EP1302261B1 - Giesskammer zum Druckgiessen von Metallen - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a casting chamber for the die casting of metals with a casting chamber jacket and heating means for preheating the casting chamber according to the preamble of claim 1.
- Casting chambers of the aforementioned type are known for example from WO99 / 5007 and are used primarily in die casting machines for die casting of metals such as aluminum, magnesium and brass.
- metals such as aluminum, magnesium and brass.
- horizontal casting chambers are used, which have at their one, machine-side end at the top of a Gußmaterialein colllö réelle and at its other, the mold-side end of a Gußmaterialauslouö réelle.
- the casting material is supplied in liquid, but partly also in semi-solid form. Especially in the latter case, the problem arises that the casting material cools unevenly when filling in the casting chamber, which adversely affects the quality of the finished Casting can affect. For this reason, in the known casting chamber heating elements in the form of heating rings are provided around the casting chamber to preheat the casting chamber depending on the metal used to a temperature between 550 and 600 ° C and in this way to keep the material in a semi-solidified state. .
- EP-A-0 255 475 discloses a stuffing box in which the heating means are in the form of heating rods which are arranged in concentrically arranged axial longitudinal bores.
- the object of the invention is to provide a casting chamber of the type mentioned, which allows a uniform heating of the casting chamber with relatively little effort.
- the heating elements can be controlled individually or in groups in order to set the heating power.
- This embodiment takes into account the fact that the filled into the casting chamber material does not cool evenly, but for example in the region of the filling opening, where it is in direct contact with the air, cools more than in the other areas.
- an on-demand heating power can be provided with the result that the casting material over the circumference of the casting chamber maintains a uniform temperature.
- the control of the heating elements can be carried out via a control loop, wherein expediently temperature sensors are provided to determine the temperature of the casting chamber on the surface of the piston bore at a plurality of measuring points along the Gellofflerents.
- the control loop can then regulate the power of the heating elements as a function of the measured temperatures so that at the inside of the casting chamber a temperature of 560 ° C to 620 ° C, and when using aluminum as a casting material in particular from 570 ° C to 580 ° C.
- FIGs 1 and 2 an embodiment of a horizontal casting chamber 1 according to the present invention is shown, as used in die casting machines for the die casting of metals such as aluminum, magnesium or brass.
- the casting chamber 1 has a casting chamber jacket 2 and is divided in its axial direction into a heating part 3, on the upper side of which an insertion opening 3a is formed, through which a liquid or solidified metal can be filled or inserted into the interior of the casting cylinder 1, and a pressure part 4, in which a printing plate, not shown, is provided and forms an outlet opening 4a at its end facing away from the heating part 3 end portion.
- the heating part 3 and the pressure part 4 are connected to each other by a clamping ring 6.
- a total of eight heating elements in the form of heating rods 5 are provided in the casting chamber shell 2, which are arranged uniformly over the circumference of the casting chamber 1 in the heating part 3, as shown particularly in FIG. Only remains the top of the heating part 3, where the insertion opening 3a is located.
- the heating elements 5 are inserted into corresponding end holes of the heating element 3 and extend over the entire length of the heating element 3.
- the front side of the heating element 3 is covered by an apron 8.
- the heating elements 5 can each be controlled in pairs, with two each with respect to the image plane of Figure 1 opposite heating elements 5 form a pair.
- a control circuit is provided, which regulates the power of the pairs of heating elements 5 as a function of the temperature of the heating part 3 on its inside, which is determined by temperature sensors 11 which are inserted from below into the casting chamber jacket 2.
- the aim is to make the heating of the heating element 3 so that on the inside of the casting chamber 2 over the axial length and the circumference of the heating element 3, depending on the nature of the casting material, a temperature of 560 ° C to 620 ° C, in particular 570th ° C to 580 ° C, sets.
- the heating part 3 is surrounded by a heat-insulating jacket 8, which should minimize the heat losses to the environment.
- the casting chamber 1 also comprises a piston 7, which engages in the heating part 3 from its end opposite the outlet opening 4a and is axially displaceable in the heating part 3 to hot casting material, which was introduced into the heating part 3 through the insertion opening 3a Press in the pressure part 4 and eject through the outlet opening 4a.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießkammer für das Druckgießen von Metallen mit einem Gießkammermantel und Heizmitteln zur Vorwärmung der Gießkammer nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Gießkammern der vorstehend genannten Art sind beispielsweise aus der WO99/5007 bekannt und werden in erster Linie in Druckgießmaschinen zum Druckgießen von Metallen wie beispielsweise Aluminium, Magnesium und Messing eingesetzt. Dabei werden hauptsächlich horizontale Gießkammern verwendet, die an ihrem einen, maschinenseitigen Ende obenseitig eine Gußmaterialeinfüllöffnung und an ihrem anderen, formseitigen Ende eine Gußmaterialauslaßöffnung aufweisen.
