DE9421867U1

DE9421867U1 - Mundstückkörper für eine Warmkammer-Druckgießmaschine

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Publication number: DE9421867U1
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Authority: DE
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Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2004-11-09

Description

Mundstückkörper für eine Warmkammer-Druckgießmaschine

Die Erfindung betrifft einen Mundkörper für eine Warmkammer-Druckgießmaschine, der von einem das zu fördernde Gut leitenden Kanal in Längsrichtung durchdrungen ist und der zumindest teilweise in Längsrichtung, den Kanal umgebend, mit einem oder mehreren Rohrheizkörpern spiralförmig umwickelt ist.

Solche Mundstückkörper werden an Gießbehälter von Warmkammer-Druckgießmaschinen angeschlossen. Der Kanal des Mundstückkörpers steht hierbei über eine Steigleitung mit einem Preßzylinder des Gießbehäiters in Verbindung. In dem Preßzylinder ist ein Kolben verstellbar, mitteis dessen das auszutragende Gut, beispielsweise flüssiges Magnesium, über die Steigleitung und den Kanal

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des Mundstückkörpers in eine Gießform gefördert wird. Der Gießbehälter selbst steht in einem Bad mit dem flüssigen Magnesium. Über die Steigleitung wird das Magnesium dann aus dem Bereich des heißen Bades herausgeführt. Beim Durchtritt durch den Mundstückkörper besteht die Gefahr, daß sich das Magnesium abkühlt und dadurch seine Viskosität verändert. Aus diesem Grund ist der durch Abkühlung gefährdete Bereich des Mundstückkörpers mit Rohrheizkörpern umwickelt. Hierbei erweist es sich als nachteilig, daß die Wärme von den Rohrheizkörpern nur ungleichmäßig in den Mundstückkörper eingebracht wird. An den Stellen, an denen die Rohrheizkörper linienförmig am Mundstückkörper anliegen, entstehen Zonen starker Überhitzung, die zu einer Beschädigung sowohl des Rohrheizkörpers als auch des Mundstückkörpers führen können. Desweiteren entstehen zwischen den aufgewickelten Rohrheizkörpern und dem Mundstückkörper häufig isolierende Spalte, an denen die Wärmeeinleitung in den Mundstückkörper nur ungenügend ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Mundstückkörper der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der eine gleichmäßige Wärmeeinbringung auf das im Kanal des Mundstückkörpers geförderte Gut und auf den Mundstückkörper selbst ermöglicht.

Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß der bzw. die Rohrheizkörper in einem auf den Mundstückkörper aufgegossenen Wärmeträgermaterial eingebettet ist/sind.

Das Wärmeträgermaterial wird über die gesamte, den Rohrheizkörpern zugeordnete Länge des Mundstückkörpers gleichmäßig erwärmt. Damit kann auch eine gleichmäßige Wärmeeinbringung über die korrespondierende Länge des Mundstückkörpers erfolgen, so daß das im Kanal des Mundstückkörpers geförderte

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Gut gleichmäßig erwärmt wird. Zudem wird erreicht, daß schädliche Temperaturspitzen nicht entstehen können, wodurch die Lebensdauer des Mundstückkörpers und der Rohrheizkörper erhöht ist.

Dadurch, daß die Rohrheizkörper eingegossen sind, können keine Luftspalte mehr im Übergangsbereich zu dem Mundstückkörper auftreten, die den Wärmeübergang isolieren würden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in dem dem Rohrheizkörper zugeordneten Bereich eine zylindrische Mantelfläche vorgesehen ist, auf die eine Abschlußscheibe mit einer Bohrung aufgezogen ist. Die Abschlußscheibe dient somit als Begrenzung für das aufgegossene Wärmeträgermaterial. Beim Ausgießen des die Rohrheizkörper umgebenden Bereiches kann die Abschiußscheibe als Teil der Gießform verwendet werden, die die Fließbewegung des Wärmeträgermaterials behindert.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in das Wärmeträgermateriai eine Gewindeaufnahme eingebracht ist, und daß in die Gewindeaufnahme eine Klemmschraube eingeschraubt ist, die ein Thermoelement in Kontakt zu dem Wärmeträgermedium hält. Das Thermoelement kann somit im Schadensfall leicht dadurch ausgetauscht werden, daß die Klemmschraube gelöst und das Thermoelement von dem Wärmeträgermedäum entfernt wird. Je nach Anforderungen kann das Thermoelement auch gegen ein beliebiges anderes Thermoelement mit anderen charakteristischen Eigenschaften ausgetauscht werden.

