DE2425067A1 - Dosing unit for delivering molten metal, esp. magnesium - to hot-chamber pressure die casting machines - Google Patents
Dosing unit for delivering molten metal, esp. magnesium - to hot-chamber pressure die casting machinesInfo
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Abstract
Description
"Gießeinrichtung, insbesondere zum Vergießen von Magne siuml egi erungen auf Warmkammer-DruckgieXmaschinen" Beim Vergießen von Magnesium auf Warmkammer-Druckgießmaschinen soll die Oberfläche des flüssigen Metalls im Tiegel immer auf dem gleichen Niveau gehalten werden, weil ansonsten die Gußqualität aufgrund vermehrter Oxydeinschlüsse gemindert wird und Produktionsstörungen durch Düsenverschluß und Produktionsunterbrechungen aufgrund verstopfter Zulaufbohrungen im Gießbehälter eintreten können. Hinzu kommt, daß dann die Gußteile im Gefüge schlecht sind, weil der Gießkolbenweg aufgrund des größeren Luftanteils im Gießbehälter für die Metallförderung nicht ausreicht, so daß die Form nicht völlig gefüllt wird bzw. der erforderliche Nachdruck nicht aufgebracht werden kann. Außerdem wird bei schwankendem Niveau der Schmelze deren Temperatur schwanken, was die Gußqualität gleichfalls ungünstig beeinflußt. "Casting device, especially for casting magnesium egi erungen on hot chamber die casting machines "When casting magnesium on hot chamber die casting machines the surface of the liquid metal in the crucible should always be at the same level because otherwise the casting quality due to increased oxide inclusions is reduced and production disruptions due to nozzle closure and production interruptions can occur due to clogged inlet bores in the casting container. Come in addition, that then the cast parts are bad in structure because the Gießkolbenweg due to the larger proportion of air in the casting container is not sufficient for the metal conveyance, so that the mold is not completely filled or that the necessary holding pressure is not applied can be. In addition, if the level of the melt fluctuates, its temperature will increase fluctuate, which also adversely affects the casting quality.
Auch wird der Schutzgasverbrauch beachtlich ansteigen, wenn das Niveau der Schmelze unter ein bestimmtes Niveau absinkt.Also, the shielding gas consumption will increase considerably if the level the melt drops below a certain level.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, die auf fende Überwachung und Einregulierung des Niveaus der Schmelze im Tiegel entbehrlich zu machen.The invention is based in particular on the object on fende Monitoring and adjustment of the level of the melt in the crucible is no longer necessary do.
Das erstrebte Ziel wird bei einer Gießeinrichtung, insbesondere zum Vergießen von Magnesiumlegierungen auf Warmkammer-Druckgieß maschinen erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß oberhalb der Druckkammer ein mit ihr verbundener, an den Schmelztiegel über eine Leitung angeschlossener ueberlauf vorhanden ist und daß zwischen Schmelztiegel und Druckkammer eine Metall-Zuführungsleitung vorgesehen ist und daß die Druckkammer durch Gasdruck auf wenigstens einen Teil der Schmelze im Schmelztiegel füllbar ist.The desired goal is at a casting device, in particular for Casting of magnesium alloys on hot chamber die casting machines according to the invention achieved in that above the pressure chamber a connected to it, to the crucible There is an overflow connected via a line and that between the crucible and pressure chamber a metal supply line is provided and that the pressure chamber can be filled by gas pressure to at least part of the melt in the crucible.
Dabei empfiehlt es sich, zwischen Druckkammer und Überlauf einen Schmelzsumpf anzubringen, der an die Druckkammer über Einlaufschlitze angeschlossen ist, welche beim Vorschub des Druckkolbens verschließbar sind.It is advisable to have a melt sump between the pressure chamber and the overflow to be attached, which is connected to the pressure chamber via inlet slots, which can be closed when the pressure piston is advanced.
