DE2704321A1 - PROCESS AND DEVICE FOR LOW PRESSURE DIE CASTING OF LIGHT METALS - Google Patents

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MÜLLER-BORfe · Dlä-JFEL · SCHÖN · HERTELMÜLLER-BORfe · Dlä-JFEL · SCHÖN · HERTEL

PATE NTANWiITE FATE NTANWiITE

F 1212/H1F 1212 / H1

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALTVON 1927-1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENT ADVERTISER FROM 1927-1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

FATA S.p.A.
Turin, Italien " ² ^b, Wl FATA SpA
Turin, Italy " ² ^ b, Wl

Verfahren und Vorrichtung für den Niederdruck-Druckguß von LeichtmetallenProcess and device for the low-pressure die-casting of light metals

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Niederdruck-Druckguß von Leichtmetallen.The invention relates to a method and a device for the low-pressure die casting of light metals.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren für den Niederdruck-Druckguß, bei welchem eine Form mit einem Innenhohlraum, dessen Querschnitt sich mit der Höhe ändert und dessen Form der eines zu gießenden Teils entspricht, mit einer Gießleitung, die mit dem Boden des Hohlraums über Gießtore bzw. Eingüsse in Verbindung steht, mit einer Entlüftungsleitung, die mit der Oberseite des Hohlraums in Verbindung steht, und mit einer Füllkammer für die zu gießende Legierunasschmelze verwendet wird, deren Boden mit der Gießleitung in Verbindung steht. Bei dem Gießverfahren werden in aufeinanderfolgenden Schritten die Füllkammer mit der erforderlichen Menge an Legierungsschmelze für die Bildung des Teils und der zugeordneten Gießkfipfe gefüllt, die Kammer abgedichtet, die Legierungsschmelze in der Kammer mit Gas beiThe invention relates in particular to a method for low pressure die casting, in which a mold with a Inner cavity, the cross-section of which changes with height and whose shape corresponds to that of a part to be cast, with a casting line, which is connected to the bottom of the cavity via casting gates or sprues, with a ventilation line, which communicates with the top of the cavity and with a filling chamber for the one to be poured Alloyunassschmelze is used, the bottom of which is in communication with the pouring line. During the casting process, in successive steps fill the chamber with the required amount of alloy melt for the formation of the Partly filled and the associated Gießkfipfe, the chamber sealed, the alloy melt in the chamber with gas

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MO NCII EN MU ■ SIEUEHTSTH. 4 · POSTFACH HS0720 · KABE L: MUEBOPAT · TEL. (089) 47 4003 TELEX 3-24283MO NCII EN MU ■ SEEHTSTH. 4 POST BOX HS0720 KABE L: MUEBOPAT TEL. (089) 47 4003 TELEX 3-24283

einem konstanten niedrigen Druck beaufschlagt und die Verbindung zwischen der Kammer und der Gießleitung geöffnet.a constant low pressure is applied and the connection between the chamber and the pouring line is opened.

Wenn bei solchen bekannten Verfahren die Füllkammer in Verbindung mit der Gießleitung gebracht wird, birst die Legierungsschmelze unter dem Einfluß des auf den Speicher ausgeübten Drucks in die Gießleitung und durch die Eingüsse in den Formhohlraum, der dadurch gefüllt wird, während Luft und Dampf im Hohlraum zur Atmosphäre durch die Entlüftungsleitung entweichen. Da der Druck des Gases für die Druckbeaufschlagung, normalerweise Luft oder Stickstoff, konstant ist, erfolgt der Zustrom der Metalllegierung in den Formhohlraum mit einem im wesentlichen konstanten Volumenstrom.If, in such known methods, the filling chamber is brought into communication with the pouring line, it bursts Alloy melt under the influence of the pressure exerted on the reservoir into the pouring line and through the gates into the mold cavity, which is thereby filled, while air and steam in the cavity through to the atmosphere the vent line escape. Since the pressure of the gas used for pressurization, usually air or nitrogen, is constant, the flow of the metal alloy into the mold cavity takes place at a substantially constant rate Volume flow.

Die tatsächliche Geschwindigkeit, mit welcher der Spiegel der Legierungsschmelze in dem Formhohlraum steigt, ändert sich jedoch umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche des Hohlraums auf verschiedenen horizontalen Pegeln. Somit steigt bei Teilen in dem Formhohlraum mit kleinem Querschnitt der Legierungspegel schneller, während er bei Teilen des Formhohlraums mit großem Querschnitt langsamer ansteigt. The actual rate at which the level of the molten alloy in the mold cavity rises will vary however, is inversely proportional to the cross-sectional area of the cavity at different horizontal levels. Consequently For parts in the small cross-section mold cavity, the alloy level rises faster than for parts of the mold cavity with a large cross-section increases more slowly.

Es ist bekannt, daß es eine optimale Geschwindigkeit des Zustroms von Legierungsschmelze in einen Formholraum oder eine optimale Anstiegsgeschwindigkeit des Legierungspegels in dem Hohlraum gibt, über welchem Turbulenz eintritt, was zu einer Porosität des erhaltenen Gußstücks führt, und unter der sich in dem fertigen Gußstück Gaseinschlüsse bzw. Lunker bilden können.It is known that there is an optimal rate of flow of molten alloy into a mold cavity or cavity there is an optimal rate of rise of the alloy level in the cavity over which turbulence occurs, what leads to a porosity of the casting obtained, and below which gas inclusions are in the finished casting or can form cavities.

