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Die vorliegende Erfindung betrifft eine feste Aufspannplatte für eine Druckgiessmaschine oder eine Thixomolding-Maschine, aus welcher eine Giesskammer vorteilhaft entnommen werden kann.
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Das Druckgussverfahren und die hierfür benötigen Druckgussmaschinen sind hinlänglich bekannt (vgl. z.B. Brunnhuber, Praxis der Druckgussfertigung, Berlin, 3. Aufl. 1980). Mit Druckgiessmaschinen können Formteile in einer Giessform hergestellt werden, wobei die Giessform üblicherweise aus zwei Giessformhälften besteht, welche zusammen die äusseren Konturen des herzustellenden Formteils vorgeben. Jeweils ein Giessformteil, üblicherweise eine Giessformhälfte, befindet sich auf einer festen Aufspannplatte und einer beweglichen Aufspannplatte.
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In die gebildete hohle (Giess-)Form (auch als Kavität oder Formkontur bezeichnet) kann Material zur Herstellung des gewünschten Formkörpers eingeführt werden. Im Druckgussverfahren handelt es sich hierbei um geschmolzene Metalle, beispielsweise Aluminium oder geschmolzene Metall-Legierungen, die unter Druck mit Hilfe eines Giesszylinders einer Giesseinheit durch eine in der festen Aufspannplatte vorgesehene Giessöffnung in die Form gepresst werden. Um eine Öffnung der Form unter diesen belastenden Bedingungen zu vermeiden, wird die bewegliche Aufspannplatte mit Hilfe eines Schliesszylinders und von an den Führungssäulen befestigten Spannzylindern in ihrer Schliessposition gehalten. Statt eines Schliesszylinders kommen auch Kniehebelverschlüsse zum Einsatz. Nach Erstarren des Materials in der Form wird die Form durch Bewegen der beweglichen Aufspannplatte in Öffnungsrichtung geöffnet und das fertige Formteil kann entnommen werden. Beispielsweise kann das fertige gegossene Bauteil mit Hilfe von Auswerfern ausgeworfen werden.
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Man unterscheidet zwischen einer Kaltkammer- und einer Warmkammer-Druckgussmaschine. Bei einer Warmkammer-Druckgussmaschine wird der Giessbehälter einer Giesseinheit in einem Tiegel mit geschmolzenem Metall gehalten. Ein Giesskolben bewegt sich in den Giessbehälter hinein und presst die Metallschmelze durch eine ebenfalls zumindest teilweise in dem Tiegel angeordneten Giessbehälter und eine in der festen Aufspannplatte vorgesehene Giessöffnung in die Giessform. Giessbehälter und Giesskolben sind bei diesem Verfahren dauerhaft der Metallschmelze ausgesetzt. Das Giessaggregat einer Warmkammer-Druckgussmaschine ist grundsätzlich anders konstruiert als das einer Kaltkammer-Druckgussmaschine. Bei einer Kaltkammer-Druckgussmaschine wird das Metall in einer separaten Vorrichtung geschmolzen beziehungsweise in geschmolzenem Zustand warm gehalten. Die zur Herstellung des gewünschten Bauteils erforderliche Menge an Metallschmelze wird über eine Einfüllöffnung in eine kalte Giesskammer einer Giesseinheit eingefüllt und mit Hilfe eines in der Giesskammer beweglich angeordneten Giesskolbens durch eine in der festen Aufspannplatte vorgesehene Giessöffnung in die Giessform gepresst. Die Giesskammer befindet sich in einem in der festen Aufspannplatte vorgesehenen Kanal. Die Metallschmelze wird durch die Giesskammer zur Giessöffnung bewegt, ohne hierbei Kontakt mit der festen Aufspannplatte zu haben.
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Kaltkammer- und Warmkammer-Druckgussmaschinen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.
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Das Thixomolding-Verfahren ist dem Fachmann hinlänglich bekannt. Es ist beispielsweise in der
US-5,040,589 beschrieben. Das Thixomolding-Verfahren wird vor allem zur Herstellung von Bauteilen aus Magnesiumlegierungen verwendet. Hierbei wird ein Granulat der Magnesiumlegierung über eine Dosiervorrichtung in einen Schneckenextruder eingeführt. Im Extruder wird das Granulat mit Hilfe von am Extruder angeordneten Heizvorrichtungen wie Heizbändern erhitzt und in einen halbfesten Zustand überführt. Anschliessend wird es in dem Extruder unter ständiger Scherung in einen Sammelraum gefördert, von wo aus es in einen Formhohlraum gepresst wird. Eine detaillierte Beschreibung des Thixomolding-Verfahrens und gängiger Thixomolding-Maschinen der Firma Japan Steel Works findet sich unter https://www.jsw.co.jp/en/ product/business/molding_machine/mm_1600/.
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Während des Druckgiessverfahrens liegen an der Giesskammer (auch Füllbüchse genannt) sehr hohe Temperaturen an (im Fall von Aluminium beispielsweise etwa 600°C). Des Weiteren führen die Fliessgeschwindigkeit sowie die metallische Affinität zwischen Aluminium und Stahl zu Auswaschungen. Als Folge neigt die Giesskammer zu Verschleiss und muss regelmässig ersetzt werden.
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In den letzten Jahren hat es insbesondere im Automobilbereich einen Trend zu Strukturbauteilen zunehmender Grösse gegeben. Zudem werden zunehmende Strukturbauteile für 5G-Antennen und Batteriegehäuse für elektrisch betriebene Fahrzeuge benötigt. Aufgrund des vorstehend beschriebenen zunehmenden Bedarfs an Strukturbauteilen gibt es einen Bedarf an grösser dimensionierten Druckgussmaschinen mit erhöhter Schliesskraft, vorzugsweise von mehr als 45000 kN. Gerade bei diesen grösser dimensionierten Druckgussmaschinen erhöht sich der Giesskammer-Verschleiss wegen der grösseren Menge an heissem, geschmolzenen Giessmaterial, welches durch die Giesskammer geführt werden muss. Abhängig vom Einsatz der Druckgiessmaschine kann es erforderlich sein, die Giesskammer wöchentlich auszutauschen.
