DE9305597U1 - Device for guiding the material flow in die casting machines - Google Patents
Device for guiding the material flow in die casting machinesInfo
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Description
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Vorrichtung zur Führung des Materialstroms bei Druckgießmaschinen Device for guiding the material flow in die casting machines
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung des Materialstroms bei Druckgießmaschinen von einem Gießbehälter über eine beheizte Düse mit Mundstück zum Formnest des Werkzeuges einer Druckgießmaschine, wobei das Mundstück in die Mündung des Massekanals der Düse eingesetzt und mit seiner freien Stirnseite an die Mündungswandung des Formnestes andrückbar ist.The invention relates to a device for guiding the material flow in die casting machines from a casting container via a heated nozzle with mouthpiece to the mold cavity of the tool of a die casting machine, whereby the mouthpiece is inserted into the mouth of the mass channel of the nozzle and can be pressed with its free front side against the mouth wall of the mold cavity.
Der Aufbau und das Arbeitsprinzip einer Warmkammerdruckgießmaschine ist wie folgt.The structure and working principle of a hot chamber die casting machine is as follows.
Die Formmasse, beispielsweise Nichteisenmetall oder Magnesium, wird in einem Tiegel des Aggregates erschmolzen, oder gießfertig, d.h. flüssig, in denselben eingefüllt, wobeiThe molding material, for example non-ferrous metal or magnesium, is melted in a crucible of the unit, or filled into it ready for casting, i.e. liquid, whereby
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die Gießeinrichtung aus einem Druckbehälter mit auswechselbarer Druckkammer, einem Kolben, einer Düse und dem Tiegel zur.Aufnahme des Metalls besteht. Die Druckkammer befindet sich innerhalb des Metallbades und gibt in der oberen Totlage des Kolbens die Einfüllbohrungen frei. Beim Niedergehen des Kolbens werden die Einfüllbohrungen geschlossen und die flüssige Formmasse wird durch die Düse in das Formnest des Werkzeuges einer Druckgießmaschine gedrückt. Nach Füllung der Form wird der Kolben hydraulisch nach oben bewegt, wodurch die Einfüllbohrungen wieder frei werden. Nach Erstarren des Gußstückes öffnet sich die Form. Das Gußstück samt Angußzapfen bleibt an der beweglichen Formhälfte und wird am Ende des Öffnungsweges mechanisch ausgestoßen.the casting device consists of a pressure vessel with a replaceable pressure chamber, a piston, a nozzle and the crucible for holding the metal. The pressure chamber is located within the metal bath and opens the filling holes when the piston is in the upper dead position. When the piston goes down, the filling holes are closed and the liquid molding compound is pressed through the nozzle into the mold cavity of the tool of a die casting machine. After the mold has been filled, the piston is moved upwards hydraulically, which frees up the filling holes again. After the casting has solidified, the mold opens. The casting including the sprue remains on the movable mold half and is mechanically ejected at the end of the opening path.
Dieses Verfahren eignet sich in erster Linie für die Herstellung von Druckgußteilen aus Blei-, Zinn-, Zink- und Magnesiumlegierungen. Sein Vorteil liegt im kontinuierlichen Betrieb, der durch die vollautomatische Arbeitsweise ermöglicht wird.This process is primarily suitable for the production of die-cast parts made of lead, tin, zinc and magnesium alloys. Its advantage lies in continuous operation, which is made possible by the fully automatic working method.