Beim Gießen mit einem konstanten Druck ist es möglich, eine Annäherung an die optimale Geschwindigkeit des Schmelzlegierungszuflusses oder an die Anstiegsgeschwindigkeit des Pegels der Legierungsschmelze in dem FormhohlraumWhen pouring with a constant pressure it is possible to approximate the optimal speed of the Molten alloy inflow or the rate of increase in the level of molten alloy in the mold cavity

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durch Verwendung eines Kompromißwertes für den Druck zu erreichen. Demzufolge besteht immer die Gefahr, daß beim Gießen eines Gegenstandes mit nicht gleichförmigem Querschnitt sich eine Porosität oder Lunker- bzw. Gaseinschlüsse ergeben.by using a tradeoff value for pressure. As a result, there is always the risk that the Casting an object with a non-uniform cross-section results in porosity or voids or gas inclusions.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Niederdruckgießen von Leichtmetallegierungen zu schaffen, die eine zuverlässige Herstellung von gesunden Gußstücken ermöglichen, d.h. von Gußstücken mit einem kompakten und homogenen Aufbau ohne Fehler, wie Poren oder Gußblasen.The object on which the invention is based is therefore to provide a method and a device for the Low-pressure casting of light metal alloys to create a reliable production of healthy castings enable, i.e. castings with a compact and homogeneous structure without defects such as pores or blowholes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß zur Vermeidung der Bildung von Poren in dem Gußstück der Formhohlraum über die Entlüftungsleitung in Verbindung mit einer zusätzlichen Gasquelle mit einem Gegendruck gebracht wird, der genauso groß ist wie oder etwas größer ist als der konstante Druck, der an der Füllkammer anliegt. Anschließend wird die Kammer in Verbindung mit der Gießleitung gebracht. Der Gegendruck wird auf einen Wert reduziert, der kleiner ist als der Druck des konstanten Drucks. Abschließend wird der Gegendruck entsprechend einem vorher erstellten Programm so verändert, daß während des Gießens in den verschiedenen Teilen des Formhohlraums eine im wesentlichen konstante Fließgeschwindigkeit der Metallschmelze auf verschiedenen Pegeln der Metallschmelze in dem Hohlraum erreicht wird.This object is achieved according to the invention in the method mentioned at the outset in that to avoid the Formation of pores in the casting, the mold cavity is brought into communication with an additional gas source with a counter pressure via the vent line is the same as or slightly greater than the constant pressure applied to the filling chamber. Afterward the chamber is brought into communication with the pouring pipe. The back pressure is reduced to a value that is smaller than the pressure of the constant pressure. Finally, the counter pressure is corresponding to a before The program created was changed so that during the casting in the various parts of the mold cavity an essentially constant flow rate of the molten metal at different levels of molten metal in the cavity is achieved.

Das zur Durchführung des Verfahrens benutzte Programm sollte die Form einer Funktion haben, die sich mit der Zeit entsprechend einem Gesetz ändert, das umgekehrt zur Änderung der Querschnittsfläche des Hohlraums mit der Höhe ist. Diese Funktion kann dann auf der Basis vorausgehender Gießversuche korrigiert werden.The program used to perform the method should take the form of a function that deals with the Time changes according to a law that inversely changes the cross-sectional area of the cavity with the Height is. This function can then be corrected based on previous casting attempts.

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Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Vorrichtung hat eine Form mit einem Innenhohlraum, dessen Querschnitt sich mit der Höhe ändert und dessen Gestalt der des zu gießenden Teils entspricht, eine über Eingüsse mit dem Boden des Hohlraums verbundene Gießleitung, eine mit der Oberseite des Hohlraums in Verbindung stehende Entlüftungsleitung, eine Ftillkammer für die Aufnahme der zu vergießenden Legierungsschmelze, wobei die Kammer druckabdichtende Einrichtungen, einen oberen Einlaß für Druckgas und einen unteren Auslaß für Metallschmelze bzw. Legierungsschmelze aufweist, eine Verschlußeinrichtung, um den Kammerauslaß mit der Gießleitung in Verbindung zu bringen, und eine Ventileinrichtung zum Verbinden des oberen Einlasses der Kammer mit einer Quelle mit konstantem Fluiddruck.The device used to carry out the method according to the invention has a shape with an inner cavity, whose cross-section changes with height and whose shape corresponds to that of the part to be cast, one pouring line connected to the bottom of the cavity via sprues, one connected to the top of the cavity standing vent line, a filling chamber for receiving the alloy melt to be cast, whereby the chamber pressure-sealing means, an upper inlet for pressurized gas and a lower outlet for Molten metal or alloy melt, a closure device to the chamber outlet with the pouring line and valve means for connecting the upper inlet of the chamber to a source of constant fluid pressure.

Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie zur Vermeidung von Poren in dem Gußstück eine zusätzliche Gasquelle mit einem Gegendruck aufweist, der dem in der Gießkammer anliegenden konstanten Druck gleich ist oder größer ist als dieser Druck, wobei die zusätzliche Quelle mit der Entlüftungsleitung verbunden ist, eine Druckreguliereinrichtung zum Einstellen des Gegendrucks und eine Programmeinrichtung, die mit der Reguliereinrichtung zum Steuern des Gegendrucks entsprechend einem Programm derart verbunden ist, daß am Anfang der Gegendruck auf einen Wert unter dem konstanten Druck reduziert wird, um das Gießen beginnen zu lassen, und daß dann der Gegendruck während des Gießens so verändert wird, daß man eine im wesentlichen konstante Fließgeschwindigkeit der Legierungsschmelze in die verschiedenen Teile des Formhohlraums, wenn die Legierung diesen füllt, unabhängig von der Änderung mit der Höhe des Querschnitts des Hohlraums erhält.The device is characterized in that it has an additional to avoid pores in the casting Has gas source with a back pressure which is equal to the constant pressure applied in the casting chamber or is greater than this pressure, wherein the additional source is connected to the vent line, a pressure regulator for setting the back pressure and a program device that works with the regulating device to control the back pressure according to a program is connected in such a way that at the beginning of the back pressure a value below the constant pressure is reduced to start the pouring and that then the back pressure is varied during casting so as to maintain a substantially constant flow rate of the alloy melt into the different parts of the mold cavity as the alloy fills it, independently obtained from the change with the height of the cross section of the cavity.

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-5.-5.

Anhand der belllegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.The invention is based on the drawings for example explained in more detail.

Flg. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt einer Druckgußmaschine, die einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet, für das Niederdruck-Druckgießen von Leichtmetallgußstücken.Flg. Fig. 1 shows schematically a longitudinal section of a die-casting machine, which forms part of an apparatus according to the invention, for the low-pressure die-casting of Light metal castings.

Fig. 2 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung.Fig. 2 shows schematically a preferred embodiment an entire device according to the invention.

Fig. 3 zeigt schematisch teilweise im Schnitt ein Regulierventil, welches einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet.Fig. 3 shows schematically, partially in section, a regulating valve which forms part of the device according to the invention.

Die in Fig. 1 gezeigte Druckgußmaschine ist für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und für die Verwendung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung geeignet. Eine derartige Druckgußmaschine ist aus der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel "Niederdruck- Druckgußmaschine" unter dem Aktenzeichen P The die-casting machine shown in FIG. 1 is suitable for carrying out the method according to the invention and for use in the device according to the invention. Such a die-casting machine is from the patent application filed at the same time with the title "Niederdruck- Die-casting machine "under the file number P

(F 1211) bekannt, auf die hier für weitere Einzelheiten Bezug genommen wird.(F 1211) known here for more details Is referred to.

Die in Fig. 1 gezeigte Druckgußmaschine besteht im wesentlichen aus einem Körper 1 mit einer Anzahl von trennbaren Teilen, welche eine Form bilden, die einen inneren Hohlraum 2 hat, dessen Querschnittsfläche sich mit der Höhe ändert und dessen Form des zu gießenden Teils entspricht, das bei dem gezeigten AusfUhrungsbeispiel ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ist. Die Form des Teils wird weiterhin von inneren Kernen begrenzt, von denen nur ein Kern 3 gezeigt ist. Der Boden des Formhohlraums 2 steht über Eingüsse 4 mit einer Gießleitung 5 in Verbindung.The die casting machine shown in Fig. 1 consists essentially of a body 1 with a number of separable Parts that form a shape that has an internal cavity 2, the cross-sectional area of which increases with height changes and the shape of which corresponds to the part to be cast, which in the exemplary embodiment shown is a cylinder head is an internal combustion engine. The shape of the part is still limited by internal cores, only one of which is core 3 is shown. The bottom of the mold cavity 2 is connected to a pouring line 5 via sprues 4.

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Die Teile des Körpers 1 bilden auch eine Füllkairaner 6 für die Aufnahme der Charge einer Legierungsschmelze, die ausreicht, um das zu gießende Teil mit dem zugeordneten Metallgußkopf und den Angüssen herzustellen. Mit dem Boden der Kammer 6 ist ein Kanal 7 verbunden. Der Kanal 7 ist mit der Gießleitung 5 über einen Verschluß 8 in Form eines quer bewegbaren Schieberventils oder Stopfens verbunden.The parts of the body 1 also form a Füllkairaner 6 for receiving the batch of alloy melt sufficient to produce the part to be cast with the associated metal casting head and sprues. With the ground a channel 7 is connected to the chamber 6. The channel 7 is with the casting line 5 via a closure 8 in the form of a transversely movable slide valve or plug connected.

Die Kammer 6 ist auf der Oberseite durch einen Deckel 9 abgedichtet, der entfernbar ist, so daß das Füllen der Kammer mit Leichtmetallschmelze möglich ist. Der Deckel 9 hat eine innenliegende Leitung 1o, die über einen Kanal mit dem oberen Teil der Kammer 6 in Verbindung steht. Mittels eines Rohranschlusses 12 ist die Leitung 1o mit einem Rohr 13 verbunden, das, wie später erläutert wird, dazu dient, ein Gas mit niedrigem Druck dem oberen Abschnitt der Kammer 6 über dem Pegel der darin befindlichen Legierungsschmelze zuzuführen.The chamber 6 is sealed on the top by a cover 9, which is removable, so that the filling of the Chamber with light metal melt is possible. The cover 9 has an internal line 1o, which over a channel is in communication with the upper part of the chamber 6. The line 1o is connected by means of a pipe connection 12 connected to a pipe 13 which, as will be explained later, serves to supply a low pressure gas to the upper portion of the chamber 6 above the level of the molten alloy therein.

