WO2008131570A1 - Druckgiessmaschine - Google Patents

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WO2008131570A1
WO2008131570A1 PCT/CH2008/000168 CH2008000168W WO2008131570A1 WO 2008131570 A1 WO2008131570 A1 WO 2008131570A1 CH 2008000168 W CH2008000168 W CH 2008000168W WO 2008131570 A1 WO2008131570 A1 WO 2008131570A1
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WO
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casting machine
die casting
machine according
movable platen
column
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PCT/CH2008/000168
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English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Hauser
Original Assignee
Bühler Druckguss AG
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Publication date
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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
    • B22D17/26—Mechanisms or devices for locking or opening dies
    • B22D17/266—Mechanisms or devices for locking or opening dies hydraulically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/64—Mould opening, closing or clamping devices
    • B29C45/67—Mould opening, closing or clamping devices hydraulic
    • B29C45/6707—Mould opening, closing or clamping devices hydraulic without relative movement between the piston and the cylinder of the clamping device during the mould opening or closing movement
    • B29C45/6714—Mould opening, closing or clamping devices hydraulic without relative movement between the piston and the cylinder of the clamping device during the mould opening or closing movement using a separate element transmitting the mould clamping force from the clamping cylinder to the mould
    • B29C45/6728—Mould opening, closing or clamping devices hydraulic without relative movement between the piston and the cylinder of the clamping device during the mould opening or closing movement using a separate element transmitting the mould clamping force from the clamping cylinder to the mould the separate element consisting of coupling rods

Definitions

  • the invention relates to a die casting machine for casting light metallic materials, in particular a horizontal die casting machine.
  • Die casting machines in particular horizontal die casting machines, include, among other components, vertically aligned platens, at least one fixed platen (FAP) and a movable platen (BAP) spaced therefrom. On the clamping plates, the mold halves are arranged. The BAP can be moved on a machine bed by means of force transmission means with respect to FAP to open the mold resp. close. For this purpose, the BAP is usually guided by columns.
  • FAP fixed platen
  • BAP movable platen
  • a base plate of the BAP from its vertical working position out in an approximately horizontal mounting position and pivoting for mechanical locking with the FAP in the working position swing-shaped locking arms are provided which are pivotally hinged to the FAP and engage in the working position of the base plate of the FAP them associated abutment in the upper edge region of the base plate.
  • the closing and tearing force is absorbed by the machine frame, whereby it is widened.
  • at least one leg of the machine frame has a cross-sectional weakening, which allows an elastic deformation without angular deviation of the mounting surface of the mold halves from their vertical working position.
  • the cross-sectional weakenings are, for example, slits ending in a round arch.
  • a toggle-type form-locking device is articulated on one leg of the C-shaped machine frame and the FAP on the opposite thighs.
  • the legs can also have a hollow structure in addition to a solid structure.
  • Casting machines for casting light metal melts (die casting machines) and plastics (injection molding machines) have at least two mold halves in the current state of the art.
  • the solid mold half is built on the fixed platen of the casting machine.
  • the movable mold half is connected to the movable platen accordingly.
  • the mold is closed and opened again after the casting process.
  • the mold halves are closed by strong closing forces against the explosive force (casting pressure x part surface). These closing forces lead to an unwanted deformation of both clamping surfaces, which can lead to leaks in the casting mold.
  • the platens of injection and die casting machines have different shapes.
  • As forming criteria e.g. the rigidity of the platen in terms of deflection, the guidance of the movable platen on the columns and the accessibility of the ejector for the operator.
  • Steel plate Steel clamping plate with screwed-on or welded-on lugs for the joint bearing of a toggle lever
  • Cast plate Chipboard made of spheroidal cast iron with suitable design, eg with cast-on plates for the joint bearing of a toggle-type locking unit -> strength-oriented material arrangement -> integration of other functions (tabs for joint storage) -> fabrication advantages
  • Hollow casting Spheroidal cast iron clamping plate with cast-in core to create a cavity with the aim of increasing the plate stiffness with respect to deflection -> strength-optimized material arrangement, especially in large areas
  • the design of the movable platen has hitherto been carried out in the die-cast area as a solid body, without a cavity, to allow easy accessibility of the ejector plate.
  • the invention has for its object to provide a die casting machine, in particular a horizontal die casting machine, which allows a simple arrangement of a rigid arrangement of the BAP, so that even at maximum closing force almost no deflection resp. Parallelism deviation of the mold halves occurs.
