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EP1934005B1 - Druckgiessverfahren - Google Patents

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Publication number
EP1934005B1
EP1934005B1 EP06775167A EP06775167A EP1934005B1 EP 1934005 B1 EP1934005 B1 EP 1934005B1 EP 06775167 A EP06775167 A EP 06775167A EP 06775167 A EP06775167 A EP 06775167A EP 1934005 B1 EP1934005 B1 EP 1934005B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
opening
die
plug
molten metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP06775167A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1934005A2 (de
Inventor
Bernhard Fritsche
Bernd Watzinger
Gilbert Moret
Roger Koller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Buehler Druckguss AG
Original Assignee
Buehler Druckguss AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Buehler Druckguss AG filed Critical Buehler Druckguss AG
Publication of EP1934005A2 publication Critical patent/EP1934005A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1934005B1 publication Critical patent/EP1934005B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/2272—Sprue channels
    • B22D17/2281—Sprue channels closure devices therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
    • B22D17/2023—Nozzles or shot sleeves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/2272—Sprue channels

Definitions

  • the invention relates to a die casting method using metal melts, particularly preferably of aluminum, magnesium or zinc materials for the production of die-cast parts.
  • the DE-A-4326325 discloses a method for selectively draining a metallurgical vessel.
  • the vessel has a drain port in the bottom area, in which a part of the vessel contents is solidified, so that a plug is formed.
  • the thus closed drainage nozzle can be opened by causing the plug to melt.
  • the discharge nozzle is associated with an induction heater.
  • EP-A-1201335 discloses a hot-chamber casting machine including a casting piston 5 with an opening to the mold and having a hot runner system.
  • a plug closes an additional mouthpiece between nozzle and sprue and is only intended to prevent backflow from the mold, which requires a separate receiving space.
  • a plug is formed far from the casting chamber in an additional mouthpiece between the gate and a heated nozzle.
  • the DE-A-10359692 relates to an injection molding device for plastics, wherein a needle is additionally arranged behind a plug which is to remove the plug.
  • the DE-A-10039589 includes a separate from the injection unit, mechanical closure element with which a nozzle after injection from the melt is closed.
  • a device for the production of metal castings in the low pressure range according to EP-B-1458905 The purpose of the invention is to prevent the backflow of melt from the casting chamber by means of controlled valves, similar to a casting device US-A-3800986 ,
  • the invention has for its object to develop a die casting in which a mold-side opening of a casting chamber is closed, this also by the material to be cast itself, an aluminum, magnesium or zinc material so that no mechanically moving closures are required.
  • the mold-side opening of the casting chamber to form resp. to the sprue is formed by a material closure.
  • This material closure is a plug, which may also be disc-shaped and consists of at least teilerstarrtem material (casting material).
  • this plug Before the next shot, this plug is to be at least partially melted, for which purpose the energy of the melt replenished in the casting chamber and / or a heating device is used.
  • the grafting can be done in single as well as in multiple cuts.
  • the formation of plugs is possible on the entire way to the gate as well as in the gate itself. Multiple grafting or grafting in multiple runners are also possible.
  • the casting piston must stop at the current shot in front of the stopper to be formed.
  • closure elements there are no mechanically moving closure elements needed and there is no resp. no substantial loss of material, but the closure can be supplemented by mechanically moving or other closure elements, in particular independently acting elements.
  • the invention thus relates to a high pressure die casting, but no Thixogiess vide.
  • the invention will be described in more detail in exemplary embodiments with reference to a drawing.
  • the drawing shows in the Fig. 1 and 2 schematized parts of a die casting machine.
  • a die casting machine not fully shown, has a casting chamber 1 with a casting piston 2.
  • the casting chamber 1 has a nozzle 3 for docking a dosing tube 5 for dosing from below or alternatively an opening for dosing from above.
  • the opening for dosing from above can also be used as a counter hole be used for venting the casting chamber 1 (reduction of counter-pressure waves).