Der obere Teil des Formhohlraums 2 steht mit einer Entlüftungsleitung 14 über parallel nach unten verlaufende Kanäle 15 in Verbindung, von denen jeder von einer Stahlbüchse 16 am unteren Ende umgeben ist. Jede Büchse 16 hat eine Anzahl von kleinen Schlitzen oder Einschnitten, die den Durchgang von Gas und Dampf ermöglichen, jedoch nicht von Legierungsschmelze, wenn diese den gesamten Hohlraum füllt.The upper part of the mold cavity 2 is connected to a vent line 14 over parallel downwardly Channels 15 in connection, each of which is surrounded by a steel sleeve 16 at the lower end. Each can has 16 but not a number of small slits or cuts to allow gas and steam to pass through of alloy melt when it fills the entire cavity.

Die Entlüftungsleitung 14 ist über einen Rohranschluß 17 mit einem Zuführungsrohr 18 verbunden, dessen Zweck später erläutert wird.The vent line 14 is connected via a pipe connection 17 connected to a feed pipe 18, the purpose of which will be explained later.

In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung einschließlich der Druckgußmaschine 1 gemäß Fig. 1 und den daran angeschlossenen Rohren 13 und 18 gezeigt.FIG. 2 shows a device according to the invention including the die-casting machine 1 according to FIG. 1 and the pipes 13 and 18 connected thereto.

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Das Rohr 13 ist mit einer Quelle 19 für unter Druck stehendes Gas, normalerweise mit einer Druckluftleitung, über ein Hauptventil 2o in von Hand steuerbarer Dreiwegebauweise, eine Schmiereinrichtung 21, eine Druckregulierungseinrichtung 22 und ein Steuerventil 23 der pneumatisch gesteuerten Dreiwegebauweise verbunden. Die Druckreguliereinrichtung 22 ist so kalibriert, daß Gas dem Rohr 13 bei einem Druck zugeführt wird, der etwas über Atmosphärendruck liegt, beispielsweise bei einem Druck, der zwischen o,1 und o,6 at über dem Atmosphärendruck liegt.The tube 13 is connected to a source 19 of pressurized gas, normally a compressed air line a main valve 2o in a manually controllable three-way design, a lubricating device 21, a pressure regulating device 22 and a control valve 23 of the pneumatic controlled three-way construction. The pressure regulator 22 is calibrated so that gas is the pipe 13 at is supplied to a pressure which is slightly above atmospheric pressure, for example at a pressure between 0.1 and 0.6 at above atmospheric pressure.

Das Rohr 18 ist mit einer Quelle 24 für ein Druckgas, vorzugsweise Stickstoff, über ein Hauptventil 25 der von Hand steuerbaren Dreiwegebauweise, eine Schmiereinrichtung 26, eine Druckregulierungseinrichtung 27 und ein Steuerventil 28 der pneumatisch gesteuerten Dreiwegebauweise verbunden. Die Reguliereinrichtung 27 ist so kalibriert, daß sie dem Rohr 18 Gas bei einem Druck zuführt, der etwas über dem kalibrierten Druck in dem Rohr 13 liegt, der von der Reguliereinrichtung 22 festgelegt ist.The tube 18 is connected to a source 24 for a pressurized gas, preferably nitrogen, via a main valve 25 of the manually controllable three-way design, a lubricating device 26, a pressure regulating device 27 and a control valve 28 of the pneumatically controlled three-way design. The regulating device 27 is calibrated so that that it supplies the pipe 18 with gas at a pressure which is slightly above the calibrated pressure in the pipe 13 which is determined by the regulating device 22 is set.

Stromab von dem Steuerventil 28 zweigt ein Rohr 29 von dem Rohr 18 ab und ist mit dem Einlaß eines Zweiwegeventils 3o verbunden. Der Auslaß des Ventils 3o ist mit'einem Abgaberohr 31 verbunden, das mit der Atmosphäre oder mit einem Stickstoffwiedergewinnungsbehälter in Verbindung steht.Downstream of the control valve 28, a pipe 29 branches off from the pipe 18 and is connected to the inlet of a two-way valve 3o. The outlet of the valve 3o is mit'einem Delivery pipe 31 connected to the atmosphere or with communicates with a nitrogen recovery tank.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Dreiwegeventils 3o. Dieses Ventil hat einen Körper 32, in welchem ein zylindrischer Hohlraum 32a ausgebildet ist. Der Ventilkörper 32 hat eine mit dem Rohr 29 verbundene Einlaßöffnung 33, die mit einem Ende des Hohlraums 32a in Verbindung steht, und eine mit dem Abgaberohr 31 verbundene Auslaßöffnung 34, die seitlich durch die Seite des Körpers 32 hindurchgehend eine Verbindung mit dem Körper 32a herstellt.Fig. 3 shows a preferred embodiment of the three-way valve 3o. This valve has a body 32 in which a cylindrical cavity 32a is formed. The valve body 32 has an inlet opening connected to the tube 29 33 communicating with one end of the cavity 32a and an outlet port 34 connected to the dispensing tube 31 and communicating laterally through the side of the body 32 with the body 32a.