  • the object is solved with the features of the claim.
  • the die casting machine is designed as a two-plate die-casting machine and its BAP is designed in the form of a closed frame, which absorbs the closing force virtually without deformation.
  • a large support and sliding surface on the machine bed is achieved in addition to protection of the guide columns from contamination.
  • clamping force for the positive connection is applied to the guide columns.
  • the interlock with the column must be reset by a dimension defined by the machine specification from the clamping surface of the moving platen. This can be achieved with screwed-on spacers or by means of a giess- technically generated extension of the movable platen. Another possibility would be to build the force-generating cylinder so long that this function can take over the protection of sheulenschwung.
  • the disclosed embodiment of the movable platen allows the protective function of the column optimally to connect with the strength-appropriate design of the movable platen.
  • the deformation of the clamping surface can be reduced by almost a factor of 2 without requiring more material.
  • the column protection function can be suitably integrated into the clamping plate.
  • Another very useful feature is the extremely small deformation of the cylinder surface. The force-generating cylinder is best protected against bending moments and lateral forces.
  • Fig. 1 a side view of a horizontal die casting machine
  • Fig. 2 a schematic representation of the movable platen.
  • a horizontal die casting machine has a machine bed 1 with a fixed clamping plate (FAP) 2 arranged perpendicular thereto and one on the machine table
  • FAP fixed clamping plate
  • BAP movably arranged movable platen
  • BAP 3 are each a mold half 16 and 17 respectively.
  • the BAP 3 is guided in four columns 8, which in turn are stored in the FAP 2.
  • Each column 8 is associated with a force cylinder 9 arranged on the BAP, by means of which the form fit force is proportionally applied to the respective column 8.
  • a movement cylinder 10 is provided between the lower columns 8, a movement cylinder 10 is provided.
  • the columns 8 are provided in the area of the BAP and the power cylinder with grooves in the form-fitting elements of a latch 11 engage. At the free end of the upper Columns 8 may engage a column coupling 12 in the end groove of a column.
  • a pillar extraction cylinder 13 is arranged between the lock 11 and the pillar coupling 12.
  • the mold halves 16 and 17 are first closed to a residual distance.
  • the column coupling 12 engages in the end groove of the column 8.
  • the movement cylinder 10 moves the BAP 3 open direction form. Together with the BAP and the coupled column 8 is extended from the FAP 2.
  • the column extraction cylinder 13 moves the column coupling 12 with the coupled column 8 open in the direction of the mold until the column 8 has been completely retracted into the BAP.
  • the return movement of the towed column 8 takes place in the reverse order.
  • the hydraulic power supply for the cylinder movements is provided by a pump group 15.
  • the generation of motion can also be done electromotive.
  • Machine bed fixed clamping plate FAP
  • BAP movable clamping plate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckgiessmaschine zum Vergiessen leichtmetallischer Werkstoffe, insbesondere eine Horizontal-Druckgiessmaschine die mit einfachen Mitteln eine steife Anordnung der BAP ermöglicht. Hierzu ist die bewegliche Aufspannplatte (3) mittels Streben (5) zu einem geschlossenen Rahmenkonstruktion verbunden.

Description

Druckgiessmaschine
Die Erfindung betrifft eine Druckgiessmaschine zum Vergiessen leichtmetallischer Werkstoffe, insbesondere eine Horizontal-Druckgiessmaschine.
Druckgiessmaschinen, insbesondere auch Horizontal-Druckgiessmaschinen beinhalten neben anderen Baugruppen vertikal ausgerichtete Aufspannplatten, zumindest eine feste Aufspannplatte (FAP) und eine davon beabstandete bewegliche Aufspannplatte (BAP). An den Aufspannplatten sind die Giessformhälften angeordnet. Die BAP ist mittels Kraftübertragungsmitteln bzgl. FAP auf einem Maschinenbett verfahrbar um die Form zu öffnen resp. zu schliessen. Hierzu ist die BAP meist über Säulen geführt.
Bei einer Horizontal-Druckgiessmaschine gemäss DE-A-3025189 ist eine Grundplatte der BAP aus ihrer vertikalen Arbeitsstellung heraus in eine annähernd horizontale Montagestellung schwenkbar und zur mechanischen Verriegelung mit der FAP in der Arbeitsstellung sind schwingenförmige Verriegelungsarme vorgesehen, die schwenkbar an der FAP angelenkt sind und in der Arbeitsstellung der Grundplatte der FAP ihnen zugeordnete Widerlager im oberen Randbereich der Grundplatte umgreifen.