- Den Gießkammern wird das Gußmaterial in flüssiger, zum Teil aber auch in halbfester Form zugeführt. Gerade im letzteren Fall tritt das Problem auf, daß sich das Gußmaterial beim Einfüllen in die Gießkammer ungleichmäßig abkühlt, was sich negativ auf die Qualität des fertigen Gußteils auswirken kann. Aus diesem Grund sind bei der bekannten Gießkammer Heizelemente in Form von Heizringen um die Gießkammer herum vorgesehen, um die Gießkammer je nach verwendetem Metall auf eine Temperatur zwischen 550 und 600°C vorzuwärmen und auf diese Weise das Material in einem halbverfestigten Zustand zu halten. ,
- Durch die Erwärmung der Gießkammer können zwar unerwünschte Verfestigungen des Gießmaterials verhindert werden. Der gerätetechnische Aufwand ist aufgrund der Vielzahl von benötigten Heizelementen jedoch hoch. Außerdem ist auch die erforderliche Heizleistung immens.
- Aus der EP-A-0 255 475 ist des weiteren eine Füllbüchse bekannt, bei welcher die Heizmittel in der Form von Heizstäben ausgebildet sind, die in konzentrisch angeordneten axialen Längsbohrungen angeordnet sind.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gießkammer der eingangs genannten Art anzugeben, die eine gleichmäßige Erwärmung der Gießkammer mit vergleichsweise geringem Aufwand ermöglicht.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Gießkammer der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Heizstäbe einzeln oder gruppenweise ansteuerbar sind, um die Heizleistung einzustellen. Diese Ausführungsform trägt dem Umstand Rechnung, daß das in die Gießkammer eingefüllte Material sich nicht gleichmäßig abkühlt, sondern beispielsweise im Bereich der Einfüllöffnung, wo es in direktem Kontakt mit der Luft steht, stärker abkühlt als in den übrigen Bereichen. Dadurch, daß die Heizstäbe unabhängig voneinander angesteuert werden können, kann eine bedarfsgerechte Heizleistung zur Verfügung gestellt werden mit der Folge, daß das Gießmaterial über den Umfang der Gießkammer eine gleichmäßige Temperatur behält.
- Die Steuerung der Heizstäbe kann über einen Regelkreis erfolgen, wobei zweckmäßigerweise Temperaturfühler vorgesehen sind, um die Temperatur der Gießkammer an der Oberfläche der Kolbenbohrung an mehreren Meßpunkten entlang des Gießkammerumfangs zu ermitteln. Der Regelkreis kann dann die Leistung der Heizstäbe in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturen so regeln, daß sich an der Innenseite der Gießkammer eine Temperatur von 560°C bis 620°C, und bei der Verwendung von Aluminium als Gießmaterial insbesondere von 570°C bis 580°C einstellt.
- Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die unteransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt
- Figur 1
- eine Ausführungsform einer zweiteilig ausgeführten Gießkammer gemäß der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt und
- Figur 2
- die Gießkammer aus Figur 1 von der rechten Seite her betrachtet.
- In den Figuren 1 und 2 ist eine Ausführungsform einer horizontalen Gießkammer 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, wie sie in Druckgießmaschinen für das Druckgießen von Metallen wie beispielsweise Aluminium, Magnesium oder Messing verwendet wird. Die Gießkammer 1 besitzt einen Gießkammermantel 2 und ist in ihrer Axialrichtung unterteilt in ein Heizteil 3, an dessen Oberseite eine Einlegeöffnung 3a ausgebildet ist, durch welche in den Innenraum des Gießzylinders 1 ein flüssiges oder verfestigtes Metall eingefüllt bzw. eingelegt werden kann, und ein Druckteil 4, in welchem eine nicht dargestellte Druckform vorgesehen ist und das an seinem vom Heizteil 3 wegweisenden Endbereich eine Auslaßöffnung 4a bildet. Das Heizteil 3 und das Druckteil 4 sind durch einen Klemmring 6 miteinander verbunden.
