EP1201335A1 - Einrichtung zur Herstellung von Metall-Druckgussteilen, insbesondere aus NE-Metallen - Google Patents

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EP1201335A1
EP1201335A1 EP00123367A EP00123367A EP1201335A1 EP 1201335 A1 EP1201335 A1 EP 1201335A1 EP 00123367 A EP00123367 A EP 00123367A EP 00123367 A EP00123367 A EP 00123367A EP 1201335 A1 EP1201335 A1 EP 1201335A1
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EP
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mold
nozzles
casting
nozzle
gate
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Oskar Frech GmbH and Co KG
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    • B22D17/02—Hot chamber machines, i.e. with heated press chamber in which metal is melted
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D35/00—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds
    • B22D35/06—Heating or cooling equipment

Definitions

  • the invention relates to a device for the production of Metal die-cast parts, especially made of non-ferrous metals, with a Hot chamber die casting machine with one in a casting tank trained riser and one in front of a sprue system arranged mouthpiece, as well as with a bleed in front a die-casting mold, the cross section of which is on the respective molten metal is coordinated.
  • Hot chamber die casting machines with associated mold construction are known. Non-ferrous metals are used in hot chamber die casting Zinc and magnesium and to a lesser extent lead or shed tin. Metal has the property of cooling quickly. Die casting is therefore carried out to ensure the best casting quality to achieve with high speed and high pressure.
  • the mold filling process depends on the size of the part and is minimal Wall thickness between 5ms and 30ms.
  • the closing force of hot chamber machines is up to 10000kN.
  • the sprue system Empirical values for example with zinc at a maximum gate speed of approx. 50m per second and with magnesium at a maximum of 100m per second. at the high melting temperatures of approx. 650 ° C used Magnesium and approx. 420 ° C for zinc are these non-ferrous metals in the liquid state almost as thin as water.
  • the cross-section of the gate surface i.e. the part of the sprue system, which is followed by the separation of the sprue part from the shape, corresponding in its cross section be designed.
  • the present invention is based on the object an embodiment of a device of the type mentioned to be provided in the case with a significantly lower proportion of sprue can be worked.
  • the invention consists in a Establishment of the type mentioned in that the gate Is part of a hot runner gate system that is a heater which provides channels and nozzles up to the shape.
  • This configuration makes it possible to insert the material in the always necessary, sometimes very complex sprue channels keep in a liquid state so that after cooling the metal in the mold does not cool down in the runner located material occurs. This material can be used again with the next shot.
  • nozzle tips attached to the nozzles which are sprinkled with a comb or Fan gate system provided and directly on the contour of the part, using the comb or fan gate system forms the gate or immediately in front of it is.
  • This configuration has the advantage that the one in the gate cross section of the nozzle tips Molten metal after filling the mold, at least in the semisolids Condition passes because the nozzle tips themselves do not are heated. This material prevents that after after opening the mold metal flows out of the hot runner system or through this back into the mouthpiece, the riser or the pouring can back.
  • nozzle tips and Provide nozzles with tapered plug connections which also at the very high temperatures mentioned above of 650 ° C or 420 ° C a sufficient seal through the Ensure that metal is attached to metal.
  • the nozzle tips themselves can be attached to heated nozzles be and the nozzles in turn to the heated channels.
  • the nozzle tips can on the adapted the shape of the part to be manufactured be trained.
  • the nozzle tips can match this shape can be attached laterally or centrally.
  • An alternative to preventing the backflow of the liquid Metal in the riser and the pouring can also be achieved in that the mouthpiece on the sprue system adjacent and unheated nozzle tip assigned in which a plug forms after filling the mold, which again the backflow of those in the mouthpiece and riser Can prevent melt to the casting tank.
  • This Graft is pushed into the hot runner system on the next shot, where a corresponding receiving space for the graft is provided, in which the plug comes and thereby the further injection of liquid material is not further impeded becomes. The plug melts again in the hot runner system on.
  • a check valve is arranged in the riser.
  • a check valve can also be arranged in the casting piston, so that the disadvantage that has hitherto occurred in die casting machines is that when the casting piston is withdrawn from the riser no material flows in due to the material occurring in the casting cylinder Vacuum material past the piston rings in the Casting cylinder flows, can be avoided.
