EP3928889A1 - Pressure die casting machine and method of operation - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a die casting machine with a casting mold, a casting chamber, a casting piston arranged axially movable in the casting chamber, a melt inlet channel leading into the casting chamber, a shut-off valve in the melt inlet channel, a melt outlet channel leading from the casting chamber to the casting mold and a control unit for controlling the casting piston.
- the invention also relates to a method for operating such a die-casting machine, in which, in order to carry out a respective casting process in a mold filling phase, the casting piston in the casting chamber with the shut-off valve closed is moved from a casting start position to a filling end position, thereby pressing melt material into the casting mold via the melt outlet channel and in a subsequent refilling phase, the casting piston is moved back into the casting start position and, as a result, melt material is fed back to the casting chamber via the melt inlet channel with the shut-off valve open.
- Such, generic and similar die casting machines and associated operating methods are generally used to cast a specific component, also called a cast part, in the respective casting process or casting cycle.
- the present die-casting machine hereinafter also referred to as the machine for short, and the present operating method are particularly suitable for metallic die-casting, e.g. for casting liquid or partially liquid metal melts, such as zinc, lead, aluminum, magnesium, titanium, steel, copper and alloys of these metals.
- the die casting machine can in particular be a hot chamber die casting machine.
- the casting chamber is formed in a casting container which is immersed in a melt bath which is held ready by a melt container.
- melt material located in the casting chamber is pressed out of the casting chamber via the melt outlet channel through the forward movement of the casting piston under pressure into a mold cavity formed by the casting mold in order to form a corresponding casting.
- the casting mold here usually contains a fixed and a movable mold half, the between them form the mold cavity, which is also called the mold cavity or, synonymous with the casting mold forming this, for short.
- the melt outlet channel comprises a riser pipe area of a casting container containing the casting chamber on the inlet side and a mouthpiece body attached to the casting container on the outlet side, i.e. after leaving the casting chamber, the melt material reaches a melt inlet in the area directly in front of the mold cavity via the riser pipe area and the mouthpiece body there is typically a so-called sprue cone.
- the casting piston In the refilling phase, the casting piston is moved back from its filling end position to its starting position, i.e. the casting start position, and the return movement of the casting piston refills the melt material into the casting chamber via the melt inlet channel.
- the refill phase can therefore also be referred to as the piston return phase.
- the melt outlet channel leads away from the casting chamber separately from the melt inlet channel, ie the melt inlet channel and melt outlet channel form two separate guide channels for the melt material with a casting chamber inlet at which the melt inlet channel opens into the casting chamber. and a casting chamber outlet separate from this, at which the melt outlet channel opens out from the casting chamber.
- This configuration facilitates independent control of the melt flows in the melt inlet channel and in the melt outlet channel, with the melt flow in the melt inlet channel in particular being able to be controlled by the shut-off valve located there.
- shut-off valve operated purely by melt pressure or an actively controllable shut-off valve can be used as the shut-off valve.
- the latter is referred to here as a shut-off control valve and is controlled by the control unit.
- the shut-off control valve is usually kept closed during the entire mold filling phase and kept open during the entire refilling phase.
- an actively controllable or controllable shut-off valve it offers the possibility of regulating the melt flow in the melt inlet channel if necessary, to influence or regulate independently of the melt pressure conditions in the casting chamber or in the melt inlet channel.
- control unit comprises a single control device in which all control functionalities of the die casting machine are integrated, or several individual control devices which each control or regulate specific machine components and are preferably in communication with one another.
- control unit can be implemented at least partially in hardware and / or at least partially in software.
- control unit controls in particular the casting piston, more precisely its movement, and optionally one or more further machine components such as in particular the shut-off control valve if the shut-off valve is implemented by such a valve.
- the external dimension of the casting piston is suitably smaller than the internal dimension of the casting chamber, so that the casting piston dips into the melt material of the casting chamber as it moves forward.
- the pressure on the melt material is brought about in this case by the displacement effect of the plunger volume immersed in the melt material.
- the disclosure document DE 32 48 423 A1 also discloses a generic die casting machine and an associated operating method, where a casting piston with a piston of the displacement type and a pressurized gas that can be additionally supplied to the casting chamber is used and the shut-off control valve is located upstream in a casting container containing the casting chamber with the respective fluidic distance the casting chamber and downstream of an inlet into the casting container in the melt inlet channel. The shut-off control valve is kept closed during the mold filling phase.
- the shut-off control valve is opened and a certain amount of pressurized gas is fed into the casting chamber in order to prevent the formation of a vacuum in the casting chamber and the splashing of the melt that has been torn in on the casting piston part behind the piston before the opening of the shut-off control valve and to prevent the gas pressure in bias the casting chamber to a certain extent above atmospheric pressure.
- the shut-off control valve is closed again.
- the casting piston should be moved so far that the melt material fills the riser area and the mouthpiece body area, before the mold is closed and the casting piston continues to carry out the actual mold filling phase is moved forward.
- the casting piston there is of the slide type and functions itself as a shut-off device by releasing it during the refill phase through its return movement behind the casting chamber inlet and shutting it off during the mold filling phase through its forward movement beyond the casting chamber inlet.
- the technical problem underlying the invention is the provision of a die-casting machine and an associated operating method of the type mentioned at the outset, which have advantages over the prior art explained above, in particular with regard to achieving relatively short casting cycle times and / or a relatively low air porosity in the casting and / or with regard to a relatively low tendency to wear the casting piston and casting chamber and / or avoiding the formation of melt droplets in the sprue cone area.
- the invention solves this problem by providing a die-casting machine operating method with the features of claim 1 or 9 and a die-casting machine with the features of claim 10 or 11.
- Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims.
- the previously opened shut-off valve is closed in the refill phase of the casting process before the casting piston has reached its casting start position through its return movement, and the further return movement of the casting piston sucks melt material back into the melt outlet channel , ie partially sucked back from the melt outlet channel into the casting chamber.
- the shut-off valve can be closed actively by the control unit, in the case of a check valve, for example, by a pretensioning element, such as a pretensioning spring, which pretensions the valve into its closed position.
- the shut-off valve is therefore initially open in an initial section of the refill phase when the casting piston moves back so that melt material is refilled into the casting chamber via the melt inlet channel, while the shut-off valve is closed in the remaining section of the refill phase, so that the further Moving back the casting piston melt material can be sucked back in the melt outlet channel.
- To open the shut-off valve is controlled in the implementation as a shut-off control valve by the associated control unit in its open position, in the implementation as a check valve by the melt vacuum in the casting chamber.
- This procedure according to the invention advantageously combines a required refilling of the casting chamber with melt material via the melt inlet channel with a partial back suction of melt material in the melt outlet channel.
- the non-solidified melt material in the melt outlet channel is preferably not completely sucked back down to a melt fill level present in the casting chamber or an upstream melt pool, but can be set or predefined by a corresponding selection of the closing time of the shut-off valve or the associated position of the casting piston Measure up to a front area of the melt outlet channel in this and therefore does not have to be moved forward in the melt outlet channel up to this filling level in a next casting process.
- this procedure according to the invention offers several advantages. In this way, the cycle time for the successive casting processes can be shortened.
- the stroke of movement of the casting piston in the casting chamber can also be reduced, so that the associated wear effects can be minimized.
- the wear on parts of the casting chamber and the casting piston that are subject to wear, including conventional piston rings, is also significantly reduced by this procedure according to the invention, for example in comparison with conventional systems in which the casting piston acts as a shut-off device for the melt inlet channel, because the movement of the The negative pressure occurring in the casting piston can be kept noticeably lower if necessary, in that the shut-off valve is suitably controlled or adjusted.
- melt outlet channel can remain largely filled with melt material between successive casting processes, there is correspondingly little air in the front section of the melt outlet channel at the beginning of the respective casting process, whereby the air porosity of the cast part can be significantly reduced, which accordingly can significantly improve the quality of the cast part manufactured .
- the amount of back suction can be suitably set or specified, ie selected, depending on the requirements and the circumstances of the die casting machine, expediently in such a way that on the one hand the said melt droplet formation is reliably avoided and on the other hand the melt material is still relatively far forward, i.e. preferably in a front or area far to the front, remains in the melt outlet channel.
- the melt material is sucked back so far that, on the one hand, it remains in the melt outlet channel up to a front or relatively far forward area of the melt outlet channel, ie it is there, but on the other hand with a certain, relatively small distance of, for example, approx 100mm to the sprue cone or outlet of the melt outlet channel, at which the melt droplet would otherwise form, is located behind it, in particular at a distance from this outlet or, depending on the system in question, to a melting point located shortly behind this outlet, at which the even more liquid melt from the previously solidified or partially solidified melt in the sprue cone or in the mold, for example between approx. 10 mm and approx. 50 mm, preferably between approx. 30 mm and approx.
- the required return stroke of the casting piston from the casting piston position to which the shut-off valve is closed to the casting start position is in the range of one to a few millimeters, e.g. between approx. 2mm and 20mm.
- Sucking back also has the advantage that it provides a corresponding G mankolbenhubweg, which can be used in a first section of the mold filling phase in the subsequent casting process to accelerate the casting piston before the casting piston begins to press the melt material into the mold. This can be beneficial especially in the case of molds with no or only a relatively small sprue.
- Another advantage of sucking back can result in applications in which the gate to the cast part solidifies before the still partially liquid material in the sprue channel. It is then possible to suck back not yet solidified melt material from the sprue cone so that it does not have to be melted again. Depending on the casting mold and the other circumstances, this can be a proportion of melt material of, for example, up to approx. 5% based on the amount of melt introduced into the casting mold.
- the casting piston is moved back in the refill phase in the period with the shut-off valve closed at a lower speed than in the previous period with the shut-off valve still open.
- the casting piston is moved back during the final suck back section with the shut-off valve closed at a lower speed than in the initial refill section with the shut-off valve open.
- the previously opened shut-off valve is closed in the refilling phase of the casting process as soon as the casting piston has reached a valve changeover position due to its return movement.
- a shut-off control valve this can be done by actively controlled valve switching at this point in time and in the case of a check valve, for example, by stopping the casting piston in the valve changeover position and / or opening the closed casting mold so that no further negative melt pressure is generated in the casting chamber , whereby the check valve automatically moves back into its closed position.
- the shut-off valve is switched from its open position to its closed position depending on the position of the casting piston, more precisely depending on its reaching a certain position, here referred to as valve changeover position or valve changeover position.
- Closing the shut-off valve ends the supply of melt material into the casting chamber via the melt inlet channel, so that the further return movement of the casting piston from its valve changeover position to in order to reach its casting start position, melt material can be sucked back into the casting chamber to the desired extent from the melt outlet channel.
- a check valve undesired opening of the shut-off valve during this period can be prevented, for example, by opening the casting mold before the casting piston is moved further back from its valve changeover position.
- the triggering for the reversal of the shut-off valve from its open position to its closed position is triggered in a different way during the refill phase of the casting process, e.g. by the expiry of a predetermined period of time since the start of the refill phase or since the start of the return movement of the casting piston.
- a stroke distance between the valve changeover position of the casting piston and the casting start position can be specified in a variable manner. With this measure, it is possible to react flexibly to different system conditions.
- the stroke distance of the valve changeover position of the casting piston from the casting start position determines the proportion of the final return movement of the casting piston from its valve changeover position to its casting start position in the entire casting piston stroke, which is given by the distance between the filling end position and the casting start position, and thus also the amount of melt suction in the melt outlet channel.
- This stroke distance is naturally greater than zero and smaller than the entire G mankolbenhub, ie the stroke distance of the filling end position from the pouring start position, and can be set to a desired value or the requirements of the respective application, e.g. to a value between about 2mm and 20mm and more specifically between approx. 4mm and 8mm, depending on the requirements and the system features of the die casting machine, whereby in corresponding implementations it is at most half or at most a third or at most a quarter of the entire casting piston stroke or even less.
- the greater the stroke distance between the valve changeover position and the casting start position the greater the amount of back suction of melt material in the melt outlet channel; the selection of a shorter stroke distance reduces the amount of melt material sucked back into the melt outlet channel.
- the stroke distance of the valve changeover position from the casting start position of the casting piston can, for example, be selected differently for different casting molds that are used interchangeably in the die casting machine. In alternative versions, this can The stroke distance cannot be changed if a variable setting is not required.
- the casting piston in the refilling phase of the casting process, is stopped in the valve changeover position for a stop period before it is moved back further to its casting start position.
- the stopping time for the return movement of the casting piston can be used to switch the shut-off valve from its open position to its closed position and, if necessary, to open the casting mold.
- the shut-off valve can be switched over in a period of time in which there is no moving melt flow in the melt inlet channel and thus through the shut-off valve, but instead the melt material is in the melt inlet channel.
- the duration of the stop can be set appropriately, e.g.
- the shut-off valve is switched from its open position to its closed position without interrupting the return movement of the casting piston, i.e. without the casting piston being completely stopped in its return movement after it has reached its valve changeover position.
- the casting mold in the refilling phase of the casting process, is kept closed at least as long as the shut-off valve is still open.
- melt material is refilled into the casting chamber via the melt inlet channel due to the return movement of the casting piston, but there is still no noticeable sucking back of melt material in the melt outlet channel as long as the shut-off valve is in its open position.
- the casting mold is still closed and the casting usually already contains at least partially solidified cast part, no noticeable amount of air can enter the melt outlet channel via it, so that in this initial section of the refill phase no melt material is sucked back from the melt outlet channel into the casting chamber will.
- the casting mold is already opened or in any case started to open while the shut-off valve is still open.
- the casting mold begins to open in the refill phase of the casting process after the casting piston has reached its casting start position. With this procedure, melt material is sucked back in the melt outlet channel essentially only when the casting piston has reached its casting start position.
- the casting piston By moving the casting piston back from the valve changeover position, when the shut-off control valve is reached, into the casting start position, the casting piston first builds up a corresponding negative pressure, and after the casting mold has started to open, the melt material is then drawn out of the melt outlet channel to a corresponding extent by the associated negative pressure effect the casting chamber sucked back.
- an opening of the casting mold is started in the refilling phase of the casting process after the casting piston has reached its valve switching position and before it has reached its casting start position.
- melt material can already be sucked back into the casting chamber during the further return movement of the casting piston into its casting start position in the melt outlet channel or from the melt outlet channel.
- the opening of the casting mold can be started at any time during the return movement of the casting piston from its valve changeover position to its casting start position, in corresponding implementations also alternatively even before the casting piston has reached its valve changeover position and the shut-off valve is closed will.
- the casting piston in the refilling phase of the casting process, is stopped in its valve changeover position and moved from its valve changeover position to its casting start position as soon as the casting mold has reached a certain casting piston trigger mold opening position when it is opened.
- the further return movement of the casting piston after stopping in its valve changeover position is coordinated with the opening process of the casting mold, specifically in such a way that the casting piston is only moved into its casting start position when the casting mold has moved by a predeterminable amount, defined by the specified casting piston trigger. Mold opening position, has opened. This allows the process of the Back suction of melt material in the melt outlet channel in the last section of the refill phase of the casting process can be further optimized.
- the return movement of the casting piston takes place without taking into account the current opening position of the casting mold, provided there is no need for this due to the application.
- the casting piston is moved forward from its casting start position reached in the refilling phase of a previous casting process in an initial prefilling section of the mold filling phase of a next casting process with the casting mold not yet completely closed into a prefilling position, and only then is the casting mold completely closed and the casting piston moved forward from this pre-filling position into its filling end position.
- the casting piston is in the casting chamber during a start-of-operation casting process in a prefilling phase of the start-up operation-casting process before the mold filling phase with the shut-off valve closed, it is advanced from an operating start position to a specific pre-filling position and then moved back into its casting start position with the shut-off valve open.
- the casting mold can be closed before or at the beginning of this pre-filling phase or, alternatively, it can be kept open during the forward movement of the casting piston in this pre-filling phase and only closed before the casting piston is moved back or when the shut-off valve is opened.
- the former case it is ensured without further measures that no melt material can inadvertently escape via the still open mold during this pre-filling process
- air that is pressed out of the melt outlet channel by the pre-filling process can escape more quickly via the still open mold.