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Für eine Verschiebebewegung in dem Hohlraum 32a des Körpers 32 ist ein Ventilelement 35 angeordnet. Das Ventilelement 35 hat einen zylindrischen Verschlußabschnitt 36 und einen konischen P.egulierabschnitt 37. Eine Drehung des Ventilelementes 35 im Hohlraum 32 wird durch den Eingriff eines Endes eines gestrichelt gezeichneten Zapfens 38, der in der Seite des Körpers 32 befestigt ist, in eine Längsnut 39 in einer Seite des Ventilelementes 35 verhindert.For sliding movement in the cavity 32a of the body 32, a valve element 35 is arranged. The valve element 35 has a cylindrical closure portion 36 and a conical regulating portion 37. Rotation of the valve element 35 in the cavity 32 is caused by the engagement one end of a dotted post 38 secured in the side of the body 32 in FIG a longitudinal groove 39 in one side of the valve element 35 prevents.

Das Ventilelement 35 hat eine sich axial erstreckende Gewindebohrung 4o, in die ein äußerer Gewindeschaft 41 geschraubt ist, der von dem Ende des Körpers 32 vorsteht, welches der Einlaßöffnung 33 gegenüberliegt. Der Schaft ist mittels einer Kupplung 42 mit der Welle eines umkehrbaren Elektromotors 43 verbunden, der in Fig. 2 schematisch gezeigt ist.The valve element 35 has an axially extending threaded bore 4o into which is screwed an external threaded shaft 41 protruding from the end of the body 32, which is opposite the inlet port 33. The shaft is reversible by means of a coupling 42 to the shaft Electric motor 43 connected, which is shown schematically in Fig. 2.

Wenn der Motor 43 den Schaft 41 in einer solchen Richtung dreht, daß das Ventilelement 35 in der Ventilöffnungsrichtung, also in Fig. 3 nach rechts, verschoben wird, öffnet sich der Strömungsweg zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung 34 fortlaufend, sobald der kegelstumpf förmige Regulierabschnitt 37 des Ventilelementes 35 die Stellung der Auslaßöffnung 34 erreicht.When the motor 43 rotates the shaft 41 in such a direction that the valve element 35 is in the valve opening direction, thus in Fig. 3 to the right, is shifted, the flow path opens between the inlet opening and the outlet opening 34 continuously as soon as the frustoconical regulating section 37 of the valve element 35 the position of the outlet port 34 is reached.

Wenn der Schaft 41 von dem Motor 43 in entgegengesetzter Richtung gedreht wird, führt die Verschiebung des Ventilelementes 35 in Schließrichtung, also in Fig. 3 nach links, zu einer fortschreitenden Einschränkung der Strömung zwischen den beiden öffnungen 33 und 34, bis ein vollständiger Verschluß erreicht ist, wenn der zylindrische Verschlußabschnitt 36 die öffnung 34 vollständig verschließt.When the shaft 41 is rotated in the opposite direction by the motor 43, the displacement of the valve element results 35 in the closing direction, ie to the left in FIG. 3, to a progressive restriction of the flow between the two openings 33 and 34 until a complete closure is achieved when the cylindrical closure section 36 completely closes the opening 34.

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- sr - - sr -

η.η.

Das Ventil 3o ermöglicht eine Einstellung des auf den Hohlraum 2 wirkenden Drucks über das Rohr 18, die Entlüftungsleitung 14 und die Kanäle 15 zwischen einem Druck, der dem durch Eichung der Druckregulierungseinrichtung 27 entsprechend dem vollständigen Verschluß des Ventils 3o gleich ist, und dem Atmosphärendruck, was dem völlig geöffneten Zustand des Ventils 3o entspricht.The valve 3o allows an adjustment of the pressure acting on the cavity 2 via the pipe 18, the vent line 14 and the channels 15 between a pressure which is the by calibrating the pressure regulating device 27 corresponding to the complete closure of the valve 3o is, and the atmospheric pressure, which corresponds to the fully open state of the valve 3o.

Die elektrische Energieversorgung des umkehrbaren Elektromotors 43 wird durch eine Programmiereinrichtung gesteuert, welche vorzugsweise eine elektronische Schalteinheit 44 aufweist, die schematisch in Fig. 2 gezeigt ist.The electrical power supply of the reversible electric motor 43 is controlled by a programming device, which preferably has an electronic switching unit 44, which is shown schematically in FIG.

Um das Gießen in dem Formhohlraum 2 zu bewirken, wird zuerste der Verschluß 8 geschlossen. Die Kammer 6 wird durch Entfernen ihres Deckels 9 geöffnet und dann mit der erforderlichen Menge an Legierungsschmelze gefüllt. Der Deckel 9 wird dann wieder aufgebracht und abgedichtet. Nimmt man an, daß das Hauptventil 2o offen ist, so wird das Steuerventil 23 geöffnet, wodurch die Legierungsschmelze in der Kammer 6 durch Gas mit einem konstanten niedrigen Druck beaufschlagt wird, der von der Reguliereinrichtung 22 eingestellt wird und vorzugsweise zwischen o,1 und o,6 at über dem Atmosphärendruck liegt. Das der Kammer 6 zugeführte Gas ist normalerweise Luft, da eine Oxydation der Oberfläche der Legierungsschmelze in der Kammer 6 keine Konsequenzen hat. In order to effect the molding in the mold cavity 2, the shutter 8 is first closed. The chamber 6 is opened by removing its lid 9 and then filled with the required amount of molten alloy. Of the Lid 9 is then put back on and sealed. Assuming that the main valve 2o is open, so will the control valve 23 is opened, whereby the alloy melt in the chamber 6 by gas with a constant low pressure is applied, which is set by the regulating device 22 and preferably between 0.1 and 0.6 atm above atmospheric pressure. The gas supplied to the chamber 6 is normal Air, since an oxidation of the surface of the alloy melt in the chamber 6 has no consequences.