  • a check valve in the casting piston material can now directly from the casting tank through the casting piston into the Casting cylinders flow.
  • the check valves to be used in this case should be with regard to the high occurring Temperatures made of highly heat-resistant metal or ceramic consist.
  • Fig. 1 shows the more or less schematically Casting tank 1 of a hot chamber die casting machine, which in the Melt 2 of the metal to be cast, for example magnesium or zinc. This molten metal 2 will held within a crucible 3, the in not shown Way is used in a holding oven.
  • the casting container 1 has a casting cylinder 4 with a casting piston 5 on the in unspecified because known Way with a drive connected to its piston rod 6 is provided, the hydraulic or electrical Can be kind.
  • the casting cylinder 4 has in its upper region a lateral inflow opening 7 through which the Melt 2 can flow into the interior of the casting cylinder 4, if the piston 5 is in a position above this opening 7 lying position.
  • Pouring piston 5 exceeded the filling position and is in mind of the arrow 8 moves downward, the in the casting cylinder 4th and in the riser hole adjoining the casting cylinder 4 9 located melt over the - heated - nozzle 10 the sprue mouthpiece 11 is supplied, which is in the schematic indicated fixed mold half 12 is located.
  • the hot runner system 13 now avoids the seizure such considerable cast remains. It is initially closed in Fig. 2 recognize that the sprue mouthpiece 11 from a heating sleeve 17 is surrounded by the connecting line 18 with Energy is supplied.
  • the heating sleeve can, like that further to be provided heating sleeves 19 and the heating cartridge 20, which for heating the nozzles 15 or for heating the Channel 14 serve to be supplied with electrical current.
  • the 3 now shows that the nozzle 15 in front of the mold cavity 16 provided with a cone 21 and with this in the associated Receiving cone of part 22 of the hot runner system 13 inserted and is kept sealed there.
  • the nozzle 23 itself is comb-like at its lower end arranged injection channels 25 provided directly in open the mold cavity 16.
  • the cross section of all injection channels 25 must correspond to the gate cross section as a whole, according to those applicable to the hot chamber die casting process Empirical values for the production of a certain Form is necessary. This ensures that the casting speed occurring in these channels 25 permissible maximum speed does not exceed how that was mentioned at the beginning.
  • the im Hot runner system 13 existing melt at one temperature can be kept at which they are still in the liquid state located.
  • the after the die casting process melt held under pressure in the mold 16 solidifies relatively fast.
  • the one in the comb casting of the plurality of channels 25 Melt at least goes into the semi-solid state about.
  • the nozzle tip 23 is not heated and it is located in the area of the mold cavity 16.
  • This Gate formed by the plurality of channels 25 becomes, when removing the movable mold half 26 of the channel part 27 remaining on the fixed mold half 12 separated so that no frozen sprue residue remains would then have to be melted again.
  • nozzle tip 23b which in turn has a cone 21b is attached to the nozzle 15b.
  • This nozzle tip 23b is with its sprue channels 25b and 30 centrally on the mold cavity 16b put on and causes the melt centrally pressed directly into the mold cavity 16b becomes. Due to the large number of channels 25b also used here or 30, all - just as with the nozzle tips 23 and 23a of FIGS. 3 to 6 have diameters of approximately 1 mm to 1.5 mm can also create a kind of comb casting, which when opening the mold slightly, both from the nozzle tip and can then be detached from the die-cast part.
  • the used non-ferrous metals such as magnesium and zinc in the liquid state, i.e. so at their melting temperatures of about 650 ° C for magnesium and about 420 ° C for zinc, almost like that are as fluid as water. You can therefore easily through the "comb casting" into the corresponding mold cavities in press.
  • the mold filling process takes times in the order of magnitude between 5ms and 30ms.
  • the one in the form Material then solidifies relatively quickly while the Material in the small holes 25, 25a and 25b of the nozzle tips 23, 23a and 23b passes into the semi-solid phase and thereby the hot runner system even at the end of the die casting process 13 completes. With the next shot this will be material still in the semi-solid phase with in the shape pushed in.
  • Fig. 10 shows another possibility relatively simple way of refluxing from the melt to prevent the hot runner gate system 13.
  • heated nozzle 10 becomes a mouthpiece body 34 used, which is not heated and therefore a "freezer zone" forms. After each shot is inside this mouthpiece body 34 a cold plug 35 arise, which the Seals through hole of the nozzle 10. Melt in the hot runner system 13 can therefore not through the sprue 11 flow back.