- This procedure according to the invention represents a specific operational start measure that can advantageously be used when a cyclic casting operation of the die casting machine is started for the cyclic casting of a plurality of identical cast parts with a specific casting mold in successive casting processes or casting cycles, e.g. after the casting mold has been assembled or of the casting tool on the die casting machine or after restarting the die casting machine with a certain mounted casting mold.
- the operating start casting process represents a first casting process or casting cycle for producing the desired cast part after the machine has started operating.
- the melt material is not yet in a front area of the melt outlet channel, but at most in a rear area of the Melt outlet channel, for example, up to the level of a melt filling level in the casting chamber or a melt bath into which a casting container containing the casting chamber is immersed.
- the special start-of-operation casting process ensures that the melt material is already present in a front area of the melt outlet channel for the first of several successive casting processes after such a start-up of the machine, when the mold filling phase is started by pulling the casting piston out of its casting start position is advanced in the direction of its filling end position in order to press the melt material into the casting mold.
- the casting piston is initially only moved forward from its operation start position into the pre-fill position, with the shut-off valve remaining closed so that melt material can be pressed out of the casting chamber into the melt outlet channel.
- the pre-filling position of the casting piston is determined by the fact that, when it is reached, the melt material has filled the melt outlet channel to a desired, predeterminable amount.
- the maximum amount of melt material in which it was previously pressed out of the casting chamber into the melt outlet channel is refilled into the casting chamber via the melt inlet channel.
- melt material already present up to a front area of the melt outlet channel exist as for the subsequent further casting processes in the started casting operation of the machine.
- the melt material is already available in the melt outlet channel up to a front area of the same, e.g. in the entire volume of a riser channel section and in the volume of an adjoining mouthpiece body section of the melt outlet channel up to the front end area of the mouthpiece body and thus also well above the bath level an assigned melt bath from which the melt material is fed to the casting chamber.
- this one-off pre-filling at the start of operation can significantly reduce the casting piston stroke required for the subsequent actual mold filling phase for the first casting cycle after the start of operation.
- the first casting process is carried out with a correspondingly longer casting stroke of the casting piston than the further casting processes in the started operating period.
- control unit and the shut-off valve are set up to bring the shut-off valve into a closed position in order to carry out a respective casting process in a mold filling phase and to control the casting piston in the casting chamber for advancing from a casting start position into a filling end position in order to control melt material via the melt outlet channel into the casting mold, and in a subsequent refilling phase, first of all to bring the shut-off valve into an open position and to control the casting piston to move back into the casting start position in order to feed melt material into the casting chamber via the melt inlet channel.
- control unit and the shut-off valve are set up to bring the shut-off valve back into its closed position during the refill phase before the casting piston has reached its casting start position by its return movement, and the To control the casting piston for sucking back melt material in the melt outlet channel through the further return movement of the casting piston, and / or in the case of an operating start casting process, the casting piston for moving forward in the casting chamber in a pre-filling phase of the operating start casting process before the mold filling phase with the shut-off valve closed from an operating start position to a pre-filling position to control and then to bring the shut-off valve into its open position and to control the casting piston to move back into its casting start position.
- this die-casting machine is particularly suitable for carrying out the aforementioned aspects of the operating method according to the invention.
- the shut-off valve is designed as a shut-off control valve, and the control unit is set up to control the shut-off control valve. This enables active control of the shut-off valve by means of the control unit, in particular in order to bring it into its respectively desired open or closed position in the course of a casting process.
- the die-casting machine contains a valve actuator activated by the control unit for actuating the shut-off control valve.
- the actuator acts as a link between the control unit and the shut-off valve and can be suitably selected depending on the type of control unit and shut-off valve, e.g. of an electrical, magnetic, hydraulic, pneumatic or mechanical type.
- the valve actuation functionality can e.g. be integrated directly into the control unit.
- the shut-off valve is designed as a check valve that is pretensioned into its closed position.
- the shut-off valve is controlled or actuated as a function of the pressure of the melt material acting on it, in particular the melt pressure in the casting chamber.
- the die-casting machine contains a valve sensor unit for sensing one or more measured variables of the shut-off valve. This can be used, for example, for the control unit via the valve sensor unit to provide feedback on the current position of the shut-off valve and / or to provide valve diagnostic information that provides information on whether the shut-off valve is working properly or in what state of use it is and whether it requires maintenance, for example.
- Fig. 1 , 3 to 10 and 12 to 14 or the Fig. 16 show schematically the part of a die casting machine that is of interest here in two implementations according to the invention, which can be operated with the method according to the invention.
- This die casting machine can in particular be of the hot chamber type for die casting of liquid or partially liquid metal melts, such as zinc, lead, aluminum, magnesium, titanium, steel, copper and alloys of these metals.
- the die casting machine comprises in particular a casting mold 1 with a fixed mold half 1a and a movable mold half 1b, a casting chamber 2, a casting piston 3 arranged axially movably in the casting chamber 2, a melt inlet channel 4 leading into the casting chamber 2, a shut-off valve 5 in the melt inlet channel 4, a melt outlet channel 6 leading from the casting chamber 2 to the casting mold 1 and a control unit 7.
- the shut-off valve 5 is in the example of Fig. 1 , 3 to 10 and 12 to 14 designed as a shut-off control valve 5s, ie as a controllable shut-off valve, which is controlled by the control unit 7 directly or, as in the example shown, via an optional valve actuator 16.
- the valve actuator 16 can be any desired actuator of a conventional type, as is known per se to the person skilled in the art for actuating such a valve.
- the actuator 16 can in particular be of a conventional electrical, hydraulic, pneumatic or mechanical direct or a lever system etc.
- the valve actuator 16 can be a purely binary actuator type that reverses the shut-off valve 5 only between a first, open position and a second, closed position, or alternatively a proportional actuator type that continuously switches the shut-off valve 5 or can open in several stages, ie the shut-off valve 5 can also spend and hold in one or more partial open positions between its fully open position and its fully closed position.
- the valve actuator can, for example, include variably adjustable end stops that can be adjusted manually or automatically.
- Fig. 16 shows in a schematic representation accordingly Fig. 1 a variant of the die casting machine that differs from the one in Fig. 1 differs in that the shut-off valve 5 is designed as a check valve 5 R.
- control unit 7 is to be understood as comprehensively all control elements of the die casting machine for controlling or regulating the various components of the machine, for which purpose the control unit 7, depending on the system design, can contain a single control device in which all control functionalities are integrated, or several individual control devices that Control or regulate specific machine components in each case and are preferably in communication with one another.
- control unit 7 can, as usual, at least partially in hardware and / or at least partially in software be executed.
- control arrows 7a, 7b, 7c are shown only symbolically, which lead from the control unit 7 to the casting mold 1, to the casting piston 3 or to a valve rod 5d of the shut-off valve 5, with the control functions associated with these machine components primarily interested.
- the schematic illustration of the control unit 7 is only shown in FIG Fig. 1 included in the Figures 3 to 10 and 12 to 14 however omitted.
- both the control unit 7 and the other machine components mentioned are of a conventional structure that is familiar to the person skilled in the art, which therefore does not require any further explanation here.
- the casting chamber 2 is formed in a casting container 8 of a casting unit that is conventional in this respect, the casting container 8 being immersed in a melt bath 9 during the casting operation, which is located in a conventional melt container 10.
- the shut-off valve 5 is held on the casting container 8 with a valve housing body 5a.
- the shut-off valve 5 is located specifically with a fixed valve seat 5b and a movable valve-closing body 5c in the melt inlet channel 4, whereby the valve-closing body 5c in the example shown can be moved axially against the valve seat 5b via the valve rod 5d and moved away from it, around the shut-off valve 5 to close or open, ie between a e.g.
- Fig. 1 open position VO shown and an example in Fig. 3 to change the closed position VS shown.
- the open position VO can be a fully open position or a partially open position of the valve, depending on the valve design and / or operating situation.
- the shut-off valve 5 is arranged in the casting piston 3, in which case the melt inlet channel 4 is guided over the casting piston 3, in particular through it, as is known per se.
- the switching movement of the shut-off valve 5, ie the shut-off control valve 5s takes place, as already mentioned, by the control unit 7 via the optional valve actuator 16.
- the switching movement of the shut-off valve 5, ie the check valve 5 R takes place depending on the melt pressure in the casting chamber 2, the check valve 5 R being biased into its closed position VS by a biasing unit 17 of conventional type. If there is a corresponding negative melt pressure in the casting chamber 2, the check valve 5 R is moved by this negative pressure against the pretensioning force of the pretensioning unit 17 from its closed position VS into its open position VO.
- the pretensioning unit 17 can be implemented, for example, by a pretensioning spring, such as a correspondingly designed and arranged compression or tension spring, the pretensioning unit 17 in Fig. 16 is represented only by way of example and schematically by a tension spring illustration.
- the melt outlet channel 6 leads out of the casting chamber 2 in a customary manner via a riser channel area or riser pipe section 6a formed in the casting container 8 and then continues via a mouthpiece body 6b to the area of the mold 1.
- the mouthpiece body 6b is also conventionally coupled on the inlet side to a mouthpiece attachment 11, with which the riser pipe section 6a opens out of the casting container 8, and is guided on the outlet side up to the area of a sprue cone 12 in the fixed mold half 1a in front of a casting cavity 13 which, when the casting mold is closed 1 is formed by the two mold halves 1a, 1b and is designed depending on the cast part to be produced.
- Fig. 2 illustrates the operating method according to the invention in an exemplary embodiment variant when the die casting machine starts operating, ie after starting the machine for casting a desired number of identical cast parts in a corresponding number of successive casting processes or casting cycles.
- the Fig. 1 and 3 to 10 illustrate the machine schematically in different operating stages during operation according to the variant embodiment of FIG Fig. 2 .
- the machine is in the Figures 3 to 10 just for the sake of simplicity in the execution of Fig. 1 shown the associated
- the following statements apply equally to the machine design of Fig. 16 unless otherwise stated.
- Fig. 1 shows the machine in this operating stage B1 with the exception that the casting mold 1, which is still open in the basic state, is already shown in its closed state.
- the casting piston 3 is accordingly in an operating start position BS.
- the shut-off valve 5 is still open, so that the melt material 14 is present everywhere up to the level of a melt pool level 9 a of the melt pool 9.
- the melt material 14 also lies in the melt outlet channel 6 on a melt level SH corresponding to the melt pool level 9a, the melt material 14 extending, for example, into a central or front area of the riser channel section 6a and not yet as far as the mouthpiece body 6b.
- a first casting cycle is initiated and an associated mold filling phase is carried out.
- the mold 1 is first closed, and the shut-off valve 5 is brought from its open position VO to its closed position VS and held there, either as Absperr einventil 5s controlled by the control unit 7, or as a check valve 5 R automatically by the bias unit 17th Fig. 3 shows the machine at this point in time.
- the casting piston 3 is then moved forward from the operating start position BS into a filling end position FP, ie into the Fig. 1 , 3 to 10 and 12 to 14 downwards in each case, so that melt material 14 is pressed out of the casting chamber 2 via the melt outlet channel 6 into the casting mold 1.
- the forward movement of the casting piston 3 is symbolized in the corresponding figures with an associated arrow GV in the direction of movement.
- the melt flow in the melt outlet channel 6 is in Fig. 4 indicated symbolically with corresponding flow arrows, where Fig. 4 shows the machine at the end of this mold filling phase, which can include a so-called holding pressure phase in a manner known per se, in which an additional, increased holding pressure is exerted on the melt material 14 in the mold 1.
- shut-off valve 5 is switched from its closed position VS to its open position VO, and the casting piston 3 is moved back out of its filling end position FP, ie upwards in the relevant figures.
- the switching of the shut-off valve 5 occurs in the case of Absperr practiseventils 5s controlled by the control unit 7, in the case of the check valve 5 by the resultant R in the casting chamber 2 due to the return movement of the casting piston 3 melt under pressure.
- the Figures 5 and 6 show the machine at an initial or somewhat later point in time of the refilling phase, while the melt material 14 is being refilled from the melt bath 9 into the casting chamber 2, as illustrated by the corresponding flow arrows.
- the return movement of the casting piston 3 is symbolized in the corresponding figures with an associated arrow GR for the direction of movement.
- the casting piston 3 is preferably stopped there during a stopping period, the length of which can be suitably predetermined, in particular such that the shut-off valve 5 has reached its closed position VS when the stopping period has expired.
- the stop duration corresponds to a To select the changeover period of the shut-off valve 5 from its open position VO to its closed position VS, or to monitor when the shut-off valve 5 has reached its closed position VS, and then to end the stop period or to move the plunger 3 further.
- Fig. 7 shows the machine at this point. In the meantime, the cooling time for the melt material 14 in the casting mold 1 to form the cast part 15 continues.
- the casting piston 3 is in an operating stage B5 of Fig. 2 moved further back into a casting start position GS for a next, second casting process, whereby a melt back suction process begins.
- the casting start position GS can be identical to the initial operating start position BS of the casting piston 3 or deviate therefrom to a limited extent.
- Fig. 8 shows the machine in an intermediate position ZS of the casting piston 3 during this return movement of the casting piston 3 beyond the valve changeover position VU or out of the valve changeover position VU.
- melt material 14 especially in the front area of the mouthpiece body 6b, is withdrawn further away from the area of the sprue cone 12, that is, melt material is drawn back to a limited extent from the foremost, exit-side area of the melt outlet channel 6, which prevents the formation of a melt droplet in the area of the sprue cone 12 .
- the further return movement of the casting piston 3 from the valve changeover position VU to the casting start position GS preferably takes place at a piston speed that is noticeably lower than the piston speed with which the casting piston 3 was previously moved back from the filling end position FP to the valve changeover position VU.
- the stroke distance of the valve changeover position VU to the casting start position GS of the casting piston 3 determines the amount of sucking back of melt material 14 in the melt outlet channel 6, whereby it can optionally be provided that this stroke distance can be variably predefined or set by the user.
- valve switching is shown in alternative embodiments in triggered in another way, for example after a certain period of time since the beginning of the return movement of the casting piston 3 from its filling end position FP.
- the suction back pressure previously generated in the variant with the shut-off control valve 5s can be reduced in the Immediately reduce the area of the sprue cone 12, as a result of which the melt material 14 in the front area of the melt outlet channel 6, in the example shown specifically in the front area of the mouthpiece body 6b, retreats further away from the area of the sprue cone 12. In turn, prevents the retraction, that is, limited rear eyes, of the molten material 14 from the forward, outlet-side region of the Schmelzeauslasskanals 6, as mentioned the formation of a melt drop in the region of the sprue cone 12 above the variant with the check valve 5 R. In both variants, the cast part 15 formed can then be removed in each case after the mold 1 has been completely opened.
- Fig. 9 shows an example of the standing of the melt material 14 in the front area of the melt outlet channel 6 up to a suck back point RP, which maintains a desired, sufficient distance AS to the area of the sprue cone 12 or the outlet of the melt outlet channel or the melting point at which the sucked back melt material 14 from in the mold 1 and in the sprue cone 12 remaining, solidified or partially solidified melt material tears off.
- the aforementioned drop formation can thus be reliably prevented, this distance AS in Fig. 9 is exaggerated and not to scale only for the sake of clarity.
- the distance AS is, for example, approx. 5mm to 100mm from the sprue cone 12, at which the melt droplet would otherwise form, in particular between approx. 10mm and approx.
- the distance AS can also be greater, with the increasing distance AS, more air being available in the outlet-side area of the melt outlet channel 6 before the start of the next casting cycle.
- melt outlet channel 6 remains filled with melt material 14 up to above the melt pool level 9a of the melt pool 9, so that in the next casting cycle the melt material 14 in the melt outlet channel 6 is not as in the first casting cycle after the start of operation Fig. 3 needs to be moved forward from the melt pool level 9a, but the melt level SH in the melt outlet channel 6 is already well above the melt pool level 9a at the beginning of the next casting cycle and the melt material 14 is preferably already in front area of the melt outlet channel 6 is present. This means that after operating stage B7 of Fig. 2 the first casting cycle completed.