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Bislang erfolgt der Austausch einer Giesskammer über die Seite der festen Aufspannplatte, an welcher eine Formhälfte angeordnet ist. Dies ist beispielsweise in der
WO 2014/164171 A1 beschrieben.
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Dies ist sehr zeitintensiv. Zunächst muss die Formhälfte von der festen Aufspannplatte entfernt werden, um die Giesskammer freizulegen. Erst danach kann die Giesskammer aus der festen Aufspannplatte heraus gezogen und ersetzt werden.
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Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein feste Aufspannplatte für eine Druckgiessmaschine oder eine Thixomolding-Maschine bereitzustellen, aus welcher die Giesskammer einfacher und schneller entfernt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst.
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Im Detail betrifft die vorliegende Erfindung eine feste Aufspannplatte für eine Druckgiessmaschine oder eine Thixomolding-Maschine, umfassend
- einen Kanal zur Aufnahme einer Giesskammer, welcher sich durch die feste Aufspannplatte von einer vorderen ersten Seite, an welcher eine Giessformhälfte angeordnet werden kann, zu einer rückwärtigen zweiten Seite erstreckt,
- dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal derart ausgebildet ist, dass eine Giesskammer von der zweiten Seite in den Kanal eingeführt und entnommen werden kann.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik ist erfindungsgemäss vorgesehen, die Giesskammer auf der entgegengesetzten, von der Formhälfte abgewandten Seite zu entnehmen und einzuführen. Dies ist einfacher und zeitsparender als das im Stand der Technik offenbarte Verfahren.
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Hierfür ist die feste Aufspannplatte derart ausgestaltet, dass sie einen Kanal zur Aufnahme einer Giesskammer umfasst, welcher sich durch die feste Aufspannplatte von einer vorderen ersten Seite, an welcher eine Giessform angeordnet werden kann, zu einer rückwärtigen zweiten Seite erstreckt. Dieser Kanal ist derart ausgebildet, dass eine Giesskammer von der zweiten Seite in den Kanal eingeführt und entnommen werden kann.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik ist der Kanal der erfindungsgemässen festen Aufspannplatte anders aufgebaut. Im Stand der Technik ist dieser Kanal zur ersten Seite hin, an welcher eine Giessformhälfte angeordnet wird, mit einem Giesskammerhalter versehen. In dem Abschnitt des Kanals, welcher direkt an diesen Giesskammerhalter anschliesst, ist ein Abschnitt mit grösserem Durchmesser vorgesehen, um eine auf der Giesskammer angeordnete Schulter aufzunehmen. Hinter diesem Abschnitt mit grösserem Durchmesser ist bis zur Kanalöffnung auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte ein Abschnitt mit kleinerem Durchmesser vorgesehen, den die Schulter der Giesskammer nicht passieren kann. Die Giesskammer ist im Kanal fixiert und kann nur zur vorderen Seite hin entnommen werden.
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Bei der erfindungsgemässen festen Aufspannplatte ist hingegen der Abschnitt des Kanals, welcher sich an die Kanalöffnung auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte anschliesst, derart dimensioniert, dass die Giesskammer durch diese Kanalöffnung entnommen werden kann.
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Beispielsweise kann der Abschnitt des Kanals, welcher direkt an diesen Giesskammerhalter anschliesst, mit einem kleineren Durchmesser ausgestattet sein und kann nicht von der Schulter der Giesskammer passiert werden. Hinter diesem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser kann bis zur Kanalöffnung auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte ein Abschnitt mit grösserem Durchmesser vorgesehen sein, den eine auf der Giesskammer angeordnete Schulter passieren kann. Die Giesskammer kann nur zur hinteren Seite hin entnommen werden.
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Alternativ kann die Kanalöffnung zur ersten Seite der festen Aufspannplatte allein mit einer Giessformhälfte abgeschlossen sein, d.h. die Giesskammer ist hier nach Entfernung der entsprechenden Giessformhälfte immer noch ebenfalls zur ersten Seite hin grundsätzlich entnehmbar. Zusätzlich ist aber die Kanalöffnung durchgehend mit einem Durchmesser ausgestaltet, den eine auf der Giesskammer angeordnete Schulter passieren kann. Die Giesskammer kann auch zur zweiten, hinteren Seite hin entnommen werden.
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Gemäss einer weiteren alternativen Ausführungsform wird eine Giesskammer verwendet, welche keine Schulter aufweist. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, einen sich bis zur Kanalöffnung auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte erstreckenden Abschnitt mit grösserem Durchmesser vorzusehen. Es genügt einen Abschnitt bis zur Kanalöffnung auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte mit einem Durchmesser, welcher die Aufnahme der Giesskammer an sich ermöglicht.
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Erfindungsgemäss bevorzugt ist ein Giesskammerhalter an der Öffnung des Kanals auf der ersten Seite der festen Aufspannplatte in einem dafür vorgesehenen Aufnahmebereich in der festen Aufspannplatte angeordnet.
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Derartige Giesskammerhalter sind bekannt. Ein geeigneter Giesskammerhalter umfasst einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme einer Giesskammer. Dieser Aufnahmeabschnitt weist eine typischerweise viereckige Form mit einer zentralen kreisförmigen Öffnung auf, durch welche eine Giesskammer in eine Giessformhälfte geführt werden kann. Weiterhin umfasst der Aufnahmeabschnitt vorzugsweise mindestens eine Halterung zur Befestigung des Giesskammerhalters an der ersten Seite der festen Aufspannplatte auf. Vorzugsweise sind seitlich an dem Aufnahmeabschnitt zwei Halterungen angeordnet. Die Befestigung an der festen Aufspannplatte kann beispielsweise über Schraubverbindungen ausgeführt werden. Zu diesem Zweck können in der oder den Halterungen sowie in der festen Aufspannplatte Löcher (vorzugsweise mit Gewinde) vorhanden sein, durch welche Schrauben geführt werden können.