  • FIG. 2 shows that the hot runner gate system 13 is in alignment to the through hole 36 of the mouthpiece 10 on the rotor channel 14 has a receiving space 37 (Fig. 2) in which the Graft 35 is caught on the next shot and therefore do not get to the mold cavities through the channel system can. This plug melts in the hot runner system 13 to following shot on.

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Abstract

Es wird eine Einrichtung zur Herstellung von NE-Metalldruckgußteilen beschrieben, bei der den Formhohlräumen (16, 16a, 16b) ein Heißkanalangußsystem (13) vorgelagert ist, mit dem beim Warmkammer-Druckgußverfahren die Möglichkeit besteht, die heiße Schmelze bis kurz vor die Formhohlräume (16, 16a, 16b) zu führen und bis zum nächsten Schuß in flüssigem Zustand zu halten. Erstarrte Überläufe oder Läuferkanäle sowie der Pressrest werden dadurch vermieden. Die neue Einrichtung kann daher sehr wirtschaftlich und genau arbeiten. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von Metall-Druckgussteilen, insbesondere aus NE-Metallen, mit einer Warmkammer-Druckgießmaschine mit einem in einen Gießbehälter ausgebildeten Steigkanal und einem vor einem Angußsystem angeordneten Mundstück, sowie mit einem Anschnitt vor einer Druckgussform, dessen Querschnitt auf die jeweilige Metallschmelze abgestimmt ist.
Warmkammer-Druckgießmaschinen mit zugehörigem Formenaufbau sind bekannt. Beim Warmkammer-Druckgießen werden die NE-Metalle Zink und Magnesium sowie in geringerem Umfang Blei oder Zinn vergossen. Metall hat die Eigenschaft, schnell abzukühlen. Im Druckguss gießt man daher, um die beste Gießqualität zu erzielen, mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck. Der Formfüllvorgang beträgt dabei je nach Teilegröße und minimaler Wandstärke zwischen 5ms und 30ms. Die Schließkraft von Warmkammermaschinen beträgt bis zu 10000kN.
Beim Gießvorgang gibt es zur Berechnung des Angußsystems bestimmte Erfahrungswerte, die beispielsweise bei Zink bei einer maximalen Anschnittgeschwindigkeit von ca. 50m pro Sekunde und bei Magnesium bei maximal 100m pro Sekunde liegen. Bei den eingesetzten hohen Schmelztemperaturen von ca. 650°C bei Magnesium und ca. 420°C bei Zink, sind diese NE-Metalle im flüssigen Zustand nahezu so dünnflüssig wie Wasser. Um die vorher erwähnte Anschnittgeschwindigkeit nicht zu übersteigen, muß der Querschnitt der Anschnittfläche, d.h. der Teil des Angußsystems, der hinterher die Abtrennung des Angussteils von der Form ermöglicht, in seinem Querschnitt entsprechend ausgelegt sein.
Es ist auch bekannt ("Die Bedienung der Druckgussmaschine", Society of Die Casting Engineers, Detroit/USA Copyright 1972, Seite 7), dass man beim Warmkammer-Druckgießverfahren einen Fächer oder einen Tangentialanguß verwendet, um das Druckgussteil gleichmäßig füllen zu können. Dies führt, insbesondere wenn Mehrfachformen verwendet werden, zu einem komplexen Angußsystem, das nach dem Erkalten des Metalles als nicht verwertbarer Rest übrig bleibt. Dieser Angußanteil weist, bezogen auf das Druckgussteil, einen Gewichtsanteil zwischen 40% und 100% auf. Der nach jedem Schuss übrig bleibende Angussanteil wird anschließend wieder geschmolzen, was aber einen erheblichen zusätzlichen Energieaufwand erforderlich macht. Es entstehen außerdem Materialverluste durch Abbrand, Entgraten des Angusses und Recycling desselben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art eine Ausgestaltung vorzusehen, bei der mit wesentlich weniger Angussanteil gearbeitet werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art darin, dass der Anschnitt Teil eines Heißkanalangußsystems ist, das eine Beheizung der Kanäle und der Düsen bis zur Form vorsieht.
