Nach einem Vakuumverfahren arbeitende Druckgiessmaschine

Beschreibung

[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

Ansprüche

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.

Claims

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.

Revendications

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.

Zeichnung