Besonders günstig ist es, wenn die Druckkammer in einem außerhalb des Schmelztiegels angeordneten beheizbaren Behälter vorgesehen ist, wobei zumindest der Überlauf oberhalb des höchsten Niveaus der Schmelze im Schmelztiegel liegt. Ratsam ist es ferner, wenn im Tiegel eine unter Gasdruck setzbare Füllkammer vorhanden ist, die bis auf eine öffen- und verschließbare Öffnung zur Schmelze und die Einmündung der Metallzuführungsleitung zur Druckkammer und die Einmündung einer Druckgasleitung verschlossen ist.It is particularly advantageous if the pressure chamber is in an outside of the crucible arranged heatable container is provided, wherein at least the overflow is above the highest level of the melt in the crucible. It is also advisable if the crucible has a filling chamber that can be pressurized with gas is, except for an openable and closable opening to the melt and the confluence the metal supply line to the pressure chamber and the junction of a pressure gas line is locked.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Metallzuführungsleitung als Steigrohr ausgebildet, welches oberhalb der Druckkammer, vornehmlich oberhalb des Metallsumpfes in den diesen Metallsumpf aufnehmenden Raum mündet. Außerdem ist der Füllkammer ein vornehmlich pneumatisch betätigbares, die Öffnung zur Schmelze freigebendes oder verschließendes Ventil zugeordnet.In a preferred embodiment, the metal feed line is designed as a riser pipe, which is above the pressure chamber, primarily above the metal sump opens into the space receiving this metal sump. Also is the filling chamber is mainly pneumatically operated, the opening to the melt assigned releasing or closing valve.
Ferner führt in die Füllkammer eine unter Überdruck stehende, vornehmlich Schutzgas führende Leitung.Furthermore, an overpressure, primarily one, leads into the filling chamber Protective gas line.
Von Vorteil ist es im übrigen, wenn eine die Menge des in die Füllkammer zugeführten Gases bestimmende Steuereinrichtung vorhanden ist.It is also advantageous if the amount of the in the filling chamber supplied gas determining control device is present.
Die erfindungsgemäße Gießeinrichtung gewährleistet, daß stets gleichbleibende Metallmengen in die Druckkammer bis hin zum Auslaß in der Düse gelangen, und zwar unabhängig vom Niveau der Schmelze innerhalb des Tiegels, wobei ein Minimum von Schutzgas verbraucht wird und auch stets der notwendige Nachdruck aufgebracht werden kann.The pouring device according to the invention ensures that constant Metal amounts get into the pressure chamber up to the outlet in the nozzle, namely regardless of the level of melt within the crucible, being a minimum of Protective gas is consumed and the necessary holding pressure is always applied can.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht.The invention is explained below with reference to the drawing, which an embodiment illustrated schematically.
Das Ofengestell 1 nimmt den Schmelztiegel 2 auf, den die Platte 3 bis auf die Einfüllöffnung 4 abdeckt, welche ihrerseits durch den Deckel 5 absperrbar bzw. öffenbar ist. Außerhalb des Ofens ist ein Behälter 6 vorgesehen, welcher die Druckkammer 7 mit dem zugehörigen Druckkolben 8aufnimmt. Die Druckkammer ist über die Siphonbohrung 9 mit der Düse 10 verbunden. Oberhalb der Druckkammer 7 ist ein erweiterter, zur Aufnahme des Metallsumpfes 11 dienender Raum 12 vorgesehen, der über Zulaufschlitze 13 an die Druckkammer 7 angeschlossen ist. Oberhalb des Metallsumpfes 11 ist ein Überlauf 14 vorgesehen, welcher durch die Leitung 15 an den Schmelztiegel 2 angeschlossen ist. Diese Leitung führt in den unteren Bereich der Metallschmelze 16.The furnace frame 1 receives the crucible 2, which the plate 3 except for the filling opening 4, which in turn can be shut off by the cover 5 or can be opened. Outside the furnace, a container 6 is provided, which the Pressure chamber 7 with the associated pressure piston 8 accommodates. The pressure chamber is over the siphon bore 9 is connected to the nozzle 10. Above the pressure chamber 7 is a extended, for receiving the metal sump 11 serving space 12 provided, the is connected to the pressure chamber 7 via inlet slots 13. Above the metal sump 11 an overflow 14 is provided, which through the line 15 to the crucible 2 is connected. This line leads into the lower area of the molten metal 16.