Bei einer holmlosen Formschliesseinrichtung gemäss EP-A-0722820 wird die Schliess- und Aufreisskraft vom Maschinenrahmen aufgenommen, wobei dieser aufgeweitet wird. Zur Erhaltung der Parallelität der Formteilhälften weist mindestens ein Schenkel des Maschinenrahmens eine Querschnittsschwächung auf, die eine elastische Verformung ohne Winkelabweichung der Montagefläche der Formhälften aus ihrer senkrechten Arbeitsstellung ermöglicht. Die Querschnittsschwächungen sind zum Beispiel Schlitze, die in einem Rundbogen enden.
In der WO-A-00/35653 ist eine kniehebelartige Formschliesseinrichtung an einem Schenkel des C-förmigen Maschinenrahmens angelenkt und die FAP am gegenüberlie- genden Schenkel. Die Schenkel können neben einer massiven Struktur auch eine Hohlstruktur aufweisen.
Aus der US-A-2002/0102325 ist eine Zweiplatten-Spritzgiessmaschine bekannt, deren BAP Elemente einer Rahmenstruktur aufweist um einen seitlichen Zugang für Antriebseinrichtungen zu erreichen.
Giessmaschinen zum Giessen von Leichtmetallschmelzen (Druckgiessmaschinen) und Kunstoffen (Spritzgiessmaschinen) weisen mach heutigem Stand der Technik mindestens 2 Formhälften auf. Die feste Formhälfte wird auf der festen Aufspannplatte der Giessmaschine aufgebaut. Die bewegliche Formhälfte wird entsprechend mit der beweglichen Aufspannplatte verbunden. Über eine Bewegung der beweglichen Aufspannplatte wird die Giessform geschlossen und nach dem Giessvorgang wieder geöffnet. Während dem eigentlichen Giessen werden die Formhälften von starken Schliesskräf- ten entgegen der Sprengkraft (Giessdruck x Teilefläche) zugehalten. Diese Schliess- kräfte führen zu einer ungewollten Verformung beider Aufspannflächen, was zu Undichtigkeiten der Giessform führen kann.
Die Aufspannplatten von Spritz- und Druckgiessmaschinen weisen verschiedene Formgebungen auf. Als Kriterien für die Formgebung dienen z.B. die Steifigkeit der Aufspannplatte bezüglich Durchbiegung, die Führung der beweglichen Aufspannplatte auf den Säulen und die Zugänglichkeit des Auswerfers für den Bediener.
Folgende Konstruktionen sind für die bewegliche Aufspannplatte bekannt:
Stahlplatte: Aufspannplatte aus Stahl mit aufgeschraubten oder aufge- schweissten Laschen für die Gelenklagerung einer Kniehebel-
Schliesseinheit
-> geringe Deformation dank grossem E-Modul (Stahl)
gegossene Platte: Aufspannplatte aus Späroguss mit geeigneter Gestaltung, z.B. mit angegossenen Laschen für die Gelenklagerung einer Kniehebel- Schliesseinheit -> festigkeitsgerechte Materialanordnung -> Integration von anderen Funktionen (Laschen für Gelenklagerung) -> Fabrikationsvorteile
Hohlguss: Aufspannplatte aus Sphäroguss mit eingegossenem Kern zur Erzeugung eines Hohlraums mit dem Ziel der Erhöhung der Plattensteifheit bezüglich Durchbiegung -> festigkeitsoptimierte Materialanordnung vor allem bei grossen
Maschinen -> verbesserte Führung der beweglichen Aufspannplatte auf den
Säulen
Das Design der beweglichen Aufspannplatte wurde bisher im Druckgussbereich als Vollkörper, ohne Hohlraum ausgeführt, um eine problemlose Zugänglichkeit der Auswerferplatte zu ermöglichen.
Die Bedienart und die Konstruktion des Auswerfers weichen an Spritzgiessmaschinen von derjenigen der Druckgiessmaschinen ab. Daher sind im Spritzgussbereich Hohlguss- und Kastenkonstruktionen bekannt, bei dehnen ein relativ schlecht zugänglicher Auswerfer innerhalb des Gussteiles angeordnet ist.