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Ein geeigneter Giesskammerhalter umfasst weiterhin eine Distanzplatte zur Höhenverstellbarkeit des Giesskammerhalters. Es können auch mehrere derartige Distanzplatten bereitgestellt sein. Es handelt sich hierbei um eine Platte mit typischerweise viereckiger Form und mindestens einer Halterung zur Befestigung an der ersten Seite der festen Aufspannplatte. Vorzugsweise sind seitlich an der Distanzplatte zwei Halterungen angeordnet. Die Befestigung an der festen Aufspannplatte kann wie vorstehend beim Aufnahmeabschnitt beschrieben durchgeführt werden. Die Distanzplatte ist typischerweise unterhalb des Aufnahmeabschnitts angeordnet und kann mit diesem (vorzugsweise lösbar) verbunden sein.
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Zur Montage beziehungsweise Demontage des Giesskammerhalters wird die Befestigung des Giesskammerhalters mit der festen Aufspannplatte fixiert beziehungsweise gelöst. Vorzugsweise wird der Giesskammerhalter mit Hilfe einer Hubvorrichtung wie einem Kran bewegt.
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Erfindungsgemäss bevorzugt ist an der Öffnung des Kanals auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte ein lösbares Befestigungsmittel angeordnet. Dieses lösbare Befestigungsmittel dient dazu, die Giesskammer zuverlässig im Kanal in der festen Aufspannplatte anzuordnen. Das lösbare Befestigungsmittel kann aber auf einfache Weise entfernt beziehungsweise in eine geöffnete Position gebracht werden, um die Giesskammer aus der festen Aufspannplatte zu entfernen.
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Das lösbare Befestigungsmittel ist so ausgestaltet, dass der Abschnitt einer Giesseinheit, welcher mit geschmolzenem Giessmaterial befüllt wird, sich ausserhalb der festen Aufspannplatte befindet, und dieser Abschnitt mit der im Kanal in der festen Aufspannplatte befindlichen Giesskammer über einen Verbindungsabschnitt verbunden ist, welcher durch das lösbare Befestigungsmittel geführt wird.
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Grundsätzlich sind alle lösbaren Befestigungsmittel geeignet, welche diese Funktionen aufweisen.
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Gemäss einer ersten erfindungsgemässen Ausführungsform ist das lösbare Befestigungsmittel eine Klemmvorrichtung mit einer Durchgangsöffnung, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung des Kanals auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte.
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Bei dem lösbaren Befestigungsmittel gemäss dieser ersten Ausführungsform handelt es sich vorzugsweise um eine Klemmvorrichtung in Form einer Klemmplatte mit einer Durchgangsöffnung, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung des Kanals auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte.
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Diese Ausführungsform eignet sich für eine Giesskammer mit einer auf der Giesskammer angeordneten Schulter. Aufgrund des kleineren Durchmessers der Durchgangsöffnung der Klemmplatte kann zwar der eigentliche Körper der Giesskammer, welcher typischerweise eine zylindrische Form aufweist, durch die Durchgangsöffnung der Klemmplatte geführt werden, aber nur bis zu dem Abschnitt, auf welchem auf der Giesskammer eine Schulter (d.h. ein sich nach aussen erstreckender Abschnitt) angeordnet ist. Dieser Abschnitt kann die Durchgangsöffnung der Klemmplatte nicht passieren.
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Die Klemmplatte hat vorzugsweise eine viereckige oder eine runde Form mit einer zentralen kreisförmigen Öffnung, durch welche eine Giesskammer geführt werden kann. Die Klemmplatte weist weiterhin Befestigungsmittel auf, mit welchem sie auf der zweiten, hinteren Seite der festen Aufspannplatte befestigt werden kann.
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Die Befestigung an der festen Aufspannplatte kann beispielsweise über Schraubverbindungen ausgeführt werden. Zu diesem Zweck können in der Klemmplatte sowie in der festen Aufspannplatte Löcher (vorzugsweise mit Gewinde) vorhanden sein, durch welche Schrauben geführt werden können. Vorzugsweise können in der Klemmvorrichtung mehrere Öffnungen zum Einführen von Schrauben bereitgestellt sein, so dass diese höhenverstellbar an der zweiten Seite der festen Aufspannplatte befestigt werden kann.
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Solange die Klemmvorrichtung an der zweiten Seite der festen Aufspannplatte befestigt ist, kann die Giesskammer nicht entnommen werden. Zur Entnahme müssen die Schrauben gelöst und die Klemmvorrichtung entfernt werden.
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Gemäss einer zweiten erfindungsgemässen Ausführungsform ist das lösbare Befestigungsmittel als eine Klemmvorrichtung mit zwei Halbschalen ausgebildet, welche entlang der zweiten Seite der festen Aufspannplatte aufeinander zu in eine geschlossene Position und voneinander weg in eine geöffnete Position bewegt werden können, wobei die Halbschalen in der geschlossenen Position eine Durchgangsöffnung ausbilden, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung des Kanals auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte.
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Es ist prinzipiell auch denkbar, das lösbare Befestigungsmittel gemäss der zweiten erfindungsgemässen Ausführungsform aus mehr als zwei Halbschalen auszubilden (beispielsweise aus drei oder vier separaten Abschnitten), aber die Variante mit zwei Halbschalen ist aus strukturellen Gründen bevorzugt.
