DE19923341A1 - Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine sowie Druckgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine sowie Druckgießmaschine zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine (1) und eine Druckgießmaschine (1) zur Durchführung des Verfahrens, bei der in einem Vorratsbehälter befindliche Schmelze, vorzugsweise Metallschmelze, über ein Steigrohr (2) in dosierter Menge in eine Füllkammer (3) gelangt und von dort mittels eines in der Füllkammer (3) formschlüssig geführten Gießkolbens (4) in einen die Kontur des späteren Werkstücks bestimmenden Formhohlraum einer Gießform gepreßt wird, wobei zum Schmieren der Füllkammer-Gießkolbenanordnung ein Schmiermittel in die Füllkammer (3) eingebracht wird. Erfindungsgemäß wird der Gießkolben (4) in einer Schmierposition (6) an der Kolbenumfangsfläche mit Schmniermittel benetzt. Damit wird erreicht, daß das Schmiermittel gezielt direkt dort aufgebracht wird, wo die Schmierung erfolgen soll, nämlich auf der Reibungsfläche des Kolbenumfangs mit der Füllkammerinnenwand. Durch diese direkte Schmierung wird vermieden, daß das Schmiermittel zuerst in Kontakt mit der Schmelze und dann erst mit der Gießkolbenumfangsfläche kommt. Dadurch kann eine ausreichende Schmiermittelmenge aufgebracht werden, ohne daß dies zu einer unerwünschten Verunreinigung der Schmelze mit Schmiermittel führt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Druckgießma
schine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Druckgießma
schine zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des An
spruchs 10.
Bekannte Druckgießmaschinen zur Durchführung bekannter Druckgießver
fahren, beispielsweise zur Herstellung von Aluminium-Druckgußteilen,
weisen stets einen im wesentlichen ähnlichen Grundaufbau auf. So ist aus
der gattungsbildenden EP 0 594 727 B1 ein Verfahren zum Betreiben einer
Druckgießmaschine sowie eine Druckgießmaschine zur Durchführung die
ses Verfahrens bekannt, bei denen eine sich aus Formhälften zusammen
setzende Gießform einen der Kontur des späteren Werkstückes entspre
chenden Formhohlraum beinhaltet. Dabei wird die Metallschmelze über
eine Füllkammer, die über ein Steigrohr mit einem Warmhalteofen als Vor
ratsbehälter für die Schmelze in Verbindung steht, in den Formhohlraum
eingebracht. Die Schmierung der Füllkammer-Gießkolbenanordnung wird
hier nur allgemein erwähnt, ohne nähere Ausführungen darüber zu ma
chen.
Das mengenmäßig dosierte Einbringen der Metallschmelze erfolgt hier
entweder dadurch, daß im Warmhalteofen ein gewisser Überdruck aufge
baut wird, oder aber dadurch, daß in Füllkammer und Formhohlraum ein
entsprechend zu bemessendes Vakuum herrscht. Dieses Vakuumdruck
gießen, insbesondere das bekannte Vacuralgießverfahren, ist dabei ein be
vorzugtes Verfahren zur Herstellung hochwertiger Leichtmetall-Gußteile,
bei dem ein Gießhohlraum, bestehend aus Füllkammer und Formhohl
raum, evakuiert wird, so daß eine Gasaufnahme einer einströmenden
Schmelze verringert wird. Dies führt zu einer Steigerung der Schweißbar
keit, der Härtbarkeit und der Bruchdehnung des erhaltenen Gußteils.
Daneben ist es für einen sicheren Betrieb einer Druckgießmaschine mit
einer ungestörten Folge von Gießzyklen erforderlich, daß die Füllkammer-
Gießkolbenanordnung für eine lange Lebensdauer von Gießkolben und
Füllkammer mit Schmiermittel geschmiert werden. Problematisch hierbei
ist, daß sich die Qualität der zu vergießenden Schmelze durch den Kontakt
mit Schmiermittel je nach Schmiermittelmenge entscheidend verschlech
tert. So führt z. B. der Kontakt mit dem Schmiermittel zum Verlust guter
Duktilität des Gußteils, so daß das betreffende Druckgießverfahren für die
Produktion von Sicherheitsteilen ausscheidet. Insbesondere das wegen
seiner Schmelzreinheit für Sicherheitsteile angewendete Vacuralverfahren
ist in seinem Erfolg besonders von der sorgfältigen Beherrschung der
Schmierungstechnik der Füllkammer-Gießkolbenanordnung abhängig.
Aus der aktuellen Gießpraxis ist es bekannt, die Füllkammerbohrung zu
schmieren, indem z. B. durch einen einfahrenden, sprühenden Verteiler
kopf in der Füllkammer ein Schmierfilm hergestellt wird. Dabei darf insbe
sondere beim Vacuralverfahren nur rückwärts gesprüht werden, um eine
drohende Verschmutzung der Saugrohröffnung zu vermeiden. Auf dieses
Schmieren folgt die Beschickung der Füllkammer mit Schmelze. Diese
Schmelze wird anschließend über den Gießkolben aus der Füllkammer
ausgestoßen und in die Gießform gepreßt.
