EP1057558A1 - Verhinderung der Oxidation der Schmelze bei einer nach einem Vakuumverfahren arbeitenden Druckgiessmaschine - Google Patents

Verhinderung der Oxidation der Schmelze bei einer nach einem Vakuumverfahren arbeitenden Druckgiessmaschine Download PDF

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EP1057558A1
EP1057558A1 EP00108213A EP00108213A EP1057558A1 EP 1057558 A1 EP1057558 A1 EP 1057558A1 EP 00108213 A EP00108213 A EP 00108213A EP 00108213 A EP00108213 A EP 00108213A EP 1057558 A1 EP1057558 A1 EP 1057558A1
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vacuum die
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Wilfried Schwab
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould

Definitions

  • High-quality components are manufactured using the vacuum die-casting process. High demands are placed on the quality of these parts, including avoiding oxides and contamination.
  • the process is characterized in that the melt is metered by applying a vacuum into the filling chamber via a suction pipe located in the melt. After dosing in the casting chamber, the casting piston pushes the melt towards the die. Due to the movement of the casting piston, air is drawn in from the surrounding atmosphere through the free annular space that is created and also penetrates into the suction pipe. The oxygen contained in the air leads to the oxidation of the melt, especially when processing magnesium or other easily oxidizable melts. Oxides, so-called. Scabies "that grow with every casting cycle and build up in the intake manifold. The casting process is negatively influenced and as a result the cast part quality is considerably reduced by oxide inclusions and exact dosing is no longer possible.
  • Figure 1 shows the injection system 1 of a vacuum die casting machine which via anchor 2 with the fixed Platen 3 is connected. Between firmer Platen 3 and stand part 4 of the injection system 1 the holding furnace 5 is arranged for the liquid melt. The below the melting surface in the holding furnace 5 immersed suction tube is designated 6. The top end of suction tube 6 is connected to the casting chamber 7. In the Casting chamber 7 is casting piston 8, which with Casting piston rod 9 is connected. Casting piston rod 9 is with connected to the actual casting unit 10.

