DE19923341A1 - Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine sowie Druckgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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.

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.

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.

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.