Nachteilig hierbei ist zum einen, daß bei einer derartigen Schmierungs
technik im wesentlichen die Schmelze mit dem Schmiermittel in Kontakt
gelangt und dadurch in unerwünschter Weise verunreinigt wird. Weiter
nachteilig bei dieser Schmierungstechnik ist, daß der Gießkolben hier nur
mittelbar mit den Schmiermittelrestmengen nach der Schmelzenbeauf
schlagung benetzt wird, so daß für eine ausreichende Schmierung der
Füllkammer-Gießkolbenanordnung große Schmiermittelmengen erforder
lich wären, was aber aus den eben erwähnten Gründen der unerwünschten
Verschmutzung der Schmelze nicht möglich ist. Man hat hier somit die
Wahl zwischen entweder einer ausreichenden Schmiermittelmenge bei
damit gleichzeitig einhergehender unerwünschter Verunreinigung der
Schmelze oder einer qualitativ vertretbaren Verunreinigung der Schmelze
durch geringe Schmiermittelmengen, was sich jedoch negativ auf die Le
bensdauer von Gießkolben und Füllkammer auswirkt. Diese Situation stellt
insgesamt einen unbefriedigenden Zustand dar.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betreiben einer
Druckgießmaschine zu schaffen, bei dem eine für eine lange Lebensdauer
der Füllkammer-Gießkolbenanordnung ausreichende Schmierung neben
einer geringen Verunreinigung der Schmelze durch das Schmiermittel
möglich ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Druck
gießmaschine zur Durchführung eines solchen Verfahrens zur Verfügung
zu stellen.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des An
spruchs 1 gelöst.
Nach Anspruch 1 wird der Gießkolben in einer Schmierposition an der Kol
benumfangsfläche mit Schmiermittel benetzt. Damit wird das Schmiermit
tel im Gegensatz zur herkömmlichen Schmierungstechnik gezielt direkt
dort aufgebracht, wo die Schmierung erfolgen soll, nämlich auf der Rei
bungs- bzw. Anlagefläche der Gießkolbenumfangsfläche mit der Füllkam
merwand. Durch diese direkte Schmierung der Gießkolbenumfangsfläche
wird vermieden, daß das Schmiermittel zuerst in Kontakt mit der Schmelze
und dann erst mit der Gießkolbenumfangsfläche kommt, so daß auch eine
solche Schmiermittelmenge aufgebracht werden kann, die eine ausrei
chende Schmierung für eine lange Lebensdauer der Füllkammer-Gießkol
benanordnung gewährleistet, ohne daß es zu einer unerwünschten Verun
reinigung der Schmelze und damit einem Qualitätsverlust kommt. Dadurch
ist das erfindungsgemäße Verfahren auch für hochwertige Gußteile geeig
net.
In einer bevorzugten Ausführungsform führt der Gießkolben nach An
spruch 2 nach dem Benetzen der Kolbenumfangsfläche mit Schmiermittel
in der Füllkammer wenigstens einen Leerhub zur Verteilung des Schmier
mittels durch. Dieser wenigstens eine Leerhub bewirkt eine für eine gute
Schmierung zwischen dem Gießkolben und der Füllkammer erforderliche
gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels über die gesamte Gleitfläche
des Gießkolbens in der Füllkammer. Durch die Aufbringung des Schmier
mittels auf der Kolbenumfangsfläche ist dabei jedoch gleichzeitig sicherge
stellt, daß die Füllkammerinnenwand nur mit einem dünnen Schmierfilm
benetzt wird und sich der Großteil der aufgebrachten Schmiermittelmenge
nach wie vor in dem Bereich zwischen der Gießkolbenumfangsfläche und
dem der jeweiligen Gießkolbenposition entsprechend zugeordneten Füll
kammerwandabschnitt befindet, so daß in der nach dem wenigstens einen
Leerhub erfolgenden Befüllung der Füllkammer mit Schmelze diese nicht
in einer qualitätsmindernden Weise durch das Schmiermittel verunreinigt
wird.
Nach Anspruch 3 kann der Gießkolben zwischen einer Ausstoßposition und
einer die Befüllung der Füllkammer ermöglichenden Dosierposition ver
schoben werden. In der Schmierposition kann der Gießkolben dabei grund
sätzlich jede beliebige Position zwischen der Ausstoß- und Dosierposition
einschließlich dieser beiden Positionen einnehmen. In einer bevorzugten
Ausführungsform nimmt der Gießkolben nach Anspruch 4 in der Schmier
position jedoch eine Zwischenposition im Niederdruckbereich der Füll
kammer ein, in der der Gießkolben eine Steigrohröffnung in Hubrichtung
überfahren hat. Damit wird erreicht, daß die Steigrohröffnung ausgehend
von der Schmierposition des Gießkolbens beim nachfolgenden Hub in
Hubrichtung nicht unmittelbar nach der Beaufschlagung des Gießkolbens
mit Schmiermittel überfahren zu werden braucht, sondern durch den nach
folgenden Hub das Schmiermittel zuerst gleichmäßig auf der Gleitfläche
zwischen Gießkolben und Füllkammer verteilt wird. Dadurch kann wie
derum erreicht werden, daß keine größere Schmiermittelmenge unkontrol
liert in die Steigrohröffnung gelangt. In der Ausstoßposition wird vom
Gießkolben die Schmelze in die Gießform gepreßt, während in der Dosier
position die Beschickung der Füllkammer mit einer bestimmten Schmel
zenmenge erfolgt. Dabei befindet sich der Gießkolben vorzugsweise in
einem Endbereich der Füllkammer hinter der Steigrohröffnung.
