Giesskammer für das Druckgiessen von Metallen

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf eine Gießkammer für das Druckgießen von Metall, mit einem Außenmantel (2) und einem in den Außenmantel (2) eingesetzten und mit ihm insbesondere durch Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder (3), welche dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen Außenmantel (2) und Innenzylinder (3) wenigstens ein elektrisches Heizmittel (5) zur Vorwärmung der Gießkammer (1) vorgesehen ist, das sich zumindest über einen Teil der axialen Länge der Gießkammer (1) erstreckt.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießkammer für das Druckgießen von Metallen, mit einem Außenmantel und einem in den Außenmantel eingesetzten und mit ihm insbesondere durch einen Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder.

[0002] Gießkammern der vorstehend genannten Art (DE 44 40 933) werden in erster Linie in Druckgießmaschinen zum Druckgießen von Metallen wie beispielsweise Aluminium, Magnesium und Messing eingesetzt. Dabei werden hauptsächlich horizontale Gießkammern verwendet, die an ihrem einen, maschinenseitigen Ende obenseitig eine Gußmaterialeinfüllöffnung und an ihrem anderen, formseitigen Ende, eine Gußmaterialauslaßöffnung aufweisen.

[0003] Im Betrieb sind die Gießkammern zum Teil hohen Belastungen ausgesetzt, die in erster Linie auf die hohen Temperaturen des Gußmaterials zurückgehen. So herrschen in der Gießkammer zwischen der Maschinenseite, wo das heiße Gußmaterial in die Gießkammer eingefüllt wird, und der Formseite, an der das Gußmaterial die Gießkammer verläßt, Temperaturunterschiede von bis zu 300°C, die dazu führen können, daß sich die Gießkammer bananenförmig verzieht.

[0004] Ein weiteres Problem besteht darin, daß aufgrund der unterschiedlichen Füllhöhen des Gußmaterials die Gießkammer beim Druckgießen unterschiedlich heiß wird, mit der Folge, daß sie sich unrund verformt. Weiterhin werden beim Einfüllvorgang unterhalb der Einfüllöffnung Temperaturen von deutlich mehr als 600°C erzielt. Bei dieser Temperatur können Eisenatome aus der Oberfläche des Gießkammer-Stahlkörpers diffundieren, wodurch die Oberfläche spröde wird und abplatzt, so daß Auswaschungen entstehen.

[0005] Um dieser Problematik zu begegnen, schlägt der Artikel "Cooled die casting hot sleeve" Research Disclosure, GB, Industrial Opportunies Limited Havant, Nr. 321, 1. Januar 1991, S. 73 XP 000164457 vor, in dem der Gußmaterialöffnung gegenüberliegenden Bereich der Gießkammer einen Kühlmittelkanal vorzusehen und so Auswaschungen im Einfüllöffnungsbereich entgegenzuwirken.

[0006] Aus der WO99/50007 ist weiterhin bekannt, eine Gießkammer durch Heizelemente zu erwärmen, um das Metall in einem flüssigen Zustand zu halten. Die Heizelemente sind dabei in Form von Manschetten um die Gießkammer gelegt.

[0007] Keine der bekannten Maßnahmen ist geeignet, die Gesamtproblematik, die mit den hohen Temperaturen und Temperaturunterschieden in Gießkammern verbunden ist, zu beheben.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gießkammer der eingangs genannten Art so auzubilden, daß Verformungen aufgrund von Temperaturspannungen sowie Auswaschungen im Bereich der Einfüllöffnung weitgehend verhindert werden.

[0009] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen Außenmantel und Innenzylinder wenigstens ein elektrisches Heizmittel zur Vorwärmung der Gießkammer vorgesehen ist, das sich zumindest über einen Teil der axialen Länge der Gießkammer erstreckt.

[0010] Der Erfindung liegt damit der Gedanke zugrunde, die Gießkammer möglichst gleichmäßig auf eine so hohe Temperatur (450°C bis 600°C) vorzuheizen und dann zu halten, daß sich die Wandungstemperatur beim Druckgießen aufgrund des in die Kammer eingefüllten heißen Metalls nicht oder nur marginal ändert. Auf diese Weise können Verformungen der Gießkammer wirksam verhindert werden.

[0011] Wesentlich hierbei ist, daß das zwischen einem Außenmantel und dem Innenzylinder angeordnete elektrische Heizmittel eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung der Gießkammer auf die gewünschten Temperaturen ermöglicht. Zur Aufbringung der erforderlichen Heizleistung kann es schon ausreichend sein, lediglich im Bodenbereich der Gießkammer eine Erwärmung vorzunehmen. Eine schnellere Erwärmung läßt sich erzielen, wenn sich das elektrische Heizmittel über einen größeren Umfangsbereich erstreckt. Dazu kann das elektrische Heizmittel in einem axialen Teilabschnitt der Gießkammer mäanderförmige, in Richtung der Formseite und wieder zurückverlaufenden Heizstrecken aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, ein elektrisches Heizmittel mit Heizwendeln zu verwenden, die den Innenzylinder umgeben.

