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Dokumentenidentifikation DE102005047830A1 12.04.2007
Titel Verfahren zur Kühlung von Giesskolben
Anmelder Bühler Druckguss AG, Uzwil, CH
Erfinder Watzinger, Bernd, St. Gallen, CH;
Fritsche, Bernhard, Winterthur, CH;
Moret, Gilbert, Niederuzwil, CH;
Hanselmann, Werner, Schachen, CH;
Schönenberger, Niklaus, Herisau, CH
Vertreter Frommhold, J., Dr.-Ing., Pat.-Ass., 38114 Braunschweig
DE-Anmeldedatum 05.10.2005
DE-Aktenzeichen 102005047830
Offenlegungstag 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse B22D 17/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung von Gießkolben, insbesondere von Gießkolben bei Druckgießmaschinen mit beheizter Gießkammer, wobei das Innere des Gießkolbens mit einem Kühlmedium beaufschlagt wird, wobei die Menge des eingebrachten, verdampfenden Kühlmediums so gewählt wird, dass der Gießkolben eine Temperatur oberhalb 150°C erreicht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung von Giesskolben, insbesondere der Giesskolben von Druckgiessmaschinen mit beheizter Giesskammer.

Die Abdichtung zwischen Giesskammer und Giesskolben stellt insbesondere beim Aufbringen von Giessdruck und Nachdruck ein bekanntes Problem beim Leichtmetall-Druckgiessen dar. Beim konventionellen Druckgiessen wird eine solche Abdichtung zum Beispiel mittels der erstarrenden Schmelze gelöst. Die Giesskolben verfügen zumeist über eine Wasserkühlung und die Giesskammern sind auf maximal 250°C temperiert.

So offenbart die DE-A-4019076 einen flüssigkeitsgekühlten Druckgiesskolben, bei dem Kühlflüssigkeit über einen Träger zu einem Gleitkörper hin und von ihm weg leitbar ist. Gemäss DE-A-4441735 weist die Stirnfläche eines Giesskolbens einen Einsatz aus einem gut wärmeleitfähigen Material auf, der auf seiner Innenseite mit dem Kühlmittel des Kolbens in Kontakt steht. In der JP-A-01118354 wiederum ist offenbart, Kühlwasser oder einen Wassernebel in das Innere des Kolbens einzudüsen.

In der DE-U9407573 ist offenbart, dass auch die Giesskammer, in dem der Einfüllöffnung gegenüberliegenden Bereich mit einem Kühlkanal versehen sein kann.

Bei Einsatz einer beheizten Giesskammer verstärken sich die Abdichtungsprobleme, wenn nur wenig Vorerstarrung der Schmelze auftreten soll.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Kühlung von Giesskolben zu entwickeln, das bei Druckgiessmaschinen mit beheizter Giesskammer eine möglichst hohe Kühlleistung und entsprechend geringer Vorerstarrung der Schmelze ermöglicht. Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen offenbart.

Um die thermischen Vorteile einer beheizten Giesskammer, d. h. weniger Vorerstarrung in der Giesskammer und daraus resultierend höhere Bauteilqualität und geringerer Ausschussanteil, nutzen zu können, muss der Giesskolben mit höherer Temperatur in der Giesskammer verfahren werden. Die Temperatur ist so einzustellen, dass zwar ein ausreichend dicker Ring aus der Schmelze erstarrt (Dichtung) aber andererseits eine möglichst geringe Vorerstarrung in der Giesskammer gewährleistet ist. Dies erfordert eine möglichst genaue Einstellung der Temperatur des Giesskolbens bei hoher Kühlleistung resp. einen intensiven Oberflächenkontakt des Kühlmediums mit dem Giesskolben.

Erfindungsgemäss wird daher Wassernebel ausserhalb oder im Inneren des Giesskolbens selbst erzeugt und in das Kolbeninnere verbracht, so dass der Giesskolben durch das Verdampfen des eingebrachten Wassers auf einer Temperatur unterhalb 400°C gehalten wird. Bevorzugt bewegt sich die Temperatur des Giesskolbens in einem Bereich von ca. 150°C bis ca. 400°C. Ausgenutzt wird die Verdampfungsenthalpie an der Kolbeninnenseite um eine hohe Kühlleistung zu erreichen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Ein Giesskolben einer Druckgiessmaschine, der in einer beheizten Giesskammer verfahrbar angeordnet ist, weist mindestens eine Eintrittsöffnung für ein Kühlmedium und mindestens eine Austrittsöffnung für dieses auf. Die Temperatur der Giesskammer wird in Abhängigkeit vom zu vergiessenden Werkstoff auf einen Wert zwischen 400°C und 700°C geregelt.

Über einen Vergaser wird fein zerstäubtes Wasser in das Innere des Giesskolbens geleitet, wobei die Temperatur des Giesskolbens ebenfalls werkstoffabhängig auf einen Wert zwischen 150°C und 400°C eingestellt wird. Der Giesskolben besteht aus Stahl oder aus einer Kombination mit Kupfer- und/oder Titanlegierungen.


Anspruch[de]
Verfahren zur Kühlung von Giesskolben, insbesondere von Giesskolben bei Druckgiessmaschinen mit beheizter Giesskammer, wobei das Innere des Giesskolbens mit einem Kühlmedium beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des eingebrachten, verdampfenden Kühlmediums so gewählt wird, dass der Giesskolben eine Temperatur oberhalb 150°C erreicht. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Giesskolben auf eine Temperatur von weniger als ca. 400°C gekühlt wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Giesskolben durch Verdampfen des eingebrachten Kühlmediums geregelt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des eingebrachten, verdampfenden Kühlmediums moduliert werden kann. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Giesskolben so ausgebildet ist, dass die Giesskolbenfront eine zum Rest des Giesskolbens unterschiedliche thermische Wärmeleitfähigkeit aufweist.






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