Durch diese Ausgestaltung wird es möglich, das Material in den stets erforderlichen, zum Teil sehr komplexen Angusskanälen in flüssigem Zustand zu halten, so dass nach der Abkühlung des Metalles in der Form keine Abkühlung des in den Angusskanälen befindlichen Materials eintritt. Dieses Material kann beim nächsten Schuss erneut verwendet werden.
Bei Kunststoffspritzgießmaschinen ist es zwar grundsätzlich bekannt, Heißkanalsysteme vorzusehen. Da die Wärmeleiteigenschaften von Kunststoff aber entscheidend von jenen von Metallen abweichen, ist eine Übertragung der Ausgestaltung solcher Heißkanalsysteme, bei denen punktförmig oder über einen Tunnel die Form gefüllt werden kann, nicht möglich.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgesehen, dass Düsenspitzen an die Düsen angesetzt sind, die mit einem Kammangußoder Fächerangußsystem versehen und unmittelbar an die Kontur des Teiles anschließen, wobei das Kamm- oder Fächerangußsystem den Anschnitt bildet oder diesem unmittelbar vorgelagert ist. Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass die im Anschnittquerschnitt der Düsenspitzen befindliche Metallschmelze nach der Formfüllung zumindest in den semisoliden Zustand übergeht, weil die Düsenspitzen selbst nicht beheizt sind. Dieses Material verhindert dadurch, dass nach dem Öffnen der Form Metall aus dem Heißkanalsystem nachfließt oder durch dieses wieder zurück in das Mundstück, den Steigkanal oder den Gießbehälter zurückgelangt.
In Weiterbildung der Erfindung sind dabei Düsenspitzen und Düsen jeweils mit kegelförmigen Steckanschlüssen versehen, die auch bei den vorher erwähnten, sehr hohen Temperaturen von 650°C bzw. 420°C eine ausreichende Abdichtung durch das Anlegen von Metall an Metall gewährleisten.
Die Düsenspitzen selbst können dabei an beheizte Düsen angesteckt sein und die Düsen wiederum an die beheizten Kanäle.
In Weiterbildung der Erfindung können die Düsenspitzen an die jeweils verwendete Form des herzustellenden Teiles angepasst ausgebildet sein. Die Düsenspitzen können dabei an diese Form seitlich oder zentral angesetzt werden.
Eine Alternative zur Verhinderung des Rückflusses des flüssigen Metalls in die Steigleitung und den Gießbehälter kann auch dadurch erreicht werden, dass dem Mundstück eine am Angußsystem anliegende und unbeheizte Düsenspitze zugeordnet wird, in der sich nach Formfüllung ein Pfropfen bildet, der wiederum den Rückfluss der im Mundstück und Steigrohr befindlichen Schmelze zum Gießbehälter unterbinden kann. Dieser Pfropfen wird beim nächsten Schuss in das Heißkanalsystem gedrückt, wo ein entsprechender Aufnahmeraum für den Pfropfen vorgesehen wird, in den der Pfropfen gelangt und dadurch das weitere Einschießen flüssigen Materiales nicht weiter behindert wird. Der Pfropfen schmilzt im Heißkanalsystem wieder auf.