[0012] In an sich bekannter Weise kann die Gießkammer axial in einen Grundkörper und eine die Einfüllöffnung für das Gußmaterial aufweisende Wechselbuchse unterteilt sein. In diesem Fall sollte das Heizmittel zumindest im Grundkörper vorgesehen sein, wobei in der Wechselbuchse ebenfalls ein Heizmittel vorgesehen sein kann, aber nicht muß. Das Heizmittel in der Wechselbuchse kann entweder unabhängig von dem Heizmittel im Grundkörper elektrisch versorgt werden, oder mit dem Heizmittel im Grundkörper elektrisch verbunden sein. Im übrigen kann ein Regelkreis für die Temperatur vorgesehen sein.

[0013] Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1

eine erste Ausführungsform einer einteilig ausgeführten Gießkammer gemäß der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht mit einem wendelförmig ausgebildeten Heizmittel und

Fig. 2

eine zweite Ausführungsform einer einteilig ausgebildeten Gießkammer gemäß der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht mit mäanderförmigen Heizstrecken.

[0014] In den Figuren 1 und 2 sind verschiedene Ausführungsformen einer horizontalen Gießkammer 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, wie sie in Druckgießmaschinen für das Druckgießen von Metallen wie beispielsweise Aluminium, Magnesium oder Messing verwendet wird. Die Gießkammern 1 sind einteilig ausgeführt, d. h. in ihrer Axialrichtung nicht unterteilt, und umfassen einen Außenmantel 2 und einen in den Außenmantel 2 eingeschrumpften Innenzylinder 3. An dem maschinenseitigen Ende der Gießkammer 1 ist eine Einfüllöffnung 4 vorgesehen, durch welche in den Innenraum des Gießzylinders 1 flüssiges oder verfestigtes Metall eingefüllt bzw. eingelegt werden kann, und an dem anderen, formseitigen Ende der Gießkammer 1 ist eine nicht dargestellte Auslaßöffnung vorgesehen.

[0015] In dem Ringspalt zwischen Außenmantel 2 und Innenzylinder 3 ist bei beiden Ausführungsformen ein elektrisches Heizmittel 5 vorgesehen, um die Gießkammer 1 auf eine Temperatur von 450°C - 600°C, vorzugsweise 450°C - 550°C und insbesondere 500°C - 550°C gleichmäßig vorzuwärmen, bevor Metall in die Gießkammer eingeführt wird, und auf diese Weise Verformungen der Gießkammer 1, die sonst aufgrund von Temperaturunterschieden auftreten, zu verhindern bzw. diesen zumindest entgegenzuwirken. Das elektrische Heizmittel 5, von dem in der Zeichnung nur der Heizdraht dargestellt ist, ist bei den verschiedenen in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen unterschiedlich ausgebildet:

[0016] Bei der in Fig. 1 dargestellten Gießkammer 1 liegen die elektrischen Anschlüsse des Heizmittels 5 beide am maschinenseitigen Ende der Gießkammer 1. Der Heizdraht ist dabei nach Art eines zweigängigen Gewindes ausgebildet und besitzt einen ersten Abschnitt 5a, der sich vom Einlaß zum formseitigen Ende der Gießkammer 1 erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 5b, der sich an den ersten Abschnitt 5a anschließt und zum maschinenseitigen Ende zurückläuft.

[0017] Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform liegen die Anschlüsse des Heizmittels ebenfalls beide auf der Einlaßseite der Gießkammer. Der Heizdraht erstreckt sich jedoch hier mäanderförmig mit von der Maschinenseite zu der Formseite und wieder zurückverlaufenden Heizabschnitten A, B um den Innenzylinder herum.

[0018] In an sich bekannter Weise kann die Gießkammer auch axial unterteilt ausgebildet sein, wobei sie dann einen Grundkörper und eine daran maschinenseitig anschließbare Wechselbuchse mit der Einfüllöffnung aufweist. In diesem Fall ist zumindest in dem Grundkörper ein Heizdraht vorgesehen, wobei in der Wechselbuchse ebenfalls eine Heizung ausgebildet sein kann, aber nicht muß.

Ansprüche

1. Gießkammer für das Druckgießen von Metall, mit einem Außenmantel (2) und einem in den Außenmantel (2) eingesetzten und mit ihm insbesondere durch Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder (3), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Außenmantel (2) und Innenzylinder (3) wenigstens ein elektrisches Heizmittel (5) zur Vorwärmung der Gießkammer (1) vorgesehen ist, das sich zumindest über einen Teil der axialen Länge der Gießkammer (1) erstreckt.

2. Gießkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elektrische Heizmittel (5) im wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Gießkammer (1) erstreckt.

3. Gießkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Heizmittel (5) den Innenzylinder (3) über zumindest einen axialen Teilabschnitt der Gießkammer (1) wendelförmig umgibt.

4. Gießkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Wendel konstant ist.

5. Gießkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elektrische Heizmittel (5) zumindest in einem axialen Teilabschnitt der Gießkammer (1) mäanderförmig mit in Richtung der Formseite und wieder zurück verlaufenden Abschnitten (A, B) um wenigstens einen Teil des Umfangs der Gießkammer (1) erstreckt.

6. Gießkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse des Heizmittels (5) auf der Maschinenseite der Gießkammer (1) liegen.

7. Gießkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturregelung vorgesehen ist.

Zeichnung