- Wie in Figur 1 deutlich dargestellt ist, sind in dem Gießkammermantel 2 insgesamt acht Heizelemente in Form von Heizstäben 5 vorgesehen, die - wie insbesondere in Figur 2 gezeigt ist - gleichmäßig über den Umfang der Gießkammer 1 in dem Heizteil 3 angeordnet sind. Frei bleibt lediglich die Oberseite des Heizteils 3, wo sich die Einlegeöffnung 3a befindet. Die Heizstäbe 5 sind in entsprechende stirnseitige Bohrungen des Heizteils 3 eingesetzt und erstrecken sich über die gesamte Länge des Heizteils 3. Zum Schutz der Heizstäbe 5 ist die Stirnseite des Heizteils 3 durch ein Schutzblech 8 abgedeckt ist.
- Nicht dargestellt ist, daß die Heizstäbe 5 jeweils paarweise angesteuert werden können, wobei jeweils zwei sich bezüglich der Bildebene der Figur 1 gegenüberliegende Heizstäbe 5 ein Paar bilden. Es ist ein Regelkreis vorgesehen, welcher die Leistung der Paare von Heizstäben 5 in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizteils 3 an dessen Innenseite regelt, welche durch Temperaturfühler 11, die von unten in den Gießkammermantel 2 eingesetzt sind, ermittelt wird. Ziel ist es dabei, die Beheizung des Heizteils 3 so vorzunehmen, daß sich an der Innenseite des Gießkammermantels 2 über die axiale Länge und den Umfang des Heizteils 3 je nach Art des Gießmaterials eine Temperatur von 560°C bis 620°C, insbesondere von 570°C bis 580°C, einstellt. Nachdem an der offenen Oberseite des Heizteils 3 die Temperaturverluste besonders hoch sind, wird dies dazu führen, daß das in Figur 2 oberste Paar von Heizstäben 5 die größte Heizleistung erbringen muß, während das unterste Paar von Heizstäben 5 die geringste Heizleistung zur Verfügung zu stellen braucht. Um die erforderliche Heizleistung möglichst gering zu halten, ist das Heizteil 3 von einem Wärmeisolationsmantel 8 umgeben, der die wärmeverluste an die Umgebung minimieren soll.
- Die Gießkammer 1 umfaßt schließlich noch einen Kolben 7, der in das Heizteil 3 von dessen der Auslaßöffnung 4a gegenüberliegenden Stirnseite her eingreift und in dem Heizteil 3 axial verschiebbar ist, um heißes Gießmaterial, das in das Heizteil 3 durch die Einlegeöffnung 3a eingebracht wurde, in das Druckteil 4 hineinzupressen und durch die Auslaßöffnung 4a auszustoßen.
Claims (7)
- Gießkammer für das Druckgießen von Metallen mit einem Gießkammermantel (2) und Heizmitteln (5) zur Vorwärmung der Gießkammer, wobei als Heizmittel mehrere Heizstäbe (5) entlang des Umfangs der Gießkammer (1) verteilt angeordnet sind, welche in den Gießkammermantel (2) von seiner einen Stirnseite her eingesetzt sind und sich in Längsrichtung der Gießkammer (1) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießkammer (1) axial unterteilt ist in ein Heizteil (3) mit einer Einlegeöffnung (3a) zum Einbringen des Gießmaterials und ein Druckteil (4), in welchem eine Druckform vorgesehen ist und in welches das Gießmaterial aus dem Heizteil (3) durch einen axial in das Heizteil (3) eingreifenden Kolben (7) hineingedrückt werden kann, wobei die Heizstäbe (5) nur in dem Heizteil (3) vorgesehen sind und sich im wesentlichen über dessen ganze axiale Länge erstrecken.
- Gießkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstäbe (5) einzeln oder gruppenweise ansteuerbar sind, um die Heizleistung einzustellen.
- Gießkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstäbe (5) über einen Regelkreis gesteuert werden.
- Gießkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturfühler (11) vorgesehen sind, um die Temperatur das Heizteil (3) an mehreren, insbesondere in Umfangsrichtung beabstandeten Meßpunkten zu ermitteln, und der Regelkreis die Leistung der Heizstäbe (5) in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturen regelt.
- Gießkammer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis in der Weise eingestellt ist, daß sich an der Innenseite des Heizteils (3) eine Temperatur von 560°C bis 620°C, insbesondere 570°C bis 580°C einstellt.
- Gießkammer nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizteil (3) von einem Wärmeisolationsmantel (8) umgeben ist.
- Gießkammer nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizteil (3) und das Druckteil (4) durch einen Klemmring (6) miteinander verbunden sind.
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