Um in jedem Fall einen Rücklauf in den Gießbehälter zu vermeiden, kann zusätzlich oder anstelle der eben erwähnten Alternative mit einem Mundstück auch vorgesehen werden, dass im Steigkanal ein Rückschlagventil angeordnet ist. Ein Rückschlagventil kann auch im Gießkolben angeordnet sein, so dass der bisher bei Druckgussmaschinen auftretende Nachteil, dass dann, wenn beim Rückzug des Gießkolbens aus dem Steigkanal kein Material nachfließt, durch den im Gießzylinder auftretenden Unterdruck Material an den Kolbenringen vorbei in den Gießzylinder fließt, vermieden werden kann. Durch die Anordnung eines Rückschlagventils im Gießkolben kann Material nun unmittelbar aus dem Gießbehälter durch den Gießkolben in den Gießzylinder fließen. Die in diesem Fall einzusetzenden Rückschlagventile sollten im Hinblick auf die auftretenden hohen Temperaturen aus hochhitzebeständigem Metall oder aus Keramik bestehen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
die schematische Darstellung der Gießeinheit einer Warmkammer-Druckgießmaschine mit dem an den Angußkanal der Form angesetzten Mundstück,
Fig. 2
die schematische Darstellung des nach der Erfindung vorgesehenen Heißkanalangußsystems, das in die Form führt,
Fig. 3
eine vergrößerte Darstellung des Übergangs aus dem Heißkanalsystem in die Form, gemäß der linken Form der Fig. 2,
Fig. 4
eine schematische Darstellung, der für die Formfüllung verwendeten Düsenspitze der Fig. 3 in etwa längs der Linie IV-IV der Fig. 3 geschnitten,
Fig. 5
eine vergrößerte Darstellung des Überganges vom Heißkanalsystem zur Form, entsprechend der rechten Form der Fig. 2,
Fig. 6
die Schnittdarstellung der Düsenspitze und des Angusses längs der Linie VI-VI der Fig. 5 geschnitten,
Fig. 7
eine Darstellung ähnlich den Fig. 3 oder 5, jedoch mit einer anderen Anordnung des Übergangs der Schmelze zur Form,
Fig. 8
die schematische aber vergrößerte Ansicht der Düsenspitze in Richtung des Pfeiles VIII jedoch ohne die vorgeschaltete Düse,
Fig. 9
eine Teilansicht der Gießeinrichtung einer Warmkammer-Druckgießmaschine ähnlich Fig. 1, jedoch mit Rückschlagventilen in der Steigbohrung und im Gießkolben und
Fig. 10
schließlich die schematische Darstellung des Endes des Mundstückes mit einer angesetzten nicht beheizten Düsenspitze.
Die Fig. 1 zeigt zunächst mehr oder weniger schematisch den Gießbehälter 1 einer Warmkammer-Druckgießmaschine, der in die Schmelze 2 des zu vergießenden Metalls, beispielsweise Magnesium oder Zink, eingesetzt ist. Diese Metallschmelze 2 wird innerhalb eines Tiegels 3 gehalten, der in nicht näher dargestellter Weise in einen Warmhalteofen eingesetzt ist.
Der Gießbehälter 1 weist einen Gießzylinder 4 mit einem Gießkolben 5 auf, der in nicht näher gezeigter, weil bekannter Weise mit einem an seine Kolbenstange 6 anschließenden Antrieb versehen ist, der hydraulischer oder auch elektrischer Art sein kann. Der Gießzylinder 4 weist in seinem oberen Bereich eine seitliche Zuflussöffnung 7 auf, durch die die Schmelze 2 in das Innere des Gießzylinders 4 einströmen kann, wenn sich der Kolben 5 in einer oberhalb dieser Öffnung 7 liegenden Stellung befindet. Im dargestellten Zustand hat der Gießkolben 5 die Füllstellung überschritten und wird im Sinn des Pfeiles 8 nach unten bewegt, wobei die im Gießzylinder 4 und in der an den Gießzylinder 4 anschließenden Steigbohrung 9 befindliche Schmelze über die - beheizte - Düse 10 dem Angussmundstück 11 zugeführt wird, das sich in der schematisch angedeuteten festen Formhälfte 12 befindet.
Während nun bei konventionellen Druckgussverfahren mit Warmkammer-Druckgießmaschinen vom Angussmundstück 11 aus Läuferkanäle jeweils zu den Formhohlräumen führen und in diese über die Anschnitte übergehen, ist bei der Einrichtung nach der Erfindung das Angussmundstück 11 Teil eines Heißkanalangußsytemes 13, das eine Beheizung der Läuferkanäle 14 und der diesen nachgeschalteten Düsen 15 bis zur Form 16 vorsieht.
Es ist bekannt, dass im herkömmlichen Druckgießverfahren die vom Gießkolben 5 durch die Steigbohrung und durch die Mundstücksdüse 10 gedrückte Metallschmelze, die über die Läuferkanäle und die jeweiligen Anschnitte in die Form gelangt, unter Druck gehalten wird, bis sie erstarrt. Nach dem Öffnen der Form und gegebenenfalls nach dem Zurückziehen der Kerne, sofern solche zur Form gehören, verbleibt das Gussstück in der beweglichen, hier nicht gezeigten Formhälfte, während sich der Gießkolben 5 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt, die in Fig. 1 mit 5' gestrichelt angedeutet ist. Bei dieser Rückwärtsbewegung wird die im Düsenmundstück 10 und in der Steigbohrung 9 befindliche Schmelze in den Gießzylinder 4 zurückgesaugt. Die in der Form befindliche Schmelze ist erstarrt.