1st vorgesehen, daß das Thermoelement in dem Bereich angeordnet ist, in dem der Kanal des Mundstückkörpers in ein das geförderte Gut austragendes Mund-

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stück übergeht, dann kann eine sehr genaue Aussage des Temperaturzustandes des ausgetragenen Gutes getroffen werden. Eine Reduzierung des Teileaufwandes erreicht man, wenn eine dem Thermoelement zugeführte Anschlußleitung zusammen mit Zuleitungen der Rohrheizkörper in einer Hülse geführt sind. Die Hülse kann hierbei vorteilhafterweise an einem Mantel angeschlossen sein, der mit der Abschlußscheibe fest verbunden ist. Der Mantel kann hierbei auch so ausgebildet sein, daß er das Wärmeträgermedium teilweise umgibt. Die Abschlußscheibe und der Mantel können aus isolierendem Material gebildet sein.

Um den Wärmeverlust gering zu halten, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß um das Wärmeträgermedium herum eine Isolierung gelegt ist, die von einer Hülse umgeben und gehalten ist. Die Hülse selbst ist vorteilhaftig ebenfalls aus einem isolierenden Material gebildet und dient dann als Berühr- und Spritzschutz.

Das Wärmeträgermaterial kann aus einem beliebigen Metall mit guten Wärmeleiteigenschaften, beispielsweise aus Messing, gebildet sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in Seitendarsteliung und im Schnitt einen Gießbehälter 50 mit einer Konus-Büchse 40 und einem darin eingesetzten Mundstück 20.

Der Gießbehälter 50 weist eine zylindrische Bohrung auf, in die eine Büchse 60 eingesetzt ist. Die Büchse 60 weist einen Eintrittskanal 62 und einen Austrittskanal 61 auf. Im eingesetzten Zustand der Büchse 60 in den Gießbehälter 50 ist der Eintrittskanal 62 fluchtend zu einer Eintrittsöffnung 54 des Gieß-

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behälters angeordnet. Der Austrittskanal 61 geht in eine Schrägbohrung 52 des Gießbehälters 50 über. Um eine einfache Montage der Büchse 60 zu erreichen, weist diese einen Bund 63 auf, der sich auf einem Absatz 56 des Gießbehälters 50 abstützt. Somit ist die Einsetzbewegung der Büchse 60 in den Gießbehäiter 50 begrenzt. In die Büchse 60 ist ein Kolben 71 mit seinen Kolbenringen 72 eingesetzt. Die Kolbenringe 72 legen sich dichtend an die Wand der Büchse 60 an. Über eine Kolbenstange 70 ist der Kolben 71 mit einem Hubmechanismus verbunden, der im einzelnen in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Schrägbohrung 52 des Gießbehälters 50 geht in eine Steigleitung 51 über, die vertikal nach oben verläuft. An dem der Schrägbohrung 52 abgekehrten Ende der Steigleitung 51 geht diese in eine Buchsenaufnahme 53 über. In die Buchsenaufnahme 53 ist die Konus-Büchse 40 eingesetzt.

Die Buchsenaufnahme 53 ist konisch ausgeformt, wobei sie sich in die der Steigleitung abgekehrten Richtung erweitert. In die Buchsenaufnahme 53 ist die Konus-Büchse 40 eingesetzt. Die Konusbüchse 40 weist eine an die Kontur der Buchsenaufnahme 53 angepaßt ausgestaltete Geometrie auf. Die Konus-Büchse 40 weist einen Bund 41 auf, der in einer ringförmig umlaufenden Aussparung des Gießbehälters 50 zum Liegen kommt. Mittels des Bundes 41 wird die Einsatzbewegung der Konus-Büchse 40 in die Buchsenaufnahme 53 des Gießbehälters 50 begrenzt, im eingesetzten Zustand der Konus-Büchse 40 geht die Steigleitung 51 des Gießbehälters in einen Kanal 43 der Konus-Büchse 40 über. Der Kanal 43 ist schräg in den Mantel der Konus-Büchse 40 eingebohrt. Die Konusachse des Kanales 43 schneidet die Zentrumsachse der Konus-Büchse 40. Der Neigungswinkel des Kanals 43 gegenüber dieser Zentrumsachse ist vorteilhaft in einem Bereich zwischen 40° und 80° gewählt. Hierdurch wird zum einen eine optimale Strömungsumlenkung erreicht, zum anderen eine ausreichende Wandstärke an der Konus-Büchse 40 erhalten.