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Je nach den zur Anwendung kommenden Werkzeugen, kann sowohl mit feststehender Formhälfte wie auch mit Bewegung der Abreißplatte nach jedem Schuß gearbeitet werden. Beim Arbeiten nach dem Abreißverfahren steht die beheizte Düse mit ihrem Mundstück nur während des eigentlichen Gießvorganges mit dem gekühlten Werkzeug in Verbindung. Die beiden Arbeitsgänge "Abreißen des Angusses" und "Lösen desselben aus der Auswerferhälfte" si.nd zeitlich von einander getrennt. Durch die ermöglichte schwache Neigung des Angußzapfens wird ein Nachtropfen aus der Mundstückspitze verhindert. Außerdem ergibt diese Arbeitsweise eine hohe Sicherheit gegenüber Hängenbleiben des Angußzapfens in der düsenseitigen Formhälfte. Die nur kurzzeitige Verbindung der Düse mit dem Werkzeug erfordert eine relativ schwache zusätzliche Düsenheizung und verhindert damit Überhitzung der Düse, vor allem beim Stillstand der Maschine. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt in einem hohen Verschleiß der Düsen. Gießtechnische Vorteile bieten sich vor allem durch die Tatsache, daß eine Überhitzung der FormmasseDepending on the tools used, it is possible to work with a fixed mold half or with the tear-off plate moving after each shot. When working using the tear-off method, the heated nozzle with its mouthpiece is only connected to the cooled tool during the actual casting process. The two operations "tearing off the sprue" and "releasing it from the ejector half" are separated in time. The slight inclination of the sprue prevents dripping from the mouthpiece tip. This method also provides a high level of safety against the sprue getting stuck in the nozzle-side mold half. The fact that the nozzle is only connected to the tool for a short time requires a relatively weak additional nozzle heater and thus prevents the nozzle from overheating, especially when the machine is at a standstill. The disadvantage of this method is that the nozzles wear out quickly. The advantages of casting technology are primarily due to the fact that overheating of the molding compound
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beim Durchfluß durch die relativ schwach geheizte Düse mit hoher Sicherheit vermieden wird.is avoided with a high degree of certainty when flowing through the relatively weakly heated nozzle.
Es ist auch ein Verfahren mit feststehender Formhälfte bekannt. Die Vorteile liegen dabei im sicheren Düsenverschluß und dem relativ geringen Düsenverschleiß. Allerdings muß in Kauf genommen werden, daß in Folge des dauernden Wärmeflusses von der Düse zum gekühlten Werkzeug diese wesentlich stärker beheizt und das Werkzeug gleichzeitig intensiver gekühlt werden muß.A process with a fixed mold half is also known. The advantages of this are the secure nozzle closure and the relatively low nozzle wear. However, it must be accepted that due to the constant flow of heat from the nozzle to the cooled tool, the latter must be heated much more strongly and the tool must be cooled more intensively at the same time.
Sowohl beim Gießen im Abreißverfahren als auch beim Gießen im Starrverfahren ist nachteilig, daß in jedem Falle dann, wenn die beheizte Düse mit ihrem Mundstück an der Mündungswandung des Formnestes des Werkzeuges anliegt, eine Abkühlung des Mundstückes erfolgt, weil das Werkzeug gekühlt ist, die Düse hingegen elektrisch beheizt ist. Hieraus resultiert ein Temperaturverlust, welcher zum Erstarren der Formmasse im vorderen Teil des Mundstückes führt und der durchThe disadvantage of both tear-off casting and rigid casting is that in each case, when the heated nozzle with its mouthpiece is in contact with the mouth wall of the mold cavity of the tool, the mouthpiece cools down because the tool is cooled, while the nozzle is electrically heated. This results in a loss of temperature, which leads to the solidification of the molding compound in the front part of the mouthpiece and which is caused by
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zusätzliche Beheizung der Düse ausgeglichen werden muß.additional heating of the nozzle must be compensated.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei der der elektrische Engergieaufwand bezüglich der Beheizung der Düse vermindert werden kann.Based on this prior art, the invention is based on the object of creating a device of the generic type in which the electrical energy expenditure for heating the nozzle can be reduced.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Mundstück von der Anlagefläche am Formnest thermisch entkoppelt ist und/oder das Mundstück eine elektrische Heizvorrichtung aufweist.To solve this problem, it is proposed that the mouthpiece is thermally decoupled from the contact surface on the mold cavity and/or that the mouthpiece has an electrical heating device.
Dadurch, daß das Mundstück von der Anlagefläche am Formnest thermisch entkoppelt ist, ist der mögliche Wärmefluß von der Düse zum gekühlten Werkzeug erheblich vermindert, so daß die Düse mit geringerem Energieaufwand auf Soll-Temperatur gehalten werden kann und insgesamt die Materialtemperatur vom Gießbehälter über die Düse und das Mundstück mit geringem Energieaufwand beigehalten werden kann. Durch die thermische Entkopplung wird derBecause the mouthpiece is thermally decoupled from the contact surface on the mold cavity, the possible heat flow from the nozzle to the cooled tool is significantly reduced, so that the nozzle can be kept at the target temperature with less energy expenditure and the overall material temperature from the casting container via the nozzle and the mouthpiece can be maintained with little energy expenditure. The thermal decoupling reduces the
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Temperaturverlust weitgehend unterbunden. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, daß das Mundstück mit einer zusätzlichen elektrischen Heizvorrichtung versehen ist. Auch hierdurch ist es möglich, die eigentliche Düse mit geringerem Energieaufwand zu beheizen, wobei allerdings ein zusätzlicher allerdings kleinerer Energieaufwand zur Beheizung des Mundstückes selbst erforderlich ist. Auch hierdurch wird der Temperaturverlust des Mundstückes zu dem gekühlten Werkzeug vermindert und ausgeglichen. Besonders bevorzugt ist die Kombination beider Maßnahmen.Temperature loss is largely prevented. Additionally or alternatively, the mouthpiece can also be provided with an additional electric heating device. This also makes it possible to heat the actual nozzle with less energy, although additional, albeit smaller, energy is required to heat the mouthpiece itself. This also reduces and compensates for the temperature loss of the mouthpiece to the cooled tool. A combination of both measures is particularly preferred.
Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß zwischen Mundstück und Anlagefläche des Formnestes eine thermische Isolierung angeordnet ist.A preferred further development is seen in the arrangement of thermal insulation between the mouthpiece and the contact surface of the mold cavity.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß das Mundstück an seiner Kontaktfläche mit der Formnestmündungswandung oder Angießbuchse mit thermisch isolierendem Material bestückt oder beschischtet ist oder wenigstens im Bereich dieser Kontaktfläche aus thermisch isolierendem Werkstoff besteht.It is preferably provided that the mouthpiece is equipped or coated with thermally insulating material on its contact surface with the mold cavity mouth wall or sprue bushing or at least consists of thermally insulating material in the area of this contact surface.
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Desweiteren ist bevorzugt vorgesehen, daß als thermisch isolierendes Material oder als Beschichtung Materialien mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Titan, Keramik oder Mischwerkstoffe daraus, eingesetzt ist.Furthermore, it is preferably provided that materials with low thermal conductivity, in particular titanium, ceramic or mixed materials thereof, are used as thermally insulating material or as coating.
Die thermische Isolation kann dadurch erfolgen, daß das Mundstück an der Kontaktfläche zum Werkzeug beschichtet wird oder daß in das Mundstück an der Kontaktfläche ein entsprechendes Teil aus Isoliermaterial eingesetzt wird Um insbesondere beim Gießen im Abreißverfahren zu gewährleisten, daß beim Vorfahren der Düse zum Werkzeug das Mundstück nicht beim Auftreffen auf das Werkzeug beschädigt wird, ist vorzugsweise vorgesehen, daß das thermisch isolierende Material oder die Beschichtung hoch temperaturbelastbar und ausreichend stoßfest ist.Thermal insulation can be achieved by coating the mouthpiece on the contact surface with the tool or by inserting a corresponding part made of insulating material into the mouthpiece on the contact surface. In order to ensure, particularly during casting using the tear-off method, that the mouthpiece is not damaged when the nozzle is moved forward towards the tool, it is preferably provided that the thermally insulating material or coating is resistant to high temperatures and sufficiently shock-resistant.
Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß die Mundstückmantelfläche von einem elektrischen Wendelrohrheizkörper umgeben ist.A preferred further development is that the mouthpiece surface is surrounded by an electric spiral tube heater.
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In an sich bekannter Weise ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Mundstück aus Stahl, insbesondere Edelstahl, besteht.In a manner known per se, it is preferably provided that the mouthpiece is made of steel, in particular stainless steel.
Die Anschlußleitungen der elektrischen Beheizung des Mundstückes können axial über die Düse zum Mundstück geführt werden, so daß auch bei beengtem Einbauraum eine ordnungs- bzw. sachgemäße Anordnung möglich ist.The connecting cables for the electrical heating of the mouthpiece can be routed axially via the nozzle to the mouthpiece, so that a proper and appropriate arrangement is possible even in confined installation spaces.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß die Temperatur der Formmasse vom Gießbehälter bis zum Mundstück mit geringem Energieaufwand beibehalten werden kann, wobei die Temperaturverluste durch den Kontakt zwischen Mundstück und Werkzeug weitestgehend, wenn nicht gar vollständig durch die Isolation des Mundstückes und die Beheizung des Mundstückes selbst ausgeglichen werden kann.The arrangement according to the invention ensures that the temperature of the molding compound from the casting container to the mouthpiece can be maintained with little energy expenditure, whereby the temperature losses due to the contact between the mouthpiece and the tool can be compensated for to a large extent, if not completely, by the insulation of the mouthpiece and the heating of the mouthpiece itself.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and described in more detail below.