- Fig. 10 shows the machine at the end of the mold filling phase of this second casting cycle corresponding to that in Fig. 4 Machine status shown at the end of the mold filling phase of the first casting cycle.
- the stroke difference is in Fig.
- the shortening of this stroke length for the second and the further casting cycles can be, for example, up to 30% or up to 50% and more, depending on the machine type and the cast part 15 to be produced.
- This shortening of the stroke length that the casting piston 3 has to cover during the mold filling phase enables a corresponding reduction in the cycle time, i.e. the duration of the respective casting cycle, for the second and each subsequent casting cycle within the operating interval, e.g. by up to 5% or 10%.
- the proportion of air to be displaced in the outlet-side part of the melt outlet channel 6 is reduced, whereby the air trapped in the cast part can also be reduced, which benefits the quality of the cast part.
- the wear effects for the casting piston and the casting chamber caused by the casting piston movement in the casting chamber can be reduced.
- the casting mold 1 remains closed during the entire refilling phase with appropriate operational management until the casting piston 3 has reached its casting start position GS as the start position for the next casting cycle.
- the opening of the mold 1 only at this point in time then leads to the instantaneous suck-back effect mentioned.
- the casting mold 1 can be opened earlier and thereby the suck-back effect can be made more uniform over time and / or weakened.
- the casting mold 1 remains closed at least as long as the shut-off control valve 5s is still open for the purpose of refilling melt material 14 from the melt bath 9 into the casting chamber 2.
- the casting mold 1 is opened as required at an earlier or later point in time of the further return movement of the casting piston 3 from the valve changeover position VU to the casting start position GS. As soon as the opening of the mold 1 begins, more air can reach the front area of the melt outlet channel 6 via the outlet of the melt outlet channel 6 and thereby weaken or attenuate the negative pressure effect there.
- the casting piston 3 is stopped in the valve changeover position VU, and the opening of the casting mold 1 is then started after the cooling time has elapsed.
- the pouring plunger 3 is moved from its valve changeover position VU to its pouring start position GS moved further back.
- the casting piston trigger mold opening position is selected in such a way that air access to the melt outlet channel 6 is possible via the sprue cone 12 or the mouthpiece nozzle.
- This operating variant is particularly suitable, for example, for the machine variant of Fig. 16 with the non-return valve 5 R as shut-off valve 5. Because as soon as the mold 1 has been opened in this way by an amount sufficient for air to enter the melt outlet channel 6, the further return movement of the casting piston 3 no longer generates negative melt pressure in the casting chamber 2, and the non-return valve 5 R remains automatically in its closed position VS due to the action of the pretensioning unit 17.
- Fig. 11 illustrates the die casting machine operating method according to the invention in a further advantageous embodiment variant, which specifically relates to the implementation of the first casting cycle after the machine has started operating and which is particularly suitable for the machine variant with the shut-off control valve 5s as the shut-off valve 5.
- this operating variant in turn starts from the basic state of the machine at an operating start according to the initial operating stage B1 from Fig. 2 out.
- an operating start casting process ie a special first casting cycle, is carried out in which the mold filling phase is preceded by an initial prefilling phase.
- this initial pre-filling phase begins in an operating stage B2a of Fig. 11 so that after closing the shut-off control valve 5 and closing the mold 1, the casting piston 3 from the operating start position BS only up to an in Fig. 12 initial pre-fill position VP shown is advanced, wherein Fig. 12 the machine in this Operating stage B2a shows.
- the melt material 14 is thereby prefilled in the melt outlet channel 6 beyond the melt pool level 9a of the melt pool 9, preferably up to a prefilling point VA in the front area of the melt outlet channel 6 or the mouthpiece body 6b, so that the prefilling point VA is only a relatively small distance DS from the outlet of the Melt outlet channel 6 into the mold 1 or from the sprue cone 12.
- This distance DS can, for example, correspond approximately to the distance AS of the suck back point RP from the outlet of the melt outlet channel 6 into the mold 1, as is the case after the above-explained suck back of melt material 14 in the melt outlet channel 6 in the operating variant of Fig. 2 is present and in Fig. 9 is shown.
- the distance DS can also differ slightly or significantly from the distance AS.
- an operating stage B2b of Fig. 11 waited a certain, predefinable period of time until an overpressure formed in the casting cavity 13 by the pre-filling process due to the compressed air has been reduced.
- the shut-off control valve 5 is reversed from its closed position VS to its open position OS, and the casting piston 3 is moved back from the pre-filling position VP into its casting start position GS.
- melt material is sucked in or refilled from the melt bath 9 via the melt inlet channel 4 into the casting chamber 2, as indicated by an associated flow arrow in FIG Fig. 13 illustrates, in which the machine is shown at the end of this operating stage B2c, at which the casting piston 3 has again reached its casting start position GS.
- melt refilling process can be accompanied by a certain further sucking back of melt material 14 in the melt outlet channel 6, since a certain amount of air is also contained in the closed mold 1 and the mold 1 may also not be completely airtight.
- the pre-filling point VA up to which the melt material 14 is pre-filled in the melt outlet channel 6, can shift somewhat to the rear, as in FIG Fig. 13 by an associated backflow arrow in the melt outlet channel 6 and one in comparison to FIG Fig. 12 illustrates pre-filling point VA located further back in the mouthpiece body 6b.
- the melt material 14 remains pre-filled in the melt outlet channel 6 well beyond the melt pool level 9 a of the melt pool 9 up to the front region of the melt outlet channel 6.
- an analogous pre-filling process is also possible for the machine variant with the check valve 5 R as the shut-off valve 5.
- the check valve 5 R remains closed by the melt pressure in the casting chamber 2, while the casting piston 3 is advanced from its operating start position BS to its pre-filling position VP. If then a suitable reduction of the overpressure in the operating stage B2b is ensured, as mentioned above, and then it is ensured that a sucking back of melt material in the melt outlet channel 6 is sufficiently difficult or slowed down, e.g.
- the mold filling phase of the first casting cycle becomes in accordance with an operating stage B2d of Fig. 11 accomplished.
- the shut-off control valve 5 is switched back to its closed position VS, or the check valve 5 R closes again automatically after the melt vacuum in the casting chamber 2 has ceased, and the casting piston 3 is moved forward from its casting start position GS into the filling end position FP, so that again Melt material 14 is pressed from the casting chamber 2 via the melt outlet channel 6 into the casting mold 1, specifically the casting cavity 13.
- the further course of the first casting cycle can then correspond to that of the operating variant of Fig. 2 from the operating stage B3 there.
- the first casting cycle in the operating variant of Fig. 11 can be continued by any conventional method of operation.
- Fig. 15 illustrates an advantageous variant of the operating method of FIG Fig. 2 with regard to the implementation of the second and further casting cycles.
- the respective mold filling phase includes a pre-filling section from the second casting cycle.
- the operating situation at the end of operating stage B7 is assumed, as shown in Fig. 9 is illustrated.
- Deviating from the operating variant according to operating stage B8 of Fig. 2 is used in the operating variant of Fig.
- the forward movement of the casting piston 3 does not wait until the mold 1 is completely closed, but the casting piston 3 is moved forward from the casting start position GS into a pre-filling position VP 2 for the second casting cycle while the mold is still open, this pre-filling position VP 2 to differentiate the pre-filling position VP at the end of the initial pre-filling phase before the first casting cycle according to the operating variant of Fig. 11 and the illustration in Fig. 12 In the present case, it is also referred to as the cyclic pre-filling position VP 2 .
- This cyclical pre-filling measure can be used beforehand according to the operating stages B5 to B7 of the operating variant from Fig. 2 Melt material 14 sucked back away from the outlet of the melt outlet channel 6 is moved forward again in the direction of the outlet of the melt outlet channel 6, thereby further pre-filling the melt outlet channel 6, the air at the front end area of the melt outlet channel 6 being able to escape unhindered via the not yet closed mold 1.
- the casting piston 3 is then in an operating stage B8b of Fig. 15 held in this cyclic pre-filling position until the mold 1 is completely closed.
- the remainder of the mold filling phase of the associated second or further casting cycle then takes place in accordance with an operating stage B8c from Fig. 15 , for which the casting piston 3 is moved forward from its cyclical pre-filling position into the filling end position FP or FP 2 in order to press the melt material 14 from the casting chamber 2 via the pre-filled melt outlet channel 6 into the closed mold 1 or its casting cavity 13.
- the operating status of the machine at this point in time corresponds to that of Fig. 10 or at the end of the operating stage B8 of Fig. 2 .
- the operating variant of Fig. 15 after the end of the mold filling phase at the end of operating stage B8c with the refilling phase and the further steps from operating stage B3 from Fig. 2 continued.
- the cycle time and the proportion of air in the cast part produced can also be reduced by a corresponding amount.
- the operational variants of the Fig. 2 , 11th and 15th be combined in such a way that for a respective operating interval of the die casting machine at the start of operation, the initial pre-filling with melt refilling in the casting chamber according to the variant of FIG Fig. 11 is carried out, then the remaining first casting cycle according to the operating variant of Fig. 2 is carried out and then the second and further casting cycles according to the operating variant of Fig. 15 be performed.
- the die-casting machine according to the invention is set up to carry out the operating method according to the invention.
- the control unit 7 is configured accordingly to carry out a respective casting process, for which purpose it controls the casting piston 3 in the casting chamber 2 to move forward from the casting start position GS into the filling end position FP in the mold filling phase, in order to transfer the melt material 14 via the melt outlet channel 6 into the casting mold 1 to press, and in the example the Fig. 1 , 3 to 10 and 12 to 14 the shut-off control valve 5s controls directly or via the valve actuator 16 in its closed position VS, while in the machine design according to Fig. 16 the check valve 5 R automatically remains in its closed position VS under the action of the biasing unit 17 and the melt pressure in the casting chamber 2.
- control unit 7 is set up to control the casting piston 3 to move back into the casting start position GS in the subsequent refill phase in order to supply the melt material 14 to the casting chamber 2 via the melt inlet channel 4, and for this in the machine version of the Fig. 1 , 3 to 10 and 12 to 14 to control the shut-off control valve 5s initially in its open position VO, while in the machine design according to Fig. 16 the check valve 5 R reaches its open position VO due to the negative pressure in the casting chamber 2.
- control unit 7 and the shut-off valve 5 can be set up so that the shut-off valve 5 is switched back to its closed position VS during the refilling phase, before the casting piston 3 has reached its casting start position GS due to its return movement, and for sucking back melt material 14 in the melt outlet channel 6 to control the casting piston 3 moving further back.
- control unit 7 can also be set up to move the casting piston 3 forward in the casting chamber 2 in the pre-filling phase of the operating start casting process before the mold filling phase with the shut-off valve 5 closed from the operating start position BS during an operational start casting process, ie a first casting cycle to control in the pre-filling position VS, then it is ensured that the shut-off valve 5 reaches its open position VO and the casting piston 3 is controlled to move back into its casting start position GS.
- the die casting machine optionally has a valve sensor unit 18 for sensing one or more measured variables of the Shut-off valve 5.
- the measured values recorded by the valve sensor unit 18 with regard to the respective measured variable can, if necessary, be fed to the control unit 7 in order to give it control feedback about the current position of the shut-off valve 5.
- the measured values can be used for diagnostic evaluation in order to diagnose the current state of the shut-off valve 5, for example with regard to possible malfunctions, and to recognize when the shut-off valve 5 requires maintenance.
- the valve sensor unit 18 can include one or more sensors including optional limit switches with or without a connection to the control unit 7, depending on requirements and application, which, as already mentioned, can be an entire machine control of the die casting machine or a part of this machine control.
- the valve sensor unit 18 can, for example, be set up to measure the stroke of the shut-off valve in order to derive an error diagnosis, e.g. whether the valve closing body 5c has been torn off and the valve rod 5d passes its target position during the valve closing movement and / or whether the valve closing body 5c is in its closed position actually reached or stops prematurely.
- the valve sensor unit 18 can optionally also comprise a force sensor in the valve rod 5d, which measures the closing force or the contact pressure and / or the opening force of the valve closing body 5c for diagnostic monitoring.
- a force sensor in the valve rod 5d which measures the closing force or the contact pressure and / or the opening force of the valve closing body 5c for diagnostic monitoring.
- the valve sensor unit 18 can also comprise a current sensor or pressure sensor of conventional design for this monitoring purpose, be it with or without a connection to the control unit 7.
- the invention provides an advantageous method for operating a die casting machine with which short casting cycle times, a low proportion of air in the cast part, a low tendency to wear the casting piston and casting chamber due to a reduced casting piston stroke and / or avoid the formation of melt droplets in the sprue cone area.
- the invention further provides a die-casting machine which is suitable for carrying out this operating method and which can in particular be of the hot-chamber type.
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Abstract
1. Druckgießmaschine und Betriebsverfahren.2.1. Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckgießmaschine mit einer Gießform (1), einer Gießkammer (2), einem axialbeweglich in der Gießkammer angeordneten Gießkolben (3), einem in die Gießkammer führenden Schmelzeeinlasskanal (4), einem Absperrventil (5) im Schmelzeeinlasskanal, einem von der Gießkammer zur Gießform führenden Schmelzeauslasskanal (6) und einer Steuereinheit (7) zur Steuerung des Gießkolbens sowie auf ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Druckgießmaschine.2.2. Bei der erfindungsgemäßen Druckgießmaschine sind die Steuereinheit (7) und das Absperrventil (5) gemäß einem Aspekt der Erfindung dafür eingerichtet, zur Durchführung eines jeweiligen Gießvorgangs in einer Formfüllphase das Absperrventil (5) in eine Schließstellung zu bringen und den Gießkolben (3) in der Gießkammer (2) zum Vorbewegen aus einer Gießstartposition in eine Füllendposition zu steuern, um Schmelzematerial (14) über den Schmelzeauslasskanal (6) in die Gießform (1) zu drücken, und in einer anschließenden Nachfüllphase das Absperrventil zunächst in eine Offenstellung zu bringen und den Gießkolben zum Rückbewegen in die Gießstartposition zu steuern, um der Gießkammer Schmelzematerial über den Schmelzeeinlasskanal zuzuführen, und das Absperrventil wieder in seine Schließstellung zu steuern, bevor der Gießkolben durch seine Rückbewegung seine Gießstartposition erreicht hat, und den Gießkolben zum Rücksaugen von Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal durch die weitere Rückbewegung des Gießkolbens zu steuern.2.3. Verwendung z.B. in der Warmkammer-Druckgießmaschinentechnik.1. Die casting machine and operation procedure.2.1. The invention relates to a die casting machine with a casting mold (1), a casting chamber (2), a casting plunger (3) arranged to be axially movable in the casting chamber, a melt inlet channel (4) leading into the casting chamber, a shut-off valve (5) in the melt inlet channel, a melt outlet channel (6) leading from the casting chamber to the casting mold and a control unit (7) for controlling the casting plunger and a method for operating such a die casting machine.2.2. In the die casting machine according to the invention, the control unit (7) and the shut-off valve (5) are set up, according to one aspect of the invention, to bring the shut-off valve (5) into a closed position and the casting piston (3) in the mold filling phase in order to carry out a respective casting process to control the casting chamber (2) to advance from a casting start position to a filling end position in order to press melt material (14) via the melt outlet channel (6) into the casting mold (1), and in a subsequent refilling phase to first bring the shut-off valve into an open position and to control the casting plunger to move back into the casting start position in order to supply melt material to the casting chamber via the melt inlet channel, and to control the shut-off valve back into its closed position before the casting plunger has reached its casting start position as a result of its return movement, and to control the casting plunger to suck back melt material in the melt outlet channel through the further retraction ng of the plunger to control.2.3. Use e.g. in hot chamber die casting machine technology.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckgießmaschine mit einer Gießform, einer Gießkammer, einem axialbeweglich in der Gießkammer angeordneten Gießkolben, einem in die Gießkammer führenden Schmelzeeinlasskanal, einem Absperrventil im Schmelzeeinlasskanal, einem von der Gießkammer zur Gießform führenden Schmelzeauslasskanal und einer Steuereinheit zur Steuerung des Gießkolbens. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Druckgießmaschine, bei dem zur Durchführung eines jeweiligen Gießvorgangs in einer Formfüllphase der Gießkolben in der Gießkammer bei geschlossenem Absperrventil aus einer Gießstartposition in eine Füllendposition vorbewegt und dadurch Schmelzematerial über den Schmelzeauslasskanal in die Gießform gedrückt wird und in einer anschließenden Nachfüllphase der Gießkolben in die Gießstartposition zurückbewegt und dadurch der Gießkammer bei geöffnetem Absperrventil Schmelzematerial über den Schmelzeeinlasskanal wieder zugeführt wird.The invention relates to a die casting machine with a casting mold, a casting chamber, a casting piston arranged axially movable in the casting chamber, a melt inlet channel leading into the casting chamber, a shut-off valve in the melt inlet channel, a melt outlet channel leading from the casting chamber to the casting mold and a control unit for controlling the casting piston. The invention also relates to a method for operating such a die-casting machine, in which, in order to carry out a respective casting process in a mold filling phase, the casting piston in the casting chamber with the shut-off valve closed is moved from a casting start position to a filling end position, thereby pressing melt material into the casting mold via the melt outlet channel and in a subsequent refilling phase, the casting piston is moved back into the casting start position and, as a result, melt material is fed back to the casting chamber via the melt inlet channel with the shut-off valve open.
