Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Druckgießmaschine mit den weiteren Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Druckgießmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
Druckgießmaschinen, beispielsweise zur Herstellung von Aluminium-Druckgußteilen, haben einen im wesentlichen stets ähnlichen Grundaufbau. eine aus Formhälften sich zusammensetzende Gießform beinhaltet einen der Kontur des späteren Werkstückes entsprechenden Formhohlraum, wobei die Metallschmelze über eine Füllkammer, die mit einem Warmhalteofen für die Schmelze über ein Steig- bzw. Saugrohr in Verbindung steht, in den Formhohlraum eingebracht wird. Das mengenmäßig dosierte Einbringen erfolgt entweder dadurch, daß im Warmhalteofen ein gewisser Überdruck aufgebaut wird, oder aber dadurch, daß in Füllkammer und Formhohlraum ein entsprechend zu bemessendes Vakuum herrscht (vgl. US-PS 3093871, DE-OS 14 58 151).
Dabei ist stets festzustellen, daß sich im Produktionsverlauf sowohl innerhalb der Füllbüchse als auch insbesondere an deren Schnittstelle mit dem angeschlossenen, oben offenen Steigrohr/Saugrohr erkaltete Aluminiumspritzer, Flitter und sonstige Verunreinigungen ablagern. Diese gelangen zum Teil im jeweils nachfolgenden Gießvorgang in die Metallschmelze und lassen letztlich im fertigen Werkstück dessen Qualität und Weiterverarbeitungsmöglichkeiten herabsetzende Gefügebereiche entstehen. Über das Steigrohr/Saugrohr können die Verunreinigungen sogar bis in den Warmhalteofen gelangen und bereits dort zu einer Verunreinigung der Metallschmelze führen. Dies ist insbesondere bei der in der US-Patentschrift 2,955,335 gezeigten Vorrichtung der Fall, bei der Ablagerungen an der Metallschmelzeneinfüllöffnung durch einen in diese eintauchenden Stößel zwar beseitigt werden, wobei diese Ablagerungen dann aber unmittelbar in den Warmhalteofen gelangen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe Zugrunde, eine Betriebsweise für eine Druckgießmaschine aufzuzeigen, die es ermöglicht, die Gefahr der Metallschmelzenverunreinigung drastisch zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Druckgießmaschine ist in Patentanspruch 4 beschrieben.
Zwar ist bereits in der DE 30 41 340 C2 die Rede davon, den Warmhalteofen nach unten abzusenken und seitlich herauszufahren; dies allerdings zu dem Zweck eines erleichterten Ausbaus bzw. Wechsels des Saugrohres. Insoweit sind Anregungen für die erfindungsgemäße Betriebsweise aus dieser Druckschrift nicht ableitbar.
Durch das erfindungsgemäße Abdocken des Steigrohres/Saugrohres von der Füllkammer, vorzugsweise nach jedem Schuß, können Füllkammer und Metallschmelzeneinfüllöffnung von Aluminiumresten durch Spülvorgänge und evt. auch mechanisch gereinigt werden. Das dabei abgedockte, oben offene Steigrohr/Saugrohr ist so vor dem Eintritt von Verunreinigungen geschützt.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt in
Fig. 1 zeigt eine Druckgießmaschine 1 mit zwei Formhälften 2,3, wobei im Bereich einer Trennebene 4 ein die Kontur des späteren Werkstückes bestimmender Formhohlraum 5 eingearbeitet ist.
Die in einem Warmhalteofen 7 befindliche Metallschmelze 6 gelangt über ein Saugrohr 8 in eine Füllkammer 9, die zum Formhohlraum 5 hinführt.
Durch Unterdruckbeaufschlagung mittels hier nicht näher gezeigter Mittel über eine Saugleitung 10 und einen an die Formhälten 2,3 angesetzten Anschluß 11 wird die Metallschmelze 6 aus dem Warmhalteofen 7 in dosierter Menge abgesaugt.
Die Erfindung ist selbstverständlich auch bei einem anderweitigen Einbringen (z.B. Überdruck im Warmhalteofen 7) der Metallschmelze 6 in die Füllkammer 9 anwendbar. Insoweit ist aus dem Ausführungsbeispiel keine Einschränkung der Erfindung ableitbar.
Nach Abschluß der Füll- und Dosierphase setzt sich ein in der Füllkammer axialbeweglich geführter Gießkolben 14, der von einer Kolbenstange 13 über nicht näher gezeigte Mittel angetrieben wird, in Bewegung (Pfeil 12), bis das verbleibende Füllkammer-Volumen vollständig mit Metallschmelze 6 gefüllt ist. Danach wird diese in einer zweiten Bewegungsphase des Gießkolbens 14 in einem "Schuß" in den Formhohlraum 5 eingebracht.
Im Bereich der Ausgangsstellung des Gießkolbens 14 ist an die Füllkammer 9 ein Mehrfunktionsventil 15 angesetzt, welches über eine Zuführleitung 16 mit Schaltventil 17 und Zweigleitungen 16.1, 16.2 mit einem mit trockener Luft gefüllten Tankvolumen 18 und mit einem mit inertem Gas (z.B. Argon, Stickstoff) gefüllten zweiten Tankvolumen 19 in Verbindung steht. Die Verzweigung wird durch ein Vier-Wege-Schaltventil 20 gebildet, welches auch einen mit der Umgebung (Atmosphärendruck) in Verbindung stehenden Anschluß 23 aufweist.