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Beispielsweise kann eine geeignete Halbschale eine bogenförmige Form aufweisen, d.h. eine rechteckige äussere Form mit einer halbkreisförmigen Öffnung, welche zu einer Seite der Halbschale hin offen ist. Die Halbschale kann auf der entgegengesetzt zur Öffnung angeordneten Seite Löcher aufweisen, in welche nachstehend beschriebene Komponenten wie ein Verstellelement, ein Führungsstab und eine Feststellschraube eingeführt werden können.
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Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können bogenförmige Halbschalen zum Einsatz kommen, deren untere Enden etwas zurückgenommen sind, d.h. es ist nicht eine genau halbkreisförmigen Öffnung ausgebildet, sondern der Bogen geht an den Enden in abgeschrägte Abschnitte über. Dies hat den Vorteil, dass die Giesskammer bereits nach einer vergleichsweise geringen Bewegung der Halbschalen aus der geschlossenen Position aus der festen Aufspannplatte entnommen werden kann.
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Diese Ausführungsform eignet sich vor allem für eine Giesskammer mit einer auf der Giesskammer angeordneten Schulter. Aufgrund des kleineren Durchmessers der Durchgangsöffnung durch die Halbschalen in der geschlossenen Position kann zwar der eigentliche Körper der Giesskammer, welcher typischerweise eine zylindrische Form aufweist, durch die Durchgangsöffnung geführt werden, aber nur bis zu dem Abschnitt, auf welchem auf der Giesskammer eine Schulter (d.h. ein sich nach aussen erstreckender Abschnitt) angeordnet ist. Dieser Abschnitt kann die Durchgangsöffnung durch die Halbschalen nicht passieren. In der geöffneten Position des lösbaren Befestigungsmittels kann die Giesskammer hingegen aus der zweiten Seite der festen Aufspannplatte heraus bewegt werden, da die von den Halbschalen gebildete Durchgangsöffnung ausreichend gross ist, um eine Schulter der Giesskammer durchzulassen.
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Es ist aber auch möglich, die Halbschalen derart in der geschlossenen Position zu fixieren, dass die Giesskammer von den Halbschalen eingeklemmt wird und überhaupt nicht bewegt werden kann. Bei dieser Variante muss die Giesskammer keine Schulter aufweisen; ihre Entnahme wird durch die Verklemmung mit den Halbschalen verhindert.
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Erfindungsgemäss bevorzugt sind die Halbschalen in der geschlossenen Position hydraulisch oder mechanisch fixierbar, wie nachstehend erläutert wird.
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Gemäss dieser zweiten Ausführungsform sind Mittel vorgesehen, um die zwei Halbschalen entlang der zweiten Seite der festen Aufspannplatte aufeinander zu in eine geschlossene Position und voneinander weg in eine geöffnete Position zu bewegen. Hierfür sind alle entsprechenden bekannten Mittel geeignet. Vorzugsweise sind die Halbschalen in Führungsleisten angeordnet, welche an der zweiten Seite der festen Aufspannplatte befestigt sind.
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Die Befestigung der Führungsleisten an der festen Aufspannplatte kann beispielsweise über Schraubverbindungen ausgeführt werden. Zu diesem Zweck können in den Führungsleisten sowie in der festen Aufspannplatte Löcher (vorzugsweise mit Gewinde) vorhanden sein, durch welche Schrauben geführt werden können. Vorzugsweise können in den Führungsleisten mehrere Öffnungen zum Einführen von Schrauben bereitgestellt sein, so dass diese höhenverstellbar an der zweiten Seite der festen Aufspannplatte befestigt werden können.
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Diese Führungsleisten können vertikal oder horizontal an der festen Aufspannplatte angeordnet sein, um die Halbschalen von oben und unten oder von links und rechts aufeinander zu beziehungsweise voneinander weg zu bewegen.
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Gemäss einer bevorzugten Variante sind oberhalb und unterhalb (beziehungsweise bei einer horizontalen Anordnung der Führungsleisten links und rechts) der Halbschalen Querbalken angeordnet. Die Querbalken sind lösbar mit den Führungsleisten verbunden, beispielsweise durch Schraubverbindungen oder Nietverbindungen.
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Durch die Querbalken kann jeweils ein Verstellelement wie eine Stellschraube geführt werden, über welches die entsprechende Halbschale bewegt werden kann. Vorzugsweise weist ein Querbalken jeweils eine Öffnung mit einem Gewinde auf, in welchem das Verstellelement wie eine Stellschraube gedreht werden kann.
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Die mechanische Fixierung der Halbschalen in der geschlossenen Position kann vorzugsweise mit Hilfe eines Feststellelements wie einer Feststellschraube erreicht werden. Hierfür weisen die Halbschalen jeweils eine Öffnung auf, welche in der geschlossenen Position miteinander kommunizieren. Die mechanische Fixierung kann dadurch erfolgen, dass das Feststellelement wie eine Feststellschraube (vorzugsweise durch einen der Querbalken) eingeführt, durch die benachbarte Halbschale bis in die zweite Halbschale geführt wird. Vorzugsweise weisen hierbei sämtliche benötigten Öffnungen ein Gewinde auf. Vorzugsweise sind die Öffnungen seitlich neben der Durchgangsöffnung durch die Halbschalen angeordnet.
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Gemäss einer weiteren bevorzugten Variante kann die Fixierung der Halbschalen in der geschlossenen Position hydraulisch erfolgen. Hierfür werden bekannte Hydraulikelemente bereitgestellt, welche die Halbschalen bewegen können. Als Beispiel seien Stangen oder Kolben genannt, welche in einem Zylinder mit Hilfe eines hydraulischen Mediums wie Öl durch Druckausübung bewegt werden können und ausserhalb des Zylinders an der Stange oder dem Kolben angeordnete Komponenten bewegen. In einer geschlossenen Position kann eine Fixierung erreicht werden, indem der durch das Hydraulikmedium ausgeübte Druck erhöht beziehungsweise maximiert wird. Derartige Hydraulikelemente sind bekannt.