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Der Kanal 43 geht in eine Konusaufnahme 45 über. In die Konusaufnahme 45 ist ein Außenkonus eines Mundstückkörpers 20 eingesetzt. Beim Übergang des Kanals 43 in die Konusaufnahme 45 ist ein Absatz gebildet. Der Außenkonus 23 des Mundstückkörpers 20 ist derart auf die Konusaufnahme 45 abgestimmt, daß der Abstand vom stirnseitigen Ende des Außenkonuses zu dem Ende des Kanals 43 weniger als 1 cm beträgt. Hierdurch ist verhindert, daß es im Bereich zwischen dem Mundstückkörper 20 und der Konusbüchse 40 zu Strömungsverwirbelungen und damit zu einem erhöhten Verschleiß kommt.

In den Mundstückkörper 20 ist ein Konuskanal 21 eingebracht, in den der Kanal 43 einmündet. Der Konuskanal 21 verjüngt sich in Fließrichtung und geht in eine zylindrische Bohrung 22 über. Diese erweitert sich an ihrem, dem Konuskanal 21 abgekehrten Ende zu einer konusförmigen Aufnahme für ein Mundstück 10. Das Mundstück 10 ist wiederum von einem konusförmigen Eintrittskanal 11 durchdrungen, der in eine Austrittsöffnung 12 übergeht. Die Austrittsöffnung 12 ist an eine Gießform angelegt, in die das vom Gießbehälter 50 geförderte Gut eingepreßt wird. Um die Austrittsöffnung 12 herum ist eine Dichtfläche 13 angeordnet, die sich dichtend an der nicht dargestellten Gießform anlegt.

Um bei einem etwaigen Verschleiß die Konus-Büchse 40 austauschen zu können, ist der Gießbehälter 50 mit einer Aussparung 57 versehen. Über die Aussparung 57 erhält man Zugang zum rückseitigen Ende der Konus-Büchse 40. Mittels eines Werkzeuges kann die Konus-Büchse 40 aus dem Gießbehälter 50 ausgetrieben und gegen eine neue Konus-Büchse 40 ausgetauscht werden. Gleichzeitig erleichtert die Aussparung 57 aber auch das Einsetzen der Büchse 60 in den Gießbehälter 50 sowie die Montage des Kolbens 71 in der Büchse 60. Die Einbringung der Steigleitung 51 erfolgt mittels einer Tiefbohrung. Der Bohrer

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wird hierbei durch die Eintrittsöffnung 44a im Bereich der Büchsenaufnahme 53 vertikal nach unten in den Gießbehäiter 50 geführt. Die Eintrittsöffnung 44a kann mittels einer Schraube verschlossen werden.

Die Schrägbohrung 52 wird von der Unterseite des Gießbehälters 50 her schräg durch die Aufnahme für die Büchse 60 eingebohrt. Der Krümmungswinkel der Schrägbohrung 52 sowie des Kanals 43 der Konus-Büchse 40 in Fließrichtung des auszutragenden Mediums ist so gewählt, daß zur Vermeidung von Wirbelbildung eine Strömungsumlenkung erfolgen kann. Mit dem Konuskanal 21 des Mundstückkörpers 20 sowie dem konusförmigen Eintrittskanal des Mundstückes 10 kann die Fließgeschwindigkeit kontinuierlich erhöht werden, ohne daß Turbulenzen im strömenden Material auftreten.

Um zu verhindern, daß das auszutragende Gut im Bereich des Mundstückkörpers 20 eine Abkühlung erfährt, ist eine Heizvorrichtung vorgesehen. Diese besteht aus Heizelementen 30, die in Form von Rohrheizkörpern ausgebildet sein können. Die Rohrheizkörper sind im vorliegenden Fall im Querschnitt kreisförmig ausgebildet und um den zylindrischen Mundstückkörper 20 gewickelt. Zur Erreichung einer gleichmäßigen Wärmeverteilung sind die Heizelemente 30 in ein Wärmeträgermedium 31 eingebettet. Das Wärmeträgermedium kann beispielsweise eine Bronzelegierung sein, die die Heizelemente 30 umhüllend auf den Mundstückkörper 20 aufgegossen ist. Um das Aufgießen der Bronzelegierung zu erleichtern, ist auf dem Mundstückkörper 20 eine Abschlußscheibe 25 aufgezogen. Die Abschlußscheibe 25 trägt einen konzentrisch zu dem Mundstückkörper umlaufenden Mantel 26. Nachdem die Bronzelegierung aufgegossen ist, kann der ausgegossene Bereich überdreht werden. Um die das Wärmeträgermedium 31 bildende Bronzelegierung ist eine Isolierung 34 gelegt.