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Abstract

Bei der Anwendung des Vakuum-Druckgießverfahrens werden hohe Anforderungen an die zu gießenden Werkstücke gestellt. Unerwünschte Einschlüsse, wie Verunreinigungen und insbesondere Oxide führen zu einer wesentlichen Qualitätsminderung. Damit eine Verbindung der Schmelze mit Luft vermieden wird, schlägt die Erfindung die Zufuhr von Antioxidationsgas derart vor, daß eine einfacher Anbau und ein geringer regeltechnischer Aufwand eine hohe Funktionssicherheit gewährleisten. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckgießmaschine bei der unter Verwendung von Vakuum die Metalldosierung über ein Saugrohr stattfindet und das angesaugte Metall aus leicht oxidierbaren Legierungen besteht.
Zur Vermeidung der Oxidation wird die Zuführung von Schutzgas in einfachster und funktionssicherer Form vorgeschlagen.
Stand der Technik:
Im Vakuum-Druckgießverfahren werden insbesondere hochwertige Bauteile hergestellt. An die Qualität dieser Teile werden hohe Ansprüche gestellt, unter anderem sind Oxide und Verunreinigung zu vermeiden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzdosierung durch das Anlegen eines Vakuums über ein im Schmelzbad befindliches Saugrohr in die Füllkammer erfolgt. Nach erfolgter Dosierung in der Gießkammer schiebt der Gießkolben die Schmelze in Richtung Druckgießform. Aufgrund der Bewegung des Gießkolben wird durch den entstehenden freien Ringraum Luft aus der Umgebungsatmosphäre angesaugt und dringt auch in das Saugrohr ein. Der in der Luft enthaltene Sauerstoff führt zur Oxidation der Schmelze, insbesondere bei Verarbeitung von Magnesium oder anderen leicht oxidierbaren Schmelzen. In dem Saugrohr bilden sich Oxide, sog.
Figure 00020001
Krätze", die bei jedem Gießzyklus anwachsen und sich im Saugrohr aufbauen. Der Gießprozeß wird negativ beeinflußt und als Folge wird die Gußteilqualität durch Oxideinschlüsse erheblich gemindert und auch eine exakte Dosierung ist nicht mehr möglich.
Zur Vermeidung der Oxidation durch unerwünschten Lufteintritt werden Antioxidationsgase verwendet. So ist aus der EP 0 462 218 B1 bekannt Schutzgas in den Absaugkasten der Druckgießmaschine einzuleiten. Zu diesem Zweck wird zusätzlich zu der Vakuumleitung eine weitere Leitung, zur Einleitung des Schutzgases, installiert. Diese gewählte Anordnung erfordert eine sehr exakte Abstimmung der Schaltzeiten für die Beendigung der Vakuumansteuerung und der Einleitung des Schutzgases. Ist dieses nicht gewährleistet und das unter Druck stehende Schutzgas würde z.B. zu früh zugeschaltet, so besteht die Gefahr, daß dieses von der noch angesteuerten Evakuiereinrichtung angesaugt wird. Aus diesem Grunde ist bei der EP 0 462 218 ein spezielles Steuergerät vorgesehen, wodurch einschließlich der erforderlichen Signalgeber dieser Steuer- bzw. Regelkreis aufwendig gestaltet werden muß. Ein weiterer Nachteil besteht in der Tatsache, daß diese Lösung nur im Falle eines angebauten Ansaugkasten realisiert werden kann. Ist aus räumlichen oder funktionellen Gründen der Einsatz eines Ansaugkastens nicht möglich, so bietet die EP 0 462 218 keine Lösung an. Auch eine Sichtkontrolle der Schutzgasfunktion ist bei der vorgeschlagenen Anordnung nicht möglich.
Aufgabe und Vorteil der Erfindung:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Anwendung des Vakuum-Druckgießverfahrens und insbesondere bei Verarbeitung von leicht oxidierbaren Schmelzen ein Antioxidationsgas so zuzuführen, daß bei einfachstem Anbau und geringem Regelaufwand eine hohe Funktionalität gewährleistet ist. Die Aufgabe wird ausgehend von einer Schutzgaszuführung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen werden vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Schutzgaszuführung vorgeschlagen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Zuleitung für das Schutzgas am hinteren Ende der Gießkammer oder des Absaugkastens angebracht wird und das Schutzgas unmittelbar vor dem Beginn der Kolbenbewegung, während oder nach dem überfahren der Dosieröffnung in der Gießkammer über den Ringspalt zwischen Gießkammer und Gießkolbenstange eingeblasen wird. Dabei ist es vorteilhaft ein Schutzgas zu verwenden, welches spezifisch schwerer als Luft ist, wie z.B. SF6. Dieses Schutzgas wird unter Ausnutzung der Ansaugwirkung des sich abbauenden Vakuums und des abfallens des Schmelzspiegels in das Saugrohr eingesaugt und füllt den gewünschten Bereich aus. Eine Oxidation im Saugrohr und/oder Schmelzeoberfläche wird damit sicher verhindert. Zur Reduzierung des Schutzgasverbrauchs kann die Zuführung des Schutzgases kurz vor oder während dem Bewegungsstart des Gießkolben geöffnet und nach wenigen Sekunden, wenn genügend Schutzgas zugeführt ist, wieder geschlossen werden. Hierdurch ist der gesamte Ablauf über ein einfaches Zeitregelglied regelbar.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß durch die vorgeschlagene Anordnung der Zufluß von Schutzgas augenfällig überprüfbar ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der 3 Figuren.