Nach Anspruch 5 ist die Füllkammer über eine Schmiermittelzuführöff
nung im Bereich der zugeordneten Schmierposition des Gießkolbens mit
einem eine Doppelrohranordnung aus Reinigungsstößel und Schmierrohr
umfassenden Stößel- und Kolbenschmiersystem so gekoppelt, daß der Rei
nigungsstößel Verunreinigungen im Bereich der Schmiermittelzuführöff
nung in die Füllkammer stößt. Über das Schmierrohr kann bei in der
Schmierposition befindlichem Gießkolben Schmiermittel über die
Schmiermittelzuführöffnung auf die Kolbenumfangsfläche aufgebracht
werden. Damit ist die Freigängigkeit der Schmiermittelzuführöffnung stets
sichergestellt, was zur Gewährleistung eines ungestörten Gießzyklus erfor
derlich ist. Vom Reinigungsstößel werden dabei im Bereich der Schmier
mittelzuführöffnung vorerstarrte Spritzer und andere Schmelz- und
Schmierungsreste sowie Flitter vom vorhergehenden Formfüllgang in die
Füllkammer zurückgestoßen. Durch die Doppelrohranordnung aus mit dem
Reinigungsstößel gekoppelten Schmierrohr wird vorteilhaft erreicht, dahi
die für eine ausreichende Schmierung erforderliche Schmiermittelmenge
auf einfache Weise direkt auf die Kolbenumfangsfläche eines sich in der
Schmierposition befindlichen Gießkolbens aufgebracht werden kann. Das
Schmierrohr und der Servicestößel werden vorzugsweise zusammenbe
wegt, wobei das Schmierrohr und/oder der Servicestößel so verlängert sein
kann, daß ein entsprechender Anschluß als Signalgeber für das Stößel- und
Kolbenschmiersystem verwendet wird.
Nach Anspruch 6 wird das Schmiermittel dem Gießkolben zusammen mit
Preßluft zugeführt. Dadurch kommt es zu einer sogenannten Nebelbildung
des Luft-Schmiermittelgemisches und damit zu einer besseren Vertei
lung des Schmiermittels am Gießkolbenumfang. Für eine noch bessere
Verteilung und Nebelbildung des Gemisches kann die Preßluft auch pul
send eingeblasen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird nach Anspruch
7 der Gießkolben in einem ersten Verfahrensschritt in die Dosierposition
bewegt, so daß eine dosierte Schmelzmenge über das Steigrohr in die Füll
kammer gelangt. In einem darauffolgenden zweiten Verfahrensschritt wird
die Schmelze durch eine Vorwärtsbewegung des Gießkolbens in dessen
Ausstoßposition in die Gießform gedrückt. Im anschließenden dritten Ver
fahrensschritt wird der Gießkolben in seine Dosierposition zurückbewegt,
wobei der Reinigungsstößel nach Erreichen der Dosierposition Verunreini
gungen im Bereich der Schmiermittelzuführöffnung in die Füllkammer
stößt. In einem vierten Verfahrensschritt wird der Gießkolben in seine
Schmierposition bewegt und wird die Kolbenumfangsfläche über das
Schmiermittelrohr mit Schmiermittel ggf. unter Preßluftzufuhr benetzt. Im
sich daran anschließenden fünften Verfahrensschritt führt der Gießkolben
zur Verteilung des Schmiermittels und zum Ausschieben der Verunreini
gungen aus der Füllkammer wenigstens einen Leerhub, vorzugsweise bis
zur Ausstoßposition durch. Im abschließenden sechsten Verfahrensschritt
wird der Gießkolben in seine Dosierposition zurückbewegt und das Verfah
ren kann von neuem beginnen. Mit einem derartigen Gießzyklus eines Ver
fahrens zum Betreiben einer Druckgießmaschine wird auf vorteilhafte
Weise in einem einzigen Gießzyklus eine gleichmäßige Verteilung des
Schmiermittels, eine Reinigung der Schmiermittelzuführöffnung und ein
Ausstoß der Verunreinigungen aus der Füllkammer erzielt. Damit läßt sich
das Gießverfahren insgesamt wirtschaftlich betreiben, wobei es zu keiner
wesentlichen Verunreinigung der in die Füllkammer gelangten Schmelze
kommt, was für die Herstellung hochqualitativer und hochwertiger Gußtei
le erforderlich ist.
Nach Anspruch 8 ist das Verfahren ein Vacuralgießverfahren, bei dem ein
Unterdruck an die Gießform und/oder die Füllkammer zum Ansaugen einer
dosierten Schmelzenmenge über das als Saugrohr ausgebildete Steigrohr in
die Füllkammer angelegt wird. Insbesondere bei Verwendung eines Stößel-
und Kolbenschmiersystems wird nach Anspruch 9 zusätzlich über dieses
die Anlegung eines unterstützenden Füllkammervakuums für das Ansau
gen der Schmelzenmenge in die Füllkammer vorgeschlagen. Dadurch kann
auch das eine besonders sorgfältige Beherrschung der Schmierungstechnik
erforderliche Vacuralverfahren, das eine hohe Schmelzenreinheit erfordert,
auf vorteilhafte Weise angewendet werden.
Hinsichtlich einer Druckgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens
wird die Aufgabe der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 ge
löst.