Im Tiegel 2 ist noch eine Füllkammer 17 vorgesehen, in welche das als Metallzuführungsleitung dienende Steigrohr 18 führt, welches mit seinem anderen-Ende oberhalb des Metallsumpfes 11 in den Raum 12 mündet. Die Füllkammer 17 weist eine Öffnung 19 zur Metallschmelze 16 hin auf. Diese Öffnung 19 ist mittels des von einer Spindel gebildeten Verschlußstückes 20 eines pneumatisch betätigbaren Ventils 21 öffen- oder verschließbar. Bis auf die Eintrittsstelle des Steigrohres 18 und die durch das Verschlußstück 20 verschließbare Öffnung 19 sowie die Eintrittsstelle einer Leitung 22 für Druckgas ist die Füllkammer 17 vollkommen dicht abgeschlossen. In die Leitung 22 ist das Wegeventil 23 eingebaut, welches in seiner einen Stellung mit der Druckgaszuführungsleitung 23' und in seiner anderen Stellung mit der Leitung 24 verbindet. Diese Leitung 24 ist an die Leitung 25, welche in den Raum 26 oberhalb der Metallschmelze 16 führt, und mit der Leitung 27 verbunden, die an die Leitung 28 angeschlossen ist, welche einerseits in das Steigrohr 18, anderseits über ein Absperrventil 29 und die Leitung 30 zu einer nichtgezeigten Schutzgasquelle führt.A filling chamber 17 is also provided in the crucible 2, into which the as a metal feed pipe serving riser 18 leads, which with its other end opens into space 12 above metal sump 11. The filling chamber 17 has a Opening 19 to the molten metal 16 out. This opening 19 is by means of one Spindle-formed closure piece 20 of a pneumatically actuated valve 21 can be opened or closed. Except for the entry point of the riser pipe 18 and the through the locking piece 20 closable opening 19 and the At the entry point of a line 22 for pressurized gas, the filling chamber 17 is completely tight closed. In the line 22, the directional control valve 23 is installed, which in his one position with the compressed gas supply line 23 'and in its other position with the line 24 connects. This line 24 is to the line 25, which in the space 26 leads above the molten metal 16, and connected to the line 27, which is connected to the line 28, which on the one hand into the riser pipe 18, on the other hand via a shut-off valve 29 and the line 30 to a not shown Protective gas source leads.
Sowohl der Behälter 6 als auch die Düse 10 und die Leitung 15 sowie das außerhalb des Tiegels 2 befindliche Stück des Steigrohres 18 werden beheizt, beispielsweise mittels der angedeuteten elektrischen Induktionsheizung 31. Der Überdruck des Schutzgases in der Leitung 23' ist gering, er beträgt beispielsweise 0,1 bis 0,2 bar.Both the container 6 and the nozzle 10 and line 15 as well the part of the riser pipe 18 located outside the crucible 2 is heated, for example by means of the indicated electrical induction heating 31. The overpressure of the protective gas in line 23 'is low, for example 0.1 to 0.2 bar.
Es sei angenommen, daß der Tiegel 2 mit Schmelze bis auf das Niveau N gefüllt ist. Das höchstmögliche Metallschmelzen-Niveau ist mit Nmax bezeichnet. Es sei ferner angenommen, daß über der Metallschmelze 16 sich ein Schutzgaspolster 32 befindet und daß das Verschlußstück 20 angehoben ist. Dann wird sich die Füllkammer 17 mit Metallschmelze füllen, wobei diese auch im Steigrohr 18 aufsteigt. Wenn nun der Formenhohlraum in der nichtgezeigten Form gefüllt werden soll, welche an die Düse 10 anschließt, dann wird das Ventil 21 betätigt, so daß die Öffnung 19 verschlossen wird, worauf mittels des Wegeventils 23 druckbehaftetes Schutzgas über die Leitung 22 in den Raum 33 geleitet wird. Dies hat zur Folge, daß Metall aus der Füllkammer 17 verdrängt wird und über das Steigrohr 18 in den Metallsumpf 11 gelangt, von wo es über die Zulaufschlitze 13 in die Druckkammer 7 und in die Siphonbohrung 9 bis fast an den Auslauf der Düse 10 gelangt. Der Auslauf der Düse 10 liegt nur ganz wenig oberhalb des durch den Überlauf 14 bestimmten Niveaus. Das flüssige Metall steigt im Metallsumpf 11 bis zur Höhe des Überlaufes 14 an und fließt, soweit es überflüssig ist, über die Leitung 15 zur Metallschmelze 16 im Tiegel 2. Nunmehr wird die Zufuhr von unter Überdruck stehendem Schutzgas in den Raum 33 abgesperrt und der Druckkolben 8 in Richtung des Pfeiles P verschoben. Infolgedessen wird die Verbindung der Druckkammer 7 über die Zulaufschlitze 13 mit dem Metallsumpf 11 abgesperrt, und außerdem wird das Metall aus der Druckkammer 7 über das Mundstück 10 in den Formenhohlraum gedrückt. Nach beendeter Formfüllung baut sich entsprechend der eingestellten Preßkraft und des Durchmessers des Druckkolbens 8 im Gießmetall der gewünschte Gießdruck auf.It is assumed that the crucible 2 with melt down to the level N is filled. The highest possible molten metal level is denoted by Nmax. It is also assumed that there is a protective gas cushion over the molten metal 16 32 is located and that the locking piece 20 is raised. Then the filling chamber becomes Fill 17 with molten metal, which also rises in the riser pipe 18. If now the mold cavity is to be filled in the form not shown, which is attached to the The nozzle 10 is connected, then the valve 21 is actuated so that the opening 19 is closed is, whereupon by means of the directional control valve 23 pressurized protective gas via the line 22 is passed into room 33. This has the consequence that metal from the filling chamber 17 is displaced and reaches the metal sump 11 via the riser pipe 18, from where it through the inlet slots 13 into the pressure chamber 7 and into the siphon bore 9 to almost reached the outlet of the nozzle 10. The outlet of the nozzle 10 is only completely little above that by the Overflow 14 certain levels. That liquid metal rises in the metal sump 11 up to the level of the overflow 14 and flows, as far as it is superfluous, via line 15 to molten metal 16 in crucible 2. Now the supply of protective gas under excess pressure into the space 33 is shut off and the pressure piston 8 is displaced in the direction of arrow P. As a result, the The connection of the pressure chamber 7 to the metal sump 11 via the inlet slots 13 is blocked, and also the metal is from the pressure chamber 7 via the mouthpiece 10 in the Pressed mold cavity. After the mold has been filled, it builds up according to the set Pressing force and the diameter of the pressure piston 8 in the casting metal, the desired casting pressure on.