  • a casting piston 2 opposite the frontal opening 7 to a sprue of the mold cavity of a mold is completely sealed.
  • This seal of the opening 7 is achieved by a plug 4 of the material to be poured.
  • This plug is formed by "excess" molten metal by the casting piston 2 is moved so far in the direction of the opening 7 after a filling of the casting chamber 1 that the mold cavity is completely filled with molten metal and a Schmelzerest in the casting chamber 1 in front of the opening 7 remains.
  • the plug 4 is at least partially remelted during or before the ancestor of the casting piston 2 by means of a heater 10. If necessary, the heat of the molten metal can also be used. The heating of the melt takes place as shown with an inserted heater 10 or by means of a dome resp. Torpedoes 11, which is arranged as a separate element in the melt channel 13.
  • melt supply via a metering valve 12 may be regulated, wherein the melt also passes at the end face of the casting chamber 1 through an inlet opening 9 in this and is pressed by an outlet opening 8 (corresponding to the aforementioned opening 7) of this in the mold and is heated by the torpedo 11.
  • a feed line (metering tube 5) of the melt from an oven after filling the casting chamber 1 and before filling the mold cavity by a second plug 4 ' is closed.
  • the casting chamber 1 can also consist of a fully effetnitr convinced and powder metallurgy produced material.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Druckgiessverfahren unter Verwendung von Metallschmelzen, besonders bevorzugt von Aluminium-, Magnesium- oder Zinkwerkstoffen zur Herstellung von Druckgussteilen.
  • Die Herstellung von Druckgussteilen aus leichtmetallischen Schmelzen heraus ist bekannt. Hierzu wird eine Portion Schmelze in eine Giesskammer gefüllt und mittels eines Giesskolbens in eine Formkavität gepresst.
  • Es ist nach der DE-C-10064300 bekannt, einen Giesslauf einer Form so auszubilden, dass er einen Pfropfenaufnahmeraum für einen in einer Düse gebildeten und zu entfernenden Materialpfropfen aufweist, wobei der Giesslauf mindestens einen Laufkanal enthält, welche jeweils abschnittsweise als Pfropfenaufnahmeraum ausgebildet sind.
  • Die DE-A-4326325 offenbart ein Verfahren zum wahlweisen Entleeren eines metallurgischen Gefässes. Das Gefäss verfügt im Bodenbereich über einen Entleerungsstutzen, in dem ein Teil des Gefässinhaltes zum Erstarren gebracht wird, so dass ein Pfropfen entsteht. Der so verschlossene Entleerungsstutzen lässt sich dadurch öffnen, dass der Pfropfen zum Schmelzen gebracht wird. Hierzu ist dem Entleerungsstutzen eine Induktionsheizung zugeordnet.
  • In der EP-A-1201335 ist eine Warmkammer-Giessmaschine offenbart, die einen Giesskolben 5 mit einer Öffnung zur Form beinhaltet und ein Heisskanalsystem aufweist. Ein Pfropfen verschliesst ein zusätzliches Mundstück zwischen Düse und Anguss und soll lediglich einen Rückfluss aus der Form verhindern, was einen separaten Aufnahmeraum erfordert. Es wird ein Pfropfen weitab von der Giesskammer in einem zusätzlichen Mundstück zwischen Anguss und einer beheizten Düse gebildet.
  • Die DE-A-10359692 betrifft eine Spritzgiesseinrichtung für Kunststoffe, wobei eine Nadel zusätzlich hinter einem Pfropfen angeordnet ist, die den Pfropfen entfernen soll.
  • In der DE-A-3831938 ist hingegen eine Giessvorrichtung mit lediglich einem mechanischen Verschluss des Angusskanals mittels Schliessstange offenbart.
  • Die DE-A-10039589 beinhaltet ein vom Spritzaggregat getrenntes, mechanisches Verschliesselement, mit dem eine Düse nach dem Einspritzen vom Schmelzgut verschliessbar ist.
  • Eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallgussteilen im Niederdruckbereich gemäss EP-B-1458905 bezweckt eine Verhinderung des Rückflusses von Schmelze aus der Giesskammer mittels gesteuerter Ventile, ähnlich zu einer Giesseinrichtung nach US-A-3800986 .
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckgiessverfahren zu entwickeln, bei dem eine formseitige Öffnung einer Giesskammer verschliessbar ist, dies auch durch das zu vergiessende Material selbst, ein Aluminium-, Magnesium- oder Zinkwerkstoff so dass keine mechanisch bewegten Verschlüsse erforderlich sind.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs. Die formseitige Öffnung der Giesskammer zur Form resp. zum Angusskanal wird durch einen Materialverschluss gebildet. Dieser Materialverschluss ist ein Pfropfen, der auch scheibenförmig sein kann und aus zumindest teilerstarrtem Material (Giesswerkstoff) besteht.
  • Vor dem nächsten Schuss ist dieser Pfropfen zumindest partiell aufzuschmelzen, wozu die Energie der in die Giesskammer nachgefüllten Schmelze und/oder einer Heizeinrichtung verwendet wird.