Wenn der Verschluß 8 geschlossen bleibt und das Steuerventil 28 geöffnet wird, so daß Gas aus der Quelle 24 dem Formhohlraum 2 zugeführt werden kann, wird angenommen, daß das Hauptventil 25 ebenfalls offen ist. Da das Gas aus der Quelle 24 in Kontakt mit der Legierungsschmelze kommt, die dann das Gußstück bildet, sollte dieses Gas, wie erwähnt, ein Inertgas, wie Stickstoff, sein, um eine Oxydation der Legierung zu verhindern.If the shutter 8 remains closed and the control valve 28 is opened, so that gas from the source 24 can be supplied to the mold cavity 2, it is assumed that the main valve 25 is also open. Because the gas is out the source 24 comes into contact with the alloy melt, which then forms the casting, should this gas, as mentioned, an inert gas such as nitrogen to prevent oxidation of the alloy.

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- Ur -- great -

Wenn das Gas aus der Quelle 24 zuerst in den Formhohlraum 2 eingeführt wird, ist das Zweiwegeventil 3o vollständig geschlossen, so daß der Druck in dem Hohlraum 2 anfänglich durch die Kalibrierung der Reguliereinrichtung 27 bestimmt wird und etwas höher ist als der an der Kammer 6 anliegende Gasdruck.When the gas from the source 24 is first introduced into the mold cavity 2, the two-way valve 3o is complete closed, so that the pressure in the cavity 2 is initially determined by the calibration of the regulator 27 and is slightly higher than the gas pressure applied to the chamber 6.

Der nächste Schritt des Gießprozesses besteht darin, den Verschluß 8 zu entfernen, wodurch eine Verbindung zwischen dem Kanal 7 und der Gießleitung 5 geöffnet wird. Der Druck oder Gegendruck in dem Formhohlraum 2 in diesem Stadium ist mittels der Reguliereinrichtung 27 so eingestellt, daß er etwas höher ist als der sich aus dem Gasdruck in der Kammer 6 und dem Druck aufgrund der Druckhöhe der in der Kammer befindlichen Legierungsschmelze ergebende Druck, so daß die Legierung nicht in den Hohlraum 2 durch die Gießleitung 5 und die Eingüsse 4 strömen kann, auch wenn der Verschluß 8 entfernt ist.The next step in the molding process is to remove the closure 8, creating a connection between the channel 7 and the pouring line 5 is opened. The pressure or back pressure in the mold cavity 2 is at this stage adjusted by means of the regulating device 27 so that it is slightly higher than that resulting from the gas pressure in the chamber 6 and the pressure due to the pressure level of the alloy melt in the chamber, so that the alloy cannot flow into the cavity 2 through the pouring line 5 and the sprues 4, even if the closure 8 is removed.

Ein in einem Speicher in der Steuereinheit 44 beispielsweise auf einem Magnetband gespeichertes Gießprogramm tritt zu diesem Zeitpunkt dann in Aktion, wobei eine Energiezufuhr zum Elektromotor 43 eingeschaltet wird, so daß sich dieser in einer Richtung dreht, in der das Ventil 3o etwas geöffnet wird, um so zunächst den Gegendruck im Hohlraum 2 auf einen Wert abzusenken, der das Strömen der Legierung in den Hohlraum 2 für den Beginn des Gießvorgangs ermöglicht. Wenn anschließend der Pegel des zuströmenden geschmolzenen Metalls in dem Hohlraum 2 ansteigt, veranlaßt das Programm die Steuereinheit 44, ein variables elektrisches Signal zu erzeugen, welches die elektrische Energiezufuhr zum Motor 43 moduliert und somit Verschiebungen des Ventilelementes 35 entsprechend der Programmfolge sowohl in Öffnungsrichtung als auch in Schließrichtung bewirkt. Diese Folge ist so bemessen, daßA casting program stored in a memory in the control unit 44, for example on a magnetic tape, then comes into action at this point in time, a power supply to the electric motor 43 being switched on so that it rotates in a direction in which the valve 3o is opened somewhat so first to lower the back pressure in the cavity 2 to a value that allows the alloy to flow into the cavity 2 for the start of the casting process. If then the level of the inflowing molten metal rises in the cavity 2, the program causes the control unit 44 to generate a variable electrical signal which modulates the electrical energy supply to the motor 43 and thus displacements of the valve element 35 according to the program sequence both in the opening direction and causes in the closing direction. This sequence is so dimensioned that

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trotz der Änderung des Querschnitts des Formhohlraums 2 über der Höhe, wodurch die Fläche der Legierungsschmelze im Hohlraum sich beim Hochsteigen des Flüssigkeitspegels in dem Hohlraum ändert, die Geschwindigkeit, bei der der Pegel der Legierungsschmelze ansteigt, im wesentlichen konstant bleibt und optimal ist, d. h. bei einem Wert, bei welchem weder eine Turbulenz noch eine Stagnation eintritt, welche jeweils Anlaß für die Bildung von Poren oder Gaseinschlüssen in dem fertigen Gußstück geben könnte.despite the change in the cross section of the mold cavity 2 above the height, reducing the area of the alloy melt in the cavity changes as the liquid level rises in the cavity, the speed at which the Alloy melt level increases, remains substantially constant and is optimal, i.e. H. at a value in which neither turbulence nor stagnation occurs, which in each case give rise to the formation of pores or there could be gas inclusions in the finished casting.