Die über die Leitung 22 zugeführte Gasmenge wird über eine selbsttätige Mengensteuer- bzw. -regelvorrichtung derart eingestellt, daß aus der Füllkammer 17 gerade soviel Metall nach dem Behälter 6 gefördert wird, wie benötigt wird, um die Druckkammer 7 und den Sumpf 11 bis zum Überlauf 14 zu füllen. Es läßt sich erreichen, daß eine solche Füllung immer erreicht wird, und zwar unabhängig von der Niveauhöhe der Schmelze 16. Durch die Lage des Überlaufes 14 im Behälter 6 ist somit immer die Füllhöhe in der Düse 10, unabhängig vom Niveau im Tiegel 2, konstant. Das unter Überdruck zuströmende Schutzgas für die Verdrängung der Schmelze aus der Füllkammer 17 wird zeitabhängig über ein nichtgezeigtes Ventil so gesteuert, daß sich der schwankende Füllungsgrad des Tiegels 2 nicht auf die Füllhöhe im Raum 12 auswirken kann. Nach Ablauf der Befüllungszeit steuert das Wegeventil 23 um, so daß das unter Überdruck im Raum 33 stehende Schutzgas sich über die Räume 32 und 12 entspannen kann, in welchen Räumen beim Druckgießen von Magnesium ebenfalls eine Schutzgasabdeckung notwendig ist. Gleichzeitig mit dem Umsteuern des Wegeventils 23 wird das Ventil 21 pneumatisch so betätigt, daß das Verschlußstück 20 die Öffnung 19 freigibt und flüssiges Magnesium in die Füllkammer 17 nachströmen kann. Nach Ablauf der einstellbaren Öffnungszeit des Ventils 21 wird die Öffnung 19 wieder verschlossen, so daß das Arbeitsspiel erneut erfolgen kann.The amount of gas supplied via line 22 is an automatic Quantity control or regulating device set such that from the filling chamber 17 just as much metal is conveyed to the container 6 as is needed to to fill the pressure chamber 7 and the sump 11 up to the overflow 14. It can be achieved that such a filling is always achieved, regardless of the level the melt 16. The position of the overflow 14 in the container 6 is therefore always the filling level in the nozzle 10, regardless of the level in the crucible 2, constant. That under Overpressure inflowing protective gas for the displacement of the melt from the filling chamber 17 is controlled as a function of time via a valve, not shown, so that the fluctuating The filling level of the crucible 2 cannot affect the filling level in the space 12. To The end of the filling time controls the directional control valve 23 so that it is under overpressure inert gas standing in room 33 can relax through rooms 32 and 12, in which spaces also have an inert gas cover when die-casting magnesium necessary is. Simultaneously with the reversal of the directional control valve 23, the valve 21 pneumatically operated so that the closure piece 20 releases the opening 19 and liquid magnesium can flow into the filling chamber 17. After the adjustable The opening time of the valve 21 becomes the opening 19 again locked, so that the work cycle can take place again.
Grundsätzlich kann die vorbeschriebene Einrichtung auch als Dosiereinrichtung für Magnesium an Kaltkammer-Druckgießmas chinen eingesetzt werden.In principle, the device described above can also be used as a metering device for magnesium in cold chamber die casting machines.
Claims (11)
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