WO2008148229A1 - Druckgiessverfahren und druckgiessform hierzu - Google Patents

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Ueli Jordi
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Buehler Druckguss AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/22Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/2218Cooling or heating equipment for dies

Definitions

  • DE-U-29614940 discloses a cooling device for cooling of heat transfer media for tempering of pressure casting molds u. a. in a temperature control unit, wherein the heat transfer medium is cooled by means of a water or cooling network in the temperature control unit.
  • the cooling water flow is controlled in a die-casting mold by means of regulating valves which are provided with adjusting drives.
  • the control valves are slowly closed after a set time.
  • a plurality of temperature thresholds can also be predetermined, wherein at one threshold the valves for metering cooling liquid are opened and at the other threshold the valves are closed.
  • Another object of the invention is to provide a die-casting mold suitable for carrying out the method according to claim 1.
  • the pressure in the cooling circuit is determined by means of a pressure measuring device of the machine control.
  • a pressure measuring device of the machine control At the machine or form valves for opening and closing of the cooling channels are provided, which are associated with pressure sensors.
  • the cooling water flow is generated by means of a suction / pressure pump whose operation is controlled by the machine control.
  • the water flow through the valve 23 is closed, at the same time the blow valve 25 is opened and the blown air blows the residual water from the cooling circuits 28a, 28b.
  • the negative pressure at at least one pressure measuring device 27a, 27b is not reached and the dosing or pouring process is stopped immediately.
  • the process is controlled by the machine controller 32 and coordinated with the die casting machine process.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Druckgiessen, bei dem ein Kühlkreislauf zum kühlen einer Druckgiessform vorgesehen ist und das Kühlmittel sowohl im Saugbetrieb als auch im Druckbetrieb durch Kühlkanäle geführt wird und das Kühlmittel während eines Giessvorganges im Unterdruck geführt wird. Kennzeichnend ist, dass mit Beginn der Nachdruckphase der Kühlmittelfluss im Druckbetrieb ausgeführt wird.