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Es zeigt:It shows:
Fig. 1 Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ausschnittweise in Ansicht;Fig. 1 A device according to the invention in detail in view;
Fig. 2 ein Mundstück in Einzeldarstellung im Mittellängsschnitt gesehen.Fig. 2 a mouthpiece in individual representation seen in the middle longitudinal section.
Die Vorrichtung zur Führung der Formmasse des Materialstroms bei Druckgießmaschinen von einem Gießbehälter über eine beheizte Düse 1 mit Mundstück 2 zum Formnest des Werkzeuges 3 einer Druckgießmaschine ist in Figur 1 hinsichtlich der wesentlichen Bestandteile gezeigt. Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung zum Gießen im Abreiß verfahren, bei welchem nach jedem Gießvorgang die Abreißplatte von der Traversenplatte abgehoben und zum nächsten Schuß wieder an die Traversenplatte des Werkzeuges 3 angelegt wird. Das Mundstück 2 liegt mit seiner freien Stirnseite an der Wandung des Werkzeuges 3 im Bereich der MündungThe device for guiding the molding compound of the material flow in die casting machines from a casting container via a heated nozzle 1 with mouthpiece 2 to the mold cavity of the tool 3 of a die casting machine is shown in Figure 1 with regard to the essential components. It is a device for casting using the tear-off method, in which the tear-off plate is lifted off the crossbar plate after each casting process and placed back on the crossbar plate of the tool 3 for the next shot. The mouthpiece 2 lies with its free front side on the wall of the tool 3 in the area of the mouth.
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des Formnestes 4 an. Das Werkzeug weist eine Anzahl von Kühlkanälen 5 auf, die in der Zeichnung nur teilweise und schematisch dargestellt sind.of the mold cavity 4. The tool has a number of cooling channels 5, which are only partially and schematically shown in the drawing.
Zur Vermeidung des Temperaturflusses von der beheizten Düse 1 über das Mundstück 2 zum gekühlten Werkzeug 3 hin ist das Mundstück 2 an seiner Kontaktfläche am Werkstück thermisch von diesem entkoppelt, wobei das Mundstück 2 zusätzlich eine elektrische Heizung 6 aufweisen kann. Zur thermischen Entkopplung ist zwischen Mundstück 2 und Anlagefläche des Werkzeuges (Formnestes) 3 eine thermische Isolierung 7 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist die entsprechende Kontaktfläche des Mundstückes mit thermisch isolierendem Material (bei 7) beschichtet. Als thermisch isolierendes Material kommt beispielsweise Titan, Wolfram oder auch Keramik zum Einsatz. Der Grundwerkstoff des Mundstückes 2 und auch der Düse 1 ist Warmarbeitsstahl. Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich, ist das Mundstück 2 von einem elektrisch betriebenem Wendelrohrheizkörper (6) umgeben, der auf den Mantel des MundstückesTo avoid the flow of temperature from the heated nozzle 1 via the mouthpiece 2 to the cooled tool 3, the mouthpiece 2 is thermally decoupled from the workpiece at its contact surface, whereby the mouthpiece 2 can additionally have an electric heater 6. For thermal decoupling, a thermal insulation 7 is arranged between the mouthpiece 2 and the contact surface of the tool (mold cavity) 3. In the exemplary embodiment, the corresponding contact surface of the mouthpiece is coated with thermally insulating material (at 7). Titanium, tungsten or ceramic, for example, is used as thermally insulating material. The base material of the mouthpiece 2 and also of the nozzle 1 is hot-work steel. As can be seen in particular from Figure 2, the mouthpiece 2 is surrounded by an electrically operated spiral tube heater (6) which is mounted on the casing of the mouthpiece.
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aufgebracht ist. Das in die Mündung des Massekanals der Düse 1 einsetzbare Ende des Mundstückes 2 ist konisch ausgebildet, ebenso wie das im Bereich der Mündung des Massekanals des Werkzeuges 3 zur Anlage bringbare Ende des Munstückes 2.is applied. The end of the mouthpiece 2 that can be inserted into the mouth of the mass channel of the nozzle 1 is conical, as is the end of the mouthpiece 2 that can be brought into contact in the area of the mouth of the mass channel of the tool 3.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.The invention is not limited to the embodiment, but is variable in many ways within the scope of the disclosure.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new individual and combination features disclosed in the description and/or drawing are considered essential to the invention.
Claims (7)
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