DE4312175A1 - Device for guiding the material flow in die-casting machines - Google Patents

Abstract

The invention relates to a device for guiding the material flow in die-casting machines from a casting vessel, via a heated nozzle with a mouthpiece, to the die cavity of the die of a die-casting machine, the mouthpiece being inserted into the mouth of the mass channel of the nozzle and being pressable by its free end against the wall of the mouth of the die cavity. The aim is to be able to reduce the consumption of electrical energy for the heating of the nozzle. To achieve this object, the proposal is that the mouthpiece (2) should be thermally decoupled from the contact surface on the die cavity (at 3) and/or that the mouthpiece (2) should have an electric heating device (6). <IMAGE>

Description

Translated fromGerman

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 theMaterial flow in die casting machines from onePouring container over a heated nozzle with mouthpiece forMold cavity of the die of a die casting machine, whereinthe mouthpiece into the mouth of the mass channel of the nozzleused and with its free face to theMuzzle wall of the mold nest is pressed.

Der Aufbau und das Arbeitsprinzip einer Warmkammerdruck­gießmaschine ist wie folgt.The structure and working principle of a hot chamber pressurecasting 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, wobei 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 molding compound, for example non-ferrous metalor magnesium, is in a crucible of theAggregates melted or ready to cast, d. H.liquid, filled into the same, whereby the pouring device with a pressure vesselreplaceable pressure chamber, a piston, a nozzleand the crucible for holding the metal. ThePressure chamber is inside the metal bath andin the top dead center of the pistonFilling holes free. When the piston descendsthe filling holes closed and the liquidThe molding compound is injected into the mold cavity through the nozzleTool of a die casting machine pressed. After fillingthe piston is hydraulically moved upwards,which frees the filler holes. ToWhen the casting freezes, the mold opens. TheThe casting, including the sprue, remains on the movable oneHalf of the mold and becomes mechanical at the end of the opening pathpushed out.

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 method is primarily suitable forManufacture of die-cast parts from lead, tin, zincand magnesium alloys. Its advantage lies incontinuous operation by the fully automaticWay of working is made possible. 

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" sind 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 Formmasse beim Durchfluß durch die relativ schwach geheizte Düse mit hoher Sicherheit vermieden wird.Depending on the tools used,both with a fixed mold half and with movementthe tear-off plate after each shot.When working according to the tear-off process, the heated one isNozzle with its mouthpiece only during the actual oneCasting process in connection with the cooled tool.The two operations "tear off the sprue" and "loosenthe same from the ejector half "are fromseparated from each other. Because of the weak inclinationthe sprue is dripping from theMouthpiece tip prevented. This also resultsWorking method a high security against getting caughtof the sprue pin in the mold half on the nozzle side. Theonly brief connection of the nozzle with the toolrequires a relatively weak additional nozzle heaterand thus prevents overheating of the nozzle, above allwhen the machine is at a standstill. The disadvantage of thisThe process involves high nozzle wear.The main advantages of casting technology are:the fact that overheating of the molding compound when flowing through the relatively weakly heated nozzleis avoided with a high degree of certainty.

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.It is also a process with a fixed mold halfknown. The advantages are safeNozzle closure and the relatively low nozzle wear.However, it must be accepted that in a rowthe constant flow of heat from the nozzle to the cooled oneTool heated this much more and the toolmust be cooled more intensely 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 durch zusätzliche Beheizung der Düse ausgeglichen werden muß.Both when tearing down and when castingin the rigid process it is disadvantageous that in any casewhen the heated nozzle with its mouthpiece on theMuzzle wall of the mold cavity of the tool rests,the mouthpiece cools down because thatTool is cooled, the nozzle is electricallyis heated. This results in a temperatureloss, which to solidify the molding compound in theleading part of the mouthpiece and through 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 Energieaufwand bezüglich der Beheizung der Düse vermindert werden kann.The invention is based on this prior artthe task of a device of the generic typeWay of creating the electrical energycan be reduced with respect to the heating of the nozzle.