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Gemäss einer weiteren Variante kann zusätzlich ein Führungsstab angeordnet sein, welcher die Bewegung der Halbschalen unterstützt. Vorzugsweise ist der Führungsstab seitlich (besonders bevorzugt auf der anderen Seite als die vorstehend beschriebenen Öffnungen für das Feststellelement, sofern vorhanden) neben der Durchgangsöffnung durch die Halbschalen angeordnet.
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Gemäss einer dritten erfindungsgemässen Ausführungsform ist das lösbare Befestigungsmittel als Bajonettverschluss ausgestaltet. Ein Bajonettverschluss ist hinlänglich bekannt und betrifft eine schnell herstell- und lösbare mechanische Verbindung zweier (vorzugsweise zylindrischer) Teile in ihrer Längsachse. Die Teile werden durch Ineinanderstecken und entgegengesetztes Drehen verbunden und so auch wieder getrennt.
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Gemäss einer bevorzugten Variante der dritten erfindungsgemässen Ausführungsform stellt das lösbare Befestigungsmittel einen ersten Teil eines Bajonettverschlusses dar. Es ist aber auch möglich, dass beide Teile des Bajonettverschlusses aus Komponenten des lösbaren Befestigungsmittels gebildet sind.
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Vorzugsweise ist der Bajonettverschluss aus Nuten und Nocken realisiert. Durch Rotation können die Nocken in die Nuten bewegt und dort fixiert werden.
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In einer erfindungsgemässen Variante können die Nocken auf einem inneren Ring angeordnet sein, welcher eine Komponente des lösbaren Befestigungsmittels darstellt, lose (d.h. drehbar) angeordnet ist und allenfalls ein Feststellelement wie eine Schraube zur Fixierung umfasst, um eine selbstständige Rotation zu verhindern.
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Die Nuten sind in einer äusseren Platte angeordnet, welche eine Komponente des lösbaren Befestigungsmittels darstellt und seitlich in Führungsleisten gehalten wird. Die Führungsleisten sind vorzugsweise wie vorstehend bei der zweiten Ausführungsform beschrieben ausgestaltet; es ist aber keine bewegliche Führung der äusseren Platte in den Führungsleisten erforderlich. Die Führungsleisten sind wie vorstehend bei der zweiten Ausführungsform beschrieben an der zweiten Seite der festen Aufspannplatte befestigt, bevorzugt mit Hilfe von Schrauben.
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Wenn die Nocken nicht in den Nuten in der äusseren Platte fixiert sind, kann die Giesskammer mitsamt des inneren Rings mit den Nocken aus der zweiten Seite der festen Aufspannplatte heraus bewegt werden.
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Werden die Nocken des inneren Rings aber durch Rotation in die Nuten der äusseren Platte geführt, sind sie dort fixiert. Die Durchgangsöffnung durch die fixierte innere Platte ist nicht mehr ausreichend gross, um eine Schulter der Giesskammer durchzulassen. Die Schulter der Giesskammer schlägt an dem inneren Ring mit den Nocken an.
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Gemäss einer alternativen Variante der dritten Ausführungsform befinden sich die Nocken direkt auf der Giesskammer. Die Giesskammer selbst stellt hier den zweiten Teil eines Bajonettverschlusses dar. Eine Schulter auf der Giesskammer entfällt bei dieser Variante.
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Bei dieser Variante kann durch Rotation der Giesskammer erreicht werden, dass die auf der Giesskammer befindlichen Nocken in den Nuten des lösbaren Befestigungsmittels fixiert sind. Die Giesskammer kann in dieser geschlossenen Position nicht entnommen werden. Durch erneute Rotation der Giesskammer können die auf der Giesskammer befindlichen Nocken aus den Nuten des lösbaren Befestigungsmittels heraus bewegt werden. Die Giesskammer kann nun axial aus dem lösbaren Befestigungsmittel heraus bewegt und entnommen werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Druckgiessmaschine oder eine Thixomolding-Maschine, umfassend eine feste Aufspannplatte gemäss der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben. Druckgussmaschinen und Thixomolding-Maschinen sind hinlänglich bekannt und umfassen eine feste Aufspannplatte, eine bewegliche Aufspannplatte, Führungssäulen, welche sich durch Aufnahmeöffnungen in der festen Aufspannplatte und Aufnahmeöffnungen in der beweglichen Aufspannplatte erstrecken und auf welchen die bewegliche Aufspannplatte bewegt werden kann, sowie eine Giesseinheit mit einer Giesskammer, welche sich durch die Giessöffnung in der festen Aufspannplatte erstreckt.
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Vorzugsweise handelt es sich um eine Druckgiessmaschine, welche für sehr hohe Schliesskräfte ausgelegt ist; vorzugsweise weist die erfindungsgemässe Druckgiessmaschine eine maximale Schliesskraft von mindestens 45000 kN, bevorzugter mindestens 50000 kN und besonders bevorzugt mindestens 60000 kN, bis vorzugsweise zu 120000 kN, bevorzugter bis zu 100000 kN und besonders bevorzugt bis zu 85000 kN auf.
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Es handelt sich vorzugsweise um eine Zwei-Platten-Druckgiessmaschine, obwohl auch Drei-Platten-Druckgiessmaschinen mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemässen festen Aufspannplatte ausgestattet werden können.
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Erfindungsgemäss sind Kaltkammer-Druckgiessmaschinen bevorzugt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Montage einer Giesskammer in einer erfindungsgemässen festen Aufspannplatte, umfassend die Schritte:
- a) Einführen der Giesskammer in den Kanal der festen Aufspannplatte durch die Öffnung des Kanals auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte,
- b) Fixierung der Giesskammer in dem Kanal der festen Aufspannplatte mittels eines lösbaren Befestigungsmittels.