Nach dem Öffnen der Form und dem Auswerfen der Teile müssen diese entgratet werden, was bedeutet, dass der Anguss, die Läuferkanäle und die Überläufe vom Gussteil getrennt werden. Dieser gesamte Gussrest wird danach wieder eingeschmolzen und erneut verarbeitet. Wie eingangs bereits angedeutet worden ist, ist hierfür ein relativ großer Arbeitsaufwand und Energieaufwand vonnöten, denn dieser Gussrest beträgt - in Gewichtsprozenten ausgedrückt - zwischen 40% und 100% des Gewichts der hergestellten Teile.
Das Heißkanalsystem 13 nach Fig. 2 vermeidet nun den Anfall solcher erheblichen Gussreste. Es ist in Fig. 2 zunächst zu erkennen, dass das Angussmundstück 11 von einer Beheizungshülse 17 umgeben ist, die über die Anschlussleitung 18 mit Energie versorgt wird. Die Heizhülse kann, ebenso wie die weiter noch vorzusehenden Heizhülsen 19 und die Heizpatrone 20, welche zur Aufheizung der Düsen 15 bzw. zur Beheizung des Kanals 14 dienen, mit elektrischem Strom versorgt sein. Die Fig. 3 zeigt nun, dass die Düse 15 vor dem Formhohlraum 16 mit einem Konus 21 versehen und mit diesem in den zugehörigen Aufnahmekonus des Teiles 22 des Heißkanalsystems 13 eingesteckt und dort abgedichtet gehalten ist. Auf diese Weise wird eine Metall zu Metall-Dichtung erreicht, die bei den hohen Temperaturen beim Vergießen von Nichteisen (NE)-Metallen (650°C bei Magnesium und 420°C bei Zink) erforderlich ist. In diese beheizten Düsen 15 ist nun an dem vom Konus 21 abgewandeten Ende eine Düsenspitze 23 eingesetzt, und zwar ebenfalls mit einem Konus 24, der in einen entsprechenden Gegenkonus der Düse 15 dicht und fest eingesetzt ist.
Die Düse 23 selbst ist an ihrem unteren Ende mit kammartig angeordneten Einspritzkanälen 25 versehen, die unmittelbar in den Formhohlraum 16 münden. Der Querschnitt aller Einspritzkanäle 25 muß als Ganzes dem Anschnittquerschnitt entsprechen, der nach den für das Warmkammer-Druckgussverfahren geltenden Erfahrungswerten für die Herstellung einer bestimmten Form notwendig ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die in diesen Kanälen 25 auftretende Gießgeschwindigkeit die zulässige maximale Geschwindigkeit nicht überschreitet, wie das eingangs schon erwähnt worden ist.
Es ist ohne weiteres zu erkennen, dass in diesem Fall die im Heißkanalsystem 13 vorhandene Schmelze auf einer Temperatur gehalten werden kann, bei der sie sich noch im flüssigen Zustand befindet. Die nach Beendigung des Druckgießvorganges unter Druck in der Form 16 gehaltene Schmelze erstarrt relativ schnell. Die im Kammanguss der Vielzahl der Kanäle 25 befindliche Schmelze geht zumindest in den semi-soliden Zustand über. Die Düsenspitze 23 ist, wie zu sehen ist, nicht beheizt und sie befindet sich im Bereich des Formhohlraumes 16. Dieser Anschnitt, der durch die Vielzahl der Kanäle 25 gebildet wird, wird beim Entfernen der beweglichen Formhälfte 26 von dem an der festen Formhälfte 12 verbleibenden Kanalteil 27 abgetrennt, so dass kein erstarrter Angussrest verbleibt, der anschließend erneut eingeschmolzen werden müsste.