  • Die Pfropfbildung kann bei einzelnen wie auch bei Mehrfachanschnitten erfolgen. Die Ausbildung von Pfropfen ist auf dem gesamten Weg zum Anschnitt wie auch im Anschnitt selbst möglich. Mehrfachpfropfen bzw. Pfropfen in mehreren Angusskanälen sind ebenfalls möglich.
  • Der Giesskolben muss beim aktuellen Schuss vor dem zu bildenden Pfropfen stehen bleiben.
  • Es werden keine mechanisch bewegten Verschlusselemente benötigt und es entsteht kein resp. kein substantieller Materialverlust, doch kann das Verschliessen durch mechanisch bewegte oder andere Verschlusselemente, insbesondere unabhängig voneinander wirkende Elemente ergänzt werden.
  • Eine Druckgiessmaschine enthält u.a. folgende Funktionsmerkmale:
    • ➢ Die Giesskammer weist mindestens einen Kanal zu einer Form (Formkanal) und einen Anschlusskanal zu einem Schmelzeofen auf.
    • ➢ Formkanäle können am Formeintritt geschlossen werden und der Anschlusskanal kann geschlossen werden.
    • ➢ Formkanäle sind während der Formfüllung offen, der Anschlusskanal ist dabei geschlossen.
    • ➢ Formkanäle sind während der Füllung der Giesskammer geschlossen und der Anschlusskanal ist offen.
    • ➢ Der Verschluss der Kanäle erfolgt thermisch (Pfropfen) oder ggf. mechanisch.
    • ➢ Zwischen Giesskammer und Ventil bleibt der zu giessende Werkstoff flüssig, die Giesskammer ist gekühlt.
  • In weiterer Ausbildung sind noch andere Optionen möglich:
    1. 1. Schmelzekanal
      Zyklisches Kühlen oder Heizen durch aktive oder passive Mittel, z. induktive oder konduktive Heizelemente, Einsätze zur Dämmung u.a.
    2. 2. Schmelzeverteilung
      Beheizbare und/oder thermisch isolierte Verteiler
    3. 3. Dosierung vom Schmelzeofen
      Induktive und bevorzugt zyklische Heizung, Steuerung der Schmelzeviskosität, Verwendung hochkonduktiver und druckunempfindlicher Werkstoffe
    4. 4. Andocken des Dosierrohres mit beliebigem Winkel zur Achse der Giesskammer
    5. 5. Erhöhung der Schmelzefliesslänge oder Reduktion des Einpressdruckes, Verringerung der Prozesstemperatur der Schmelze, vollständige Temperatursteuerung vom Schmelzeofen bis zur Form, kürzere Zykluszeiten.
  • Die Erfindung betrifft somit ein Hochdruck-Druckgiessen, jedoch kein Thixogiessverfahren.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 und 2 schematisiert Teile einer Druckgiessmaschine.
  • Eine nicht vollständig dargestellte Druckgiessmaschine weist eine Giesskammer 1 mit einem Giesskolben 2 auf. Die Giesskammer 1 weist einen Stutzen 3 zum Andocken eines Dosierrohres 5 für ein Dosieren von unten oder alternativ eine Öffnung für ein Dosieren von oben auf. Die Öffnung für ein Dosieren von oben kann aber auch als Gegenloch zur Entlüftung der Giesskammer 1 verwendet werden (Abbau von Gegendruckwellen).
  • Eine dem Giesskolben 2 gegenüberliegende stirnseitige Öffnung 7 zu einem Angusskanal der Formkavität einer Form ist vollständig abdichtbar.
  • Diese Abdichtung der Öffnung 7 wird durch einen Pfropfen 4 aus dem zu vergiessenden Material erreicht. Gebildet wird dieser Pfropfen durch "überschüssige" Metallschmelze, indem der Giesskolben 2 nach einer Füllung der Giesskammer 1 soweit in Richtung der Öffnung 7 verfahren wird, dass die Formkavität vollständig mit Metallschmelze gefüllt wird und ein Schmelzerest in der Giesskammer 1 vor der Öffnung 7 verbleibt. Dieser Schmelzerest erstarrt zumindest teilweise und bildet so den Pfropfen 4. Nach dem Rückfahren des Giesskolbens 2 und der Füllung der Giesskammer 1 für den nächsten Schuss wird der Pfropfen 4 beim oder vor dem Vorfahren des Giesskolbens 2 mittels einer Heizung 10 zumindest teilweise wieder aufgeschmolzen. Ggf, kann auch die Wärme der Metallschmelze mit genutzt werden. Die Heizung der Schmelze erfolgt wie dargestellt mit einer eingefügten Heizung 10 oder mittels eines Doms resp. Torpedos 11, welches als separates Element im Schmelzekanal 13 angeordnet ist.
  • In weiterer Ausbildung kann hierbei die Schmelzezufuhr über ein Dosierventil 12 geregelt sein, wobei die Schmelze auch an der Stirnseite der Giesskammer 1 durch eine Eintrittsöffnung 9 in diese gelangt und durch eine Austrittsöffnung 8 (entsprechend der vorgenannten Öffnung 7) von dieser in die Form gepresst wird und dabei durch den Torpedo 11 aufgeheizt wird.
  • Nach der Ausführungsform wird eine Zuleitung (Dosierrohr 5) der Schmelze von einem Ofen nach dem Füllen der Giesskammer 1 und vor dem Füllen der Formkavität durch einen zweiten Pfropfen 4' verschlossen.
  • Neben herkömmlichen Werkstoffen kann die Giesskammer 1 auch aus einem voll durchnitrierten und pulvermetallurgisch hergestellten Werkstoff bestehen.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Giesskammer
    2
    Giesskolben
    3
    Stutzen
    4
    Pfropfen
    4'
    Pfropfen
    5
    Dosierrohr
    7
    Öffnung
    8
    Austrittsöffnung
    9
    Eintrittsöffnung
    10
    Heizung
    11
    Torpedo
    12
    Dosierventil
    13
    Schmelzekanal

