DE3931194C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/02—Hot chamber machines, i.e. with heated press chamber in which metal is melted
- B22D17/04—Plunger machines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Warmkammer-Druckgußmaschine
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Warmkammer-Druckgußmaschinen gemäß der Erfindung unter
scheiden sich von den Kaltkammer-Druckgußmaschinen durch
die Vereinigung von Ofen, Tiegel, Gießbehälter und Ein
preßzylinder in einer Gießeinheit. Hiermit wird das
flüssige Gießmetall maschinell unter hohem Druck und
großer Geschwindigkeit in die Gießkammer gepreßt und der
Druck zur beendeten Erstarrung aufrecht erhalten. Die Er
findung bezieht sich insbesondere auf den Druckguß von
Mg bzw. Mg-Legierungen mit Hilfe von Warmkammer-Kolben
maschinen, die prinzipiell auch auf andere niedrig
schmelzende Legierungen, z. B. auf Zink-Zinn-Blei- und
Aluminiumbasis anwendbar sind. Anders als Aluminium
legierungen greift Mg den Stahl nicht so stark an, aus
dem die Dauerform bestehen muß, so daß die Standzeiten
der Teile, die mit dem Gießmetall in Kontakt kommen,
wesentlich höher als bei Aluminium sind.
Gattungsgemäße Warmkammermaschinen sind beispiels
weise beschrieben in E. Brunhuber, Praxis der
Druckgußfertigung, 3. Aflg., 1980, S. 42 bis 45.
Grundlagen sind im Gießereihandbuch vom Verein
Deutscher Druckgießer beschrieben.
Bislang ist in den Warmkammer-Kolbenmaschinen der Gießein
heit eine Dauerform zugeordnet, deren Einguß mit Rück
sicht auf die Form des Gußteiles so gewählt wird, daß
sich günstige, d. h. möglichst kurze Eingußkanäle ergeben.
Die zur Zeit beherrschbaren maximalen Größen solcher
Maschinen betragen ca. 4982 kN bei einer maximalen
Schließkraft der zweiteiligen Gießkammer von ca. 648 kN. Der
Gießkolben hat dann einen Durchmesser von ca. 140 mm und
erzeugt einen Gießdruck von ca. 180 bar. Unter solchen
Voraussetzungen lassen sich unter Berücksichtigung der
Länge der Gießkanäle und der Kolbengeschwindigkeit maxi
male Stückgewichte von ca. 4 kg erzielen. Da die An
wendbarkeit des Druckgusses auf Maschinen mit verhält
nismäßig geringer Wandstärke beschränkt ist, ergeben
sich daraus Trennflächen von etwa 3000 cm2.
Vergrößert sich die Wandstärke des Gußteiles, so muß zur
Bewältigung solcher Gußstücke der Kaltkammer-Druckguß
angewandt werden. Hierbei werden erheblich höhere
Schließkräfte aufgewandt, die bei ca. 2989 kN liegen,
wobei der spezifische Gießdruck für Al-Druckguß bei ca.
700 bar liegen kann. Daraus errechnet sich jedoch eine
Projektionsfläche des Gußstückes, die nicht wesentlich
höher als bei einer 498 kN Warmkammer-Kolbenmaschine ist.
Damit lassen sich Gußstücke mit größeren Flächenaus
dehnungen nicht gießen.
Außerdem ergeben sich bei den Kaltkammer-Druckgießma
schinen aus dem Gießmetall Schwierigkeiten, wenn
anstelle von Al-Legierungen Magnesium oder Magnesium-
Legierungen verwendet werden. Einerseits lassen sich
solche Metalle wegen ihrer Brennbarkeit in Kaltkammer-
Druckgußmaschinen der beschriebenen Größenordnung nur
schlecht verarbeiten. Andererseits ergeben sich deut
liche Qualitätsunterschiede gegenüber Gußstücken, die
auf Warmkammer-Druckgußmaschinen hergestellt werden.
Schließlich stößt bei Magnesium bzw. Magnesium-Legie
rungen die Verringerung der Wandstärken des Gußstückes
bei höheren Stückgewichten auf die Schwierigkeit, die
sich aus der Vermeidung von Kaltfluß ergeben. Dazu muß
mit höheren Anpreßkräften, beträchtlichen Strömungs
geschwindigkeiten und hoher Formtemperatur gearbeitet
werden. Solche Maßnahmen verursachen jedoch starke
Metallanklebungen und einen hohen Formenverschleiß.