Nach Anspruch 10 ist die Füllkammer mit einer Kolbenschmiereinrichtung
gekoppelt, über die der Gießkolben in einer Schmierposition an der Kol
benumfangsfläche mit Schmiermittel benetzbar ist. Durch die Kopplung
der Füllkammer mit einer Kolbenschmiereinrichtung wird erreicht, daß das
Schmiermittel gezielt direkt dort aufgebracht wird, wo die Schmierung
notwendig ist, nämlich auf der Reibungs- bzw. Anlagefläche der Gießkol
benumfangsfläche mit der Füllkammerwand. Durch diese direkte Schmie
rung über die Kolbenschmiereinrichtung kann somit vermieden werden,
daß das Schmiermittel zuerst in Kontakt mit der Schmelze und dann erst
mit der Gießkolbenumfangsfläche kommt, so daß insgesamt eine ausrei
chende Schmiermittelmenge für eine lange Lebensdauer der Füllkammer-
Gießkolbenanordnung aufgebracht werden kann, ohne daß es zu einer un
erwünschten Verunreinigung der Schmelze und damit zu einer Qualitäts
verminderung der herzustellenden Gußteile kommt.
Nach Anspruch 11 ist an der Kolbenumfangsfläche ein kavitätartiger,
durch Kolbenringe begrenzter Schmiermittelraum ausgebildet. Dadurch
wird erreicht, daß eine ausreichende Schmiermittelmenge an der Kolben
umfangsfläche zugeführt werden kann. Durch die Kolbenringe ist gleichzei
fig sichergestellt, daß der größte Teil der Schmiermittelmenge stets im
Schmiermittelraum gehalten wird, so daß bei einem darauffolgenden Gieß
kolbenhub, z. B. einem Leerhub zur Verteilung des Schmiermittels, ledig
lich ein dünner Schmiermittelfilm an der Füllkammerwand zurückbleibt,
was zu einer unerheblichen Verunreinigung der Schmelze in der Füllkam
mer führt.
Grundsätzlich können alle bekannten und geeigneten Kolbenringe verwen
det werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch nach An
spruch 12 vorgeschlagen, daß der Schmiermittelraum auf der schmelzezu
gewandten Seite des Gießkolbens durch wenigstens einen Kolbenring be
grenzt ist, wobei es sich hier vorzugsweise um einen vorgespannten
und/oder geschlitzten Kolbenring handelt. In einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform wird nach Anspruch 13 vorgeschlagen, daß der
Schmiermittelraum auf der schmelzeabgewandten Seite des Gießkolbens
durch wenigstens einen Dichtring begrenzt ist. Dieser Dichtring ist vor
zugsweise ein elastischer und/oder warmfester und/oder gewebeverstärkter
Dichtring als Ölring.
In einer weiteren Ausführungsform kann nach Anspruch 14 der Gießkol
ben ein Gießkolben nach dem Allper-System sein, der einen geschlitzten
Kolbenring mit einem hohlen Profil auf der schmelzezugewandten Seite
trägt.
Nach Anspruch 15 ist im Bereich des Schmiermittelraums wenigstens eine
Schmiermittelnut wenigstens teilweise um den Gießkolbenumfang herum
ausgebildet. Damit wird erreicht, daß die Schmiermittelverteilung aus den
Nuten heraus erfolgt. Diese Verteilung aus den Nuten heraus kann durch
eine zeitlich einstellbare Zumischung von Preßluft verstärkt werden. Damit
können auch fein dosierte, minimierte und optimalisierte Schmiermittel
mengen wirkungsvoll im Bereich der Kolbenumfangsfläche verteilt werden.
Durch den vorgesehenen Schmiermittelraum kann dabei die Preßluftzufuhr
in einem weiten Bereich bemessen werden. Insbesondere in Verbindung
mit dem Betrieb beim Vacuraldruckgießverfahren kann es erforderlich sein,
daß die Schmiermittelnuten nicht umlaufend um die Kolbenumfangsfläche
herum geführt sind, damit eine Verunreinigung der Steigrohr- bzw. Saug
rohröffnung mit Schmiermittel beim Überfahren der Saugrohröffnung ver
hindert wird. Dazu ist dann die wenigstens eine Schmiermittelnut so aus
zubilden, daß auf der der Steigrohröffnung zugewandten Kolbenumfangs
fläche ein voller Bereich ausgebildet ist, der das Ansaugen von Schmelze
zu einem Zeitpunkt verhindert, zu dem der Gießkolben die Saugöffnung
überfährt.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Gießkolben nach Anspruch
16 ohne Kolbenringe ausgebildet, wobei im Bereich der Kolbenumfangsflä
che wenigstens eine Schmiermittelnut wenigstens teilweise um den Gieß
kolbenumfang herum ausgebildet ist. Diese Bauweise entspricht dem vor
her beschriebenen Gießkolben mit der Ausnahme, daß kein durch Kolben
ringe begrenzter Schmiermittelraum ausgebildet ist. Damit engen sich aber
die Mengen- und Druckspektren der Schmiermittelzufuhr ein, so daß dieser
Gießkolben nur für bestimmte Einsatzfälle geeignet ist.
Nach Anspruch 17 ist in der Füllkammerwand im Bereich der Schmierposi
tion des Gießkolbens eine Schmiermittelzuführöffnung ausgebildet, der
eine Doppelrohranordnung der Kolbenschmiereinrichtung zugeordnet ist,
die aus einem bewegbaren Reinigungsstößel und Schmierrohr besteht. Der
Reinigungsstößel dieser Doppelrohranordnung der Kolbenschmiereinrich
tung kann Verunreinigungen der Schmiermittelzuführöffnung in die Füll
kammer stoßen und über das Schmierrohr und die Schmiermittelzuführ
öffnung kann Schmiermittel der Kolbenumfangsfläche zugeführt werden.