Claims (3)

  1. Druckgiessverfahren, insbesondere zur Herstellung von Gussteilen aus metallischen Werkstoffen, insbesondere Aluminium-, Magnesium- oder Zinkwerkstoffen, wobei eine Metallschmelze, insbesondere aus einem Aluminiumwerkstoff in eine Giesskammer (1) einer Druckgiessmaschine dosiert wird und nachfolgend die Schmelzeportion mittels eines Giesskolbens (2) in eine Formkavität gepresst wird und wobei eine Öffnung (7) der Giesskammer (1) zu einem Angusskanal der Formkavität nach jedem Schuss dergestalt wieder dicht verschlossen wird, dass zwischen Giesskolben (2) und Öffnung (7) ein Schmelzerest verbleibt, der während oder nach einem Schuss zumindest teilweise erstarrt und die Öffnung (7) im Sinne eines Pfropfens (4) verschliesst, und dass eine Zuleitung der Schmelze von einem Ofen nach dem Füllen der Giesskammer (1) und vor dem Füllen der Formkavität durch einen zweiten Pfropfen (4) verschlossen wird.
  2. Druckgiessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Giesskolben (2) zur Pfropfenbildung an die Öffnung (7) heranfährt.
  3. Druckgiessverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfropfen (4) nach erneuter Befüllung der Giesskammer (2) zumindest teilweise aufgeschmolzen wird.
EP06775167A 2005-09-08 2006-09-01 Druckgiessverfahren Not-in-force EP1934005B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005042867A DE102005042867A1 (de) 2005-09-08 2005-09-08 Druckgiessverfahren
PCT/CH2006/000474 WO2007028265A2 (de) 2005-09-08 2006-09-01 Druckgiessverfahren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1934005A2 EP1934005A2 (de) 2008-06-25
EP1934005B1 true EP1934005B1 (de) 2009-12-09

Family

ID=37232579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06775167A Not-in-force EP1934005B1 (de) 2005-09-08 2006-09-01 Druckgiessverfahren

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EP (1) EP1934005B1 (de)
AT (1) ATE451191T1 (de)
DE (2) DE102005042867A1 (de)
WO (1) WO2007028265A2 (de)

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