Ähnliches gilt auch für die schematisch und beispielhaft zusätzlich angedeutete Form 16a, die über einen Angussfächer 28 (Fig. 6) mit einem in den Formhohlraum 16a übergehenden Anschnitt 29 mit der Düse 23a in Verbindung steht. Hier befinden sich in der Düse 23a die Angusskanäle 25a am Boden der Düse und sie verlaufen im wesentlichen in Richtung der Achse der Düse 15a. Unterhalb des Düsenmundstücks 23a entsteht daher beim Guss der Angussfächer 28, der über den Anschnitt 29 in den Formhohlraum 16a übergeht. Beim Trennen der beweglichen Formhälfte 26 vom Teil 27 des Heißkanalangußsystems 13, wird der Angussfächer 28 mit ausgestoßen. Er lässt sich über seinen Anschnitt 29 anschließend leicht vom fertigen Teil trennen. Die Düsenspitzen 23 und 23a der Fig. 3 bis 6 sind jeweils so ausgelegt gewesen, dass der Anguss seitlich an der Düse erfolgt.
Die Fig. 7 und 8 zeigen nun eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung einer Düsenspitze 23b, die wiederum über einen Konus 21b an der Düse 15b angesteckt ist. Diese Düsenspitze 23b ist mit ihren Angusskanälen 25b und 30 zentral auf den Formhohlraum 16b aufgesetzt und bewirkt dadurch, dass die Schmelze zentral unmittelbar in den Formhohlraum 16b eingedrückt wird. Durch die Vielzahl der auch hier verwendeten Kanäle 25b bzw. 30, die alle - ebenso wie bei den Düsenspitzen 23 und 23a der Fig. 3 bis 6 - Durchmesser von etwa 1mm bis 1,5mm haben können, entsteht ebenfalls eine Art Kammanguss, der sich beim Öffnen der Form leicht, sowohl von der Düsenspitze als anschließend auch vom Druckgussteil, lösen lässt.
Zur Erläuterung soll noch drauf hingewiesen werden, dass die verwendeten NE-Metalle, wie beispielsweise Magnesium und Zink im flüssigen Zustand, d.h. also bei ihren Schmelztemperaturen von etwa 650°C bei Magnesium und etwa 420°C bei Zink, fast so dünnflüssig wie Wasser sind. Sie lassen sich daher ohne weiteres durch den "Kammanguss" in die entsprechenden Formhohlräume hereindrücken. Der Formfüllvorgang benötigt Zeiten in der Größenordnung zwischen 5ms und 30ms. Das in der Form befindliche Material erstarrt dann relativ schnell, während das Material in den kleinen Bohrungen 25, 25a und 25b der Düsenspitzen 23, 23a und 23b in die Semisolidphase übergeht und dadurch auch bei Beendigung des Druckgussvorganges das Heißkanalsystem 13 abschließt. Beim nächsten Schuss wird dieses sich noch in der Semisolidphase befindliche Material mit in die Form hereingedrückt.
Beim Einsatz des Heißkanalangußsystems 13 ist auch darauf zu achten, dass beim Rückzug des Gießkolbens 5 kein flüssiges Metall über die Düse 10 und die Steigbohrung 9 aus dem Heißkanalangußsystem 13 herausgezogen wird. Wäre das der Fall, so könnte der nächste Schuss nur mit einer gewissen Zeitverzögerung erfolgen, weil die Laufkanäle des Heißkanalangußsystems 13 und möglicherweise auch Steigkanal 9 und Mundstück 10 zunächst erst mit Schmelze wieder gefüllt werden müssten.
Die Fig. 9 sieht daher vor, dass der Gießkolben 5' mit einem Rückschlagventil 31 ausgerüstet wird, das es der im Behälter 3 befindlichen Metallschmelze erlaubt, bei der Rückzugsbewegung des Gießkolbens 5' im Sinn des Pfeiles 32 von oben her durch den Gießkolben hindurch in den darunter befindlichen Raum des Gießzylinders 4 hereinzuströmen. Ein Unterdruck im Gießzylinder 4 während der Rückbewegung des Gießkolbens 5', der bei konventionellen Anlagen auftritt, wenn das Mundstück abgeschlossen ist, entsteht daher nicht. Zusätzlich ist ein weiteres Rückschlagventil 32 am unteren Ende der Steigbohrung 9 eingesetzt, so dass auch hier kein Rückfluss von Schmelze aufgrund des Eigengewichtes stattfinden kann. Die flüssige Schmelze bleibt daher im Heißkanalangußsystem 13, in der Düse 10 und im Steigkanal bis zum nächsten Schuss stehen. Da insofern die heiße Schmelze direkt am Teil bzw. an den Formhohlräumen 16, 16a, 16b ansteht, ist der Gießprozess kürzer und noch genauer zu beherrschen.