Deswegen liegt bei den 2989 kN Kaltkammer-Druckgußma
schinen die Obergrenze der Trennflächen bei ca.
6000 cm2, sofern Magnesium-Metall verarbeitet wird.
Im Druckguß hergestellte Teile zeichnen sich durch hohe
Maßhaltigkeit und gute Oberflächenbeschaffenheit aus.
Die Nachbearbeitung beschränkt sich dabei auf eng
tollerierte Paßflächen. Gegenüber Blechschweißkonstruk
tionen ist der Material- und Arbeitsaufwand allgemein
wesentlich geringer, sofern sich die Gußstücke mit ver
gleichbarer geringer Wandstärke herstellen lassen.
Außerdem haben Druckgußteile, insbesondere aus Magne
sium-Metallen ein vergleichsweise geringeres Gewicht.
Zum Beispiel können in der Fahrzeugindustrie auf diesem
Wege Senkungen des Energiebedarfes und des Schadstoffaus
tausches erreicht werden.
Der Erfindung liegt deshalb
die Aufgabe zugrunde, eine Warmkammer-Druckgußmaschine
zu schaffen, welche den Anwendungsbereich dieses Druck
gusses erheblich vergrößert.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des
Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegen
stand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung werden durch die Anwendung mehrerer
Gießeinheiten auf eine großflächige Gießkammer einer
seits die für ein gegebenes Gußstück geforderten Me
tallgewichte entsprechend vergrößert, andererseits aber
die für ein Gußstück mit vergrößerter Trennfläche not
wendige Länge des Eingußkanals infolge der Aufteilung
auf mehrere Gußeinheiten erheblich verkürzt. Der für
solche Gußteile geforderten Steigerung der Schließkraft
der Gießkammer trägt die Erfindung durch die Verwendung
von Gießkammern Rechnung, die bei Kaltkammer-Druckguß
maschinen bekannt sind und wie oben erläutert Schließ
kräfte von bis zu ca. 2989 kN zulassen. Diese Verwen
dung von einerseits neuartiger Verbindung, d. h.
Steuerung mehrerer Warmkammer-Druckgußmaschinen für eine
zweiteilige Gießform und andererseits aus dem Kalt
kammer-Druckguß bekannter Gießmechaniken mit hohen
Schließkräften für Warmkammer-Druckgußmaschinen ermög
licht ein bisher weder in dem einen noch in dem anderen
Druckgußsystem erreichbare Steigerung der Trennflächen
größe bis auf ca. 20 000 cm2 bei einem möglichen Stück
gewicht von ca. 18 kg. Das bedeutet großflächige Guß
stücke geringer Wandstärken und damit Gußteile, welche
Blech- Schweißkonstrukionen ersetzen können, die etwa
in der Fahrzeugindustrie bislang für Autotüren, Hard
tops, Instrumententafeln oder im Hochbau z. B. für einen
Windfang angewandt werden.
Im allgemeinen können die Warmkammer-Druckgußeinheiten
einen Gießbehälter mit einem Durchmesser von ca. 130 mm
und einem Hub des Druckkolbens von ca. 350 mm aufweisen.
Damit läßt sich ein Füllgewicht von ca. 65 kg erzielen.
Um die Gießkanäle optimal zu verkürzen, empfiehlt es
sich die Ausführungsform der Erfindung nach dem An
spruch 2. Dadurch ist es möglich, für jedes Gußteil
die jeweils günstigste Stelle auszuwählen und die
Fließwege und Füllzeiten zu optimieren.
Verwirklicht wird der Grundgedanke der Erfindung wegen
der erheblichen Größe der Gießkammer zweckmäßig mit den
Merkmalen des Anspruches 3. Im allgemeinen lassen sich
solche Ausführungsformen mit Scherenhubbühnen verwirk
lichen, die elektronisch in einer Steuerung miteinander
verbunden sind. Dabei ist es nicht erforderlich, daß die
Hubeinrichtungen ebenso wie die Einpreßzylinder bzw. die
Druckkolben synchron gesteuert werden. Es ist vielmehr
zweckmäßig, auch die Merkmale des Anspruches 4 zu ver
wirklichen.