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Vorzugsweise wird an der Öffnung des Kanals auf der ersten Seite der festen Aufspannplatte in einem dafür vorgesehenen Aufnahmebereich in der festen Aufspannplatte vor dem Schritt a) ein Giesskammerhalter angeordnet.
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Vorzugsweise wird in Schritt b) die Fixierung der Giesskammer durch eine Massnahme erreicht, welche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
- Anbringen eines als Klemmvorrichtung ausgebildeten lösbaren Befestigungsmittels an der Öffnung des Kanals auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte, wobei die Klemmvorrichtung eine Durchgangsöffnung aufweist, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung des Kanals auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte,
- Bewegen eines als zwei Halbschalen gebildeten lösbaren Befestigungsmittels in eine geschlossene Position, in welcher eine Durchgangsöffnung ausgebildet wird, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung des Kanals auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte, und
- Ausbildung eines Bajonettverschlusses durch Rotation eines ringförmigen Abschnitts mit Nocken, welcher vorzugsweise auf der Giesskammer angeordnet ist und einen zweiten Teil eines Bajonettverschlusses darstellt, in einem lösbaren Befestigungsmittel, welches einen ersten Teil eines Bajonettverschlusses darstellt.
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Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird die Giesskammer in den Kanal in der festen Aufspannplatte eingeführt und vorzugsweise in dem Giesskammerhalter angeordnet, welcher sich an der Öffnung auf der ersten Seite der festen Aufspannplatte zur Giessform hin befindet. Hierbei können Hubmittel wie ein Kran zum Einsatz kommen. Anschliessend erfolgt an der Öffnung auf der zweiten Seite der festen Aufspannplatte die Fixierung der Giesskammer mittels eines beschriebenen lösbaren Befestigungsmittels.
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Mit der vorliegenden Erfindung kann die zum Austausch eines Giesskammer einer Druckgiessmaschine erforderliche Zeit um bis zu 90%, vorzugsweise 90%, reduziert werden. Der durch den Austausch verursachte Betriebsausfall kann erheblich verringert und der Produktausstoss der Druckgiessmaschine signifikant erhöht werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend näher unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen und nicht einschränkende Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1a-c
- eine schematische Darstellung der Entnahme einer Giesskammer aus einer festen Aufspannplatte gemäss dem Stand der Technik
- Fig. 2a-c
- eine schematische Darstellung der Entnahme einer Giesskammer aus einer festen Aufspannplatte gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung eines Giesskammerhalters
- Fig. 4a
- eine schematische Querschnittsansicht einer festen Aufspannplatte mit einer ersten Ausführungsform eines lösbaren Befestigungsmittels
- Fig. 4b
- eine schematische Darstellung einer festen Aufspannplatte mit der ersten Ausführungsform eines lösbaren Befestigungsmittels
- Fig. 5a
- eine schematische Darstellung einer festen Aufspannplatte mit einer zweiten Ausführungsform eines lösbaren Befestigungsmittels in geöffneter Position
- Fig. 5b
- eine schematische Darstellung einer Halbschale der zweiten Ausführungsform eines lösbaren Befestigungsmittels
- Fig. 5c
- eine schematische Schnittansicht einer festen Aufspannplatte mit einer zweiten Ausführungsform eines lösbaren Befestigungsmittels in geschlossener Position
- Fig. 6a
- eine schematische Schnittansicht einer Vorderansicht einer festen Aufspannplatte mit einer dritten Ausführungsform eines lösbaren Befestigungsmittels
- Fig. 6b
- eine schematische Darstellung einer Variante einer Giesskammer der dritten Ausführungsform eines lösbaren Befestigungsmittels
- Fig. 6c
- eine schematische Darstellung einer festen Aufspannplatte mit einer dritten Ausführungsform eines lösbaren Befestigungsmittels.
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Gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren bezeichnen dieselben Komponenten.
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In den Figuren 1a bis 1c ist eine schematische Darstellung der Entnahme einer Giesskammer aus einer festen Aufspannplatte gemäss dem Stand der Technik gezeigt.
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Eine Druckgiessmaschine D umfasst eine feste Aufspannplatte 1 mit einer darauf angeordneten Giessformhälfte 3, sowie eine bewegliche Aufspannplatte 4 mit einer darauf angeordneten Giessformhälfte 5. Die bewegliche Aufspannplatte 4 kann über Führungssäulen 6 in eine Schliessposition bewegt werden, in welcher die beiden Giessformhälften 3, 5 zusammen eine geschlossene Giessform bilden.
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In der festen Aufspannplatte 1 ist eine Giesskammer 2 angeordnet. Hierfür ist in der festen Aufspannplatte 1 ein Kanal vorgesehen, welcher sich von einer ersten Seite 1a der festen Aufspannplatte 1, auf welcher die Giessformhälfte 3 angeordnet ist oder angeordnet werden kann, zu einer zweiten Seite 1b erstreckt. Die zweite Seite 1b umfasst in der gezeigten Ausführungsform einen kalottenförmigen Hohlraum, durch welchen die in dem Kanal befindliche Giesskammer 2 mit Giessmaterial befüllt werden kann. Das Giessmaterial wird während des Betriebs durch die Giesskammer in die geschlossene Giessform gepresst, welche durch die beiden Giessformhälften 3, 5 gebildet wird.
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In Fig. 1a ist die Ausgangsposition für die Entnahme der Giesskammer 2 dargestellt. Die Druckgiessmaschine D ist vollständig geöffnet, d.h. die bewegliche Aufspannplatte 4 ist in einer Position, in welcher sie von der festen Aufspannplatte 1 entfernt ist. In dieser Position ist die auf der festen Aufspannplatte 1 befindliche Giessformhälfte 3 zugänglich und von der festen Aufspannplatte 1 entfernbar. In einem ersten Schritt wird die Giessformhälfte 3 von der festen Aufspannplatte 1 auf bekannte Weise gelöst und in Pfeilrichtung auf die bewegliche Aufspannplatte 4 zu bewegt.
