DE19921496A1

DE19921496A1 - Kolbenseitige Absaugabdichtung bei Anwendung des Vakuumdruckgießverfahren

Info

Publication number: DE19921496A1
Application number: DE19921496A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Stummer; Tobias Schwarz
Original assignee: Mueller Weingarten AG
Current assignee: Mueller Weingarten AG
Priority date: 1999-05-08
Filing date: 1999-05-08
Publication date: 2000-11-09
Also published as: JP2002543982A; EP1177058B1; WO2000067935A1; US6749005B1; DE50001278D1; EP1177058A1

Abstract

Für die Anwendung des Vakuum-Druckgießverfahrens ist es eine wesentliche Voraussetzung, daß der Gießprozess in einem nach außen abgedichteten Kreislauf stattfindet. DOLLAR A Damit unerwünschte Lufteintritte vermieden werden, sind entsprechende sichere Abdichtungssysteme erforderlich. Die Erfindung schlägt die Abdichtung zwischen einem Gießkolben (8) und einem Absaugkasten (13) vor, welche so ausgeführt ist, daß eine hohe Lebensdauer der Dichtung (11) gewährleistet ist und eine mögliche Unfallgefahr vermieden wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kolbenseitige Abdichtung bei Druckgußmaschinen die nach einem Vakuum-Verfahren, insbesondere nach dem Vacural-Verfahren, arbeiten und mit einem Absaugspalt oder Absaugkasten ausgerüstet sind.

Zur Erhöhung der Funktionssicherheit und der Dichtungsstandzeit wird eine Abdichtung auf einem im Durchmesser abgesetzten Gießkolben vorgeschlagen.

Stand der Technik

Die Produktion von Leichtmetallteilen erfolgt in erheblichen Mengen im Druckgießverfahren. Eine dominierende Stellung nehmen dabei Bauteile aus Aluminium und seiner Legierungen ein, jedoch wird auch Magnesium als Konstruktionswerkstoff immer attraktiver.

Traditionell finden die bekannten Druckgießverfahren nach dem Kaltkammer- oder, insbesondere für kleinere Bauteile, nach dem Warmkammerverfahren statt. Für eine Vielfalt von Teilen haben sich diese Verfahren bewährt. Sind jedoch hochwertige Bauteile mit minimalen Oxide- und Verunreinigungseinschlüssen gefordert die höhere dynamische Festigkeitswerte gewährleisten und/oder einer nachfolgenden Wärmebehandlung unterzogen werden, so findet bevorzugt ein Vakuumdruckgießverfahren Anwendung.

Bei einem dieser Verfahren erfolgt die Dosierung der Schmelze in die Füllkammer über ein im Schmelzbad befindliches Saugrohr. Veranlaßt wird diese Schmelzdosierung durch das Anlegen eines Vakuums, welches nach dem Schließen der Form durch Öffnen eines Vakuumventils zugeschaltet wird. Zusätzlich zu diesem Formvakuum ist auch zur besseren und geregelteren Vakuumwirkung ein zusätzliches Gießkammervakuum möglich, wie vom Anmelder in der DE 30 41 340 C2 als Vacural-Druckgießverfahren beschrieben.

Zur Erzielung einer entsprechenden Prozeßsicherheit und um eine optimale Vakuumwirkung zu gewährleisten muß das gesamte Verfahren möglichst in einem geschlossenen Kreislauf ablaufen und somit nach außen entsprechend abgedichtet sein.

Ein abzudichtender Bereich ist dabei die rückwärtige Seite des Kolbens- bzw. der Kolbenstange die mit dem Gießaggregat gekuppelt ist. Als Dichtungsträger hat sich der Absaugkasten der zur Abführung der an der Gießkolbenrückseite austretenden dünnen Leichtmetallresten, dem sog. Flitter, bewährt.