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 thatMouthpiece from the contact surface at the mold nest thermallyis decoupled and / or the mouthpiece is electricalHas 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 der 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.The fact that the mouthpiece from the contact surface onMold cavity is thermally decoupled is the possibleHeat flow from the nozzle to the cooled tool considerablyreduced, so that the nozzle with less energycan be kept at target temperature and overallthe material temperature from the pouring container through the nozzleand maintain the mouthpiece with little energycan be. The thermal decoupling means that Temperature loss largely prevented. In additionor alternatively it can also be provided that theMouthpiece with an additional electricalHeater is provided. This is also the reasonpossible the actual nozzle with lessTo heat energy expenditure, although aadditional, however, less energy expenditure forHeating the mouthpiece itself is required. Alsothis causes the temperature loss of the mouthpiecereduced and balanced to the cooled tool.The 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 fact thatbetween the mouthpiece and the contact surface of the mold cavitythermal insulation is arranged.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß das Mundstück an seiner Kontaktfläche mit der Formnestmündungswandung oder Angießbuchse mit thermisch isolierendem Material bestückt oder beschichtet ist oder wenigstens im Bereich dieser Kontaktfläche aus thermisch isolierendem Werkstoff besteht.It is preferably provided that the mouthpiece onits contact surface with the cavity wallor sprue bushing with thermally insulating materialis equipped or coated or at least in the areathis contact surface made of thermally insulating materialconsists. 

Des weiteren 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 as thermalinsulating material or as coating materialswith low thermal conductivity, especially titanium,Ceramic or mixed materials made of it is used.

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.The thermal insulation can take place in that theMouthpiece coated on the contact surface with the toolwill or that in the mouthpiece on the contact surfacecorresponding part made of insulating material is used.In particular, when casting in the tear-off processensure that when advancing the nozzle to the toolthe mouthpiece does not hit the toolis damaged, it is preferably provided that thethermal insulating material or the coatingcan withstand high temperatures and is sufficiently shockproof.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß die Mundstückmantelfläche von einem elektrischen Wendelrohrheizkörper umgeben ist.A preferred further development is seen in the fact thatthe mouthpiece surface of an electricalSpiral tube heater is surrounded. 

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 providedthat the mouthpiece made of steel, especially stainless steel,consists.

Die Anschlußleitungen der elektrischen Beheizung des Mundstückes können axial über die Düse zum Mundstück geführt werden, so daß auch bei beengten Einbauraum eine ordnungs- bzw. sachgemäße Anordnung möglich ist.The connecting cables of the electric heating of theMouthpiece can be axially through the nozzle to the mouthpiecebe performed so that even in confined installation spaceproper or proper arrangement is possible.

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 thatthe temperature of the molding compound from the casting container toMouthpiece can be maintained with little energycan, the temperature losses through the contactas far as possible between the mouthpiece and the tool, if notcompletely through the isolation of the mouthpiece andthe heating of the mouthpiece itself can be compensatedcan.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawingshown and described in more detail below. 

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung ausschnittweise in Ansicht;Fig. 1 a device according to the invention in sections in view;

Fig. 2 ein Mundstück in Einzeldarstellung im Mittel­längsschnitt gesehen.Fig. 2 seen a mouthpiece in individual representation in the longitudinal section.

Die Vorrichtung zur Führung der Formmasse des Materialstroms bei Druckgießmaschinen von einem Gießbehälter über eine beheizte Düse1 mit Mundstück2 zum Formnest des Werkzeuges3 einer Druckgießmaschine ist inFig. 1 hinsichtlich der wesentlichen Bestandteile gezeigt. Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung zum Gießen im Abreißverfahren, bei welchem nach jedem Gießvorgang die Abreißplatte von der Traversenplatte abgehoben und zum nächsten Schuß wieder an die Traversenplatte des Werkzeuges3 angelegt wird. Das Mundstück2 liegt mit seiner freien Stirnseite an der Wandung des Werkzeuges3 im Bereich der Mündung des Formnestes4 an. Das Werkzeug weist eine Anzahl von Kühlkanälen5 auf, die in der Zeichnung nur teilweise und schematisch dargestellt sind.The device for guiding the molding compound of the material flow in die casting machines from a casting container via a heated nozzle1 with a mouthpiece2 to the mold cavity of the tool3 of a die casting machine is shown inFIG. 1 with regard to the essential components. It is a device for casting in the tear-off process, in which the tear-off plate is lifted off the crossbar plate after each casting process and is applied again to the crossbar plate of the tool3 for the next shot. The free end face of the mouthpiece2 lies against the wall of the tool3 in the region of the mouth of the mold cavity4 . The tool has a number of cooling channels5 , which are shown only partially and schematically in the drawing.