Nach dem Abschluß des Gießens, wenn der Formhohlraum 2 vollständig mit Legierung gefüllt wird, wird der Gegendruck im Hohlraum 2 entfernt, während der Druck in der Füllkammer 6 während des ganzen Zeitraums der Verfestigung der Legierung aufrechterhalten wird. Somit wird eine Druckzuführung zur Legierung während des ganzen Kontraktionsstadiums bzw. Schrumpfungsvorgangs aufrechterhalten. Auf diese Weise werden die gleichen Bedingungen wie beim normalen Gießen mit einer Schwerkraftzuführung erreicht.After the completion of the casting, when the mold cavity 2 is completely filled with alloy, the back pressure in the cavity 2 is removed, while the pressure in the Filling chamber 6 is maintained throughout the period of solidification of the alloy. Thus, a pressure supply to the alloy is maintained during the entire contraction stage or shrinkage process. In this way, the same conditions are achieved as in normal casting with a gravity feed.

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Claims (6)

ANSPRÜCHEEXPECTATIONS 1. Verfahren für das Niederdruck-Druckgießen von Leichtmetallen, bei dem eine Form mit einem Innenhohlraum, dessen Querschnitt sich mit der Höhe ändert und dessen Gestalt der des zu gießenden Teils entspricht, mit einer Gießleitung, die mit dem Boden des Hohlraums über Eingüsse verbunden ist, mit einer Entlüftungsleitung, die mit der Oberseite des Hohlraums verbunden ist, und mit einer Füllkammer für die zu gießende Legierungsschmelze verwendet wird, deren Boden mit der Gießleitung in Verbindung steht, wobei in aufeinanderfolgenden Schritten die Füllkammer mit der erforderlichen Menge an Legierungsschmelze zur Bildung des Teils und zugeordneter Angüsse gefüllt wird, die Kammer abgedichtet wird, die Legierungsschmelze in der Kammer mit einem Gas mit einem konstanten niedrigen Druck druckbeaufschlagt wird und eine Verbindung zwischen der Kammer und der Gießleitung hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet , daß zum Vermeiden der Bildung von Poren in dem Gußstück der Formhohlraum über die Entlüftungsleitung in Verbindung mit einer zusätzlichen Gasquelle mit einem Gegendruck gebracht wird, der gleich dem konstanten, an der Füllkammer anliegenden Druck ist oder etwas größer als dieser Druck ist, und daß anschließend die Kammer in Verbindung mit der Gießleitung gebracht wird, daß der Gegendruck auf einen Wert reduziert wird, der kleiner ist als der des konstanten Drucks, und daß anschließend der Gegendruck entsprechend einem vorher erstellten Programm so verändert wird, daß während des Gießens eine im wesentlichen konstante Strömungsgeschwindigkeit der Legierungsschmelze in die verschiedenen Teile des Formhohlraums auf verschiedenen Höhen der Legierungsschmelze in dem Fprmhghlraum erreicht wird.1. Process for low-pressure die-casting of light metals, in which a shape with an inner cavity whose cross-section changes with height and whose Shape corresponds to that of the part to be cast, with a pouring pipe that connects to the bottom of the cavity Connected via sprues, with a vent line connected to the top of the cavity is, and is used with a filling chamber for the alloy melt to be cast, the bottom of which with the Gießleitung is in communication, wherein in successive steps the filling chamber with the required Amount of molten alloy to form the part and associated sprues is filled into the chamber is sealed, the alloy melt in the chamber with a gas with a constant low Pressurization is applied and a connection is established between the chamber and the pouring line, characterized in that in order to avoid the formation of pores in the casting, the mold cavity Brought via the vent line in connection with an additional gas source with a counter pressure which is equal to or slightly greater than the constant pressure applied to the filling chamber this pressure is, and that the chamber is then brought into communication with the pouring line that the Back pressure is reduced to a value which is smaller than that of the constant pressure, and that then the back pressure is changed according to a previously created program so that during casting a substantially constant flow rate of the alloy melt into the various parts of the mold cavity is reached at different heights of the alloy melt in the mold cavity. 709833/061*709833/061 * ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED - vs -- vs - . L. . L. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Feinsteuerung des Gegendrucks die Änderung des Gegendrucks dadurch erreicht wird, daß eine gesteuerte Entlüftung oder Abgabe von Gas aus einer Zuführungsleitung zwischen der zusätzlichen Quelle und der Entlüftungsleitung erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that for fine control of the back pressure the change in the back pressure is achieved in that a controlled venting or discharge of Gas takes place from a supply line between the additional source and the vent line. 3. Vorrichtung für den Niederdruck-Druckguß von3. Device for the low pressure die casting of Teilen aus Leichtmetall mit einer Form, welche einen Innenhohlraum hat, dessen Querschnitt sich mit der Höhe ändert und dessen Form der des zu gießenden Teils entspricht, mit einer Gießleitung, die über Eingüsse mit dem Boden des Hohlraums verbunden ist, mit einer Entlüftungsleitung, die mit der Oberseite des Hohlraums verbunden ist, mit einer Füllkammer für die Aufnahme der zu vergießenden Legierungsschmelze, wobei die Kammer Druckabdichtungseinrichtungen, einen oberen Einlaß für ein Gas für die Druckbeaufschlagung und einen unteren Auslaß für die Legierungsschmelze aufweist, mit