Damit kann auf einfache Weise in einer Doppelfunktion die Freigängigkeit
der Schmiermittelzuführöffnung sichergestellt werden, indem Flitter, vor
erstarrte Spritzer und andere Schmelz- und Schmierungsreste vom vorher
gehenden Formfüllvorgang in die Füllkammer zurückgestoßen werden.
Über dieselbe Schmiermittelzuführöffnung kann auf einfache Weise auch
das Schmiermittel genau an die Stelle des Kolbens direkt zugeführt wer
den, wo daß das Schmiermittel erforderlich ist, nämlich auf der Kolbenum
fangsfläche. Das Schmierrohr und der Reinigungsstößel werden vorzugs
weise miteinander bewegt, z. B. über einen Scheibenkolben, wobei das
Schmierrohr und/oder der Reinigungsstößel mit einem herausgeführten
Anschluß als Signalgeber, z. B. für eine getaktete Schmiermittelzufuhr die
nen können.
Nach Anspruch 18 ist die Doppelrohranordnung mit einem zuschaltbaren
Luftanschluß gekoppelt, so daß ein zusätzliches Füllkammervakuum beim
Vacuralgießverfahren angelegt oder Preßluft zum Schmiermittel zur Aus
bildung eines Luft-Schmiermittelgemisches zugeführt werden kann. Die
Anbindung des Luftanschlusses an die Schmiermittelzuführöffnung erfolgt
hier vorzugsweise über eine Öffnung im Bereich des Reinigungsstößels.
Nach Anspruch 19 ist eine Steigrohröffnung des Steigrohrs in der Schmier
position des Gießkolbens im Bereich hinter der schmelzeabgewandten
Stirnseite des Gießkolbens und in der Dosierposition des Gießkolbens im
Bereich vor der schmelzezugewandten Stirnseite des Gießkolbens angeord
net. Die Steigrohröffnung ist vorzugsweise im hinteren Bereich einer vor
zugsweise zylinderrohrförmigen Füllkammer angeordnet. Dadurch wird
erreicht, daß der Gießkolben nach der Benetzung mit Schmiermittel in der
Schmierposition im darauffolgenden Gießkolbenhub bei noch nicht
gleichmäßig verteiltem Schmiermittel die Steigrohröffnung nicht zu über
fahren braucht, so daß eine diesbezügliche Verunreinigung vermieden
wird. Insbesondere kann der Gießkolben einen Leerhub zur gleichmäßigen
Schmiermittelverteilung durchführen.
Anhand einer Zeichnung wird ein konkretes Ausführungsbeispiel der Er
findung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Funktionsschema einer erfindungsgemäßen Druckgießmaschine,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Füllkammer-Gießkolbenanord
nung im Halbschnitt und im Querschnitt, und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer mit der Füllkammer gekoppel
ten Kolbenschmiereinrichtung.
In Fig. 1 ist ein Funktionsschema einer erfindungsgemäßen Druckgießma
schine 1 dargestellt. Die Druckgießmaschine 1 umfaßt einen hier nicht
dargestellten Vorratsbehälter für Schmelze, insbesondere für Metallschmel
ze, der über ein Steigrohr 2 mit einer Füllkammer 3 verbunden ist. In die
ser Füllkammer 3 ist ein in der Fig. 2 im Detail dargestellter Gießkolben 4
formschlüssig und verschiebbar gelagert. Mit diesem Gießkolben 4 ist eine
in die Füllkammer 3 gelangte, dosierte Schmelzmenge in eine hier nicht
dargestellte Gießform preßbar. Für eine Schmierung der Füllkammer-Gieß
kolbenanordnung mit einem Schmiermittel ist die Füllkammer 3 mit einer
in der Fig. 3 im Detail dargestellten Kolbenschmiereinrichtung 5 gekoppelt,
über die der Gießkolben 4 in einer in der Fig. 1 strichliert eingezeichneten
Schmierposition 6 an der Kolbenumfangsfläche mit Schmiermittel benetz
bar ist.
Wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ist an der Kolbenumfangsfläche des
Gießkolbens 4 ein Schmiermittelraum 7 ausgebildet. Dieser Schmiermittel
raum 7 ist auf der schmelzezugewandten Seite des Gießkolbens durch
einen geschlitzten und vorgespannten Kolbenring 8 begrenzt. Auf der
schmelzeabgewandten Seite des Gießkolbens 4 ist der Schmiermittelraum
durch einen elastischen und warmfesten sowie gewebeverstärkten Dicht
ring 9 begrenzt. Der Gießkolben 4 ist hier ein Gießkolben nach dem Allper-
System.
Wie dies aus der Darstellung der Fig. 2 weiter ersichtlich ist, sind im Be
reich des Schmiermittelraums 7 zwei Schmiermittelnuten 10 dergestalt um
den Gießkolbenumfang herum ausgebildet, daß ein voller Gießkolbenbe
reich 11 an der Unterseite des Gießkolbens 4 ausgebildet wird, der, wie
dies aus der Querschnittsdarstellung auf der rechten Seite der Fig. 2 er
sichtlich ist, eine Steigrohröffnung 12 beim Überfahren mit dem Gießkol
ben 4 abdeckt. Der Abstand D beträgt z. B. zwischen 20 und 100 µm.