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In Fig. 1b ist eine Position dargestellt, in welcher die Giessformhälfte 3 von der festen Aufspannplatte 1 weg und auf die bewegliche Aufspannplatte 4 zu bewegt wurde. Die Giesskammer 2 ist nun freigelegt. Die Giesskammer 2 kann nun aus dem Kanal der festen Aufspannplatte 1 entnommen und in Pfeilrichtung auf die bewegliche Aufspannplatte 4 zu bewegt werden.
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In Fig. 1c ist eine Position dargestellt, in welcher die Giesskammer 2 vollständig aus der festen Aufspannplatte 1 entnommen ist und beispielsweise ausgetauscht werden kann.
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In den Figuren 2a bis 2c ist eine schematische Darstellung der Entnahme einer Giesskammer aus einer festen Aufspannplatte gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In den Figuren 2a bis 2c ist nur eine feste Aufspannplatte 1 dargestellt, da im Gegensatz zum Stand der Technik erfindungsgemäss die Giesskammer 2 nicht in Richtung zur beweglichen Aufspannplatte 4 hin entnommen wird.
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In Fig. 2a ist die Ausgangsposition für die Entnahme der Giesskammer 2 dargestellt. Im Gegensatz zum Verfahren des Stands der Technik ist es nicht erforderlich, dass die Druckgiessmaschine vollständig geöffnet wird. Die Giessformhälfte 3 bleibt ebenso wie der Giesskammerhalter 7 auf der ersten Seite 1a der festen Aufspannplatte 1 angeordnet, was eine enorme Verfahrenserleichterung darstellt.
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Auf der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 ist ein lösbares Befestigungsmittel 8 angeordnet. Wie in Fig. 2a ersichtlich befindet sich gemäss der hier gezeigten Ausführungsform das lösbare Befestigungsmittel 8 in einem geschlossenen Zustand, indem ein Element des lösbaren Befestigungsmittels 8 nach unten in die Öffnung des Kanals auf der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 ragt. Die Giesskammer 2 weist gemäss der hier gezeigten Ausführungsform eine Schulter 2a auf. Im geschlossenen Zustand des lösbaren Befestigungsmittels 8 kann die Schulter 2a nicht an dem lösbaren Befestigungsmittel 8 vorbei nach aussen bewegt werden. Die Giesskammer 2 ist in dem Kanal in der festen Aufspannplatte 1 fixiert.
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In Fig. 2b ist eine Position dargestellt, in welcher das lösbare Befestigungsmittel 8 in einem offenen Zustand ist und die Öffnung des Kanals auf der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 nicht versperrt. Die Giesskammer 2 kann nun nach rechts aus der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 heraus bewegt werden, da die Schulter 2a der Giesskammer nicht mehr von dem lösbaren Befestigungsmittel 8 behindert wird.
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In Fig. 2c ist eine Position dargestellt, in welcher die Giesskammer 2 aus der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 heraus bewegt wurde und in Pfeilrichtung weiter nach rechts oder nach oben bewegt und beispielsweise ausgetauscht werden kann.
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In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Giesskammerhalters 7 gezeigt. Derartige Giesskammerhalter 7 sind bekannt und umfassen einen Aufnahmeabschnitt 7a zur Aufnahme einer Giesskammer 2 (hier nicht gezeigt), eine Distanzplatte 7b zur Höhenverstellbarkeit des Giesskammerhalters 7, sowie eine Halterung 7c zur Befestigung des Giesskammerhalters 7 mit der festen Aufspannplatte (hier nicht gezeigt). Diese Befestigung kann beispielsweise über Schraubverbindungen ausgeführt werden.
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In Fig. 4a ist eine schematische Querschnittsansicht einer festen Aufspannplatte 1 mit einer ersten Ausführungsform eines lösbaren Befestigungsmittels 8 gezeigt. Bei dem lösbaren Befestigungsmittel 8 gemäss dieser ersten Ausführungsform handelt es sich um eine Klemmvorrichtung in Form einer Klemmplatte mit einer Durchgangsöffnung, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung des Kanals auf der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1. Die Klemmvorrichtung ist mit Hilfe von Schrauben 8a an der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 befestigt. Die Giesskammer 2 weist gemäss der hier gezeigten Ausführungsform eine Schulter 2a auf. Solange die Klemmvorrichtung an der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 befestigt ist, kann die Giesskammer 2 nicht entnommen werden. Zur Entnahme müssen die Schrauben 8a gelöst und die Klemmvorrichtung entfernt werden.
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In Fig. 4b ist eine schematische Darstellung einer festen Aufspannplatte 1 mit der ersten Ausführungsform eines lösbaren Befestigungsmittels 8 gezeigt. Man erkennt in Fig. 4b, dass die Klemmvorrichtung (d.h. das lösbare Befestigungsmittel 8) und die zweite Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 mehrere Öffnungen zum Einführen von Schrauben 8a aufweisen. Die Klemmvorrichtung (d.h. das lösbare Befestigungsmittel 8) kann höhenverstellbar an der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 befestigt werden, indem sie in unterschiedlichen Löchern der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 befestigt wird.