einer Verschlußeinrichtung, um dem Kammerauslaß in Verbindung mit der Gießleitung zu bringen, und mit einer Ventileinrichtung zum Verbinden des oberen Einlasses der Kammer mit einer Quelle mit einem konstanten Fluiddruck, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vermeiden der Bildung von Poren in dem Gußstück eine zusätzliche Quelle (24, 27) eines Gases mit einem Gegendruck, der dem konstanten, in der Füllkammer anliegenden Druck gleich ist oder größer ist als dieser Druck, wobei die zusätzliche Quelle mit der Entlüftungsleitung (14) verbunden ist, eine Druckreguliereinrichtung (3o) zum Regulieren des Gegendrucks und eine Programmiereinrichtung (44) angeordnet ist, die mit der Reguliereinrichtung (3o) zum Steuern des Gegendrucks entsprechend einem Programm so verbunden ist, daß anfänglich der Gegendruck auf einen WertParts made of light metal with a shape which has an inner cavity, the cross-section of which blends with the Height changes and the shape of which corresponds to that of the part to be cast, with a pouring line that has sprues connected to the bottom of the cavity with a vent line connected to the top of the cavity is connected, with a filling chamber for receiving the alloy melt to be cast, wherein the chamber, pressure sealing means, an upper inlet for a gas for pressurization, and has a lower outlet for the molten alloy, with closure means, around the chamber outlet to bring in connection with the casting line, and with a valve device for connecting the upper inlet of the chamber with a source of constant fluid pressure, characterized in, that to avoid the formation of pores in the casting an additional source (24, 27) of a gas with a back pressure that is equal to or greater than the constant pressure present in the filling chamber as this pressure, the additional source being connected to the vent line (14), a pressure regulator (3o) for regulating the counter pressure and a programming device (44) is arranged, which are connected to the regulating device (3o) for controlling the back pressure according to a program is that initially the back pressure to a value 709833/0614709833/0614 reduziert wird, der unter dem des konstanten Drucks liegt, um das Gießen beginnen zu lassen, und daß anschließend der Gegendruck während des Gießens so moduliert wird, daß man eine im wesentlichen konstante Strömungsgeschwindigkeit der Metallschmelze in die unterschiedlichen Teile der Form (2), wenn die Legierung diese füllt, unabhängig von der Änderung des Querschnitts des Hohlraums (2) mit der Höhe erhält.is reduced, which is below that of the constant pressure to start the pouring, and that subsequently the back pressure during pouring so is modulated so that a substantially constant flow rate of the metal melt in the different parts of the mold (2) when the alloy fills them, regardless of the change in the Cross-section of the cavity (2) obtained with the height. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß zur Feinsteuerung des Gegendrucks die Druckreguliereinrichtung ein Zweiwegeventil (3o) mit einem Einlaß (33) , der mit einer Zuführungsleitung (18) verbunden ist, welche die zusätzliche Quelle (24, 27) mit der Entlüftungsleitung (14) verbindet, und einen Auslaß (34) , der zur Atmosphäre entlüftet ist, wobei das Ventil (3o) so angeordnet ist, daß das Ausmaß des Verschließens der öffnung (34) fortschreitend reguliert wird, und eine umkehrbare Antriebsquelle (43) aufweist, die von der Programmiereinrichtung (44) zur Betätigung des Ventils gesteuert ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the pressure regulating device is a two-way valve for fine control of the back pressure (3o) with an inlet (33) which is connected to a feed line (18), which the additional Source (24, 27) connects to vent line (14), and an outlet (34) leading to atmosphere is vented, the valve (3o) being arranged so that the extent of the closure of the opening (34) is progressively regulated, and comprises a reversible drive source (43) controlled by the programmer (44) to operate the valve is. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß zum Erleichtern der Steuerung des Ventils das Ventil (3o) ein gleitend verschiebbares Ventilelement (35) hat, das wahlweise in eine Ventilöffnungs- oder -schließrichtung mittels der Antriebsquelle bewegbar ist, welche einen umkehrbaren Elektromotor (43) aufweist, dessen Welle mit einem Gewindeschaft (41) gekuppelt ist, der in eine Gewindebohrung (4o) eingreift, die in dem Ventilelement (35) vorgesehen ist.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that to facilitate the control of the valve, the valve (3o) has a slidably displaceable valve element (35), which can be optionally inserted into a Valve opening or closing direction is movable by means of the drive source, which is a reversible Has an electric motor (43), the shaft of which is coupled to a threaded shaft (41) which engages in a threaded bore (4o) in the valve element (35) is provided. 709833/0614709833/0614 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Programmiereinrichtung für die Programmsteuerung eine elektronische Steuereinheit (44) aufweist, die von einem gespeicherten Programm gesteuert wird und so angeordnet ist, daß sie ein variables elektrisches Signal erzeugt, welches die umkehrbare Antriebsquelle (43) steuert.6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the programming device for the program control an electronic control unit (44), which is stored by a Is program controlled and arranged to produce a variable electrical signal, which controls the reversible drive source (43). 709833/OSU709833 / OSU