Derartige, gattungsgemäße und ähnliche Druckgießmaschinen und zugehörige Betriebsverfahren werden allgemein dafür benutzt, im jeweiligen Gießvorgang bzw. Gießzyklus ein bestimmtes Bauteil, auch Gussteil genannt, zu gießen. Die vorliegende Druckgießmaschine, im Folgenden auch kurz als Maschine bezeichnet, und das vorliegende Betriebsverfahren eignen sich insbesondere für metallisches Druckgießen, z.B. zum Gießen flüssiger oder teilflüssiger Metallschmelzen, wie Zink, Blei, Aluminium, Magnesium, Titan, Stahl, Kupfer und Legierungen dieser Metalle. Bei der Druckgießmaschine kann es sich insbesondere um eine Warmkammer-Druckgießmaschine handeln. In dieser Ausführung ist die Gießkammer in einem Gießbehälter ausgebildet, der in ein Schmelzebad eingetaucht ist, das von einem Schmelzebehälter bereitgehalten wird.Such, generic and similar die casting machines and associated operating methods are generally used to cast a specific component, also called a cast part, in the respective casting process or casting cycle. The present die-casting machine, hereinafter also referred to as the machine for short, and the present operating method are particularly suitable for metallic die-casting, e.g. for casting liquid or partially liquid metal melts, such as zinc, lead, aluminum, magnesium, titanium, steel, copper and alloys of these metals. The die casting machine can in particular be a hot chamber die casting machine. In this embodiment, the casting chamber is formed in a casting container which is immersed in a melt bath which is held ready by a melt container.
In der Formfüllphase des Gießvorgangs wird in der Gießkammer befindliches Schmelzematerial durch die Vorbewegung des Gießkolbens unter Druck über den Schmelzeauslasskanal aus der Gießkammer heraus in eine von der Gießform gebildete Formkavität gedrückt, um ein entsprechendes Gussteil zu bilden. Die Gießform beinhaltet hierbei üblicherweise eine feste und eine bewegliche Formhälfte, die zwischen sich die Formkavität bilden, die auch Formhohlraum oder synonym zur diesen bildenden Gießform kurz Form genannt wird. In typischen Realisierungen umfasst der Schmelzeauslasskanal eintrittsseitig einen Steigrohrbereich eines die Gießkammer enthaltenden Gießbehälters und austrittsseitig einen an den Gießbehälter angesetzten Mundstückkörper, d.h. das Schmelzematerial gelangt nach Verlassen der Gießkammer über den Steigrohrbereich und den Mundstückkörper zu einem Schmelzeeinlass in den Bereich direkt vor der Formkavität, in dem sich typischerweise ein sogenannter Angusskegel befindet.In the mold filling phase of the casting process, melt material located in the casting chamber is pressed out of the casting chamber via the melt outlet channel through the forward movement of the casting piston under pressure into a mold cavity formed by the casting mold in order to form a corresponding casting. The casting mold here usually contains a fixed and a movable mold half, the between them form the mold cavity, which is also called the mold cavity or, synonymous with the casting mold forming this, for short. In typical implementations, the melt outlet channel comprises a riser pipe area of a casting container containing the casting chamber on the inlet side and a mouthpiece body attached to the casting container on the outlet side, i.e. after leaving the casting chamber, the melt material reaches a melt inlet in the area directly in front of the mold cavity via the riser pipe area and the mouthpiece body there is typically a so-called sprue cone.
In der Nachfüllphase wird der Gießkolben von seiner Füllendposition wieder in seine Ausgangsposition, d.h. Gießstartposition, zurückbewegt, und durch die Rückbewegung des Gießkolbens wird Schmelzematerial über den Schmelzeeinlasskanal in die Gießkammer nachgefüllt. Die Nachfüllphase kann daher auch als Kolbenrückkehrphase bezeichnet werden.In the refilling phase, the casting piston is moved back from its filling end position to its starting position, i.e. the casting start position, and the return movement of the casting piston refills the melt material into the casting chamber via the melt inlet channel. The refill phase can therefore also be referred to as the piston return phase.
Bei einem entsprechenden Maschinentyp, wie er insbesondere für die vorliegende Druckgießmaschine geeignet ist, führt der Schmelzeauslasskanal getrennt vom Schmelzeeinlasskanal aus der Gießkammer ab, d.h. Schmelzeeinlasskanal und Schmelzeauslasskanal bilden zwei getrennte Führungskanäle für das Schmelzematerial mit einem Gießkammereinlass, an dem der Schmelzeeinlasskanal in die Gießkammer einmündet, und einem von diesem separaten Gießkammerauslass, an dem der Schmelzeauslasskanal aus der Gießkammer ausmündet. Diese Konfiguration erleichtert eine unabhängige Steuerung der Schmelzeflüsse im Schmelzeeinlasskanal und im Schmelzeauslasskanal, wobei sich speziell der Schmelzefluss im Schmelzeeinlasskanal durch das dort befindliche Absperrventil steuern lässt.In a corresponding machine type, as it is particularly suitable for the present die casting machine, the melt outlet channel leads away from the casting chamber separately from the melt inlet channel, ie the melt inlet channel and melt outlet channel form two separate guide channels for the melt material with a casting chamber inlet at which the melt inlet channel opens into the casting chamber. and a casting chamber outlet separate from this, at which the melt outlet channel opens out from the casting chamber. This configuration facilitates independent control of the melt flows in the melt inlet channel and in the melt outlet channel, with the melt flow in the melt inlet channel in particular being able to be controlled by the shut-off valve located there.
Als Absperrventil ist je nach Systemausführung ein rein durch Schmelzedruck betätigtes Rückschlagventil oder ein aktiv ansteuerbares Absperrventil verwendbar. Letzteres wird vorliegend als Absperrsteuerventil bezeichnet und von der Steuereinheit gesteuert. Das Absperrsteuerventil wird bei diesen gattungsgemäßen Druckgießmaschinen und zugehörigen Betriebsverfahren üblicherweise während der gesamten Formfüllphase geschlossen gehalten und während der gesamten Nachfüllphase offen gehalten. Im Vergleich zu einem bloßen Rückschlagventil bietet es als ein aktiv steuerbares bzw. ansteuerbares Absperrventil die Möglichkeit, den Schmelzedurchfluss im Schmelzeeinlasskanal bei Bedarf auch unabhängig von den Schmelzedruckverhältnissen in der Gießkammer bzw. im Schmelzeeinlasskanal zu beeinflussen bzw. zu regulieren.Depending on the system design, a check valve operated purely by melt pressure or an actively controllable shut-off valve can be used as the shut-off valve. The latter is referred to here as a shut-off control valve and is controlled by the control unit. In these generic die-casting machines and associated operating methods, the shut-off control valve is usually kept closed during the entire mold filling phase and kept open during the entire refilling phase. Compared to a simple check valve, as an actively controllable or controllable shut-off valve, it offers the possibility of regulating the melt flow in the melt inlet channel if necessary, to influence or regulate independently of the melt pressure conditions in the casting chamber or in the melt inlet channel.
Die Steuereinheit umfasst je nach Systemausführung eine einzige Steuerungsvorrichtung, in der alle Steuerungsfunktionalitäten der Druckgießmaschine integriert sind, oder mehrere einzelne Steuerungsvorrichtungen, die jeweils spezifische Maschinenkomponenten steuern bzw. regeln und vorzugsweise miteinander in Kommunikationsverbindung stehen. Dabei kann die Steuereinheit wie üblich mindestens teilweise in Hardware und/oder mindestens teilweise softwaremäßig ausgeführt sein. Die Steuereinheit steuert vorliegend insbesondere den Gießkolben, genauer gesagt dessen Bewegung, und optional eine oder mehrere weitere Maschinenkomponenten wie insbesondere das Absperrsteuerventil, wenn das Absperrventil durch ein solches realisiert ist.Depending on the system design, the control unit comprises a single control device in which all control functionalities of the die casting machine are integrated, or several individual control devices which each control or regulate specific machine components and are preferably in communication with one another. As usual, the control unit can be implemented at least partially in hardware and / or at least partially in software. In the present case, the control unit controls in particular the casting piston, more precisely its movement, and optionally one or more further machine components such as in particular the shut-off control valve if the shut-off valve is implemented by such a valve.
Die Patentschrift
Die Offenlegungsschrift
Beim Druckgießen wird aus wirtschaftlichen Gründen eine möglichst kurze Zykluszeit, d.h. Dauer eines jeweiligen Gießvorgangs, und aus Gründen der Gussteilqualität ein möglichst niedriger Luftanteil im Gussteil, d.h. eine minimale Luftporosität des Gussteils, angestrebt. Um insbesondere dem letztgenannten Aspekt Rechnung zu tragen, wird in der Patentschrift
Weitere allgemein bei Druckgießmaschinen der vorliegenden Art zu berücksichtigende Gesichtspunkte sind u.a. die Minimierung von Verschleißeffekten der einander gegenüberliegenden Wandungen von Gießkolben und Gießkammer durch die Hubbewegung des Gießkolbens in der Gießkammer, insbesondere wenn dieser vom Schiebertyp ist, und das Verhindern einer unerwünschten Schmelzetropfenbildung im Bereich des Angusskegels, der üblicherweise die eintrittsseitige Schnittstelle einer formseitigen, austrittsseitig mit einem Anschnitt in die Formkavität mündenden Schmelzekanalstruktur zur Ankopplung an den Mundstückkörper bildet.Further aspects to be considered in general with die casting machines of the present type include minimizing the wear effects of the opposing walls of the casting piston and casting chamber due to the stroke movement of the casting piston in the casting chamber, especially if it is of the slide type, and preventing undesirable melt droplets from forming in the area of the sprue cone , which usually forms the entry-side interface of a mold-side, exit-side melt channel structure opening into the mold cavity with a gate for coupling to the mouthpiece body.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Druckgießmaschine und eines zugehörigen Betriebsverfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, die gegenüber dem oben erläuterten Stand der Technik Vorteile insbesondere im Hinblick auf die Erzielung relativ kurzer Gießzykluszeiten und/oder einer relativ geringen Luftporosität im Gussteil und/oder im Hinblick auf eine relativ geringe Verschleißneigung von Gießkolben und Gießkammer und/oder eine Vermeidung der Schmelztropfenbildung im Angusskegelbereich bieten.The technical problem underlying the invention is the provision of a die-casting machine and an associated operating method of the type mentioned at the outset, which have advantages over the prior art explained above, in particular with regard to achieving relatively short casting cycle times and / or a relatively low air porosity in the casting and / or with regard to a relatively low tendency to wear the casting piston and casting chamber and / or avoiding the formation of melt droplets in the sprue cone area.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Druckgießmaschinen-Betriebsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 9 und einer Druckgießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10 oder 11. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention solves this problem by providing a die-casting machine operating method with the features of
Gemäß einem Aspekt des erfindungsgemäßen Betriebsverfahren, auf den der Anspruch 1 gerichtet ist, wird in der Nachfüllphase des Gießvorgangs das zuvor geöffnete Absperrventil geschlossen, bevor der Gießkolben durch seine Rückbewegung seine Gießstartposition erreicht hat, und durch die weitere Rückbewegung des Gießkolbens wird Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal rückgesaugt, d.h. aus dem Schmelzeauslasskanal teilweise in die Gießkammer rückgesaugt. Das Schließen des Absperrventils kann im Fall eines Absperrsteuerventils aktiv durch die Steuereinheit erfolgen, im Fall eines Rückschlagventils z.B. durch ein das Ventil in seine Schließstellung vorspannendes Vorspannelement, wie eine Vorspannfeder. Somit ist bei diesem Betriebsverfahren in einem anfänglichen Abschnitt der Nachfüllphase das Absperrventil zunächst geöffnet, wenn sich der Gießkolben zurückbewegt, so dass Schmelzematerial über den Schmelzeeinlasskanal in die Gießkammer nachgefüllt wird, während im restlichen Abschnitt der Nachfüllphase das Absperrventil geschlossen ist, so dass durch das weitere Zurückbewegen des Gießkolbens Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal rückgesaugt werden kann. Zum Öffnen wird das Absperrventil in der Realisierung als Absperrsteuerventil von der zugeordneten Steuereinheit in seine Offenstellung gesteuert, in der Realisierung als Rückschlagventil durch den Schmelzeunterdruck in der Gießkammer.According to one aspect of the operating method according to the invention, to which
Diese erfindungsgemäße Verfahrensführung kombiniert in einer vorteilhaften Weise ein erforderliches Nachfüllen der Gießkammer mit Schmelzematerial über den Schmelzeeinlasskanal mit einem teilweisen Rücksaugen von Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal. Das nicht erstarrte Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal wird dabei nach der Füllphase vorzugsweise nicht komplett bis auf eine in der Gießkammer oder einem vorgelagerten Schmelzebad vorliegende Schmelzefüllstandshöhe rückgesaugt, sondern kann in einem durch entsprechende Wahl des Schließzeitpunkts des Absperrventils bzw. der zugehörigen Stellung des Gießkolbens einstellbaren bzw. vorgebbaren Maß bis zu einem vorderen Bereich des Schmelzeauslasskanals in diesem verbleiben und muss daher in einem nächsten Gießvorgang nicht erst bis zu diesem Füllgrad im Schmelzeauslasskanal vorbewegt werden.This procedure according to the invention advantageously combines a required refilling of the casting chamber with melt material via the melt inlet channel with a partial back suction of melt material in the melt outlet channel. After the filling phase, the non-solidified melt material in the melt outlet channel is preferably not completely sucked back down to a melt fill level present in the casting chamber or an upstream melt pool, but can be set or predefined by a corresponding selection of the closing time of the shut-off valve or the associated position of the casting piston Measure up to a front area of the melt outlet channel in this and therefore does not have to be moved forward in the melt outlet channel up to this filling level in a next casting process.