Im Spritzgiessbereich sind seit 10 Jahren 2-Platten-Schliesseinheiten bekannt. Dieses Maschinenkonzept ermöglicht mechanisch einfachere Schliesskonzepte mit besserer Kraftverteilung und weniger Rohmaterialbedarf. Daher wird dieses Konstruktionsprinzip vor allem bei grosseren Maschinengrössen eingesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckgiessmaschine, insbesondere eine Horizontal-Druckgiessmaschine zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine steife Anordnung der BAP ermöglicht, so dass auch bei maximaler Schliesskraft nahezu keine Durchbiegung resp. Parallelitätsabweichung der Formhälften auftritt. Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst. Die Druckgiessmaschine ist als Zweiplatten-Druckgiess-Maschine und deren BAP ist in Form eines geschlossenen Rahmens ausgebildet, der die Schliesskraft nahezu verformungsfrei aufnimmt. Zudem wird so neben einem Schutz der Führungssäulen vor Verschmutzung auch eine grosse Abstützung und Gleitfläche auf dem Maschinenbett erreicht.
Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart. So wird die Spannkraft für den Formschluss auf den Führungssäulen aufgebracht.
Zum Schutz des Zahnungsbereichs der Säulen (formschlüssige Verriegelung zur Krafteinleitung) muss die Verriegelung mit der Säule um ein durch die Maschinenspezifikation definiertes Mass von der Aufspannfläche der beweglichen Aufspannplatte zurückgesetzt werden. Dies kann mit aufgeschraubten Distanzstücken oder mittels einer giess- technisch erzeugten Erweiterung der beweglichen Aufspannplatte erreicht werden. Eine weitere Möglichkeit bestünde darin, den krafterzeugenden Zylinder derart lang zu bauen, dass diese Funktion den Schutz der Säulenzahnung übernehmen kann.
Die offenbarte Ausführung der beweglichen Aufspannplatte ermöglicht die Schutzfunktion der Säule optimal mit der festigkeitsgerechten Gestaltung der beweglichen Aufspannplatte zu verbinden.
Als wesentliches Merkmal der Aufspannplatte wird der angegossene oder angeschraubte zylinderförmige Säulenschutzbereich bei der Spannzylinderauflage mit Streben zu einem Rahmen verbunden. Dieser Rahmen verhindert ein Abweichen der Achslage unter Spannkraft und dadurch die Deformation der Aufspannfläche. Durch die Streben wird die Achsaufweitung zwischen zwei Säulen stark reduziert. Das vorteilhaft angegossene Schutzrohr der Säulenzahnung wird dadurch in Achsrichtung gehalten, was ein Moment entgegen der belastungemässen Durchbiegung der Aufspannplatte ergibt. Dieses Gegenmoment reduziert die Durchbiegung im Bereich der Aufspannfläche um ca. den Faktor 2. Die Krafteinleitung in die Säulenschutzrohre wird durch einen hinten der relativ dünne Aufspannplatte aufgegossenen Verstärkungsrahmen gewährleistet. Dank dieser Gestaltung der beweglichen Aufspannplatte kann die Deformation der Aufspannfläche ohne höherem Werkstoffbedarf um beinahe den Faktor 2 gesenkt werden. Zudem kann die Säulenschutzfunktion geeignet in die Aufspannplatte integriert werden. Als weitere sehr nützliche Eigenschaft erweist sich eine extrem kleine Deformation der Zylinderanbaufläche. Der krafterzeugende Zylinder wird se bestmöglich vor Biegemomenten und Querkräften geschützt.
Die Säulenbiegung, ein zentrales Problem von Zweiplattenmaschinen, wird durch diese Konstruktion bei der beweglichen Aufspann platte nahezu eliminiert.
Die Zugänglichkeit zur Auswerfereinheit 14 bleibt dank der dünnen Strebenverbindung 5 weitgehend erhalten.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen die
Fig. 1 : eine Seitenansicht einer Horizontal-Druckgiessmaschine Fig. 2: eine Prinzipdarstellung der beweglichen Aufspannplatte.
