DE10061806A1

DE10061806A1 - Verfahren zum Druckgiessen von Metallen

Info

Publication number: DE10061806A1
Application number: DE2000161806
Authority: DE
Inventors: Ulrich F Ortmann
Original assignee: ORTMANN DRUCKGIESTECHNIK GmbH
Current assignee: ORTMANN DRUCKGIESTECHNIK GmbH
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2002-07-04
Also published as: EP1214997A1

Abstract

Die Erfindung beschreibt 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.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Druckgießen von Metallen in einer Gießkammer, mit einem Außenmantel und einem in den Außenmantel eingesetzten und mit ihm insbesondere durch einen Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Gießkammer zur Durchführung des Verfahrens.

Gießkammern der vorstehend genannten Art (DE 44 40 933) werden in erster Linie in Druckgießmaschinen zum Druck gießen von Metallen wie beispielsweise Aluminium, Magne sium und Messing eingesetzt. Dabei werden hauptsächlich horizontale Gießkammern verwendet, die an ihrem einen, maschinenseitigen Ende obenseitig eine Gußmaterialeinfül löffnung und an ihrem anderen, formseitigen Ende, eine Gußmaterialauslaßöffnung aufweisen.

Im Betrieb sind die Gießkammern zum Teil hohen Belastun gen ausgesetzt, die in erster Linie auf die hohen Tempe raturen des Gußmaterials zurückgehen. So herrschen in der Gießkammer zwischen der Maschinenseite, wo das heiße Guß material 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.

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

Um dieser Problematik zu begegnen, wird in der Druck schrift Patent Abstracts of Japan, Volume 10, Nr. 234 (M- 507), 14. August 1986 vorgeschlagen, zwischen dem Innen zylinder und dem Außenmantel der Gießkammer einen Kühl mittelkanal anzuordnen, durch den ein Kühlmittel geleitet wird, um auf diese Weise die wandlungstemperatur im Mit telbereich der Gießkammer zu senken.

Des weiteren 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 gegenüber liegenden Bereich der Gießkammer einen Kühlmittelkanal vorzusehen, um im Einfüllöffnungsbereich Auswaschungen entgegenzuwirken.

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

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.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gießkammer vor dem Einfüllen von Metall auf eine Tempera tur von 450°C bis 600°C vorgeheizt wird. Der Erfindung liegt damit der Gedanke zugrunde, die Gießkammer mög lichst gleichmäßig auf eine so hohe Temperatur vorzuhei zen und dann zu halten, daß sich die Wandungstemperatur beim Druckgießen aufgrund des in die Kammer eingetüllten heißen Metalls nicht oder nur maginal ändert. Auf diese Weise können Verformungen der Gießkammer wirksam verhin dert werden.

Bei einer Gießkammer ist die Aufgabe erfindungsgemäß da durch 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.

Wesentlich hierbei ist, daß das Heizmittel eine gleichmä ßige Erwärmung der Gießkammer auf die vorstehend genann ten Temperaturen ermöglicht. Zur Aufbringung der erfor derlichen Heizleistung kann es schon ausreichend sein, lediglich im Bodenbereich der Gießkammer eine Erwärmung vorzunehmen. Eine schnellere Erwärmung läßt sich erzie len, wenn sich das elektrische Heizmittel über einen grö ßeren Umfangsbereich erstreckt. Dazu kann das elektrische Heizmittel in einem axialen Teilabschnitt der Gießkammer mäanderförmige, in Richtung der Formseite und wieder zu rückverlaufenden Heizstrecken aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, ein elektrisches Heizmittel mit Heizwendeln zu verwenden, die den Innenzylinder umge ben.

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 Grundkör per 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.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfol gende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer einteilig aus geführten Gießkammer gemäß der vorliegenden Er findung 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.

In den Fig. 1 und 2 sind verschiedene Ausführungsfor men einer horizontalen Gießkammer 1 gemäß der vorliegen den Erfindung dargestellt, wie sie in Druckgießmaschinen für das Druckgießen von Metallen wie beispielsweise Alu minium, Magnesium oder Messing verwendet wird. Die Gieß kammern 1 sind einteilig ausgeführt, d. h. in ihrer Axialrichtung nicht unterteilt, und umfassen einen Außen mantel 2 und einen in den Außenmantel 2 eingeschrumpften Innenzylinder 3. An dem maschinenseitigen Ende der Gieß kammer 1 ist eine Einfüllöffnung 4 vorgesehen, durch wel che in den Innenraum des Gießzylinders 1 flüssiges oder verfestigtes Metall eingefüllt bzw. eingelegt werden kann, und an dem anderen, formseitigen Ende der Gießkam mer 1 ist eine nicht dargestellte Auslaßöffnung vorgese hen.

In dem Ringspalt zwischen Außenmantel 2 und Innenzylinder 3 ist bei beiden Ausführungsformen ein elektrisches Heiz mittel 5 vorgesehen, um die Gießkammer 1 auf eine Tempe ratur 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 Heiz mittel 5, von dem in der Zeichnung nur der Heizdraht dar gestellt ist, ist bei den verschiedenen in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen unterschiedlich ausgebildet:
Bei der in Fig. 1 dargestellten Gießkammer 1 liegen die elektrischen Anschlüße des Heizmittels 5 beide am maschi nenseitigen Ende der Gießkammer 1. Der Heizdraht ist da bei nach Art eines zweigängigen Gewindes ausgebildet und besitzt einen ersten Abschnitt 5a, der sich vom Einlaß zum formseitigen Ende der Gießkammer 1 erstreckt, und ei nen zweiten Abschnitt 5b, der sich an den ersten Ab schnitt 5a anschließt und zum maschinenseitigen Ende zu rückläuft.

Bei der in Fig. 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 Heizabschnit ten A, B um den Innenzylinder herum.

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

Claims

1. Verfahren zum Druckgießen von Metall in einer Gieß kammer (1) mit einem Außenmantel (2) und einem in den Außenmantel (2) eingesetzten und mit ihm insbesondere durch Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder (3), da durch gekennzeichnet, daß die Gießkammer (1) vor dem Einfüllen von Metall auf eine Temperatur von 450°C bis 600°C vorgeheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießkammer (1) vor dem Einfüllen von Metall auf eine Temperatur von 450°C bis 550°C vorgeheizt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießkammer (1) vor dem Einfüllen von Metall auf eine Temperatur von 500°C bis 550°C vorgeheizt wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Gießkammer während des Druckgießens auf der Vorheiztemperatur gehalten wird.

5. Gießkammer für das Druckgießen von Metall, mit einem Außenmantel (2) und einem in den Außenmantel (2) ein gesetzten und mit ihm insbesondere durch Schrumpfsitz verbundenen Innenzylinder (3), dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen Außenmantel (2) und Innenzy linder (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.

6. Gießkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß sich das elektrische Heizmittel (5) im we sentlichen über die gesamte axiale Länge der Gießkam mer (1) erstreckt.

7. Gießkammer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das elektrische Heizmittel (5) den In nenzylinder (3) über zumindest einen axialen Teilab schnitt der Gießkammer (1) wendelförmig umgibt.

8. Gießkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Wendel konstant ist.

9. Gießkammer nach einem der Ansprüche 5 bis 8, 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 Gieß kammer (1) erstreckt.

10. Gießkammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse des Heizmittels (5) auf der Maschinenseite der Gießkammer (1) liegen.

11. Gießkammer nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturregelung vorgese hen ist.