Diese erfindungsgemäße Vorgehensweise bietet aufgrund dieser Eigenschaften mehrere Vorteile. So lässt sich die Zykluszeit für die aufeinanderfolgenden Gießvorgänge verkürzen. Ebenso lässt sich der Bewegungshub des Gießkolbens in der Gießkammer reduzieren, wodurch damit einhergehende Verschleißeffekte minimiert werden können. Der Verschleiß an verschleißbehafteten Teilen der Gießkammer und des Gießkolbens, einschließlich üblicher Kolbenringe, ist durch diese erfindungsgemäße Vorgehensweise z.B. im Vergleich mit konventionellen Systemen, bei denen der Gießkolben als Absperrorgan für den Schmelzeeinlasskanal fungiert, auch deshalb deutlich reduziert, weil sich der bei der Rückbewegung des Gießkolbens in der Gießkammer auftretende Unterdruck bei Bedarf merklich geringer halten lässt, indem das Absperrventil geeignet gesteuert bzw. umgestellt wird. Da der Schmelzeauslasskanal zwischen aufeinanderfolgenden Gießvorgängen weitgehend mit Schmelzematerial gefüllt bleiben kann, steht zu Beginn des jeweiligen Gießvorgangs entsprechend wenig Luft im vorderen Abschnitt des Schmelzeauslasskanals an, wodurch sich die Luftporosität des hergestellten Gussteils signifikant reduzieren lässt, was dementsprechend die Qualität des hergestellten Gussteils deutlich verbessern kann.Due to these properties, this procedure according to the invention offers several advantages. In this way, the cycle time for the successive casting processes can be shortened. The stroke of movement of the casting piston in the casting chamber can also be reduced, so that the associated wear effects can be minimized. The wear on parts of the casting chamber and the casting piston that are subject to wear, including conventional piston rings, is also significantly reduced by this procedure according to the invention, for example in comparison with conventional systems in which the casting piston acts as a shut-off device for the melt inlet channel, because the movement of the The negative pressure occurring in the casting piston can be kept noticeably lower if necessary, in that the shut-off valve is suitably controlled or adjusted. Since the melt outlet channel can remain largely filled with melt material between successive casting processes, there is correspondingly little air in the front section of the melt outlet channel at the beginning of the respective casting process, whereby the air porosity of the cast part can be significantly reduced, which accordingly can significantly improve the quality of the cast part manufactured .
Durch das Rücksaugen von nicht erstarrtem Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal in einem steuerbaren bzw. kontrollierten Maß, d.h. in steuerbarer bzw. vorgebbarer Menge, lässt sich sehr vorteilhaft eine unerwünschte Bildung eines Schmelzetropfens im Bereich des Angusskegels der Druckgießmaschine bzw. ihres Formwerkzeugs, d.h. am Anguss bzw. am Übergang bzw. Austritt des Schmelzeauslasskanals bzw. eines dessen austrittsseitigen Abschnitt bildenden Mundstückkörpers zu einer anschließenden Mundstückdüse bzw. Mundstückspitze verhindern, indem das Schmelzematerial vom dortigen Austrittsbereich des Schmelzeauslasskanals weg mehr oder weniger weit in den Schmelzeauslasskanal hinein zurückgesaugt wird. Das Maß an Rücksaugung kann je nach Bedarf und den Gegebenheiten der Druckgießmaschine geeignet eingestellt bzw. vorgegeben, d.h. gewählt, werden, zweckmäßigerweise dergestalt, dass einerseits die besagte Schmelzetropfenbildung sicher vermieden und andererseits das Schmelzematerial noch relativ weit vorne, d.h. bevorzugt in einem vorderen bzw. weit vorne liegenden Bereich, im Schmelzauslasskanal verbleibt.By sucking back non-solidified melt material in the melt outlet channel to a controllable or controlled extent, ie in a controllable or predeterminable amount, an undesired formation of a melt droplet in the area of the sprue cone of the die casting machine or its molding tool, ie on the sprue or at the transition or outlet of the melt outlet channel or a section forming it on the outlet side Prevent the mouthpiece body to a subsequent mouthpiece nozzle or mouthpiece tip in that the melt material is sucked back more or less far into the melt outlet channel away from the exit area of the melt outlet channel there. The amount of back suction can be suitably set or specified, ie selected, depending on the requirements and the circumstances of the die casting machine, expediently in such a way that on the one hand the said melt droplet formation is reliably avoided and on the other hand the melt material is still relatively far forward, i.e. preferably in a front or area far to the front, remains in the melt outlet channel.
In vorteilhaften Realisierungen wird dazu das Schmelzematerial so weit zurückgesaugt, dass es einerseits bis zu einem vorderen bzw. relativ weit vorn liegenden Bereich des Schmelzeauslasskanals in diesem verbleibt, d.h. dort ansteht, jedoch andererseits mit einem gewissen, relativ geringen Abstand von z.B. ca. 5mm bis 100mm zum Angusskegel bzw. Austritt des Schmelzeauslasskanals, an dem sich ansonsten der Schmelztropfen bilden würde, hinter selbigem liegt, insbesondere mit einem Abstand zu diesem Austritt bzw. zu einem je nach vorliegendem System kurz hinter diesem Austritt liegenden Abschmelzpunkt, an dem die noch flüssigere Schmelze von der davorliegenden, bereits erstarrten bzw. teilerstarrten Schmelze im Angusskegel bzw. in der Form abreisst, von z.B. zwischen ca. 10mm und ca. 50mm, vorzugsweise z.B. zwischen ca. 30mm und ca. 40mm, je nach Bedarf, Viskosität des Schmelzematerials und/oder Systemauslegung der Maschine. In entsprechenden, typischen Ausführungen der Druckgießmaschine liegt der dazu erforderliche Rücksaughub des Gießkolbens ab der Gießkolbenstellung, zu der das Absperrventil geschlossen ist, bis zur Gießstartposition im Bereich von einem bis einigen wenigen Millimetern, z.B. zwischen ca. 2mm und 20mm.In advantageous implementations, the melt material is sucked back so far that, on the one hand, it remains in the melt outlet channel up to a front or relatively far forward area of the melt outlet channel, ie it is there, but on the other hand with a certain, relatively small distance of, for example, approx 100mm to the sprue cone or outlet of the melt outlet channel, at which the melt droplet would otherwise form, is located behind it, in particular at a distance from this outlet or, depending on the system in question, to a melting point located shortly behind this outlet, at which the even more liquid melt from the previously solidified or partially solidified melt in the sprue cone or in the mold, for example between approx. 10 mm and approx. 50 mm, preferably between approx. 30 mm and approx. 40 mm, depending on requirements, the viscosity of the melt material and / or system design of the machine. In corresponding, typical versions of the die casting machine, the required return stroke of the casting piston from the casting piston position to which the shut-off valve is closed to the casting start position is in the range of one to a few millimeters, e.g. between approx. 2mm and 20mm.
Das Rücksaugen hat zudem den Vorteil, dass dadurch entsprechend Gießkolbenhubweg gewonnen wird, der in einem ersten Abschnitt der Formfüllphase im darauffolgenden Gießvorgang zum Beschleunigen des Gießkolbens genutzt werden kann, bevor der Gießkolben das Schmelzematerial in die Form zu drücken beginnt. Dies kann vor allem auch bei Formen mit keinem oder nur relativ geringem Anguss günstig sein.Sucking back also has the advantage that it provides a corresponding Gießkolbenhubweg, which can be used in a first section of the mold filling phase in the subsequent casting process to accelerate the casting piston before the casting piston begins to press the melt material into the mold. This can be beneficial especially in the case of molds with no or only a relatively small sprue.
Ein weiterer Vorteil des Rücksaugens kann sich bei Anwendungen ergeben, in denen der Anschnitt zum Gussteil vor dem noch teilflüssigen Material im Angusskanal erstarrt. Dann ist es möglich, noch nicht erstarrtes Schmelzematerial aus dem Angusskegel zurückzusaugen, so dass dieses nicht erneut aufgeschmolzen werden muss. Dabei kann es sich je nach Gießform und den sonstigen Gegebenheiten um einen Schmelzematerialanteil von z.B. bis zu ca. 5% bezogen auf die in die Gießform eingeleitete Schmelzemenge handeln.Another advantage of sucking back can result in applications in which the gate to the cast part solidifies before the still partially liquid material in the sprue channel. It is then possible to suck back not yet solidified melt material from the sprue cone so that it does not have to be melted again. Depending on the casting mold and the other circumstances, this can be a proportion of melt material of, for example, up to approx. 5% based on the amount of melt introduced into the casting mold.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird der Gießkolben in der Nachfüllphase im Zeitraum mit geschlossenem Absperrventil mit geringerer Geschwindigkeit zurückbewegt als im vorausgehenden Zeitraum mit noch geöffnetem Absperrventil. Mit anderen Worten wird in diesem Fall der Gießkolben während des abschließenden Rücksaugabschnitts bei geschlossenem Absperrventil mit geringerer Geschwindigkeit zurückbewegt als im anfänglichen Nachfüllabschnitt bei geöffnetem Absperrventil. Diese Wahl eines nicht-konstanten Geschwindigkeitsverlaufs des Gießkolbens in der Nachfüllphase kombiniert vorteilhaft ein zügiges anfängliches Nachfüllen von Schmelze in die Gießkammer mit einem moderat langsameren anschließenden Rücksaugvorgang und Erreichen der Gießstartposition durch den Gießkolben.In a further development of the invention, the casting piston is moved back in the refill phase in the period with the shut-off valve closed at a lower speed than in the previous period with the shut-off valve still open. In other words, in this case the casting piston is moved back during the final suck back section with the shut-off valve closed at a lower speed than in the initial refill section with the shut-off valve open. This choice of a non-constant speed profile of the casting piston in the refill phase advantageously combines a rapid initial refilling of melt into the casting chamber with a moderately slower subsequent sucking back process and reaching the casting start position by the casting piston.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird in der Nachfüllphase des Gießvorgangs das zuvor geöffnete Absperrventil geschlossen, sobald der Gießkolben durch seine Rückbewegung eine Ventilumstellposition erreicht hat. Dies kann im Fall eines Absperrsteuerventils durch eine aktiv gesteuerte Ventilumschaltung zu diesem Zeitpunkt und im Fall eines Rückschlagventils z.B. dadurch erfolgen, dass der Gießkolben in der Ventilumstellposition angehalten wird und/oder die geschlossene Gießform geöffnet wird, so dass kein weiterer Schmelzeunterdruck in der Gießkammer erzeugt wird, wodurch sich das Rückschlagventil selbsttätig rückstellend in seine Schließstellung bewegt. Mit dieser Maßnahme erfolgt das Umschalten des Absperrventils von seiner Offenstellung in seine Schließstellung in Abhängigkeit von der Position des Gießkolbens, genauer gesagt in Abhängigkeit von dessen Erreichen einer bestimmten Position, vorliegend als Ventilumstellposition oder auch Ventilumsteuerposition bezeichnet. Das Schließen des Absperrventils beendet das Zuführen von Schmelzematerial in die Gießkammer über den Schmelzeeinlasskanal, so dass durch die weitere Rückbewegung des Gießkolbens von seiner Ventilumstellposition bis zum Erreichen seiner Gießstartposition im gewünschten Maß Schmelzematerial aus dem Schmelzeauslasskanal in die Gießkammer rückgesaugt werden kann. Im Fall eines Rückschlagventils kann ein unerwünschtes Öffnen des Absperrventils in diesem Zeitraum z.B. dadurch verhindert werden, dass die Gießform geöffnet wird, bevor der Gießkolben aus seiner Ventilumstellposition heraus weiter zurückbewegt wird. In alternativen Ausführungen wird die Auslösung für das Umsteuern des Absperrventils von seiner Offenstellung in seine Schließstellung während der Nachfüllphase des Gießvorgangs in einer anderen Weise getriggert, z.B. durch den Ablauf einer hierzu vorgebbaren Zeitdauer seit Beginn der Nachfüllphase bzw. seit Beginn der Rückbewegung des Gießkolbens.In a further development of the invention, the previously opened shut-off valve is closed in the refilling phase of the casting process as soon as the casting piston has reached a valve changeover position due to its return movement. In the case of a shut-off control valve, this can be done by actively controlled valve switching at this point in time and in the case of a check valve, for example, by stopping the casting piston in the valve changeover position and / or opening the closed casting mold so that no further negative melt pressure is generated in the casting chamber , whereby the check valve automatically moves back into its closed position. With this measure, the shut-off valve is switched from its open position to its closed position depending on the position of the casting piston, more precisely depending on its reaching a certain position, here referred to as valve changeover position or valve changeover position. Closing the shut-off valve ends the supply of melt material into the casting chamber via the melt inlet channel, so that the further return movement of the casting piston from its valve changeover position to in order to reach its casting start position, melt material can be sucked back into the casting chamber to the desired extent from the melt outlet channel. In the case of a check valve, undesired opening of the shut-off valve during this period can be prevented, for example, by opening the casting mold before the casting piston is moved further back from its valve changeover position. In alternative versions, the triggering for the reversal of the shut-off valve from its open position to its closed position is triggered in a different way during the refill phase of the casting process, e.g. by the expiry of a predetermined period of time since the start of the refill phase or since the start of the return movement of the casting piston.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Hubabstand der Ventilumstellposition des Gießkolbens zur Gießstartposition variabel vorgebbar. Mit dieser Maßnahme kann flexibel auf unterschiedliche Systemgegebenheiten reagiert werden. Der Hubabstand der Ventilumstellposition des Gießkolbens von der Gießstartposition bestimmt den Anteil der abschließenden Rückbewegung des Gießkolbens von seiner Ventilumstellposition zu seiner Gießstartposition am gesamten Gießkolbenhub, der durch den Abstand der Füllendposition von der Gießstartposition gegeben ist, und damit auch das Maß an Schmelzerücksaugung im Schmelzeauslasskanal. Dieser Hubabstand ist naturgemäß größer als null und kleiner als der gesamte Gießkolbenhub, d.h. der Hubabstand der Füllendposition von der Gießstartposition, und kann auf einen jeweils gewünschten bzw. den Erfordernissen des jeweiligen Anwendungsfalles entsprechenden Wert festgelegt werden, z.B. auf einen Wert zwischen ca. 2mm und 20mm und spezieller zwischen ca. 4mm und 8mm, je nach Bedarf und den Systemgegebenheiten der Druckgießmaschine, wobei er in entsprechenden Realisierungen höchstens die Hälfte oder höchstens ein Drittel oder höchstens ein Viertel des gesamten Gießkolbenhubs oder noch weniger beträgt. Mit größerem Hubabstand der Ventilumstellposition zur Gießstartposition erhöht sich das Maß an Rücksaugung von Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal, die Wahl eines kürzeren Hubabstands verringert die Menge von im Schmelzeauslasskanal rückgesaugtem Schmelzematerial. Der Hubabstand der Ventilumstellposition von der Gießstartposition des Gießkolbens kann z.B. für verschiedene bei der Druckgießmaschine austauschbar zum Einsatz kommende Gießformen unterschiedlich gewählt werden. In alternativen Ausführungen kann dieser Hubabstand unveränderlich vorgegeben sein, wenn eine variable Einstellung nicht benötigt wird.In one embodiment of the invention, a stroke distance between the valve changeover position of the casting piston and the casting start position can be specified in a variable manner. With this measure, it is possible to react flexibly to different system conditions. The stroke distance of the valve changeover position of the casting piston from the casting start position determines the proportion of the final return movement of the casting piston from its valve changeover position to its casting start position in the entire casting piston stroke, which is given by the distance between the filling end position and the casting start position, and thus also the amount of melt suction in the melt outlet channel. This stroke distance is naturally greater than zero and smaller than the entire Gießkolbenhub, ie the stroke distance of the filling end position from the pouring start position, and can be set to a desired value or the requirements of the respective application, e.g. to a value between about 2mm and 20mm and more specifically between approx. 4mm and 8mm, depending on the requirements and the system features of the die casting machine, whereby in corresponding implementations it is at most half or at most a third or at most a quarter of the entire casting piston stroke or even less. The greater the stroke distance between the valve changeover position and the casting start position, the greater the amount of back suction of melt material in the melt outlet channel; the selection of a shorter stroke distance reduces the amount of melt material sucked back into the melt outlet channel. The stroke distance of the valve changeover position from the casting start position of the casting piston can, for example, be selected differently for different casting molds that are used interchangeably in the die casting machine. In alternative versions, this can The stroke distance cannot be changed if a variable setting is not required.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird in der Nachfüllphase des Gießvorgangs der Gießkolben in der Ventilumstellposition während einer Stoppdauer angehalten, bevor er weiter bis zu seiner Gießstartposition zurückbewegt wird. Die Stoppdauer für die Rückbewegung des Gießkolbens kann für das Umstellen des Absperrventils von seiner Offenstellung in seine Schließstellung und bei Bedarf für das Öffnen der Gießform genutzt werden. Dadurch kann das Umschalten des Absperrventils in einem Zeitraum erfolgen, in welchem kein bewegter Schmelzefluss im Schmelzeeinlasskanal und somit durch das Absperrventil hindurch vorliegt, sondern das Schmelzematerial im Schmelzeeinlasskanal steht. Die Stoppdauer kann in ihrer zeitlichen Dauer geeignet festgelegt werden, z.B. abhängig von der Zeitdauer, die das Absperrventil für seine Umstellung von der Offenstellung in die Schließstellung benötigt und/oder die zum Öffnen der Gießform benötigt wird, wobei optional auch eine variabel veränderliche Vorgabe der Stoppdauer vorgesehen sein kann. In alternativen Ausführungen wird das Absperrventil von seiner Offenstellung in seine Schließstellung ohne Unterbrechung der Rückbewegung des Gießkolbens umgeschaltet, d.h. ohne dass der Gießkolben in seiner Rückbewegung nach Erreichen seiner Ventilumstellposition vollständig angehalten wird.In one embodiment of the invention, in the refilling phase of the casting process, the casting piston is stopped in the valve changeover position for a stop period before it is moved back further to its casting start position. The stopping time for the return movement of the casting piston can be used to switch the shut-off valve from its open position to its closed position and, if necessary, to open the casting mold. As a result, the shut-off valve can be switched over in a period of time in which there is no moving melt flow in the melt inlet channel and thus through the shut-off valve, but instead the melt material is in the melt inlet channel. The duration of the stop can be set appropriately, e.g. depending on the time that the shut-off valve needs to switch from the open position to the closed position and / or that is required to open the casting mold, with an optionally variable specification of the stop time can be provided. In alternative embodiments, the shut-off valve is switched from its open position to its closed position without interrupting the return movement of the casting piston, i.e. without the casting piston being completely stopped in its return movement after it has reached its valve changeover position.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird in der Nachfüllphase des Gießvorgangs die Gießform mindestens so lange geschlossen gehalten, wie das Absperrventil noch geöffnet ist. Diese Maßnahme hat zur Folge, dass durch die Rückbewegung des Gießkolbens Schmelzematerial in die Gießkammer über den Schmelzeeinlasskanal nachgefüllt wird, jedoch noch keine merkliche Rücksaugung von Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal stattfindet, solange sich das Absperrventil in seiner Offenstellung befindet. Denn da die Gießform noch geschlossen ist und das in der Regel zu diesem Zeitpunkt bereits zumindest teilerstarrte Gussteil enthält, kann über diese keine merkliche Luftmenge in den Schmelzeauslasskanal gelangen, so dass in diesem anfänglichen Abschnitt der Nachfüllphase noch kein Schmelzematerial aus dem Schmelzeauslasskanal in die Gießkammer rückgesaugt wird. In alternativen Ausführungen wird die Gießform bereits geöffnet bzw. jedenfalls mit ihrem Öffnen begonnen, während das Absperrventil noch geöffnet ist.In a further development of the invention, in the refilling phase of the casting process, the casting mold is kept closed at least as long as the shut-off valve is still open. As a result of this measure, melt material is refilled into the casting chamber via the melt inlet channel due to the return movement of the casting piston, but there is still no noticeable sucking back of melt material in the melt outlet channel as long as the shut-off valve is in its open position. Since the casting mold is still closed and the casting usually already contains at least partially solidified cast part, no noticeable amount of air can enter the melt outlet channel via it, so that in this initial section of the refill phase no melt material is sucked back from the melt outlet channel into the casting chamber will. In alternative embodiments, the casting mold is already opened or in any case started to open while the shut-off valve is still open.