Wie auch aus den weiteren Figuren 2 und 3 hervorgeht, ist im Bereich einer Schnittstelle 24 zwischen Saugrohr 8 und Füllkammer 9 in letzterer eine Metallschmelzen-Einfüllöffnung 25 mit vertikal gerichteter Längsachse 26 vorhanden, in die eine vorzugsweise aus einem Keramikwerkstoff bestehende Füllbuchse 27 eingesetzt ist.
Die Füllkammer 9 ist an dieser Stelle mit einer Planfläche 28 versehen, an die ein endseitiger Flansch 29 des Saugrohres 8 zur Anlage bringbar ist.
Eine zwischen Flansch 29 und einer oberen Abdeckplatte 30 des Warmhalteofens 7 sich abstützende Druckfeder 33 und ein diese umgebendes Wellrohr 34 bewirken, daß das Saugrohr 8 sich federnd an der füllkammerseitigen Planfläche 28 abstützen kann und eine Saugrohr-Durchtrittsöffnung 31 der Abdeckplatte 30 nach außen abgedichtet ist. Am Flansch 29 angebrachte Bürstenelemente 35 bewirken während des seitlichen Verschiebens des Saugrohres 8 oder des Warmhalteofens 7 (Pfeile 36, 37) eine Reinigung der Planfläche 28 bzw. der Füllbuchse 27.
Fig. 3 zeigt das Mehrfunktionsventil 15, welches diametral zur Füllbuchse 27 (gleiche Längsachse 26) und somit auch diametral zur Anschlußstelle des in dünner Vollinie gezeigten Saugrohres 8 in die Wandung der Füllkammer 9 eingesetzt ist.
Das Mehrfunktionsventil 15 weist ein Gehäuse 38 mit einer durchgehenden Bohrung 39 auf, in der ein langgestreckter Stößel 40 geführt ist, der über einen oberen endseitigen Anschluß 41 mit einer Kolbenstange 42 eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders 43 in Verbindung steht.
Eine der Füllkammer 9 zugewandte Stirnfläche 44 des Ventilgehäuses 38 ist mit einer im Querschnitt größeren Ausnehmung 45 versehen, die einen Stößelkopf 46 aufnimmt.
Das Ventilgehäuse 38 weist ferner oberhalb der Ausnehmung 45 eine Ringnut 47 auf, in die die mit den Tankvolumen 18, 19 in Verbindung stehende Zuführleitung 16 einmündet. Ein den Stößel 40 umgebendes und im Ventilgehäuse 38 eingesetztes Dichtungselement 48 sorgt für den Abschluß nach außen.
Eine Stirnfläche 49 des Stößelkopfes 46 ist mit einem Schaltelement (z.B. Thermofühler oder Kontaktschalter) 50 versehen, dessen Anschlußleitung 53 innerhalb des Stößels 40 geführt ist. Befindet sich sonach der Stößelkopf 46 in einer gestrichelt dargestellten mittigen Position, so ist damit eine Füllstandskontrolle der Metallschmelze 6 möglich. Befindet er sich hingegen in der strichpunktiert gezeigten Stellung, in der er in die Füllbuchse 27 hineinragt, so kann dadurch die Füllbuchse 27 gereinigt werden (das Saugrohr 8 ist in diesem Augenblick abgedockt). Gleichzeitig ist in dieser Stellung bei entsprechender maßlicher Zuordnung (Druchmesser) eine Abdichtung nach außen möglich, so daß über die Zuführleitung 16 die gesamte Füllkammer 9 und der Formhohlraum 5 mit getrockneter Luft und/oder inertem Gas gespült und für den nächsten Gießvorgang geschmiert werden können.
Die Abdichtung der Füllbuchse 27 nach außen könnte auch mittels eines Schiebers bewirkt werden, der zwischen abgedocktem Saugrohr 8 und Füllkammer 9 einfahrbar ist und dabei auch ggf. zur Reinigung der füllkammerseitigen Planfläche 28 und des saugrohrseitigen Flansches 29 verwendet werden könnte.
Danach wird der Stößelkopf 46 in seine Ausgangsposition in die Ausnehmung 45 zurückgefahren und gleichzeitig das Saugrohr 8 durch seitliches Verschieben desselben (oder des gesamten Warmhalteofens 7) wieder in Deckung mit der Füllkammeröffnung, d.h. mit der Füllbuchse 27 gebracht. Zur besseren Abdichtung dieser Schnittstelle 24 können auch zusätzliche Kräfte durch taktgesteuerte Motoren (pneumatisch, mechanisch oder magneto-elektrisch), die entsprechend anzuordnen sind, aufgebracht werden.
Die vorstehend geschilderten Arbeitsgänge laufen vorzugsweise nach jedem "Schuß" (Gießvorgang) ab, wenn sich der Gießkolben 14 wieder in seiner in Fig. 1 gezeigten Ausgangstellung befindet.
Wird das Mehrfunktionsventil 15 noch mit einem zusätzlichen Druckschalter 51 mit Anschlußleitung 52 (z.B. in der Ringnut 47 angeordnet) versehen, so lassen sich folgende Funktionen erreichen:
Um das Saugrohr 8 beim Abdocken zuverlässig von der Füllbuchse 27 frei zu bekommen und um gegebenenfalls auch anderweitige Wartungsarbeiten vornehmen zu können, dürfte es darüber hinaus sinnvoll sein, einen axialen Saugrohrhub vorzusehen. Die Mechanismen, um den Warmhalteofen 7 und /oder das Saugrohr 8 horizontal und vertikal zu bewegen, sind hier im einzelnen nicht gezeigt. Die jeweils zu wählenden Hübe bzw. Verschiebewege ergeben sich unter anderem aus den jeweiligen Abmaßen der Komponenten der Druckgießmaschine 1.