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Die Isolierung 34 ist von einer Hülse 39 umgeben. Die Hülse 39 dient gleichzeitig als Spritz- und Berührungsschutz.

Zwischen der Isolierung 34 und dem Wärmeträgermedium 31 ist eine Anschlußleitung 33 verlegt, die zu einem Thermoelement 32 führt. Das Thermoelement 32 ist bis dicht an das Mundstück 10 herangeführt. Mittels einer Klemmschraube 32a, die in eine Schraubaufnahme des Wärmeträgermediums 31 eingeschraubt ist, kann das Thermoelement 32 gehalten werden. Diese Anordnung des Thermoelementes 32 ermöglicht im Schadensfall eine leichte und schnelle Auswechslung. Hierzu muß lediglich die Hülse 39 mit der Isolierung 34 abgezogen und die Klemmschraube 32a gelöst werden.

Die Anschlußleitung des Thermoelementes 32 ist durch eine Hülse 36 von dem Mundstückkörper 20 weggeführt. Die Hülse 36 ist auf dem Mantel 26 fixiert. Zusätzlich verläuft in der Hülse 36 die Zuleitung 35, die die Heizelemente 30 mit elektrischer Energie versorgt. Auf die Hülse 36 kann ein Anschlußstutzen 37 mittels einer Mutter 38 aufgeschraubt werden. In dem Anschiußstutzen 37 sind die Zuleitung 35 und die Anschlußleitung 33 des Thermoelementes 32 weitergeleitet.

In dem Ausführungsbeispiel ist als Wärmeträgermedium 31 eine Bronzelegierung verwendet. Es ist aber auch möglich, jedes andere Material mit guten Wärmeleitfähigkeiten zu verwenden. Beispielsweise eignet sich auch Messing hierzu. Von Bedeutung ist es in diesem Zusammenhang stets, daß die von den Heizelementen 30 eingebrachte Wärmeleistung gleichmäßig über die axiale Länge des Mundstückkörpers 20 verteilt wird. Hierdurch wird dann zum einen eine gleichmäßige Wärmeeinbringung auf das von dem Gießbehälter 50 geförderte Gut erreicht. Zum anderen wird vermieden, daß im Bereich der Heizelemente Tempera-

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turspitzen an dem Mundstückkörper 20 auftreten. Diese örtlichen Überhitzungen würden zu einer verkürzten Standzeit sowohl der Heizelemente 30 als auch des Mundstückkörpers 20 führen.

Claims

- 10 - 25. September 1996 Ansprüche

1. Mundstückkörper für eine Warmkammer-Druckgießmaschine, der von einem das zu fördernde Gut leitenden Kanal in Längsrichtung durchdrungen ist und der zumindest teilweise in Längsrichtung, den Kanal umgebend, mit einem oder mehreren Rohrheizkörpern spiralförmig umwickelt ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der bzw. die Rohrheizkörper (30) in einem, auf dem Mundstückkörper (20) aufgegossenem Wärmeträgermaterial (31) eingebettet ist/sind.

2. Mundstückkörper nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß in dem dem Rohrheizkörper (30) zugeordneten Bereich eine zylindrische Mantelfläche vorgesehen ist, auf die eine Abschlußscheibe (25) mit einer Bohrung aufgezogen ist.

3. Mundstückkörper nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

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daß in das in das Wärmeträgermaterial (31) eine Gewindeaufnahme eingebracht ist, und

daß in die Gewindeaufnahme eine Klemmschraube (32a) eingeschraubt ist, die ein Thermoelement (32) in Kontakt zu dem Wärmeträgermedium (31) hält.

4. Mundstückkörper nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Thermoelement (32) in dem Bereich angeordnet ist, in dem der Kanal des Mundstückkörpers (20) in ein das geförderte Gut austragendes Mundstück (10) übergeht,

daß eine dem Thermoelement (32) zugeführte Anschlußleitung (33) zusammen mit Zuleitungen (35) der Rohrheizkörper (30) in einer Hülse (36) geführt sind und

daß die Hülse (36) über einen Mantel (26), der das Wärmeträgermedium (31) teilweise umgibt, an die Abschlußscheibe (25) angeschlossen ist.

5. Mundstückkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß um das Wärmeträgermedium (31) herum eine Isolierung (34) gelegt ist, die von einer Hülse (39) umgeben und gehalten ist.

6. Mundstückkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Wärmeträgermaterial (31) eine Bronzelegierung oder Messing ist.