In einer Ausgestaltung der Erfindung, die sich insbesondere für den Fall der Verwendung eines Absperrsteuerventils als Absperrventil eignet, wird in der Nachfüllphase des Gießvorgangs mit einem Öffnen der Gießform begonnen, nachdem der Gießkolben seine Gießstartposition erreicht hat. Mit dieser Vorgehensweise erfolgt das Rücksaugen von Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal im Wesentlichen erst dann, wenn der Gießkolben seine Gießstartposition erreicht hat. Durch die Rückbewegung des Gießkolbens von der Ventilumstellposition, bei deren Erreichen das Absperrsteuerventil geschlossen wird, in die Gießstartposition baut der Gießkolben zunächst einen entsprechenden Unterdruck auf, und nach beginnendem Öffnen der Gießform wird dann das Schmelzematerial durch den zugehörigen Unterdruckeffekt in entsprechendem Maß aus dem Schmelzeauslasskanal in die Gießkammer rückgesaugt.In one embodiment of the invention, which is particularly suitable when a shut-off control valve is used as a shut-off valve, the casting mold begins to open in the refill phase of the casting process after the casting piston has reached its casting start position. With this procedure, melt material is sucked back in the melt outlet channel essentially only when the casting piston has reached its casting start position. By moving the casting piston back from the valve changeover position, when the shut-off control valve is reached, into the casting start position, the casting piston first builds up a corresponding negative pressure, and after the casting mold has started to open, the melt material is then drawn out of the melt outlet channel to a corresponding extent by the associated negative pressure effect the casting chamber sucked back.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird in der Nachfüllphase des Gießvorgangs mit einem Öffnen der Gießform begonnen, nachdem der Gießkolben seine Ventilumstellposition erreicht hat und bevor er seine Gießstartposition erreicht hat. Bei dieser Vorgehensweise kann Schmelzematerial bereits während der weiteren Rückbewegung des Gießkolbens in seine Gießstartposition im Schmelzeauslasskanal bzw. aus dem Schmelzeauslasskanal in die Gießkammer rückgesaugt werden. Es versteht sich, dass in entsprechenden Ausführungen mit dem Öffnen der Gießform zu jedem beliebigen Zeitpunkt während der Rückkehrbewegung des Gießkolbens von seiner Ventilumstellposition in seine Gießstartposition begonnen werden kann, in entsprechenden Realisierungen weiter alternativ auch schon bevor der Gießkolben seine Ventilumstellposition erreicht hat und das Absperrventil geschlossen wird.In an alternative embodiment of the invention, an opening of the casting mold is started in the refilling phase of the casting process after the casting piston has reached its valve switching position and before it has reached its casting start position. With this procedure, melt material can already be sucked back into the casting chamber during the further return movement of the casting piston into its casting start position in the melt outlet channel or from the melt outlet channel. It goes without saying that, in corresponding embodiments, the opening of the casting mold can be started at any time during the return movement of the casting piston from its valve changeover position to its casting start position, in corresponding implementations also alternatively even before the casting piston has reached its valve changeover position and the shut-off valve is closed will.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird in der Nachfüllphase des Gießvorgangs der Gießkolben in seiner Ventilumstellposition angehalten und von seiner Ventilumstellposition in seine Gießstartposition weiterbewegt, sobald die Gießform beim Öffnen eine bestimmte Gießkolbentrigger-Formöffnungsposition erreicht hat. In dieser Realisierung wird die weitere Rückbewegung des Gießkolbens nach Anhalten in seiner Ventilumstellposition auf den Öffnungsvorgang der Gießform abgestimmt, speziell derart, dass der Gießkolben erst dann in seine Gießstartposition weiterbewegt wird, wenn sich die Gießform um ein vorgebbares Maß, definiert durch die festgelegte Gießkolbentrigger-Formöffnungsposition, geöffnet hat. Dadurch kann der Vorgang des Rücksaugens von Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal im letzten Abschnitt der Nachfüllphase des Gießvorgangs weiter optimiert werden. In alternativen Ausführungen erfolgt die Rückbewegung des Gießkolbens ohne Berücksichtigung der aktuellen Öffnungsposition der Gießform, soweit dafür anwendungsbedingt kein Bedarf besteht.In a further embodiment of the invention, in the refilling phase of the casting process, the casting piston is stopped in its valve changeover position and moved from its valve changeover position to its casting start position as soon as the casting mold has reached a certain casting piston trigger mold opening position when it is opened. In this implementation, the further return movement of the casting piston after stopping in its valve changeover position is coordinated with the opening process of the casting mold, specifically in such a way that the casting piston is only moved into its casting start position when the casting mold has moved by a predeterminable amount, defined by the specified casting piston trigger. Mold opening position, has opened. This allows the process of the Back suction of melt material in the melt outlet channel in the last section of the refill phase of the casting process can be further optimized. In alternative versions, the return movement of the casting piston takes place without taking into account the current opening position of the casting mold, provided there is no need for this due to the application.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird der Gießkolben von seiner in der Nachfüllphase eines jeweils vorherigen Gießvorgangs erreichten Gießstartposition in einem anfänglichen Vorfüllabschnitt der Formfüllphase eines nächsten Gießvorgangs bei noch nicht vollständig geschlossener Gießform in eine Vorfüllposition vorbewegt, und erst danach wird die Gießform vollständig geschlossen und der Gießkolben von dieser Vorfüllposition in seine Füllendposition weiter vorbewegt. Dadurch kann Luft, die durch das Rücksaugen von Schmelze in der Nachfüllphase des jeweils vorigen Gießzyklus in den vorderen Bereich des Schmelzeauslasskanal gelangt ist, zu Beginn des jeweils aktuellen Gießzyklus zügig über die noch vollständig offene oder zumindest noch teiloffene Form entweichen, bevor dann die Form vollständig geschlossen wird und die eigentliche Formfüllung mit dem Schmelzematerial erfolgt.In a further development of the invention, the casting piston is moved forward from its casting start position reached in the refilling phase of a previous casting process in an initial prefilling section of the mold filling phase of a next casting process with the casting mold not yet completely closed into a prefilling position, and only then is the casting mold completely closed and the casting piston moved forward from this pre-filling position into its filling end position. As a result, air that got into the front area of the melt outlet channel as a result of the back-sucking of melt in the refill phase of the previous casting cycle can quickly escape via the fully open or at least partially open mold at the beginning of the current casting cycle, before the mold is completely open is closed and the actual mold filling takes place with the melt material.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, auf den der Anspruch 9 gerichtet ist und der zusätzlich oder alternativ zum erstgenannten Aspekt des Anspruchs 1 vorgesehen sein kann, wird der Gießkolben in der Gießkammer bei einem Betriebsstart-Gießvorgang in einer Vorfüllphase des Betriebsstart-Gießvorgangs vor der Formfüllphase bei geschlossenem Absperrventil von einer Betriebsstartposition in eine bestimmte Vorfüllposition vorbewegt und anschließend bei geöffnetem Absperrventil in seine Gießstartposition zurückbewegt. Je nach Bedarf und Anwendungsfall kann die Gießform bereits vor oder zu Beginn dieser Vorfüllphase geschlossen werden oder alternativ während der Vorbewegung des Gießkolbens in dieser Vorfüllphase noch offen gehalten und erst vor dem Rückbewegen des Gießkolbens bzw. mit dem Öffnen des Absperrventils geschlossen werden. Im ersteren Fall wird ohne weitere Maßnahmen sichergestellt, dass bei diesem Vorfüllvorgang kein Schmelzematerial unbeabsichtigt über die noch offene Form austreten kann, im letzteren Fall kann Luft, die durch den Vorfüllvorgang aus dem Schmelzeauslasskanal gedrückt wird, rascher über die noch offene Form entweichen.According to a further aspect of the invention, to which
Diese erfindungsgemäße Vorgehensweise stellt eine spezifische Betriebsstartmaßnahme dar, die vorteilhaft zur Anwendung kommen kann, wenn mit einem zyklischen Gießbetrieb der Druckgießmaschine zum zyklischen Gießen einer Mehrzahl gleicher Gussteile mit einer bestimmten Gießform in aufeinanderfolgenden Gießvorgängen bzw. Gießzyklen begonnen wird, z.B. nach Montage der Gießform bzw. des Gießwerkzeugs an der Druckgießmaschine oder nach einem Neustart der Druckgießmaschine mit einer bestimmten montierten Gießform.This procedure according to the invention represents a specific operational start measure that can advantageously be used when a cyclic casting operation of the die casting machine is started for the cyclic casting of a plurality of identical cast parts with a specific casting mold in successive casting processes or casting cycles, e.g. after the casting mold has been assembled or of the casting tool on the die casting machine or after restarting the die casting machine with a certain mounted casting mold.
Mit anderen Worten stellt der Betriebsstart-Gießvorgang einen ersten Gießvorgang bzw. Gießzyklus zum Herstellen des gewünschten Gussteils nach einem Betriebsstart der Maschine dar. Bei einem solchen Betriebsstart befindet sich das Schmelzematerial noch nicht in einem vorderen Bereich des Schmelzeauslasskanals, sondern allenfalls in einem hinteren Bereich des Schmelzeauslasskanals z.B. bis auf Höhe einer Schmelzefüllstandshöhe in der Gießkammer oder eines Schmelzebades, in das ein die Gießkammer enthaltender Gießbehälter eingetaucht ist. Durch den speziellen Betriebsstart-Gießvorgang wird dafür gesorgt, dass das Schmelzematerial auch schon für den ersten von mehreren aufeinanderfolgenden Gießvorgängen nach einem solchen Betriebsstart der Maschine in einem vorderen Bereich des Schmelzeauslasskanals vorliegt, wenn mit der Formfüllphase begonnen wird, indem der Gießkolben aus seiner Gießstartposition heraus in Richtung seiner Füllendposition vorbewegt wird, um das Schmelzematerial in die Gießform zu drücken.In other words, the operating start casting process represents a first casting process or casting cycle for producing the desired cast part after the machine has started operating. When the machine is started up, the melt material is not yet in a front area of the melt outlet channel, but at most in a rear area of the Melt outlet channel, for example, up to the level of a melt filling level in the casting chamber or a melt bath into which a casting container containing the casting chamber is immersed. The special start-of-operation casting process ensures that the melt material is already present in a front area of the melt outlet channel for the first of several successive casting processes after such a start-up of the machine, when the mold filling phase is started by pulling the casting piston out of its casting start position is advanced in the direction of its filling end position in order to press the melt material into the casting mold.
Dazu wird vor dieser Formfüllphase in der Vorfüllphase des Betriebsstart-Gießvorgangs der Gießkolben aus seiner zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Betriebsstartposition zunächst nur in die Vorfüllposition vorbewegt, wobei das Absperrventil geschlossen bleibt, so dass Schmelzematerial aus der Gießkammer in den Schmelzeauslasskanal gedrückt werden kann. Die Vorfüllposition des Gießkolbens bestimmt sich dadurch, dass bei deren Erreichen das Schmelzematerial den Schmelzeauslasskanal in einem gewünschten, vorgebbaren Maß gefüllt hat. Durch das anschließende Öffnen des Absperrventils und die Rückbewegung des Gießkolbens von seiner Vorfüllposition in seine Gießstartposition, die der Betriebsstartposition oder einer weiter vorn liegenden Position des Gießkolbens in der Gießkammer zwischen der Betriebsstartposition und der Vorfüllposition entsprechen kann, wird Schmelzematerial maximal in der Menge, in der es zuvor aus der Gießkammer in den Schmelzeauslasskanal gedrückt wurde, wieder über den Schmelzeeinlasskanal in die Gießkammer nachgefüllt.For this purpose, prior to this mold filling phase in the pre-filling phase of the operation start casting process, the casting piston is initially only moved forward from its operation start position into the pre-fill position, with the shut-off valve remaining closed so that melt material can be pressed out of the casting chamber into the melt outlet channel. The pre-filling position of the casting piston is determined by the fact that, when it is reached, the melt material has filled the melt outlet channel to a desired, predeterminable amount. By subsequently opening the shut-off valve and moving the casting piston back from its pre-filling position to its casting start position, which can correspond to the operating start position or a further forward position of the casting piston in the casting chamber between the operating start position and the pre-filling position, the maximum amount of melt material in which it was previously pressed out of the casting chamber into the melt outlet channel, is refilled into the casting chamber via the melt inlet channel.