So ist z. B. in der EP 0 462 218 in einer am Ende des Absaugkasten befestigten Flanschbuchse eine Dichtung angebracht, die die Gießkolbenstange im Austrittsbereich aus dem Absaugkasten abdichtet. Ein wesentlicher Nachteil dieser Dichtungsanordnung ist, daß bei einem Abriß des Kolben am Verbindungsgewinde zwischen Kolben und Kolbenstange die Dichtwirkung an der Kolbenstange bestehen bleibt. Üblicherweise befinden sich die zur Kolbenkühlung erforderlichen Kühlwasserbohrungen in der Kolbenstange, so daß nach Kolbenabriß dann das Kühlwasser aus der Gießkolbenstange austritt. Durch die sich dann ergebende Situation kann das Kühlwasser im wesentlichen nur über das Ansaugrohr in das Schmelzebad des Warmhalteofen zurücklaufen. Neben der Störung des Gießprozesses und der Beeinträchtigung der Schmelze besteht dann bei Vergießung von Magnesium oder Aluminium eine hohe Unfallgefahr. Möglichkeiten der Gefährdung entstehen durch eine explosionsartige Reaktion oder durch die erhebliche Volumenvergrößerung und damit Druckerhöhung des im Saugrohr mit der heißen Schmelze zusammentreffenden Kühlwassers in dem sich ergebenden abgeschlossenen Raum. Ein weiterer Nachteil dieser Dichtungsanordnung ist der erhöhte Dichtungsverschleiß, wenn Kolben und Kolbenstange nicht symmetrisch zueinander sind, d. h. einen Versatz aufweisen.

Eine Abdichtung auf einem Gießkolben ist in der US PS 3,009,218 offenbart, vorgeschlagen wird ein Gießkolben mit einem gleichbleibenden Kolbendurchmesser über seine gesamte Länge. Bedingt durch den Gießprozeß treten in der Gießkammer Beschädigungen wie Ausschwemmungen oder Riefen auf, diese mechanischen Beeinträchtigungen führen auch zur Beschädigung des Gießkolben. Bei der vorgeschlagenen Ausführung kann die Kolbendichtung dann ebenfalls zu Schaden kommen und die Dichtwirkung ist im Dauerbetrieb nicht gewährleistet.

Aufgabe und Vorteil der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Anwendung des Vakuumdruckgießverfahren ein Dichtungssystem für einen Gießkolben vorzuschlagen, welches eine hohe Standzeit gewährleistet und eine Unfallgefahr wesentlich herabsetzt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Dichtungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen werden vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des Dichtungsystems vorgeschlagen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein verlängerter Gießkolben über mindestens einen Absatz, d. h. kleineren Durchmesser, an seinem rückwärtigen Ende verfügt und die im Absaugkasten angebaute Dichtung bei zurückgefahrenem Kolben mit diesem in Dichtverbindung steht. Der Dichtungseinbau soll dabei über eine kraft- oder formschlüssige Verbindung erfolgen und der Dichtring kann über eine Trennstelle verfügen die seinen Einbau oder Austausch ohne wesentliche Montagemaßnahmen ermöglicht. Die gewählte Gießkolbenausführung gewährleistet zum einen, daß mechanische Kolbenbeschädigung nicht am kleineren Dichtungsdurchmesser auftreten, da dieser Durchmesser keinen Kontakt zu der Bohrung der Gießkammer hat und zum anderen ist durch das einfache Herstellverfahren eine Konzentrizität der Gießkolbendurchmesser gegeben. Weiterhin könnte nach einem Gießkolbenabriß, der im Regelfall im Bereich einer vorgefahrenen Gießstellung erfolgen würde, das Kühlwasser durch den nun nach hinten offenen Ringraum austreten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels:

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 Einspritzsystem einer Vacural-Druckgießmaschine;

