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EP 1 057 558 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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01.12.2004 Patentblatt 2004/49 |
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Anmeldetag: 14.04.2000 |
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Nach einem Vakuumverfahren arbeitende Druckgiessmaschine
Vacuum die pressure casting machine
Machine à coulée sous vide sous pression
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Benannte Vertragsstaaten: |
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CH DE FR LI |
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Priorität: |
02.06.1999 DE 19925148
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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06.12.2000 Patentblatt 2000/49 |
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Patentinhaber: Müller Weingarten AG |
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D-88250 Weingarten (DE) |
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Erfinder: |
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- Stummer, Friedrich Georg, Dipl.-Ing.
70736 Fellbach (DE)
- Schwab, Wilfried
88250 Weingarten (DE)
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Vertreter: Patentanwälte
Eisele, Otten, Roth & Dobler |
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Karlstrasse 8 88212 Ravensburg 88212 Ravensburg (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 790 090 US-A- 5 263 531
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US-A- 5 246 055
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckgießmaschine bei der unter Verwendung von
Vakuum die Metalldosierung über ein Saugrohr stattfindet und das angesaugte Metall
aus leicht oxidierbaren Legierungen besteht.
[0002] Zur Vermeidung der Oxidation wird die Zuführung von Schutzgas in einfachster und
funktionssicherer Form vorgeschlagen.
Stand der Technik:
[0003] Im Vakuum-Druckgießverfahren werden insbesondere hochwertige Bauteile hergestellt.
An die Qualität dieser Teile werden hohe Ansprüche gestellt, unter anderem sind Oxide
und Verunreinigung zu vermeiden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Schmelzdosierung durch das Anlegen eines Vakuums über ein im Schmelzbad befindliches
Saugrohr in die Füllkammer erfolgt. Nach erfolgter Dosierung in der Gießkammer schiebt
der Gießkolben die Schmelze in Richtung Druckgießform. Aufgrund der Bewegung des Gießkolben
wird durch den entstehenden freien Ringraum Luft aus der Umgebungsatmosphäre angesaugt
und dringt auch in das Saugrohr ein. Der in der Luft enthaltene Sauerstoff führt zur
Oxidation der Schmelze, insbesondere bei Verarbeitung von Magnesium oder anderen leicht
oxidierbaren Schmelzen. In dem Saugrohr bilden sich Oxide, sog. "Krätze", die bei
jedem Gießzyklus anwachsen und sich im Saugrohr aufbauen. Der Gießprozeß wird negativ
beeinflußt und als Folge wird die Gußteilqualität durch Oxideinschlüsse erheblich
gemindert und auch eine exakte Dosierung ist nicht mehr möglich.
[0004] Zur Vermeidung der Oxidation durch unerwünschten Lufteintritt werden Antioxidationsgase
verwendet. So ist aus der EP 0 462 218 B1 bekannt Schutzgas in den Absaugkasten der
Druckgießmaschine einzuleiten. Zu diesem Zweck wird zusätzlich zu der Vakuumleitung
eine weitere Leitung, zur Einleitung des Schutzgases, installiert. Diese gewählte
Anordnung erfordert eine sehr exakte Abstimmung der Schaltzeiten für die Beendigung
der Vakuumansteuerung und der Einleitung des Schutzgases. Ist dieses nicht gewährleistet
und das unter Druck stehende Schutzgas würde z.B. zu früh zugeschaltet, so besteht
die Gefahr, daß dieses von der noch angesteuerten Evakuiereinrichtung angesaugt wird.
Aus diesem Grunde ist bei der EP 0 462 218 ein spezielles Steuergerät vorgesehen,
wodurch einschließlich der erforderlichen Signalgeber dieser Steuer- bzw. Regelkreis
aufwendig gestaltet werden muß. Ein weiterer Nachteil besteht in der Tatsache, daß
diese Lösung nur im Falle eines angebauten Ansaugkasten realisiert werden kann. Ist
aus räumlichen oder funktionellen Gründen der Einsatz eines Ansaugkastens nicht möglich,
so bietet die EP 0 462 218 keine Lösung an. Auch eine Sichtkontrolle der Schutzgasfunktion
ist bei der vorgeschlagenen Anordnung nicht möglich.
Aufgabe und Vorteil der Erfindung:
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Druckgießmaschine unter Anwendung
des Vakuum-Druckgießverfahrens und insbesondere bei Verarbeitung von leicht oxidierbaren
Schmelzen ein Antioxidationsgas so zuzuführen, daß bei einfachstem Anbau und geringem
Regelaufwand eine hohe Funktionalität gewährleistet ist. Die Aufgabe wird ausgehend
von eine Druckgießmaschine mit einer Schutzgaszuführung nach dem Oberbegriff des Anspruch
1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen
werden vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Druckgießmaschine mit der
Schutzgaszuführung vorgeschlagen.