In der Fig. 3 ist der Gießkolben 4 in der Schmierposition 6 dargestellt, in
der er sich, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, mit seiner schmelzeabge
wandten Stirnseite vor der Steigrohröffnung 12 befindet. Wie aus Fig. 3
weiter ersichtlich ist, ist der Gießkolben 4 in dieser Schmierposition 6 mit
den Schmiermittelnuten 10 und dem Schmiermittelraum 7 einer Schmier
mittelzuführöffnung 29 in der Füllkammer 3 zugeordnet. Der Schmiermit
telzuführöffnung 29 ist weiter die Kolbenschmiereinrichtung 5 zugeordnet,
die eine Doppelrohranordnung 13 bestehend aus einem Reinigungsstößel
14 und einem Schmierrohr 15 umfaßt.
Die Doppelrohranordnung 13 ist in einem Aufbau gelagert, der aus einem
Stufenzylinder 16, einem Zylinderdeckel 17 und einem Flansch 18 besteht,
über einen Scheibenkolben 19 verschiebbar gelagert, wobei der Flansch 18
an der Füllkammeraußenwand verschraubt ist.
Wie dies aus der Fig. 3 weiter ersichtlich ist, ist das Schmierrohr 15 mit
einem Ende im Reinigungsstößel 14 gehalten und ragt mit einem anderen
Ende über den Zylinderdeckel 17 hinaus und ist dort mit einem Schmier
mittelanschluß 20 verbunden. Im Stufenzylinder 16 ist ein Luftanschluß 21
vorgesehen, über den durch eine Öffnung 22 im Reinigungsstößel 14 ent
weder ein Vakuum im Falle eines Vacuraldruckgießverfahrens angelegt
werden kann oder aber auch Preßluft in Verbindung mit Schmiermittel zu
geführt werden kann, wie dies nachfolgend beispielhaft anhand eines kon
kreten Verfahrens zum Betreiben der Druckgießmaschine 1 näher erläutert
wird.
Über ein Kolbenposition-Steuermodul 23 einer Steuereinheit 24 wird der
Gießkolben 4, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, in einem ersten Verfah
rensschritt in die Dosierposition 25 bewegt, in der sich die Steigrohröffnung
12 vor der schmelzezugewandten Stirnseite des Gießkolbens 4 befindet.
Beim Vacuraldruckgießverfahren wird anschließend ein Vakuum an die
hier nicht dargestellte Gießform angelegt, wie dies in der Fig. 1 mit dem
Bezugszeichen 26 dargestellt ist, so daß eine dosierte Schmelzmenge über
das Steigrohr 2 in die Füllkammer 3 gesaugt wird. Zur Unterstützung des
Dosierens wird hierbei ein zusätzliches Füllkammervakuum 27 über den in
der Fig. 3 dargestellten Luftanschluß 21 und die Öffnung 22 im Reini
gungsstößel 14 der Doppelrohranordnung 13 angelegt.
Nach dem Befüllen der Füllkammer 3 mit der Schmelze wird diese in
einem zweiten Verfahrensschritt durch eine Vorwärtsbewegung des Gieß
kolbens 4 in dessen hier nicht dargestellte Ausstoßposition am vorderen
Füllkammerende in die nicht dargestellte Gießform gedrückt.
In einem dritten Verfahrensschritt wird der Gießkolben 4 in seine Dosier
position 25 zurückbewegt, wobei die Steuereinheit 24 eine Pneumatik
steuerung 28 und über diese die Doppelrohranordnung 13 ansteuert. Durch
diese Ansteuerung wird die Doppelrohranordnung 13 über den Scheiben
kolben 19 nach unten in Richtung Füllkammer 3 bewegt, wobei der Reini
gungsstößel 14 im Bereich der Schmiermittelzuführöffnung 29 angesam
melte Verunreinigungen, wie Flitter, vorerstarrte Spritzer und andere
Schmelz- und Schmierungsreste vom vorhergehenden Formfüllvorgang in
die Füllkammer 3 zurückstößt.
In einem darauffolgenden vierten Verfahrensschritt wird der Gießkolben
vom Kolbenposition-Steuermodul 23 in seine Schmierposition 6 bewegt, die
in der Fig. 1 strichliert dargestellt ist, und über die Steuereinheit 24 ein
Schmiermittel-Dosiermodul 30 angesteuert, so daß über das Schmiermittel
rohr 15 Schmiermittel in den Schmiermittelraum 7 im Bereich der Kolben
umfangsfläche aufgebracht wird. Gleichzeitig kann über ein Preßluftsteu
ermodul 31 Preßluft, z. B. gepulste Preßluft, zur besseren Schmiermittel
verteilung und Nebelbildung über den Luftanschluß 21 und die Öffnung 22,
wie diese in der Fig. 3 dargestellt sind, in die Schmiermittelnuten 10 einge
blasen werden.
In einem sich daran anschließenden fünften Verfahrensschritt führt der
Gießkolben 4 zur Verteilung des Schmiermittels und zum Ausschieben der
in die Füllkammer 3 geschobenen Verunreinigungen wenigstens einen
Leerhub bis zur Ausstoßposition durch. Im sechsten Verfahrensschritt wird
der Gießkolben 4 in seine Dosierposition 25 zurückbewegt und das Verfah
ren kann von neuem beginnen.