Zur Vermeidung des Temperaturflusses von der beheizten Düse1 über das Mundstück2 zum gekühlten Werkzeug3 hin ist das Mundstück2 an seiner Kontaktfläche am Werkstück thermisch von diesem entkoppelt, wobei das Mundstück2 zusätzlich eine elektrische Heizung6 aufweisen kann. Zur thermischen Entkopplung ist zwischen Mundstück2 und Anlagefläche des Werkzeuges (Formnestes)3 eine thermische Isolierung7 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist die entsprechende Kontaktfläche des Mundstückes mit thermisch isolierendem Material (bei7) beschichtet. Als thermisch isolierendes Material kommt beispielsweise Titan, Wolfram oder auch Keramik zum Einsatz. Der Grundwerkstoff des Mundstückes2 und auch der Düse1 ist Warmarbeitsstahl. Wie insbesondere ausFig. 2 ersichtlich, ist das Mundstück2 von einem elektrisch betriebenem Wendelrohrheizkörper6 umgeben, der auf den Mantel des Mundstückes aufgebracht ist. Das in die Mündung des Massekanals der Düse1 einsetzbare Ende des Mundstückes2 ist konisch ausgebildet, ebenso wie das im Bereich der Mündung des Massekanals des Werkzeuges3 zur Anlage bringbare Ende des Mundstückes2.To avoid the temperature flow from the heated nozzle1 via the mouthpiece2 to the cooled tool3 , the mouthpiece2 is thermally decoupled from the workpiece at its contact surface, wherein the mouthpiece2 can additionally have an electrical heater6 . For thermal decoupling, thermal insulation7 is arranged between the mouthpiece2 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 (at7 ). For example, titanium, tungsten or ceramic is used as the thermally insulating material. The base material of the mouthpiece2 and also the nozzle1 is hot-work steel. As can be seen in particular fromFIG. 2, the mouthpiece2 is surrounded by an electrically operated spiral tube heating element6 , which is applied to the jacket of the mouthpiece. The insertable into the mouth of the mass flow channel of the nozzle1 the end of the mouthpiece2 is tapered, as well as that in the region of the mouth of the mass flow channel of the tool3 can be brought to bear the end of the mouthpiece.2

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.The invention is not based on the embodimentlimited, but often within the scope of the disclosurevariable.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new, in the description and / or drawingdisclosed individual and combination features are consideredviewed essential to the invention.

Claims (7)

Translated fromGerman

1. 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,dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (2) von der Anlagefläche am Formnest (bei3) thermisch entkoppelt ist und/oder das Mund­stück (2) eine elektrische Heizvorrichtung (6) aufweist.1.Device for guiding the material flow in pressure casting machines from a casting container via a heated nozzle with a mouthpiece to the mold cavity of the tool of a die casting machine, the mouthpiece being inserted into the mouth of the mass channel of the nozzle and having its free end face being pressed against the mouth of the mold nest ,characterized in that the mouthpiece (2 ) is thermally decoupled from the contact surface on the mold cavity (at3 ) and / or the mouthpiece (2 ) has an electric heating device (6 ).2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Mundstück (2) und Anlagefläche des Form­nestes (bei3) eine thermische Isolierung (7) angeordnet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that a thermal insulation (7 ) is arranged between the mouthpiece (2 ) and the contact surface of the mold nest (at3 ).3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Mundstück (2) an seiner Kontakt­fläche mit der Formnestmündungswandung mit thermisch isolierendem Material (7) bestückt oder beschichtet ist oder wenigstens im Bereich dieser Kontaktfläche aus thermisch isolierendem Werkstoff (7) besteht.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the mouthpiece (2 ) at its contact surface with the mold cavity mouth with thermally insulating material (7 ) is equipped or coated or at least in the area of this contact surface made of thermally insulating material (7 ) consists.4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als thermisch isolierendes Material (7) oder als Beschichtung Materialien mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Titan, Keramik oder Mischwerkstoffe daraus, eingesetzt ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that materials with low thermal conductivity, in particular titanium, ceramic or mixed materials thereof, are used as the thermally insulating material (7 ) or as a coating.5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das thermisch isolierende Material (7) oder die Beschichtung hoch temperaturbelastbar und ausreichend stoßfest ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the thermally insulating material (7 ) or the coating can withstand high temperatures and is sufficiently impact-resistant.6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mundstückmantelfläche von einem elektrischen Wendelrohrheizkörper (z. B.6) umgeben ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the mouthpiece lateral surface is surrounded by an electric spiral tube heating element (z. B.6 ).7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (2) aus Stahl, insbesondere Warmarbeitsstahl, besteht.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mouthpiece (2 ) consists of steel, in particular hot-work steel.