DE4312175A1 - Vorrichtung zur Führung des Materialstroms bei Druckgießmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung des Materialstroms bei Druckgießmaschinen von einem Gießbehälter über eine beheizte Düse mit Mundstück zum Formnest des Werkzeuges einer Druckgießmaschine, wobei das Mundstück in die Mündung des Massekanals der Düse eingesetzt und mit seiner freien Stirnseite an die Mündungswandung des Formnestes andrückbar ist.

Der Aufbau und das Arbeitsprinzip einer Warmkammerdruck­ gießmaschine ist wie folgt.

Die Formmasse, beispielsweise Nichteisenmetall oder Magnesium, wird in einem Tiegel des Aggregates erschmolzen, oder gießfertig, d. h. flüssig, in denselben eingefüllt, wobei die Gießeinrichtung aus einem Druckbehälter mit auswechselbarer Druckkammer, einem Kolben, einer Düse und dem Tiegel zur Aufnahme des Metalls besteht. Die Druckkammer befindet sich innerhalb des Metallbades und gibt in der oberen Totlage des Kolbens die Einfüllbohrungen frei. Beim Niedergehen des Kolbens werden die Einfüllbohrungen geschlossen und die flüssige Formmasse wird durch die Düse in das Formnest des Werkzeuges einer Druckgießmaschine gedrückt. Nach Füllung der Form wird der Kolben hydraulisch nach oben bewegt, wodurch die Einfüllbohrungen wieder frei werden. Nach Erstarren des Gußstückes öffnet sich die Form. Das Gußstück samt Angußzapfen bleibt an der beweglichen Formhälfte und wird am Ende des Öffnungsweges mechanisch ausgestoßen.

Dieses Verfahren eignet sich in erster Linie für die Herstellung von Druckgußteilen aus Blei-, Zinn-, Zink- und Magnesiumlegierungen. Sein Vorteil liegt im kontinuierlichen Betrieb, der durch die vollautomatische Arbeitsweise ermöglicht wird.

Je nach den zur Anwendung kommenden Werkzeugen, kann sowohl mit feststehender Formhälfte wie auch mit Bewegung der Abreißplatte nach jedem Schuß gearbeitet werden. Beim Arbeiten nach dem Abreißverfahren steht die beheizte Düse mit ihrem Mundstück nur während des eigentlichen Gießvorganges mit dem gekühlten Werkzeug in Verbindung. Die beiden Arbeitsgänge "Abreißen des Angusses" und "Lösen desselben aus der Auswerferhälfte" sind zeitlich von einander getrennt. Durch die ermöglichte schwache Neigung des Angußzapfens wird ein Nachtropfen aus der Mundstückspitze verhindert. Außerdem ergibt diese Arbeitsweise eine hohe Sicherheit gegenüber Hängenbleiben des Angußzapfens in der düsenseitigen Formhälfte. Die nur kurzzeitige Verbindung der Düse mit dem Werkzeug erfordert eine relativ schwache zusätzliche Düsenheizung und verhindert damit Überhitzung der Düse, vor allem beim Stillstand der Maschine. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt in einem hohen Verschleiß der Düsen. Gießtechnische Vorteile bieten sich vor allem durch die Tatsache, daß eine Überhitzung der Formmasse beim Durchfluß durch die relativ schwach geheizte Düse mit hoher Sicherheit vermieden wird.

Es ist auch ein Verfahren mit feststehender Formhälfte bekannt. Die Vorteile liegen dabei im sicheren Düsenverschluß und dem relativ geringen Düsenverschleiß. Allerdings muß in Kauf genommen werden, daß in Folge des dauernden Wärmeflusses von der Düse zum gekühlten Werkzeug diese wesentlich stärker beheizt und das Werkzeug gleichzeitig intensiver gekühlt werden muß.

Sowohl beim Gießen im Abreißverfahren als auch beim Gießen im Starrverfahren ist nachteilig, daß in jedem Falle dann, wenn die beheizte Düse mit ihrem Mundstück an der Mündungswandung des Formnestes des Werkzeuges anliegt, eine Abkühlung des Mundstückes erfolgt, weil das Werkzeug gekühlt ist, die Düse hingegen elektrisch beheizt ist. Hieraus resultiert ein Temperatur­ verlust, welcher zum Erstarren der Formmasse im vorderen Teil des Mundstückes führt und der durch zusätzliche Beheizung der Düse ausgeglichen werden muß.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei der der elektrische Energieaufwand bezüglich der Beheizung der Düse vermindert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Mundstück von der Anlagefläche am Formnest thermisch entkoppelt ist und/oder das Mundstück eine elektrische Heizvorrichtung aufweist.

Dadurch, daß das Mundstück von der Anlagefläche am Formnest thermisch entkoppelt ist, ist der mögliche Wärmefluß von der Düse zum gekühlten Werkzeug erheblich vermindert, so daß die Düse mit geringerem Energieaufwand auf Soll-Temperatur gehalten werden kann und insgesamt die Materialtemperatur vom Gießbehälter über die Düse und das Mundstück mit geringem Energieaufwand beigehalten werden kann. Durch die thermische Entkopplung wird der Temperaturverlust weitgehend unterbunden. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, daß das Mundstück mit einer zusätzlichen elektrischen Heizvorrichtung versehen ist. Auch hierdurch ist es möglich, die eigentliche Düse mit geringerem Energieaufwand zu beheizen, wobei allerdings ein zusätzlicher allerdings kleinerer Energieaufwand zur Beheizung des Mundstückes selbst erforderlich ist. Auch hierdurch wird der Temperaturverlust des Mundstückes zu dem gekühlten Werkzeug vermindert und ausgeglichen. Besonders bevorzugt ist die Kombination beider Maßnahmen.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß zwischen Mundstück und Anlagefläche des Formnestes eine thermische Isolierung angeordnet ist.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß das Mundstück an seiner Kontaktfläche mit der Formnestmündungswandung oder Angießbuchse mit thermisch isolierendem Material bestückt oder beschichtet ist oder wenigstens im Bereich dieser Kontaktfläche aus thermisch isolierendem Werkstoff besteht.