Claims (19)
1. Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine,
bei der in einem Vorratsbehälter befindliche Schmelze, vorzugsweise
Metallschmelze, über ein Steigrohr in dosierter Menge in eine Füll
kammer gelangt und von dort mittels eines in der Füllkammer form
schlüssig geführten Gießkolbens in einen die Kontur des späteren
Werkstücks bestimmenden Formhohlraum einer Gießform gepreßt
wird, wobei zum Schmieren der Füllkammer-Gießkolbenanordnung
ein Schmiermittel in die Füllkammer eingebracht wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gießkolben (4) in einer Schmierposition (6) an der Kolbenum
fangsfläche mit Schmiermittel benetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gieß
kolben (4) nach dem Benetzen der Kolbenumfangsfläche mit
Schmiermittel in der Füllkammer (3) wenigstens einen Leerhub zur
Verteilung des Schmiermittels durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Gießkolben (4) in der Füllkammer (3) zwischen einer Aus
stoßposition und einer die Befüllung der Füllkammer (3) ermöglichen
den Dosierposition (25) verschoben wird und die Schmierposition (6)
des Gießkolbens (4) vorzugsweise eine Zwischenposition zwischen die
sen beiden Positionen darstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gieß
kolben (4) in der Schmierposition (6) eine Zwischenposition im Nieder
druckbereich der Füllkammer (3) einnimmt, in der der Gießkolben (4)
eine Steigrohröffnung (12) in Hubrichtung überfahren hat.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net,
daß die Füllkammer (3) über eine Schmiermittelzuführöffnung (29) im Bereich der zugeordneten Schmierposition (6) des Gießkolbens mit einem Stößel- und Kolben-Schmiersystem, das eine Doppelrohranord nung (13) aus Reinigungsstößel (14) und Schmierrohr (15) umfaßt, 50 gekoppelt ist, daß der Reinigungsstößel (14) Verunreinigungen im Be reich der Schmiermittelzuführöffnung (29) in die Füllkammer (3) stößt, und
daß über das Schmierrohr (15) bei in der Schmierposition (6) befindli chem Gießkolben (4) Schmiermittel über die Schmiermittelzuführöff nung (29) auf die Kolbenumfangsfläche aufgebracht wird.
daß die Füllkammer (3) über eine Schmiermittelzuführöffnung (29) im Bereich der zugeordneten Schmierposition (6) des Gießkolbens mit einem Stößel- und Kolben-Schmiersystem, das eine Doppelrohranord nung (13) aus Reinigungsstößel (14) und Schmierrohr (15) umfaßt, 50 gekoppelt ist, daß der Reinigungsstößel (14) Verunreinigungen im Be reich der Schmiermittelzuführöffnung (29) in die Füllkammer (3) stößt, und
daß über das Schmierrohr (15) bei in der Schmierposition (6) befindli chem Gießkolben (4) Schmiermittel über die Schmiermittelzuführöff nung (29) auf die Kolbenumfangsfläche aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß das Schmiermittel dem Gießkolben (4) zusammen mit Preß
luft, vorzugsweise getaktet und/oder mit gepulster Preßluft, zugeführt
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net,
bei dem in einem ersten Verfahrensschritt der Gießkolben (4) in die Dosierposition (25) bewegt wird und eine dosierte Schmelzmenge über das Steigrohr (2) in die Füllkammer (3) gelangt,
bei dem in einem zweiten Verfahrensschritt die Schmelze durch eine Vorwärtsbewegung des Gießkolbens (4) in dessen Ausstoßposition in die Gießform gedrückt wird,
bei dem in einem dritten Verfahrensschritt der Gießkolben (4) in seine Dosierposition (25) zurückbewegt wird, wobei der Reinigungsstößel (14) nach dem Erreichen der Dosierposition (25) des Gießkolbens (4) Verunreinigungen im Bereich der Schmiermittelzuführöffnung (29) in die Füllkammer (3) stößt,
bei dem in einem vierten Verfahrensschritt der Gießkolben (4) in seine Schmierposition (6) bewegt wird und die Kolbenumfangsfläche über das Schmiermittelrohr (15) mit Schmiermittel gegebenenfalls unter Preßluftzufuhr benetzt wird,
bei dem in einem fünften Verfahrensschritt der Gießkolben (4) zur Ver teilung des Schmiermittels und zum Ausschieben der Verunreinigun gen aus der Füllkammer (3) wenigstens einen Leerhub, vorzugsweise bis zur Ausstoßposition, durchführt, und
bei dem in einem sechsten Verfahrensschritt der Gießkolben (4) in seine Dosierposition (25) zurückbewegt wird und das Verfahren von neuem beginnt.
bei dem in einem ersten Verfahrensschritt der Gießkolben (4) in die Dosierposition (25) bewegt wird und eine dosierte Schmelzmenge über das Steigrohr (2) in die Füllkammer (3) gelangt,
bei dem in einem zweiten Verfahrensschritt die Schmelze durch eine Vorwärtsbewegung des Gießkolbens (4) in dessen Ausstoßposition in die Gießform gedrückt wird,
bei dem in einem dritten Verfahrensschritt der Gießkolben (4) in seine Dosierposition (25) zurückbewegt wird, wobei der Reinigungsstößel (14) nach dem Erreichen der Dosierposition (25) des Gießkolbens (4) Verunreinigungen im Bereich der Schmiermittelzuführöffnung (29) in die Füllkammer (3) stößt,
bei dem in einem vierten Verfahrensschritt der Gießkolben (4) in seine Schmierposition (6) bewegt wird und die Kolbenumfangsfläche über das Schmiermittelrohr (15) mit Schmiermittel gegebenenfalls unter Preßluftzufuhr benetzt wird,
bei dem in einem fünften Verfahrensschritt der Gießkolben (4) zur Ver teilung des Schmiermittels und zum Ausschieben der Verunreinigun gen aus der Füllkammer (3) wenigstens einen Leerhub, vorzugsweise bis zur Ausstoßposition, durchführt, und
bei dem in einem sechsten Verfahrensschritt der Gießkolben (4) in seine Dosierposition (25) zurückbewegt wird und das Verfahren von neuem beginnt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß das Verfahren ein Vacuralgießverfahren ist, bei dem ein Un
terdruck an die Gießform und/oder die Füllkammer (3) zum Ansaugen
einer dosierten Schmelzenmenge über das als Saugrohr ausgebildete
Steigrohr (2) in die Füllkammer (3) angelegt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ver
wendung eines Stößel- und Kolben-Schmiersystems über dieses ein
unterstützendes Füllkammervakuum (27) an die Füllkammer (3) ange
legt wird.