[0006] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Zuleitung für das Schutzgas
am hinteren Ende der Gießkammer oder des Absaugkastens angebracht wird und das Schutzgas
unmittelbar vor dem Beginn der Kolbenbewegung, während oder nach dem Überfahren der
Dosieröffnung in der Gießkammer über den Ringspalt zwischen Gießkammer und Gießkolbenstange
eingeblasen wird. Dabei ist es vorteilhaft ein Schutzgas zu verwenden, welches spezifisch
schwerer als Luft ist, wie z.B. SF6. Dieses Schutzgas wird unter Ausnutzung der Ansaugwirkung
des sich abbauenden Vakuums und des Abfallens des Schmelzspiegels in das Saugrohr
eingesaugt und füllt den gewünschten Bereich aus. Eine Oxidation im Saugrohr und/oder
der Schmelzenoberfläche wird damit sicher verhindert. Zur Reduzierung des Schutzgasverbrauchs
kann die Zuführung des Schutzgases kurz vor oder während des Beginns der Bewegung
des Gießkolbens geöffnet und nach wenigen Sekunden, wenn genügend Schutzgas zugeführt
ist, wieder geschlossen werden. Hierdurch ist der gesamte Ablauf über ein einfaches
Zeitregelglied regelbar.
[0007] Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß durch die vorgeschlagene Anordnung der
Zufluß von Schutzgas augenfällig überprüfbar ist.
[0008] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der 3 Figuren.
[0009] Diese Figuren zeigen:
- Figur 1:
- Einspritzsystem einer Vakuum-Druckgießmaschine
- Figur 2:
- Einzelheit der Gießkammer mit Absaugkasten
- Figur 3:
- Einzelheit der Gießkammer ohne Absaugkasten
Beschreibung:
[0010] Figur 1 zeigt das Einspritzsystem 1 einer Vakuum-Druckgießmaschine welches über Anker
2 mit der festen Aufspannplatte 3 verbunden ist. Zwischen fester Aufspannplatte 3
und Ständerteil 4 des Einspritzsystem 1 ist der Warmhalteofen 5 für die flüssige Schmelze
angeordnet. Das unterhalb der Schmelzoberfläche in den Warmhalteofen 5 eintauchende
Saugrohr ist mit 6 bezeichnet. Das obere Ende von Saugrohr 6 ist mit Gießkammer 7
verbunden. In der Gießkammer 7 befindet sich Gießkolben 8, der mit Gießkolbenstange
9 verbunden ist. Gießkolbenstange 9 ist mit dem eigentlichen Gießaggregat 10 verbunden.
[0011] Eine vergrößerte Darstellung eines Details der erfindungsgemäßen Druckgießmaschine
in zwei verschiedenen Ausführungsformen zeigen die Figuren 2 und 3. In der Gießkammer
7 ist ein Gießkolben 8 in einer Position, die dem Überfahren der Ansaugöffnung 11
des Ansaugrohres 6 entspricht. Durch das Verfahren aus der Endlage ist somit ein freier
Ringspalt 13 zwischen Kolbenstange 9 und Absaugkasten 12 entstanden. Über die Zuleitung
14 kann das Antioxidationsgas zum Saugrohr 6 und damit der Schmelze zugeführt werden.
Zu diesem Zwecke muß nur ein nicht näher gezeigtes Ventil geöffnet und je nach gewünschter
Zeitdauer über ein Zeitglied geschlossen werden. Der Beginn der Gaszuführung ist frei
wählbar und kann z.B. durch den Start der Verfahrbewegung des Gießkolbens 8 ausgelöst
werden. Da sich zu diesem Zeitpunkt der Durchmesser des Gießkolben noch in der Dichtungsposition
im Absaugkasten 12 befindet, ist ein unerwünschter Luftzutritt ausgeschlossen.
[0012] Die Figur 3 unterscheidet sich von der Figur 2 nur dadurch, daß kein Absaugkasten
angebaut ist. Das Antioxidationsgas wird direkt über Zuleitung 14 in die Füllkammer
7 und damit in das Saugrohr 6 eingeleitet.
[0013] Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen des geltenden
Anspruches 1.
[0014] So kann z.B. das Rohr 14 aus mehreren im Endbereich düsenartig ausgebildeten Rohrstücken
mit gemeinsamer Versorgungsleitung bestehen, wobei eine ringförmige Anordnung eine
vorteilhafte Ausführungsform darstellt. Weiterhin kann die Schutzgaszuführung über
einen Ringkanal mit entsprechenden Austrittsöffnungen erfolgen, wobei der Ringkanal
aus einem oder mehreren Segmentstücken bestehen kann.