Des weiteren ist bevorzugt vorgesehen, daß als thermisch isolierendes Material oder als Beschichtung Materialien mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Titan, Keramik oder Mischwerkstoffe daraus, eingesetzt ist.

Die thermische Isolation kann dadurch erfolgen, daß das Mundstück an der Kontaktfläche zum Werkzeug beschichtet wird oder daß in das Mundstück an der Kontaktfläche ein entsprechendes Teil aus Isoliermaterial eingesetzt wird. Um insbesondere beim Gießen im Abreißverfahren zu gewährleisten, daß beim Vorfahren der Düse zum Werkzeug das Mundstück nicht beim Auftreffen auf das Werkzeug beschädigt wird, ist vorzugsweise vorgesehen, daß das thermisch isolierende Material oder die Beschichtung hoch temperaturbelastbar und ausreichend stoßfest ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß die Mundstückmantelfläche von einem elektrischen Wendelrohrheizkörper umgeben ist.

In an sich bekannter Weise ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Mundstück aus Stahl, insbesondere Edelstahl, besteht.

Die Anschlußleitungen der elektrischen Beheizung des Mundstückes können axial über die Düse zum Mundstück geführt werden, so daß auch bei beengten Einbauraum eine ordnungs- bzw. sachgemäße Anordnung möglich ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß die Temperatur der Formmasse vom Gießbehälter bis zum Mundstück mit geringem Energieaufwand beibehalten werden kann, wobei die Temperaturverluste durch den Kontakt zwischen Mundstück und Werkzeug weitestgehend, wenn nicht gar vollständig durch die Isolation des Mundstückes und die Beheizung des Mundstückes selbst ausgeglichen werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung ausschnittweise in Ansicht;

Fig. 2 ein Mundstück in Einzeldarstellung im Mittel­ längsschnitt gesehen.

Die Vorrichtung zur Führung der Formmasse des Materialstroms bei Druckgießmaschinen von einem Gießbehälter über eine beheizte Düse 1 mit Mundstück 2 zum Formnest des Werkzeuges 3 einer Druckgießmaschine ist in Fig. 1 hinsichtlich der wesentlichen Bestandteile gezeigt. Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung zum Gießen im Abreißverfahren, bei welchem nach jedem Gießvorgang die Abreißplatte von der Traversenplatte abgehoben und zum nächsten Schuß wieder an die Traversenplatte des Werkzeuges 3 angelegt wird. Das Mundstück 2 liegt mit seiner freien Stirnseite an der Wandung des Werkzeuges 3 im Bereich der Mündung des Formnestes 4 an. Das Werkzeug weist eine Anzahl von Kühlkanälen 5 auf, die in der Zeichnung nur teilweise und schematisch dargestellt sind.

Zur Vermeidung des Temperaturflusses von der beheizten Düse 1 über das Mundstück 2 zum gekühlten Werkzeug 3 hin ist das Mundstück 2 an seiner Kontaktfläche am Werkstück thermisch von diesem entkoppelt, wobei das Mundstück 2 zusätzlich eine elektrische Heizung 6 aufweisen kann. Zur thermischen Entkopplung ist zwischen Mundstück 2 und Anlagefläche des Werkzeuges (Formnestes) 3 eine thermische Isolierung 7 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist die entsprechende Kontaktfläche des Mundstückes mit thermisch isolierendem Material (bei 7) beschichtet. Als thermisch isolierendes Material kommt beispielsweise Titan, Wolfram oder auch Keramik zum Einsatz. Der Grundwerkstoff des Mundstückes 2 und auch der Düse 1 ist Warmarbeitsstahl. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Mundstück 2 von einem elektrisch betriebenem Wendelrohrheizkörper 6 umgeben, der auf den Mantel des Mundstückes aufgebracht ist. Das in die Mündung des Massekanals der Düse 1 einsetzbare Ende des Mundstückes 2 ist konisch ausgebildet, ebenso wie das im Bereich der Mündung des Massekanals des Werkzeuges 3 zur Anlage bringbare Ende des Mundstückes 2.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Führung des Materialstroms bei Druck­ gießmaschinen von einem Gießbehälter über eine beheizte Düse mit Mundstück zum Formnest des Werkzeuges einer Druckgießmaschine, wobei das Mundstück in die Mündung des Massekanals der Düse eingesetzt und mit seiner freien Stirnseite an die Mündungswandung des Form­ nestes andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (2) von der Anlagefläche am Formnest (bei 3) thermisch entkoppelt ist und/oder das Mund­ stück (2) eine elektrische Heizvorrichtung (6) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Mundstück (2) und Anlagefläche des Form­ nestes (bei 3) eine thermische Isolierung (7) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mundstück (2) an seiner Kontakt­ fläche mit der Formnestmündungswandung mit thermisch isolierendem Material (7) bestückt oder beschichtet ist oder wenigstens im Bereich dieser Kontaktfläche aus thermisch isolierendem Werkstoff (7) besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als thermisch isolierendes Material (7) oder als Beschichtung Materialien mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Titan, Keramik oder Mischwerkstoffe daraus, eingesetzt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das thermisch isolierende Material (7) oder die Beschichtung hoch temperaturbelastbar und ausreichend stoßfest ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mundstückmantelfläche von einem elektrischen Wendelrohrheizkörper (z. B. 6) umgeben ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (2) aus Stahl, insbesondere Warmarbeitsstahl, besteht.