10. Druckgießmaschine, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens
nach den Ansprüchen 1 bis 9,
mit einem Vorratsbehälter für Schmelze, insbesondere für Metall
schmelze, der über ein Steigrohr mit einer Füllkammer verbunden ist,
in der ein Gießkolben formschlüssig und verschiebbar gelagert ist,
wobei der Gießkolben eine in die Füllkammer gelangte dosierte
Schmelzmenge in eine Gießform preßt und die Füllkammer-Gießkol
benanordnung mit einem Schmiermittel schmierbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Füllkammer (3) mit einer Kolbenschmiereinrichtung (5) ge
koppelt ist, über die der Gießkolben (4) in einer Schmierposition (6) an
der Kolbenumfangsfläche mit Schmiermittel benetzbar ist.
11. Druckgießmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
an der Kolbenumfangsfläche ein kavitätartiger, durch Kolbenringe (8,
9) begrenzter Schmiermittelraum (7) ausgebildet ist.
12. Druckgießmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmiermittelraum (7) auf der schmelzezugewandten Seite des
Gießkolbens (4) durch wenigstens einen Kolbenring (8), vorzugsweise
eines vorgespannten und/oder geschlitzten Kolbenrings, begrenzt ist.
13. Druckgießmaschine nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schmiermittelraum (7) auf der schmelzeab
gewandten Seite des Gießkolbens (4) durch wenigstens einen Dichtring
(9), vorzugsweise eines elastischen und/oder warmfesten und/oder ge
webeverstärkten Dichtrings, begrenzt ist.
14. Druckgießmaschine nach einem der Anspruch 10 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Gießkolben (4) ein Gießkolben nach dem Allper-
System ist, der einen geschlitzten Kolbenring (8) mit einem hohlen
Profil auf der schmelzezugewandten Seite trägt.
15. Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich des Schmiermittelraums (7) wenig
stens eine Schmiermittelnut (10) wenigstens teilweise um den Gieß
kolbenumfang herum ausgebildet ist.
16. Druckgießmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der Gießkolben ohne Kolbenringe ausgebildet ist und im Bereich der
Kolbenumfangsfläche wenigstens eine Schmiermittelnut wenigstens
teilweise um den Gießkolbenumfang herum ausgebildet ist.
17. Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch
gekennzeichnet,
daß in der Füllkammerwand im Bereich der Schmierposition (6) des Gießkolbens (4) eine Schmiermittelzuführöffnung (29) ausgebildet ist, und
daß dieser Schmiermittelzuführöffnung (29) eine Doppelrohranord nung (13) der Kolbenschmiereinrichtung (5) aus bewegbarem Reini gungsstößel (14) und Schmierrohr (15) zugeordnet ist dergestalt, daß der Reinigungsstößel (14) Verunreinigungen der Schmiermittelzuführ öffnung (29) in die Füllkammer (3) stößt und über das Schmierrohr (15) und die Schmiermittelzuführöffnung (29) Schmiermittel der Kol benumfangsfläche zuführbar ist.
daß in der Füllkammerwand im Bereich der Schmierposition (6) des Gießkolbens (4) eine Schmiermittelzuführöffnung (29) ausgebildet ist, und
daß dieser Schmiermittelzuführöffnung (29) eine Doppelrohranord nung (13) der Kolbenschmiereinrichtung (5) aus bewegbarem Reini gungsstößel (14) und Schmierrohr (15) zugeordnet ist dergestalt, daß der Reinigungsstößel (14) Verunreinigungen der Schmiermittelzuführ öffnung (29) in die Füllkammer (3) stößt und über das Schmierrohr (15) und die Schmiermittelzuführöffnung (29) Schmiermittel der Kol benumfangsfläche zuführbar ist.
18. Druckgießmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Doppelrohranordnung (13) mit einem zuschaltbaren Luftanschluß
(21) gekoppelt ist zur Anlegung eines zusätzlichen Füllkammerva
kuums (27) bei Anwendung eines Vacuralgießverfahrens oder zur Zu
führung von Preßluft zum Schmiermittel zur Ausbildung eines Luft-
Schmiermittelgemisches.
19. Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Steigrohröffnung (12) des Steigrohrs (2) in
der Schmierposition (6) des Gießkolbens (4) im Bereich hinter der
schmelzeabgewandten Stirnseite des Gießkolbens (4) und in der Do
sierposition (25) des Gießkolbens (4) im Bereich vor der schmelzezu
gewandten Stirnseite des Gießkolbens (4) angeordnet ist, wobei die
Steigrohröffnung (12) vorzugsweise im hinteren Bereich einer vor
zugsweise zylinderrohrförmigen Füllkammer (3) angeordnet ist.
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- 1999-05-21 DE DE1999123341 patent/DE19923341B4/de not_active Expired - Fee Related
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