Eine Horizontal-Druckgiessmaschine weist ein Maschinenbett 1 mit einer senkrecht dazu angeordneten festen Aufspannplatte (FAP) 2 auf sowie eine auf dem Maschinentisch
1 gleitend verfahrbar angeordneten beweglichen Aufspannplatte (BAP) 3 auf. Die BAP 3 weist einen mittels Streben 5 geschlossenen Rahmen und einem Fuss 7 auf. An FAP
2 und BAP 3 sind je eine Formhälfte 16 bzw. 17 angeordnet. Die BAP 3 ist in vier Säulen 8 geführt, die wiederum in der FAP 2 gelagert sind. Es sind zwei obere und zwei untere Säulen 8 vorgesehen. Jeder Säule 8 ist eine, an der BAP angeordneter Kraftzylinder 9 zugeordnet, mittels dem anteilig die Formschlusskraft auf die jeweilige Säule 8 aufgebracht wird.
Zwischen den unteren Säulen 8 ist ein Bewegungszylinder 10 vorgesehen.
Die Säulen 8 sind im Bereich der BAP und der Kraftzylinder mit Rillen versehen, in die formschlüssige Elemente einer Verriegelung 11 eingreifen. Am freien Ende der oberen Säulen 8 kann eine Säulenkupplung 12 in die Endrille einer Säule eingreifen. Ein Säu- lenauszugzylinder 13 ist zwischen Verriegelung 11 und Säulenkupplung 12 angeordnet.
Zum Ziehen der oberen Säulen 8 werden zunächst die Formhälften 16 und 17 auf einen Restabstand geschlossen. Ist die Kupplungsposition erreicht, rastet die Säulenkupplung 12 in die Endrille der Säule 8 ein. Folgend wird die Verbindung zwischen Säule und FAP gelöst. Der Bewegungszylinders 10 fährt die BAP 3 Richtung Form öffnen. Zusammen mit der BAP wird auch die gekuppelte Säule 8 aus der FAP 2 ausgefahren. Der Säulenauszugzylinder 13 bewegt die Säulenkupplung 12 mit der gekuppelten Säule 8 weiter Richtung Form öffnen, bis die Säule 8 vollständig in die BAP zurückgezogen worden ist.
Die Rückbewegung der gezogenen Säule 8 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Die hydraulische Energieversorgung für die Zylinderbewegungen wird von einer Pumpengruppe 15 zur Verfügung gestellt. Die Bewegungserzeugung kann aber auch elektromotorische erfolgen.
Bezugszeichen
Maschinenbett feste Aufspannplatte (FAP) bewegliche Aufspannplatte (BAP)
Säulenschutzrohr
Strebe
Rippe
Fuss
Säule
Kraftzylinder
Bewegungszylinder
Verriegelung
Säulenkupplung
Säulenauszugzylinder
Auswerfereinheit
Pumpengruppe feste Formhälfte bewegliche Formhälfte

Claims

Patentansprüche
1. Druckgiessmaschine zum Vergiessen leichtmetallischer Werkstoffe, insbesondere eine Horizontal-Druckgiessmaschine mit einem Maschinenbett, einer daran angeordneten festen Aufspannplatte und einer relativ zu dieser verfahrbaren beweglichen Aufspannplatte, die in Säulen geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Aufspannplatte (3) mittels Streben (5) zu einem geschlossenen Rahmen ausgebildet ist.
2. Druckgiessmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Aufspannplatte (3) einen Fuss (7) aufweist.
3. Druckgiessmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Bewegungszylinder zwischen den unteren Säulenpaar angeordnet ist.
4. Druckgiessmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Säule (8) ein Kraftzylinder (9) an der beweglichen Aufspannplatte (3) zugeordnet ist.
5. Druckgiessmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass biegesteife Säulenschutzrohre (4) kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit der beweglichen Aufspannplatte (3) verbunden sind.
6. Druckgiessmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulenschutzrohre (6) an einem der Aufspannfläche entgegengesetzten Ende mittels Streben (7) zu einem Rahmen verbunden sind.
7. Druckgiessmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Aufspannplatte (3) dünn ist und infolge der Streben (5) nur im Bereich der Krafteinleitung verstärkt ist.
8. Druckgiessmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenbelastung der beweglichen Aufspannplatte (3) mittels zum Zentrum der Aufspannplatte ausgerichteter Rippen (6) entlang der Säu- lenschutzrohre (4) zu einen Kraftzylindem (9) geleitet wird.
9. Druckgiessmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Lagerung und Führung der beweglichen Aufspannplatte (3) notwendigen Füsse (7) giesstechnisch direkt in die bewegliche Aufspannplatte integriert sind.
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