Fig. 2 Einzelheit des Gießkolben mit Absaugkasten und Abdichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt das Einspritzsystem 1 einer Vacural- Druckgießmaschine, welches über Anker 2 mit der festen Aufspannplatte 3 verbunden ist. Zwischen fester Aufspannplatte 3 und Ständerteil 4 des Einspritzsystem 1 ist der Warmhalteofen 5 für die flüssige Schmelze angeordnet. Das unterhalb der Schmelzbadoberfläche in den Warmhalteofen 5 eintauchende Saugrohr ist mit 6 bezeichnet. Das obere Ende von Saugrohr 6 ist mit Gießkammer 7 verbunden. In der Gießkammer 7 befindet sich Gießkolben 8 der mit Gießkolbenstange 9 verbunden ist. Gießkolbenstange 9 ist mit dem eigentlichen Gießaggregat 10 verbunden.

Eine vergrößerte Darstellung des erfindungsgemäßen Gedanken ist in Fig. 2 gezeigt. In Gießkammer 7 befindet sich Gießkolben 8 der über unterschiedlich große Durchmesser D1 und D2 verfügt. Der kleinere Durchmesser D2 wird durch Dichtung 11 in gezeigter zurückgefahrenen Stellung abgedichtet, wobei die zurückgefahrene Stellung dem Betriebszustand entspricht in dem die Schmelze über den Vakuumaufbau durch Saugrohr 6 angesaugt wird, während in der Vorwärtsbewegung des Gießkolben 8 eine Abdichtung nicht mehr erforderlich ist. Es kann sogar die Situation eintreten in dem ein nachfließen der Luft oder die gezielte Verwendung eines Schutzgases das absinken der Restschmelze und damit das verhindern eines "einfrieren" der Schmelze im Saugrohr erforderlich macht. Dichtung 11 wird mittels eines Klemmring 12 mit Absaugkasten 13 reibschlüssig verbunden. Durch die entsprechende Formgestaltung des Dichtringes 11 z. B. ein T- Profil kann auch eine formschlüssige Verbindung gewählt werden. Bevorzugt wird ein einseitig oder beidseitig geteilter Dichtring 11 verwendet, was einen Austausch des Dichtringes nur durch Entfernung von Klemm- oder Haltering 12 ermöglicht. Die Teilstelle des Dichtringes kann z. B. in Form eines Schrägstoßes ausgeführt werden, wodurch eine optimale Dichtwirkung erzielt wird. Der Gießkolben 8 ist bevorzugt so ausgebildet, das der kleinere Durchmesser D2 ( = Dichtdurchmesser) in seinem Endbereich sich kegelig verjüngend ausgebildet ist und die Übergänge mit entsprechend großzügigen Radien gestaltet werden. Durch diese Form ist ein funktionssicheres Ein- und Ausfahren aus der Dichtung 11 gewährleistet, was wiederum zur Schonung der Dichtung beiträgt.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen des geltenden Anspruches 1.

Bezugszeichenliste

1

Einspritzsystem

2

Anker

3

Feste Aufspannplatte

4

Ständerteil

5

Warmhalteofen

6

Saugrohr

7

Gießkammer

8

Gießkolben

9

Gießkolbenstange

10

Gießaggregat

11

Dichtung

12

Klemmring, Haltering

13

Absaugkasten

Claims

1. Abdichtung für den Gießkolben (8) einer Druckgießmaschine mit angebautem Absaugkasten (13) bei der der Transport des Metalles aus einem Schmelze- bzw. Warmhalteofen (5) in die Gießkammer (7) mittels Evakuieren über ein Saugrohr (6) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießkolben (8) mindestens 2 unterschiedliche Durchmesser D1 und D2 hat, wobei der kleinere Durchmesser D2 am hinteren Ende des Gießkolben (8) und im Absaugkasten (13) eine D2 entsprechende Dichtung (11) angeordnet ist.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (11) mittels eines Klemm- oder Haltering kraft- oder formschlüssig mit Absaugkasten (13) verbunden ist.

3. Abdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (11) über mindestens eine Teilstelle verfügt.

4. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießkolbendurchmesser D2 mit einem kegelförmigen Ende und Übergangsradien ausgebildet ist.