Die Fig. 10 schließlich zeigt eine weitere Möglichkeit, auf verhältnismäßig einfache Weise den Rückfluss von Schmelze aus dem Heißkanalangußsystem 13 zu verhindern. Zwischen dem Angussmundstück 11 des Heißkanalangußsystems 13 und der in bekannter Weise durch eine elektrische oder induktiv wirkende Heizspirale 33 beheizten Düse 10 wird ein Mundstückskörper 34 eingesetzt, der nicht beheizt ist und daher eine "Einfrierzone" bildet. Nach jedem Schuss wird innerhalb dieses Mundstückskörpers 34 ein kalter Pfropfen 35 entstehen, der die Durchgangsbohrung der Düse 10 abdichtet. Schmelze im Heißkanalsystem 13 kann daher durch das Angussmundstück 11 nicht zurückfließen.
Die Fig. 2 zeigt, dass das Heißkanalangußsystem 13 fluchtend zu der Durchtrittsbohrung 36 des Mundstückes 10 am Läuferkanal 14 einen Aufnahmeraum 37 (Fig. 2) aufweist, in dem der Pfropfen 35 beim nächsten Schuss aufgefangen wird und daher nicht durch das Kanalsystem zu den Formhohlräumen gelangen kann. Dieser Pfropfen schmilzt im Heißkanalsystem 13 bis zum darauf folgenden Schuss auf.

Claims (14)

  1. Einrichtung zur Herstellung von Metalldruckgussteilen, insbesondere aus NE-Metallen, mit einer Warmkammer-Druckgießmaschine mit einem in einem Gießbehälter (1) ausgebildeten Steigkanal (9) und einem vor einem Angußsystem angeordneten Mundstück (11) sowie mit einem Anschnitt vor einer Druckgussform (16, 16a, 16b), dessen Querschnitt auf die jeweilige Metallschmelze abgestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschnitt (29) Teil eines Heißkanalangußsystems (13) ist, das eine Beheizung der Kanäle (14) und der Düsen (15) bis zur Form (16) vorsieht.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Düsenspitzen (23, 23a, 23b) an Düsen (15, 15a, 15b) angesetzt sind, die mit einem Kamm- oder Fächerangußsystem unmittelbar an die Form (16, 16a, 16b) anschließen, wobei das Kamm- oder Fächerangußsystem den Anschnitt bildet oder diesem unmittelbar vorgelagert ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenspitzen (23, 23a, 23b) und Düsen (15, 15a, 15b) jeweils mit kegelförmigen Steckanschlüssen (21, 21a, 21b) zur Abdichtung versehen sind.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenspitzen (23, 23a, 23b) an beheizte Düsen (15, 15a, 15b) angesteckt und die Düsen wiederum an beheizte Kanäle (14) angeschlossen sind.
  5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenspitzen (23, 23a, 23b) an die Form (16, 16a, 16b) angepasst ausgebildet sind.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenspitzen (23, 23a, 23b) seitlich oder zentral an den zugeordneten Formhohlraum (16, 16a, 16b) ansetzbar sind.
  7. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Kanäle (25, 25a, 25b) der Düsenspitzen (23, 23a, 23b) im Querschnitt so klein ausgebildet sind, dass die in ihnen befindliche Schmelze nach Formfüllung in den semi-soliden Zustand übergeht.
  8. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mundstück (10) der Warmkammer-Druckgießmaschine eine am Angußsystem (13) anliegende und unbeheizte Düsenspitze (34) zugeordnet ist, in der sich nach Formfüllung ein Pfropfen (35) bildet.
  9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Heißkanalangußsystem (13) ein Auffangraum (37) für den beim nächsten Schuss aus der Düsenspitze (34) herausgedrückten Pfropfen (35) vorgesehen ist.
  10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (37) in der Flucht der Bohrung (36) des Mundstückes (10) der Warmkammer-Druckgießmaschine angeordnet ist.
  11. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Steigkanal (9) ein Rückschlagventil (32) angeordnet ist.
  12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (32) am unteren Ende des Steigkanals (9) vorgesehen ist.
  13. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Gießkolben (5') ein Rückschlagventil (31) angeordnet ist.
  14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile (32, 31) aus hochhitzebeständigem Metall oder aus Keramik bestehen.
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