Für den anschließenden ersten Gießvorgang nach Betriebsstart der Maschine liegen auf diese Weise die gleichen bzw. ähnliche Verhältnisse hinsichtlich bereits bis zu einem vorderen Bereich des Schmelzeauslasskanals anstehendem Schmelzematerial vor wie für die nachfolgenden weiteren Gießvorgänge im gestarteten Gießbetrieb der Maschine. Mit anderen Worten steht dann bereits für diesen ersten Gießvorgang das Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal bereits bis zu einem vorderen Bereich desselben an, z.B. im gesamten Volumen eines Steigkanalabschnitts und im Volumen eines anschließenden Mundstückkörperabschnitt des Schmelzeauslasskanals bis zum vorderen Endbereich des Mundstückkörpers und damit auch deutlich über dem Badniveau eines zugeordneten Schmelzebades, aus dem das Schmelzematerial der Gießkammer zugeführt wird. Damit ergibt sich der Vorteil, dass sich durch diese einmalige Vorfüllung bei Betriebsstart der für die anschließende eigentliche Formfüllphase benötigte Gießkolbenhub bereits für den ersten Gießzyklus nach Betriebsstart signifikant reduzieren lässt. In alternativen Ausführungen wird anstelle dieser Vorfüllmaßnahme nach Betriebsstart der Maschine der erste Gießvorgang mit entsprechen längerem Gießhub des Gießkolbens durchgeführt als die weiteren Gießvorgänge in der gestarteten Betriebsperiode.For the subsequent first casting process after the machine has started operating, the same or similar conditions with regard to melt material already present up to a front area of the melt outlet channel exist as for the subsequent further casting processes in the started casting operation of the machine. In other words, for this first casting process, the melt material is already available in the melt outlet channel up to a front area of the same, e.g. in the entire volume of a riser channel section and in the volume of an adjoining mouthpiece body section of the melt outlet channel up to the front end area of the mouthpiece body and thus also well above the bath level an assigned melt bath from which the melt material is fed to the casting chamber. This results in the advantage that this one-off pre-filling at the start of operation can significantly reduce the casting piston stroke required for the subsequent actual mold filling phase for the first casting cycle after the start of operation. In alternative embodiments, instead of this pre-filling measure, after the machine has started operating, the first casting process is carried out with a correspondingly longer casting stroke of the casting piston than the further casting processes in the started operating period.
Bei der erfindungsgemäßen Druckgießmaschine sind die Steuereinheit und das Absperrventil dafür eingerichtet, zur Durchführung eines jeweiligen Gießvorgangs in einer Formfüllphase das Absperrventil in eine Schließstellung zu bringen und den Gießkolben in der Gießkammer zum Vorbewegen aus einer Gießstartposition in eine Füllendposition zu steuern, um Schmelzematerial über den Schmelzeauslasskanal in die Gießform zu drücken, und in einer anschließenden Nachfüllphase zunächst das Absperrventil in eine Offenstellung zu bringen und den Gießkolben zum Rückbewegen in die Gießstartposition zu steuern, um der Gießkammer Schmelzematerial über den Schmelzeeinlasskanal zuzuführen.In the die casting machine according to the invention, the control unit and the shut-off valve are set up to bring the shut-off valve into a closed position in order to carry out a respective casting process in a mold filling phase and to control the casting piston in the casting chamber for advancing from a casting start position into a filling end position in order to control melt material via the melt outlet channel into the casting mold, and in a subsequent refilling phase, first of all to bring the shut-off valve into an open position and to control the casting piston to move back into the casting start position in order to feed melt material into the casting chamber via the melt inlet channel.
Weiter sind die Steuereinheit und das Absperrventil dafür eingerichtet, noch in der Nachfüllphase das Absperrventil wieder in seine Schließstellung zu bringen, bevor der Gießkolben durch seine Rückbewegung seine Gießstartposition erreicht hat, und den Gießkolben zum Rücksaugen von Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal durch die weitere Rückbewegung des Gießkolbens zu steuern, und/oder bei einem Betriebsstart-Gießvorgang den Gießkolben zum Vorbewegen in der Gießkammer in einer Vorfüllphase des Betriebsstart-Gießvorgangs vor der Formfüllphase bei geschlossenem Absperrventil von einer Betriebsstartposition in eine Vorfüllposition zu steuern und anschließend das Absperrventil in seine Offenstellung zu bringen und den Gießkolben zum Rückbewegen in seine Gießstartposition zu steuern.Furthermore, the control unit and the shut-off valve are set up to bring the shut-off valve back into its closed position during the refill phase before the casting piston has reached its casting start position by its return movement, and the To control the casting piston for sucking back melt material in the melt outlet channel through the further return movement of the casting piston, and / or in the case of an operating start casting process, the casting piston for moving forward in the casting chamber in a pre-filling phase of the operating start casting process before the mold filling phase with the shut-off valve closed from an operating start position to a pre-filling position to control and then to bring the shut-off valve into its open position and to control the casting piston to move back into its casting start position.
Dadurch eignet sich diese Druckgießmaschine insbesondere zur Durchführung der genannten Aspekte des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens.As a result, this die-casting machine is particularly suitable for carrying out the aforementioned aspects of the operating method according to the invention.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Absperrventil als ein Absperrsteuerventil ausgebildet, und die Steuereinheit ist zur Steuerung des Absperrsteuerventils eingerichtet. Dies ermöglicht eine aktive Steuerung des Absperrventils mittels der Steuereinheit, insbesondere um es im Verlauf eines Gießvorgangs in seine jeweils gewünschte geöffnete bzw. geschlossene Stellung zu verbringen.In a further development of the invention, the shut-off valve is designed as a shut-off control valve, and the control unit is set up to control the shut-off control valve. This enables active control of the shut-off valve by means of the control unit, in particular in order to bring it into its respectively desired open or closed position in the course of a casting process.
In einer Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet die Druckgießmaschine einen von der Steuereinheit angesteuerten Ventil-Aktor zur Betätigung des Absperrsteuerventils. Der Aktor fungiert als Bindeglied zwischen der Steuereinheit und dem Absperrventil und kann je nach Art der Steuereinheit und des Absperrventils geeignet gewählt sein, z.B. von einem elektrischen, magnetischen, hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Typ. Alternativ kann die Ventilbetätigungsfunktionalität z.B. direkt in die Steuereinheit integriert sein.In one embodiment of the invention, the die-casting machine contains a valve actuator activated by the control unit for actuating the shut-off control valve. The actuator acts as a link between the control unit and the shut-off valve and can be suitably selected depending on the type of control unit and shut-off valve, e.g. of an electrical, magnetic, hydraulic, pneumatic or mechanical type. Alternatively, the valve actuation functionality can e.g. be integrated directly into the control unit.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Absperrventil als ein in seine Schließstellung vorgespanntes Rückschlagventil ausgebildet. Dies stellt eine Alternative zur Realisierung als Absperrsteuerventil dar. Das Absperrventil wird in diesem Fall abhängig vom auf selbiges wirkenden Druck des Schmelzematerials gesteuert bzw. betätigt, insbesondere vom Schmelzedruck in der Gießkammer.In a further development of the invention, the shut-off valve is designed as a check valve that is pretensioned into its closed position. This represents an alternative to implementation as a shut-off control valve. In this case, the shut-off valve is controlled or actuated as a function of the pressure of the melt material acting on it, in particular the melt pressure in the casting chamber.
In einer Weiterbildung der Erfindung beinhaltet die Druckgießmaschine eine Ventilsensoreinheit zur Sensierung einer oder mehrerer Messgrößen des Absperrventils. Dies kann z.B. dafür genutzt werden, der Steuereinheit über die Ventilsensoreinheit eine Rückmeldung über die momentane Stellung des Absperrventils zu geben und/oder Ventildiagnoseinformationen bereitzustellen, die darüber informieren, ob das Absperrventil fehlerfrei arbeitet bzw. in welchem Gebrauchszustand es sich befindet und ob es z.B. einer Wartung bedarf.In a further development of the invention, the die-casting machine contains a valve sensor unit for sensing one or more measured variables of the shut-off valve. This can be used, for example, for the control unit via the valve sensor unit to provide feedback on the current position of the shut-off valve and / or to provide valve diagnostic information that provides information on whether the shut-off valve is working properly or in what state of use it is and whether it requires maintenance, for example.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Diese und weitere Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend näher erläutert. Hierbei zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Längsschnittansicht eines vorliegend interessierenden Teils einer Druckgießmaschine mit einem Absperrsteuerventil als Absperrventil,
- Fig. 2
- ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsverfahrens für die Druckgießmaschine von
Fig. 1 ab einem Betriebsstart, - Fig. 3
- die Ansicht von
Fig. 1 bei Betrieb der Maschine gemäß dem Verfahren vonFig. 2 zu Beginn einer Formfüllphase eines ersten Gießzyklus, - Fig. 4
- die Ansicht von
Fig. 3 während der Formfüllphase, - Fig. 5
- die Ansicht von
Fig. 3 nach beendeter Formfüllphase zu Beginn einer Nachfüllphase des ersten Gießzyklus, - Fig. 6
- die Ansicht von
Fig. 3 während der Nachfüllphase, - Fig. 7
- die Ansicht von
Fig. 3 nach beendetem Nachfüllen von Schmelze in die Gießkammer, - Fig. 8
- die Ansicht von
Fig. 3 während einer an die Schmelzenachfüllung anschließenden Schmelzerücksaugung, - Fig. 9
- die Ansicht von
Fig. 3 gegen Ende des ersten Gießzyklus, - Fig. 10
- die Ansicht von
Fig. 3 am Ende der Formfüllphase eines zweiten Gießzyklus, - Fig. 11
- ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsverfahrens für die Druckgießmaschine von
Fig. 1 in einer Variante mit anfänglicher Vorfüllphase nach Betriebsstart, - Fig. 12
- die Ansicht von
Fig. 3 bei Betrieb der Maschine gemäß dem Verfahren vonFig. 11 zu Beginn der anfänglichen Vorfüllphase, - Fig. 13
- die Ansicht von
Fig. 12 zu einem späteren Zeitpunkt der anfänglichen Vorfüllphase mit Schmelzenachfüllung in die Gießkammer, - Fig. 14
- die Ansicht von
Fig. 12 am Ende einer an die anfängliche Vorfüllphase anschließenden Formfüllphase des ersten Gießzyklus in der Verfahrensvariante vonFig. 11 , - Fig. 15
- ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsverfahrens für die Druckgießmaschine von
Fig. 1 in einer Variante mit zyklischer Vorfüllung vor der Formfüllphase eines jeweiligen Gießzyklus und - Fig. 16
- die Ansicht von
Fig. 1 für eine Variante der Druckgießmaschine mit einem Rückschlagventil als Absperrventil.
- Fig. 1
- a schematic longitudinal sectional view of a presently interesting part of a die casting machine with a shut-off control valve as a shut-off valve,
- Fig. 2
- a flow chart to illustrate an operating method for the die casting machine of FIG
Fig. 1 from a start of operation, - Fig. 3
- the view of
Fig. 1 when operating the machine according to the procedure ofFig. 2 at the beginning of a mold filling phase of a first casting cycle, - Fig. 4
- the view of
Fig. 3 during the mold filling phase, - Fig. 5
- the view of
Fig. 3 after the end of the mold filling phase at the beginning of a refilling phase of the first casting cycle, - Fig. 6
- the view of
Fig. 3 during the refill phase, - Fig. 7
- the view of
Fig. 3 after the melt has been refilled into the casting chamber, - Fig. 8
- the view of
Fig. 3 during a melt back suction following the melt replenishment, - Fig. 9
- the view of
Fig. 3 towards the end of the first casting cycle, - Fig. 10
- the view of
Fig. 3 at the end of the mold filling phase of a second casting cycle, - Fig. 11
- a flow chart to illustrate an operating method for the die casting machine of FIG
Fig. 1 in a variant with an initial pre-filling phase after the start of operation, - Fig. 12
- the view of
Fig. 3 when operating the machine according to the procedure ofFig. 11 at the beginning of the initial pre-filling phase, - Fig. 13
- the view of
Fig. 12 at a later point in the initial pre-filling phase with melt refilling in the casting chamber, - Fig. 14
- the view of
Fig. 12 at the end of a mold filling phase of the first casting cycle that follows the initial prefilling phase in the process variant ofFig. 11 , - Fig. 15
- a flow chart to illustrate an operating method for the die casting machine of FIG
Fig. 1 in a variant with cyclical pre-filling before the mold filling phase of a respective casting cycle and - Fig. 16
- the view of
Fig. 1 for a variant of the die casting machine with a check valve as a shut-off valve.