Description

Druckgiessverfahren und Druckgiessform hierzu
Die Erfindung betrifft ein Druckgiessverfahren und eine Druckgiessform hierzu, insbesondere eine Druckgiessform mit einem Sicherheitskühlsystem.
Es ist hinlänglich bekannt, Giessformen und insbesondere auch Druckgiessformen zu kühlen, eingeschlossen Kerne und dergleichen.
So offenbart das DE-U-29614940 eine Kühlvorrichtung zum Abkühlen von Wärmeträgern zum Temperieren von Druckgussformen u. a. in einem Temperiergerät, wobei der Wärmeträger mittels eines Wasser- oder Kühlnetzes im Temperiergerät gekühlt wird. Gemäss DE-A-3045142 wird der Kühlwasserfluss in einer Druckgiessform mittels Regulierventilen gesteuert, die mit Verstellantrieben versehen sind. Bei Unterbrechung des Giessbetriebes werden die Regelventile nach einer eingestellten Zeit langsam geschlossen. Gemäss DE-A-19749495 können auch mehrere Temperaturschwellen vorgegeben werden, wobei bei einer Schwelle ein öffnen der Ventile zur Dosierung von Kühlflüssigkeit erfolgt und bei der anderen Schwelle die Ventile geschlossen werden.
Mittels einer Pumpe kann im Kühlwasserkreislauf auch ein Überdruck gehalten werden (DEAS 2045964).
Solche Systeme können nicht verhindern, dass z. B. bei Bruch eines Kernes Kühlwasser und flüssiges Metall unter Druck zusammenkommen, was zumindest eine Zerstörung der Form bewirken kann.
Um dem zu begegnen, ist es bekannt, den Kühlkreislauf während des Giessvorganges zu unterbrechen oder einen Überdruck im Kühlsystem durch saugen im Unterdruck zu vermeiden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckgiessverfahren zu entwickeln, das unter Meidung der Nachteile des Standes der Technik zum sicheren giessen geeignet ist.
Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Analog zum Stand der Technik wird Kühlwasser während des Giessvorganges im Unterdruck durch die Kühlkanäle geführt, doch beim umschalten auf die Nachdruckphase (die den Giessvorgang abschliesst) wird auch das Kühlwasser wieder im Überdruck geführt.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart. Bevorzugt wird das Verfahren von der Maschinensteuerung der Druckgiessmaschine ausgeführt, die auch eine Druckmessvorrichtung beinhaltet.
Da immer ein minimaler Kühlwasserfluss gegeben ist, können Ablagerungen (z.B. Kalk) in den Kühlkanälen vermieden werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Druckgiessform, die zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 geeignet ist.
Das Verfahren und die Kühleinrichtung sind analog auch bei der Kühlung von Giess- kammer und Giesskolben einer Druckgiesseinrichtung anwendbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in zwei Ausführungsbeispielen anhand einer Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen die
Fig. 1 : eine Wasserkühlung Fig. 2: ein Jetcooling.
Vor beginnendem Dosieren von Metallschmelze in eine Druckgiessform einer Druckgiessmaschine wird der Druck im Kühlwasserkreislauf simultan soweit reduziert, dass ein Unterdruck während des Giessvorgangs erreicht und gehalten wird. Sobald die Nachdruckphase einsetzt, wird simultan wieder auf Druckbetrieb im Kühlkreislauf geschaltet um eine ausreichend hohe Kühlleistung zu erreichen.
Der Druck im Kühlkreislauf wird mittels einer Druckmesseinrichtung der Maschinensteuerung ermittelt. An der Maschine oder Form sind Ventile zum öffnen und schliessen der Kühlkanäle vorgesehen, denen Drucksensoren zugeordnet sind. Der Kühlwasser- fluss wird mittels einer Saug/Druckpumpe erzeugt, deren Betrieb über die Maschinensteuerung gesteuert wird.
Beispiel 1 :
Am Ende des Sprühvorganges drosselt ein Ventil 2 den Kühlwassereingang 1. Gleichzeitig wird eine Saugvorrichtung 7 gestartet, die in den Kühlkanälen 5a, 5b der Form einen Unterdruck erzeugt, der durch Druckmessvorrichtungen 3 und 6 überwacht wird.
Ein Dosier- und Giessvorgang wird nur ausgelöst, wenn ein genügender Unterdruck an beiden Druckmessvorrichtungen 3 und 6 vorhanden ist.
Wenn der Giessvorgang von der Füllphase in die Nachdruckphase umschaltet, wird das Ventil 2 geöffnet und die Saugvorrichtung 7 ausgeschaltet. Der Kühlkreis steht nun wieder unter Druck und hat seine volle Kühlleistung.
Im Falle eines Kernbruches oder einer Leckage wird der Unterdruck an mindestens einer Druckmessvorrichtung 3, 6 nicht erreicht und der Dosier- oder Giessvorgang wird sofort abgebrochen.
Mit Drosselventilen 4a, 4b kann der Kühlwasserstrom für die einzelnen Kühlkanäle 5a, 5b eingestellt werden.
Der Ablauf wird durch die Maschinensteuerung 9 gesteuert und mit dem Druckgiessma- schinenprozess koordiniert. Die Pumpe könnte auch durch einen Injektor ersetzt werden.
Ein Sicherheitssystem hat eine Überwachung mit ein oder zwei Sensoren, die auch eine Redundanz erzeugen können.
Beispiel 2:
Bei sehr dünnen Kernen kann am Ende der Erstarrungszeit der Kühlwasserstrom unterbrochen werden und die Kühlbohrung kann mit Luft ausgeblasen werden.
Zum Kühlen öffnet das Ventil 23 den Kühlwasserstrom über das Rückschlagventil 24 zu den Kühlstellen 28a, 28b. Das Wasser verlässt die Form über die Saugvorrichtung 30 und gelangt in den Kühlwasserabfluss 31.
Am Ende des Kühlvorganges wird der Wasserstrom über das Ventil 23 geschlossen, gleichzeitig wird das Blasventil 25 geöffnet und die Blasluft bläst das Restwasser aus den Kühlkreisen 28a, 28b.
Um sicher zu stellen, dass kein Restwasser in den Kernen ist, wird beim Schliessen der Form ein Blasventil 25 geschlossen. Ein Saugventil 29 wird geöffnet und über die Saugvorrichtung 30 wird das Luft-Wassergemisch abgesaugt sowie im Kühlsystem ein Unterdruck erzeugt. Dieser wird mit Druckmessvorrichtungen 27a, 27b überwacht.
Der Dosier- und Giessvorgang wird nur ausgelöst, wenn ein genügender Unterdruck an beiden Druckmessvorrichtungen 27a, 27b vorhanden ist.
Wenn der Giessvorgang von der Füllphase in die Nachdruckphase umschaltet, wird der Kühlprozess mit dem Ventil 23 gestartet und die Saugvorrichtung 30 mit den Ventil 29 ausgeschaltet
Im Falle eines Kernbruches oder einer Leckage wird der Unterdruck an mindestens einer Druckmessvorrichtung 27a, 27b nicht erreicht und der Dosier- oder Giessvorgang wird sofort abgebrochen. Der Ablauf wird durch die Maschinensteuerung 32 gesteuert und mit dem Druckgiess- maschinenprozess koordiniert.
Bezugszeichen
1. Kühlwassereingang
2. Drosselventil
3. Druckmessvorrichtung Eingang
4a Drosselventil
4b Drosselventil
5a Kühlkanal
5b Kühlkanal
6 Druckmessvorrichtung Ausgang
7 Saugvorrichtung
8 Kühlwasser Ausgang
9 Maschinensteuerung
21 Kühlwassereingang
23 Ventil
24 Rückschlagventil Kühlwasser
25 Blasventil
26 Rückschlagventil Blasluft
27a Druckmessvorrichtung Eingang
27b Druckmessvorrichtung Ausgang
28a Kühlkreise
28b Kühlkreis
Venti I Saugvorrichtung
Saugvorrichtung
Kühlwasserabfluss
Maschinensteuerung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Druckgiessen, wobei ein Kühlkreislauf zum kühlen einer Druck- giessform einer Druckgiessmaschine vorgesehen ist und das Kühlmittel sowohl im Saugbetrieb als auch im Druckbetrieb durch Kühlkanäle der Druckgiessform geführt wird, das Kühlmittel während eines Giessvorganges im Unterdruck geführt wird, dadurch gekennzeichnet dass mit Beginn der Nachdruckphase der Kühlmit- telfluss im Druckbetrieb ausgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachdruckphase in Druckstufen ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckum- schaltung des Kühlmittelflusses von der Maschinensteuerung der Druckgiessmaschine gesteuert wird.
4. Druckgiessform zur Ausführung eines Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgiessform mit Kühlkanälen versehen ist, die Ventile aufweisen und mit einer Saug/Druckpumpe einen Kühlmittelkreislauf bilden.
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