Mit der Erfindung lassen sich insbesondere Magnesium-
Druckgußlegierungen verarbeiten, wobei Dehnungen von ca.
11% in Frage kommen. Dadurch wird den Druckgußteilen
ein völlig neues Anwendungsgebiet eröffnet.
Die Einzelheiten, weitere Merkmale und andere Vorteile
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in
der Zeichnung; es zeigen
Fig. 1 schematisch, d. h. unter Fortlassung aller für
das Verständnis der Erfindung nicht erforder
lichen Einzelheiten eine Warmkammer-Druckguß
maschine in Ansicht und
Fig. 2 in abgebrochener Darstellung, d. h. unter Weg
lassung des Schließmechanismusses und der Ein
zelheiten von Ofen und Tiegel den Gegenstand
der Fig. 1 im wesentlichen im Schnitt längs
der Linie II-II der Fig. 1.
Die zweiteilige Gußform (1) hat eine bewegliche Hälfte,
die nicht dargestellt ist und sich auf vier außen zy
lindrischen Stangen (2 bis 5) führt. Auf die beweg
liche Hälfte der Gießform wirkt z. B. ein Kniehebel
mechanismus, welcher eine Schließkraft von 2989 kN
erzeugt.
Die Führungsstangen (2 bis 5) sind in der feststehenden
Hälfte (6) der Gießform befestigt. Die Gießkammer, in
der das Gußstück geformt wird, ist nicht dargestellt.
Eine allgemein mit (7) bezeichnete Gießeinheit besteht
im wesentlichen aus einem Elektroofen (8) mit Heiz
spiralen (9) und einem in den Ofenraum (10) eingesetzten
Tiegel (11). In dem Tiegel befindet sich das vorzugs
weise aus Magnesium bestehende flüssige Gießmetall (12).
Der Einpreßzylinder (18) des Gießbehälters (14) taucht
in das Metallbad (12) ein. Der Druckkolben (15) wird
über seine Kolbenstange (16) von einem abgebrochen dar
gestellten Antrieb (17) in dem Einpreßzylinder (18) hin
und her bewegt. Das für jeden Arbeitshub des Druck
kolbens (15) erforderliche Gießmetall fließt in den
Zylinder (18) durch eine Radialöffnung (19).
Das von dem Druckkolben beim Überlaufen der Radialbohrung
(19) unter Druck gesetzte Gießmetall strömt durch eine
Kanalführung in ein Mundstück (20), das mit einer aus
wechselbaren Mundstückspitze versehen sein kann. Es ge
langt aus dem Mundstück (20) in den Einguß (21), welcher
als Bohrung den feststehenden Teil (6) der Druckgußform
durchdringt.
Die gesamte Gießeinheit ist auf einer schematisch in
Fig. 2 wiedergegebenen Hubvorrichtung in Form einer
Scherenhubbühne (22) untergebracht. Sie läßt sich damit
der Höhe nach verstellen.
Wie sich aus der Darstellung der Fig. 1 ergibt, ist die
beschriebene Gießeinheit (7) etwa in der Mitte der
Druckgußform (1) angeordnet. Ihr sind vier vertikal
übereinander angeordnete Eingüsse (22 bis 25) zuge
ordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das
Mundstück (20) mit dem Einguß (23) verbunden. Die
Justierung erfolgt über vier Steckbolzen (26 bis 29),
für die Blindbohrungen (30) in der Vorderseite (31) der
feststehenden Hälfte (6) der Druckgußform vorgesehen
sind. Die Steckbolzen sind an einem oberen Rahmen (32)
der Gießeinheit (7) befestigt.
Wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt, sind
mehrere Gießeinheiten der beschriebenen Art nebeneinander
angeordnet. Da die Gießeinheiten (32, 33) nach Aufbau
und Größe der Gießeinheit (7) entsprechen, erübrigt sich
deren Erläuterung im einzelnen. Jeder dieser Gießein
heiten sind Eingüsse (34 bis 38 bzw. 39 bis 43) zuge
ordnet, wobei die Eingüsse (35 bis 38 bzw. 40 bis 43)
den Eingüssen (22 bis 25) entsprechen und die Eingüsse
(34 und 39) einem Einguß für die Gießeinheit (7) ent
sprechen, welcher in der Zeichnung nach Fig. 1 ver
deckt und daher nicht dargestellt ist. Die Eingüsse
(36 und 39) sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 für
die Gießeinheiten (32, 33) vorgesehen.
Da auch die Gießeinheiten (32, 33) auf Hubvorrichtungen
abgestützt sind lassen sie sich mit ihren Mundstücken
mit den jeweils günstigsten Eingüssen verbinden, die je
weils im vertikalen Abstand voneinander angeordnet sind.
Im Betrieb wird die Form wie üblich mit dem Schließ
mechanismus geschlossen und das Gießmetall mit Hilfe der
Druckkolben über die Mundstücke in die ausgewählten Ein
güsse eingebracht. Hierbei sind die Druckkolben (15)
bzw. die Gießeinheiten (7, 32 und 33) durch eine
Steuerung miteinander verbunden, welche dafür sorgt, daß
das Gießmetall mit übereinstimmender Temperatur die
nicht dargestellte Gießkammer erreicht. Es können je
nach Ausbildung des Druckstückes in der Gußkammer auch
einzelne Gießeinheiten außer Betrieb gesetzt werden. Für
die maximale Größe der Gußstücke sind alle Gießeinheiten
in Betrieb.
Claims (5)
1. Warmkammer-Druckgußmaschine zur Herstellung
großflächiger Gußstücke, insbesondere für Guß
stücke auf Mg-Basis, bei welcher eine Gießein
heit aus einem Ofen, einem Tiegel, einem Gießbe
hälter und einem Einpreßzylinder besteht, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere aus Ofen (8), Tiegel
(11) Gießbehälter (14) und Einpreßzylinder (18)
bestehende Gießeinheiten (7, 32, 33) und eine
Dauergießform (6) mit einer aus Kaltkammer-
Druckgußmaschinen bekannten Schließkraft von ca.
2989 kN vorgesehen sind, deren Gießkammer für
jede der Gießeinheiten (7, 32, 33) wenigstens
einen Einguß (22 bis 25; 34 bis 38; 39 bis 43)
aufweist, wobei die Druckkolben (15) der
Gießeinheiten (7, 32, 33) gemeinsam gesteuert
sind.
2. Warmkammer-Druckgußmaschine nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß die Gießeinheiten
(7, 32, 33) beweglich angeordnet und für jede
Gießeinheit (7, 32, 33) mehrere Eingüsse (22
bis 25; 34 bis 38; 39 bis 43) vorgesehen sind,
auf die die Gießeinheit einstellbar ist.
3. Warmkammer-Druckgußmaschine nach einem der
Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gießeinheiten (7, 32, 33) jeweils auf
einer Hubvorrichtung (22) aufgebaut und die
Eingüsse (22 bis 25; 34 bis 38; 39 bis 43)
für jede Gießeinheit (7, 32, 33) im vertikalen
Abstand voneinander angeordnet sind.
4. Warmkammer-Druckgußmaschine nach Anspruch 1
und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hubeinrichtungen (22)
der Gießeinheiten (7, 32, 33) unabhängig von
einander beweglich sind.
5. Warmkammer-Druckgußmaschine nach Anspruch 1
und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gießeinheiten
(7, 32, 33) mit Hilfe von Steckbolzen (27 bis
29) in Blindbohrungen (30) der festen Hälfte
(6) der Dauergießform sperrbar sind.
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Applications Claiming Priority (1)
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DE3931194A1 DE3931194A1 (de) | 1991-03-28 |
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Family
ID=6389706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893931194 Granted DE3931194A1 (de) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | Warmkammer-druckgussmaschine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3669674D1 (de) * | 1985-11-30 | 1990-04-26 | Akio Nakano | Einspritzvorrichtung fuer geschmolzenes metall bei einer spritzgussmaschine. |
-
1989
- 1989-09-19 DE DE19893931194 patent/DE3931194A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3931194A1 (de) | 1991-03-28 |
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