In den
Das Absperrventil 5 ist im Beispiel der
Unter der Steuereinheit 7 sind vorliegend umfassend alle Steuerungselemente der Druckgießmaschine zur Steuerung bzw. Regelung der diversen Komponenten der Maschine zu verstehen, wozu die Steuereinheit 7 je nach Systemausführung eine einzige Steuerungsvorrichtung, in der alle Steuerungsfunktionalitäten integriert sind, oder mehrere einzelne Steuerungsvorrichtungen beinhalten kann, die jeweils spezifische Maschinenkomponenten steuern bzw. regeln und vorzugsweise miteinander in Kommunikationsverbindung stehen. Ebenso kann die Steuereinheit 7 wie üblich mindestens teilweise in Hardware und/oder mindestens teilweise softwaremäßig ausgeführt sein. Lediglich symbolisch sind stellvertretend zur Veranschaulichung aller Maschinensteuerungsfunktionalitäten der Steuereinheit 7 Ansteuerungspfeile 7a, 7b, 7c gezeigt, die von der Steuereinheit 7 zur Gießform 1, zum Gießkolben 3 bzw. zu einer Ventilstange 5d des Absperrventils 5 führen, wobei vorliegend die zu diesen Maschinenkomponenten gehörigen Steuerungsfunktionen primär interessieren. Der Einfachheit halber ist die schematische Darstellung der Steuereinheit 7 nur in
Soweit hierauf im Folgenden nicht näher eingegangen wird, sind sowohl die Steuereinheit 7 als auch die übrigen genannten Maschinenkomponenten von einem an sich herkömmlichen, dem Fachmann geläufigen Aufbau, was daher hier keiner näheren Erläuterung bedarf. Im gezeigten Beispiel ist, wie z.B. aus
Das Absperrventil 5 ist in den gezeigten Beispielen mit einem Ventilgehäusekörper 5a am Gießbehälter 8 gehalten. Am Ventilgehäusekörper 5a, alternativ an anderer Stelle des Gießbehälters 8, befinden sich eine oder mehrere Einlassöffnungen als Eintritt 4a des Schmelzeeinlasskanals 4, d.h. Schmelzematerial 14 kann aus dem Schmelzebad 9 über den Eintritt 4a in den Schmelzeeinlasskanal 4 gelangen. Das Absperrventil 5 befindet sich speziell mit einem feststehenden Ventilsitz 5b und einem beweglichen Ventilschließkörper 5c im Schmelzeeinlasskanal 4, wobei der Ventilschließkörper 5c im gezeigten Beispiel über die Ventilstange 5d axial gegen den Ventilsitz 5b zur Anlage kommend und von diesem weg bewegt werden kann, um das Absperrventil 5 zu schließen bzw. zu öffnen, d.h. zwischen einer z.B. in
In der Maschinenausführung der
Der Schmelzeauslasskanal 6 führt in einer üblichen Weise über einen im Gießbehälter 8 gebildeten Steigkanalbereich bzw. Steigrohrabschnitt 6a aus der Gießkammer 2 heraus und setzt sich anschließend über einen Mundstückkörper 6b bis zum Bereich der Form 1 fort. Dazu ist in ebenfalls herkömmlicher Weise der Mundstückkörper 6b eintrittsseitig an einen Mundstückansatz 11, mit welcher der Steigrohrabschnitt 6a aus dem Gießbehälter 8 ausmündet, angekoppelt und austrittsseitig bis zum Bereich eines Angusskegels 12 in der festen Formhälfte 1a vor einer Gießkavität 13 geführt, die bei geschlossener Gießform 1 von den beiden Formhälften 1a, 1b gebildet ist und abhängig vom herzustellenden Gussteil gestaltet ist.The
In einem anfänglichen Betriebsstadium B1 von
In einem anschließenden Betriebsstadium B2 von
In einem Betriebsstadium B3 von
In einem Betriebsstadium B4 von
Nach Ablauf der Stoppdauer oder Durchfahren der Ventilumstellposition VU bzw. nach dem Schließen des Absperrventils 5 wird der Gießkolben 3 in einem Betriebsstadium B5 von
Dabei wird in der Variante mit dem Absperrsteuerventil 5s dieses gesteuert in seiner Schließstellung VS gehalten, und die Gießform 1 wird noch nicht geöffnet, so dass die weitere Rückbewegung des Gießkolbens 3 eine Saugwirkung über die Gießkammer 2 auf den Schmelzeauslasskanal 6 verursacht. Dadurch entsteht im Bereich des Angusskegels 12 ein Unterdruck, indem sich das Schmelzematerial 14 schon etwas vom vorn liegenden Austritt des Schmelzeauslasskanals 6, im gezeigten Beispiel speziell des Mundstückkörpers 6b, zurückzieht, wie in
In der Variante mit dem Rückschlagventil 5R wird, insoweit abweichend von der bei der Variante mit dem Absperrsteuerventil 5s gewählten obigen, in
Vorzugsweise erfolgt die weitere Rückbewegung des Gießkolbens 3 von der Ventilumstellposition VU in die Gießstartposition GS mit einer Kolbengeschwindigkeit, die merklich geringer als die Kolbengeschwindigkeit ist, mit welcher der Gießkolben 3 zuvor von der Füllendposition FP in die Ventilumstellposition VU zurückbewegt wurde.The further return movement of the
Der Hubabstand der Ventilumstellposition VU zur Gießstartposition GS des Gießkolbens 3 bestimmt das Maß an Rücksaugung von Schmelzematerial 14 im Schmelzeauslasskanal 6, wobei optional vorgesehen sein kann, dass dieser Hubabstand vom Benutzer variabel vorgegeben bzw. eingestellt werden kann.The stroke distance of the valve changeover position VU to the casting start position GS of the
Während im gezeigten Beispiel der Zeitpunkt der Umschaltung des Absperrventils 5 in seine Schließstellung VS zur Beendigung des Nachfüllens von Schmelzematerial 14 aus dem Schmelzebad 9 in die Gießkammer 2 an das Erreichen der Ventilumstellposition VU durch den Gießkolben 3 gekoppelt ist, wird diese Ventilumschaltung in alternativen Ausführungen in anderer Weise ausgelöst, z.B. nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer seit Beginn der Rückbewegung des Gießkolbens 3 aus seiner Füllendposition FP.While in the example shown, the point in time at which the shut-off
In einem Betriebsstadium B6 von
In jedem Fall bleibt jedoch der Schmelzeauslasskanal 6 bis über das Schmelzebadniveau 9a des Schmelzebads 9 hinaus mit Schmelzematerial 14 angefüllt, so dass im nächsten Gießzyklus das Schmelzematerial 14 im Schmelzeauslasskanal 6 nicht wie beim ersten Gießzyklus nach Betriebsstart gemäß
Zur Durchführung des nächsten, zweiten Gießzyklus wird dann in einem Betriebsstadium B8 von
Wie in
Anders gesagt ist ein Hubabstand HA=FP-GS=FP2-GS der Füllendposition FP von der Gießstartposition GS für den zweiten und jeden weiteren Gießzyklus eines entsprechenden aktiven Betriebsintervalls der Maschine geringer als der entsprechende Hubabstand HA=FP-BS=FP1-BS der Füllendposition FP von der Betriebsstartposition GS für den ersten Gießzyklus, wobei der Unterschied durch die Menge an Schmelzematerial 14 bestimmt ist, die nach dem ersten und vor dem zweiten Gießzyklus im Schmelzeauslasskanal 6 oberhalb des Schmelzebadniveaus 9a ansteht. Der Hubunterschied ist in
Diese Verkürzung der Hublänge, die der Gießkolben 3 während der Formfüllphase zurückzulegen hat, ermöglicht entsprechend eine Verkürzung der Zykluszeit, d.h. der Zeitdauer des jeweiligen Gießzyklus, für den zweiten und jeden weiteren Gießzyklus innerhalb des Betriebsintervalls, z.B. um bis zu 5 % oder 10 %. Zudem ist durch das zwischen den Gießzyklen über das Schmelzebadniveau 9a hinaus im Schmelzeauslasskanal 6 verbleibende Schmelzematerial 14 der zu verdrängende Luftanteil im austrittsseitigen Teil des Schmelzeauslasskanals 6 reduziert, wodurch auch die im Gussteil eingeschlossene Luft verringert werden kann, was der Gussteilqualität zugutekommt. Außerdem lassen sich durch die Verkürzung des Gießkolbenhubs die durch die Gießkolbenbewegung in der Gießkammer verursachten Verschleißeffekte für den Gießkolben und die Gießkammer verringern.This shortening of the stroke length that the
Anschließend verläuft die Formfüllphase und die darauffolgende Nachfüllphase des zweiten Gießzyklus in gleicher Weise wie oben zum ersten Gießzyklus erläutert, worauf verwiesen werden kann. Dies ist in
Im gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Absperrsteuerventil 5s als Absperrventil 5 bleibt die Gießform 1 bei entsprechender Betriebsführung während der gesamten Nachfüllphase geschlossen, bis der Gießkolben 3 seine Gießstartposition GS als Startposition für den nächsten Gießzyklus erreicht hat. Das Öffnen der Form 1 erst zu diesem Zeitpunkt führt dann zu dem erwähnten instantanen Rücksaugeffekt. In alternativen Betriebsführungen kann die Gießform 1 früher geöffnet und dadurch der Rücksaugeffekt zeitlich gleichmäßiger gestaltet und/oder abgeschwächt werden. In entsprechenden Betriebsvarianten bleibt hierbei die Gießform 1 mindestens so lange geschlossen, wie das Absperrsteuerventil 5s zwecks Nachfüllen von Schmelzematerial 14 aus dem Schmelzebad 9 in die Gießkammer 2 noch geöffnet ist. Wenn der Gießkolben 3 seine Ventilumstellposition VU erreicht hat und das Absperrsteuerventil 5 dadurch geschlossen wurde, wird die Gießform 1 je nach Bedarf zu einem früheren oder späteren Zeitpunkt der weiteren Rückkehrbewegung des Gießkolbens 3 von der Ventilumstellposition VU in die Gießstartposition GS geöffnet. Sobald mit dem Öffnen der Form 1 begonnen wird, kann vermehrt Luft über den Austritt des Schmelzeauslasskanals 6 in den vorderen Bereich des Schmelzeauslasskanals 6 gelangen und dadurch den dortigen Unterdruckeffekt abschwächen bzw. abmildern.In the embodiment shown with the shut-off
In einer weiteren Betriebsvariante wird der Gießkolben 3 in der Ventilumstellposition VU angehalten, und es wird dann nach Ablauf der Abkühlzeit mit dem Öffnen der Gießform 1 begonnen. Sobald die Gießform 1 beim Öffnen eine bestimmte, variabel oder fest vorgebbare Gießkolbentrigger-Formöffnungsposition erreicht hat, z.B. wenn sich die bewegliche Formhälfte 1b um eine entsprechende vorgebbare Weglänge von der festen Formhälfte 1a wegbewegt hat, wird der Gießkolben 3 von seiner Ventilumstellposition VU in seine Gießstartposition GS weiter zurückbewegt. Dabei ist die Gießkolbentrigger-Formöffnungsposition so gewählt, dass ein Luftzutritt zum Schmelzeauslasskanal 6 über den Angusskegel 12 bzw. die Mundstückdüse möglich ist. Daraus kann dann ein Rücksaugen des Schmelzematerials 14 im vordersten Bereich des Schmelzeauslasskanals 6 in einem relativ gleichmäßigen zeitlichen Verlauf ohne schlagartigen Unterdruckabbau resultieren. Diese Betriebsvariante eignet sich z.B. besonders auch für die Maschinenvariante von
Dazu beginnt diese anfängliche Vorfüllphase in einem Betriebsstadium B2a von
Anschließend wird in einem Betriebsstadium B2b von
Dieser Schmelzenachfüllvorgang kann von einem gewissen weiteren Rücksaugen von Schmelzematerial 14 im Schmelzeauslasskanal 6 begleitet sein, da auch in der geschlossenen Form 1 eine gewisse Luftmenge enthalten ist und die Form 1 eventuell auch nicht vollständig luftdicht ist. Dadurch kann sich entsprechend der Vorfüllpunkt VA, bis zu dem das Schmelzematerial 14 im Schmelzeauslasskanal 6 vorgefüllt ansteht, etwas nach hinten verlagern, wie in
Grundsätzlich ist ein analoger Vorfüllvorgang auch für die Maschinenvariante mit dem Rückschlagventil 5R als Absperrventil 5 möglich. In diesem Fall bleibt das Rückschlagventil 5R durch den Schmelzedruck in der Gießkammer 2 geschlossen, während der Gießkolben 3 von seiner Betriebsstartposition BS bis zu seiner Vorfüllposition VP vorbewegt wird. Wenn anschließend für einen geeigneten Abbau des Überdrucks im Betriebsstadium B2b gesorgt wird, wie oben erwähnt, und dann dafür gesorgt wird, dass ein Rücksaugen von Schmelzematerial im Schmelzeauslasskanal 6 ausreichend erschwert bzw. verlangsamt wird, z.B. durch einen ansteuerbaren Verschluss im Schmelzeauslasskanal 6 und/oder durch ein ausreichend schnelles Rückbewegen des Gießkolbens 3, kann die Rückbewegung des Gießkolbens 3 von der Vorfüllposition VP in seine Gießstartposition GS einen zum Öffnen des Rückschlagventils 5R ausreichenden Unterdruck in der Gießkammer 2 erzeugen, so dass auch in diesem Fall Schmelzematerial aus dem Schmelzebad 9 über den Schmelzeeinlasskanal 4 in die Gießkammer 2 eingesaugt bzw. nachgefüllt werden kann.In principle, an analogous pre-filling process is also possible for the machine variant with the
Nach Beendigung dieser anfänglichen Vorfüllphase wird die Formfüllphase des ersten Gießzyklus gemäß einem Betriebsstadium B2d von
Durch die anfängliche Vorfüllung ergibt sich verglichen mit dem ersten Gießzyklus ohne Vorfüllung, wie bei der in
Somit werden bei der Betriebsvariante von
Der weitere Verlauf des ersten Gießzyklus kann dann demjenigen der Betriebsvariante von
Durch diese zyklische Vorfüllmaßnahme kann das zuvor gemäß den Betriebsstadien B5 bis B7 der Betriebsvariante von
Der Gießkolben 3 wird dann in einem Betriebsstadium B8b von
Durch die zyklische Vorfüllung zu Beginn der Formfüllphase des zweiten und der weiteren Gießzyklen können die Zykluszeit und der Luftanteil im hergestellten Gussteil zusätzlich um ein entsprechendes Maß reduziert werden. In einer entsprechend optimierten Betriebsführung können die Betriebsvarianten der
Die erfindungsgemäße Druckgießmaschine ist wie gezeigt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens eingerichtet. Insbesondere ist dazu die Steuereinheit 7 entsprechend zur Durchführung eines jeweiligen Gießvorgangs konfiguriert, wozu sie in der Formfüllphase den Gießkolben 3 in der Gießkammer 2 zum Vorbewegen aus der Gießstartposition GS in die Füllendposition FP steuert, um das Schmelzematerial 14 über den Schmelzeauslasskanal 6 in die Gießform 1 zu drücken, und dabei im Beispiel der
Weiter können die Steuereinheit 7 und das Absperrventil 5 dafür eingerichtet sein, dass das Absperrventil 5 noch in der Nachfüllphase wieder in seine Schließstellung VS umgestellt wird, bevor der Gießkolben 3 durch seine Rückbewegung seine Gießstartposition GS erreicht hat, und zum Rücksaugen von Schmelzematerial 14 im Schmelzeauslasskanal 6 den Gießkolben 3 weiter rückbewegend zu steuern. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit 7 weiter dafür eingerichtet sein, bei einem Betriebsstart-Gießvorgang, d.h. einem ersten Gießzyklus, den Gießkolben 3 zum Vorbewegen in der Gießkammer 2 in der Vorfüllphase des Betriebsstart-Gießvorgangs vor der Formfüllphase bei geschlossenem Absperrventil 5 von der Betriebsstartposition BS in die Vorfüllposition VS zu steuern, wobei anschließend dafür gesorgt wird, dass das Absperrventil 5 in seine Offenstellung VO gelangt und der Gießkolben 3 zum Rückbewegen in seine Gießstartposition GS gesteuert wird.Furthermore, the control unit 7 and the shut-off
Optional verfügt die Druckgießmaschine wie in den gezeigten Beispielen über eine Ventilsensoreinheit 18 zur Sensierung einer oder mehrerer Messgrößen des Absperrventils 5. Die von der Ventilsensoreinheit 18 erfassten Messwerte bezüglich der jeweiligen Messgröße können bei Bedarf der Steuereinheit 7 zugeführt werden, um dieser eine Steuerungsrückmeldung über die momentane Stellung des Absperrventils 5 zu geben. Zusätzlich oder alternativ können die Messwerte zur Diagnoseauswertung herangezogen werden, um den momentanen Zustand des Absperrventils 5 z.B. hinsichtlich etwaiger Fehlfunktionen zu diagnostizieren und zu erkennen, wenn das Absperrventil 5 einer Wartung bedarf.As in the examples shown, the die casting machine optionally has a
Die Ventilsensoreinheit 18 kann je nach Bedarf und Anwendungsfall einen oder mehrere Sensoren einschließlich optionaler Endschalter mit oder ohne Anbindung an die Steuereinheit 7 umfassen, die wie bereits erwähnt eine gesamte Maschinensteuerung der Druckgießmaschine oder ein Teil dieser Maschinensteuerung sein kann. Die Ventilsensoreinheit 18 kann beispielsweise dafür eingerichtet sein, den Hub des Absperrventils zu messen, um daraus eine Fehlerdiagnose abzuleiten, z.B. ob der Ventilschließkörper 5c abgerissen ist und die Ventilstange 5d bei der Ventilschließbewegung ihre Sollstellung überfährt und/oder ob der Ventilschließkörper 5c seine Geschlossen-Stellung tatsächlich erreicht oder verfrüht stehen bleibt. Die Ventilsensoreinheit 18 kann optional auch einen Kraftsensor in der Ventilstange 5d umfassen, der zum Diagnosemonitoring die Schließkraft bzw. den Anpressdruck und/oder die Öffnungskraft des Ventilschließkörpers 5c misst. Im Fall eines elektrischen oder hydraulischen bzw. pneumatischen Ventilantriebs z.B. über den Ventil-Aktor 16 kann die Ventilsensoreinheit 18 zu diesem Überwachungszweck auch einen Stromsensor bzw. Drucksensor herkömmlicher Bauart umfassen, sei es mit oder ohne Anbindung an die Steuereinheit 7.The
Wie die gezeigten und die weiteren oben erläuterten Ausführungsbeispiele deutlich machen, stellt die Erfindung ein vorteilhaftes Verfahren zum Betrieb einer Druckgießmaschine zur Verfügung, mit dem sich kurze Gießzykluszeiten, ein geringer Luftanteil im Gussteil, eine geringe Verschleißneigung von Gießkolben und Gießkammer durch reduzierten Gießkolbenhub und/oder eine Vermeidung der Schmelztropfenbildung im Angusskegelbereich erzielen lassen. Weiter stellt die Erfindung eine zur Durchführung dieses Betriebsverfahrens geeignete Druckgießmaschine zur Verfügung, bei der es sich insbesondere um eine solche vom Warmkammertyp handeln kann. - - - - - - - - - - - - - - -As the exemplary embodiments shown and those explained above make clear, the invention provides an advantageous method for operating a die casting machine with which short casting cycle times, a low proportion of air in the cast part, a low tendency to wear the casting piston and casting chamber due to a reduced casting piston stroke and / or avoid the formation of melt droplets in the sprue cone area. The invention further provides a die-casting machine which is suitable for carrying out this operating method and which can in particular be of the hot-chamber type. - - - - - - - - - - - - - - -
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