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In Fig. 5a ist eine schematische Ansicht einer festen Aufspannplatte 1 mit einer zweiten Ausführungsform eines lösbaren Befestigungsmittels 8 gezeigt. Gemäss dieser Ausführungsform umfasst das lösbare Befestigungsmittel 8 zwei Halbschalen 8b und 8c, welche entlang der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 aufeinander zu in eine geschlossene Position (Fig. 5c) und voneinander weg in eine geöffnete Position (Fig. 5a) bewegt werden können. Hierfür sind die Halbschalen 8b und 8c gemäss der hier gezeigten Ausführungsform in Führungsleisten 8d angeordnet, welche an der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 mit Hilfe von Schrauben 8a befestigt sind. Man erkennt in Fig. 5a, dass die Führungsleisten 8d und die zweite Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 mehrere Öffnungen zum Einführen von Schrauben 8a aufweisen. Die Führungsleisten 8d können höhenverstellbar an der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 befestigt werden, indem sie in unterschiedlichen Löchern der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 befestigt werden.
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Oberhalb und unterhalb der Halbschalen 8b und 8c sind Querbalken 8e und 8f angeordnet. Die Querbalken 8e und 8f sind lösbar mit den Führungsleisten 8d verbunden. Durch die Querbalken 8e und 8f ist jeweils eine Stellschraube 8g geführt (hier ist nur die obere Stellschraube gezeigt), über welche die entsprechende Halbschale 8b oder 8c nach unten oder oben bewegt werden kann. Hier sind die Stellschrauben 8g in entsprechenden Gewinden angeordnet.
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In Fig. 5a ist eine geöffnete Position des lösbaren Befestigungsmittels 8 gezeigt. In dieser geöffneten Position kann die Giesskammer 2 aus der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 heraus bewegt werden, da die von den Halbschalen 8b und 8c gebildete Durchgangsöffnung ausreichend gross ist, um die (hier nicht gezeigte) Schulter 2a der Giesskammer 2 durchzulassen.
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In Fig. 5b ist eine schematische Darstellung einer der Halbschalen (hier die Halbschale 8b) gezeigt. Gemäss der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können bogenförmige Halbschalen zum Einsatz kommen, deren untere Enden etwas zurückgenommen sind, d.h. es ist nicht eine genau halbkreisförmigen Öffnung ausgebildet, sondern der Bogen geht an den Enden in abgeschrägte Abschnitte über. Dies hat den Vorteil, dass die Giesskammer bereits nach einer vergleichsweise geringen Bewegung der Halbschalen aus der geschlossenen Position aus der festen Aufspannplatte entnommen werden kann.
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In Fig. 5c ist eine geschlossene Position des lösbaren Befestigungsmittels 8 gezeigt. Mit Hilfe der Stellschrauben 8g sind die Halbschalen 8b und 8c aufeinander zu in die geschlossene Position bewegt worden, in welcher die Halbschalen 8b und 8c eine Durchgangsöffnung ausbilden, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung des Kanals auf der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1. Diese Durchgangsöffnung ist nicht mehr ausreichend gross, um die (hier nicht gezeigte) Schulter 2a der Giesskammer 2 durchzulassen. Man erkennt in Fig. 5c, dass bogenförmige Halbschalen 8b und 8c zum Einsatz kommen, deren untere Enden etwas zurückgenommen sind. Die Giesskammer 2 ist nicht vollständig umschlossen.
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In Fig. 5c ist weiterhin eine Feststellschraube 8h gezeigt, mit welcher die Halbschalen 8b und 8c in der geschlossenen Position fixiert werden können.
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In Fig. 5c ist weiterhin ein Führungsstab 8i gezeigt, welcher die Bewegung der Halbschalen 8b und 8c unterstützt.
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In Fig. 6a ist eine schematische Darstellung einer zweiten Seite 1b einer festen Aufspannplatte 1 mit einer dritten Ausführungsform eines lösbaren Befestigungsmittels 8 gezeigt. In dieser dritten Ausführungsform ist ein Bajonettverschluss aus Nuten 8j und Nocken 8k realisiert. Durch Rotation können die Nocken 8k in die Nuten 8j bewegt und fixiert werden.
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In der in Fig. 6a gezeigten Variante befinden sich die Nocken 8k auf einem inneren Ring, welcher lose angeordnet ist und allenfalls eine (nicht gezeigte) Schraube zur Fixierung umfasst, um eine selbstständige Rotation zu verhindern. Die Nuten 8j sind auf einer äusseren Platte angeordnet, welche seitlich in Führungsleisten 8d gehalten wird. Die Führungsleisten 8d sind an der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 mit Hilfe von Schrauben 8a befestigt.
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Wenn die Nocken 8k nicht in den Nuten 8j fixiert sind, kann die Giesskammer 2 mitsamt des inneren Rings mit den Nocken 8j aus der zweiten Seite 1b der festen Aufspannplatte 1 heraus bewegt werden. Werden die Nocken 8k aber durch Rotation in die Nuten 8k geführt, sind sie dort fixiert und die Durchgangsöffnung ist nicht mehr ausreichend gross, um die (hier nicht gezeigte) Schulter 2a der Giesskammer 2 durchzulassen. Die (hier nicht gezeigte) Schulter 2a der Giesskammer 2 schlägt an dem inneren Ring mit den Nocken 8k an.
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In Fig. 6b ist eine alternative Variante der dritten Ausführungsform gezeigt. Hier befinden sich die Nocken 8k direkt auf der Giesskammer 2. Eine Schulter 2a entfällt.
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Wie in Fig. 6c gezeigt kann durch Rotation der Giesskammer 2 erreicht werden, dass die auf der Giesskammer 2 befindlichen Nocken 8k in den Nuten 8j des lösbaren Befestigungsmittels 8 fixiert sind. Die Giesskammer 2 kann in dieser geschlossenen Position nicht entnommen werden. Durch erneute Rotation der Giesskammer 2 können die auf der Giesskammer 2 befindlichen Nocken 8k aus den Nuten 8j des lösbaren Befestigungsmittels 8 heraus bewegt werden. Die Giesskammer kann nun axial aus dem lösbaren Befestigungsmittel 8 heraus bewegt und entnommen werden.