Diese Figuren zeigen:
Figur 1:
Einspritzsystem einer Vakuum-Druckgießmaschine
Figur 2:
Einzelheit der Gießkammer mit Absaugkasten
Figur 3:
Einzelheit der Gießkammer ohne Absaugkasten
Beschreibung:
Figur 1 zeigt das Einspritzsystem 1 einer Vakuum-Druckgießmaschine welches über Anker 2 mit der festen Aufspannplatte 3 verbunden ist. Zwischen fester Aufspannplatte 3 und Ständerteil 4 des Einspritzsystem 1 ist der Warmhalteofen 5 für die flüssige Schmelze angeordnet. Das unterhalb der Schmelzoberfläche in den Warmhalteofen 5 eintauchende Saugrohr ist mit 6 bezeichnet. Das obere Ende von Saugrohr 6 ist mit Gießkammer 7 verbunden. In der Gießkammer 7 befindet sich Gießkolben 8, der mit Gießkolbenstange 9 verbunden ist. Gießkolbenstange 9 ist mit dem eigentlichen Gießaggregat 10 verbunden.
Eine vergrößerte Darstellung des erfindungsgemäßen Gedanken zeigt Figur 2 und 3. In Gießkammer 7 ist Gießkolben 8 in einer Position die dem überfahren der Ansaugöffnung 11 des Ansaugrohres 6 entspricht. Durch das Verfahren aus der Endlage ist somit ein freier Ringraum 13 zwischen Kolbenstange 9 und Absaugkasten 12 entstanden. Über die Zuleitung 14 kann das Antioxidationsgas zum Saugrohr 6 und damit der Schmelze zugeführt werden. Zu diesem Zwecke muß nur ein nicht näher gezeigtes Ventil geöffnet und je nach gewünschter Zeitdauer über ein Zeitglied geschlossen werden. Der Beginn der Gaszuführung ist frei wählbar und kann z.B. durch den Start der Verfahrbewegung des Gießkolben 8 ausgelöst werden. Da sich zu diesem Zeitpunkt der Durchmesser des Gießkolben noch in der Dichtungsposition im Absaugkasten 12 befindet, ist ein unerwünschter Luftzutritt ausgeschlossen.
Die Figur 3 unterscheidet sich von der Figur 2 nur dadurch, daß kein Absaugkasten angebaut ist. Das Antioxidationsgas wird direkt über Zuleitung 14 in die Füllkammer 7 und damit in das Saugrohr 6 eingeleitet.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen des geltenden Anspruches 1.
So kann z.B. das Rohr 14 aus mehreren im Endbereich düsenartig ausgebildeten Rohrstücken mit gemeinsamer Versorgungsleitung bestehen, wobei eine ringförmige Anordnung eine vorteilhafte Ausführungsform darstellt. Weiterhin kann die Schutzgaszuführung über einen Ringkanal mit entsprechenden Austrittsöffnungen erfolgen, wobei der Ringkanal aus einem oder mehreren Segmentstücken bestehen kann.
1
Einspritzsystem
2
Anker
3
Aufspannplatte
4
Ständerteil
5
Warmhalteofen
6
Saugrohr
7
Gießkammer
8
Gießkolben
9
Gießkolbenstange
10
Gießaggregat
11
Ansaugöffnung
12
Absaugkasten
13
Ringraum
14
Gaszuleitung

Claims (5)

  1. Vorrichtung zur Einleitung von Schutzgas bei einer Druckgießmaschine bei der die Schmelzdosierung mittels Evakuieren aus einem Warmhalteofen (5) über ein Saugrohr (6) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuleitung (14) außerhalb und dem Gießaggregat (10) zugewandten Endbereich der Gießkammer (7) und/oder eines Absaugkasten (13) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung zur Einleitung von Schutzgas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuleitung (14) aus einem Rohr oder mehreren Rohren mit düsenartigen Endstücken oder einem Ringkanal besteht.
  3. Vorrichtung zur Einleitung von Schutzgas nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Gaszuleitung (14) aus nur einer Zuführleitung besteht.
  4. Vorrichtung zur Einleitung von Schutzgas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzgaseinleitung mittels eines Zeitgliedes steuerbar ist.
  5. Vorrichtung zur Einleitung von Schutzgas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt und die Zeitdauer der Schutzgaseinleitung frei wählbar sind.
EP00108213A 1999-06-02 2000-04-14 Nach einem Vakuumverfahren arbeitende Druckgiessmaschine Expired - Lifetime EP1057558B1 (de)

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