- 1
- Einspritzsystem
- 2
- Anker
- 3
- Aufspannplatte
- 4
- Ständerteil
- 5
- Warmhalteofen
- 6
- Saugrohr
- 7
- Gießkammer
- 8
- Gießkolben
- 9
- Gießkolbenstange
- 10
- Gießaggregat
- 11
- Ansaugöffnung
- 12
- Absaugkasten
- 13
- Ringspalt
- 14
- Gaszuleitung
1. Druckgießmaschine mit einer Vorrichtung zur Einleitung von Schutzgas, bei der die
Schmelzdosierung mittels Evakuieren aus einem Warmhalteofen (5) über ein Saugrohr
(6) zu einer Gießkammer (7) mit Gießkolben (8) erfolgt, wobei der Gießkolben (8) über
eine Gießkolbenstange (9) von einem Gieß- bzw. Antriebsaggregat (10) betätigt wird
und die Gaszuleitung (14) für das Schutzgas außerhalb der Gießkammer (7) angeordnet
ist und wobei die Gaszuleitung (14) für das Schutzgas entweder an dem dem Gießaggregat
(10) zugewandten Endbereich der Gießkammer (7) direkt oder über einen dort vorgesehenen
Absaugkasten (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kolbenstange (9) des Gießkolbens (8) und der Gießkammer (7) oder zwischen
der Kolbenstange (9) und dem Absaugkasten (12) ein endseitiger Ringspalt (13) vorgesehen
ist, welcher sich bei der Betätigung des Gießkolbens (8) öffnet und eine Verbindung
zwischen der Umgebungsluft und dem Saugrohr (6) herstellt, wobei das Schutzgas aus
der Gaszuleitung (14) durch den Ringspalt (13) einblasbar ist.
2. Druckgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuleitung (14) aus einem Rohr oder mehreren Rohren mit düsenartigen Endstücken
oder einem Ringkanal besteht.
3. Druckgießmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Gaszuleitung (14) aus nur einer Zuführleitung besteht.
4. Druckgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzgaseinleitung mittels eines Zeitgliedes steuerbar ist.
5. Druckgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt und die Zeitdauer der Schutzgaseinleitung frei wählbar sind.
1. A pressure die-casting machine having a device for the introduction of shielding gas,
with which the metering of the molten material takes place by means of evacuation
from a holding furnace (5) via a suction pipe (6) to a casting chamber (7) with a
casting plunger (8), wherein the plunger (8) is actuated via a plunger rod (9) of
a casting or drive unit (10) and the gas supply pipe (14) for the shielding gas is
disposed outside the casting chamber (7) and wherein the gas supply pipe (14) for
the shielding gas is disposed either at the end region of the casting chamber (7)
closer to the casting unit (10) directly or via a suction box (12) provided there,
characterised in that an end annular gap (13) is provided between the plunger rod (9) of the plunger (8)
and the casting chamber (7) or between the plunger rod (9) and the suction box (12)
and opens upon the actuation of the plunger (8) and produces a connection between
the ambient air and the suction pipe (6), whereby the shielding gas can be blown out
of the gas supply pipe (14) through the annular gap (13).
2. A pressure die-casting machine according to Claim 1,
characterised in that the gas supply pipe (14) consists of a pipe or several pipes having nozzle-type end
pieces or a ring channel.
3. A pressure die-casting machine according to Claims 1 and 2,
characterised in that the gas supply pipe (14) consists of just one feed pipe.
4. A pressure die-casting machine according to Claim 1,
characterised in that the introduction of shielding gas can be controlled by means of a timing element.
5. A pressure die-casting machine according to Claim 1,
characterised in that the time point and the time duration of the introduction of shielding gas can be
freely chosen.
1. Machine de coulée sous pression comportant un dispositif d'introduction de gaz protecteur,
dans laquelle le dosage de la masse fondue a lieu par vide d'air depuis un four d'attente
(5) vers une chambre de coulée (7) avec piston d'injection (8) en passant par une
conduite d'aspiration (6), le piston d'injection (8) étant actionné par un groupe
d'injection ou d'entraînement (10) par l'intermédiaire d'une tige de piston d'injection
(9) et la conduite d'arrivée de gaz (14) pour le gaz protecteur étant agencée à l'extérieur
de la chambre de coulée (7), et la conduite d'arrivée de gaz (14) pour le gaz protecteur
étant agencée directement sur la zone d'extrémité, orientée vers le groupe d'injection
(10), de la chambre de coulée (7) ou bien par l'intermédiaire d'un caisson d'aspiration
(12) prévu à cet endroit,
caractérisée en ce que, entre la tige de piston (9) du piston d'injection (8) et la chambre de coulée (7)
ou entre la tige de piston (9) et le caisson d'aspiration (12), il est prévu un passage
annulaire (13) d'extrémité, lequel s'ouvre lors de l'actionnement du piston de coulée
(8) et établit une communication entre l'air environnant et la conduite d'aspiration
(6), le gaz protecteur pouvant être aspiré depuis la conduite d'arrivée de gaz (14)
à travers le passage annulaire (13).
2. Machine de coulée sous pression selon la revendication 1,
caractérisée en ce que la conduite d'arrivée de gaz (14) est constituée d'un tube ou de plusieurs tubes
comportant des éléments d'extrémité en forme de buse ou d'un canal annulaire.
3. Machine de coulée sous pression selon la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce que la conduite d'arrivée de gaz (14) est constituée d'une seule conduite d'amenée.
4. Machine de coulée sous pression selon la revendication 1,
caractérisée en ce que l'introduction de gaz protecteur peut être commandée au moyen d'un système de temporisation.
5. Machine de coulée sous pression selon la revendication 1,
caractérisée en ce que l'instant et la durée de l'introduction de gaz protecteur peuvent être choisis librement.