstangen-Antriebsvorrichtung 41 und die elektronische Steuervorrichtung 48 auf eine vor¬ teilhafte Betriebstemperatur von vorzugsweise < 80°C zu halten, da aufgrund der Heizvorrichtung 36 die Gefahr besteht, dass die genannten Bauteile ansonsten zu heiß und dadurch beschädigt werden.

Claims

Patentansprüche
Fördervorrichtung für eine Metallschmelze (M) in einem Spritzdruckaggregat, mit einem Vorratsbehälter (26) für die Metallschmelze (M) und einem Förderkanal, in dem die Metallschmelze (M) einem Formhohlraum zuführbar ist, wobei der Förderkanal eine Zylinderbohrung (27) umfasst, in der ein Kolben (13) axial verstellbar angeordnet ist, und wobei in der Zylinderbohrung (27) eine Sammelkammer (15) für die Metallschmelze (M) vorgesehen ist, aus der die Metallschmelze (M) infolge einer axialen Verschiebung des Kolbens (13) durch eine weiterführende Leitung (21) in den Formhohlraum einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrung (27) von einer 1. Heizvorrichtung (36) umgeben ist, die■ zumindest ein Heizelement (37) aufweist.
Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere über den Umfang der Zylinderbohrung (27) verteilt angeordnete Heizelemente (37) vorgesehen sind.
Fördervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (37) in radialem Abstand und parallel zur Zylinderbohrung (27) verlaufende Heizpatronen sind. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vier bis acht Heizelemente (37) vorgesehen sind.
Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (37) einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar sind.
Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (13) an seinem der Sammelkammer (15) abgewandten Ende eine Antriebsvorrichtung (38) und/oder eine Steuervorrichtung (48) aufweist und dass der Antriebsvorrichtung (38) und/oder der Steuervorrichtung (48) eine Kühlvorrichtung (39) zugeordnet ist.
Fördervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der 1. Heizvorrichtung (36) und der Kühlvorrichtung (39) eine Trennwand (40) vorgesehen ist, die vom Kolben (13) durchdrungen ist.
Fördervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (40) mittels der
Kühlvorrichtung (39) kühlbar ist.
Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (13) eine Axial bohrung (14) aufweist, in der eine Ventilstange (19) verschieblich aufgenommen ist, dass die Ventilstange (19) an ihrem der Sammelkammer (15) abgewandten Ende eine Ventilstangen-Antriebsvorrichtung (41) und/oder eine Steuervorrichtung (48) aufweist und dass die
Ventilstangen-Antriebsvorrichtung (41) und/oder die
17 Steuervorrichtung (48) mittels der Kühlvorrichtung (39) kühlbar ist.
10. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (19) zumindest einen von einem Kühlfluid und insbesondere einer Kühlflüssigkeit durchströmten Kühlkanal (42) umfasst .
11. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschmelze (M) in dem Vorratsbehälter (26) unter Schutzgasatmosphäre gehalten ist.
12. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Vorratsbehälter (26) der Metallschmelze (M) eine 2. Heizvorrichtung (43) zugeordnet ist.
13. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der weiterführenden Leitung (21) ein Rückschlagventil (24) angeordnet ist und dass dem Rückschlagventil (24) eine 3 Heizvorrichtung (44) zugeordnet ist.
18
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