DE19652047A1

DE19652047A1 - Druckguß-Carbidtorpedo

Info

Publication number: DE19652047A1
Application number: DE19652047A
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Gellert; Nin Ho
Original assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2016-12-14
Also published as: EP0780209A1; JP4233616B2; US5658604A; IL119625A0; ATE181868T1; ES2133185T3; IL119625A; DE69603146D1; CA2165514A1; EP0780209B1; DE69603146T2; CA2165514C; DE19652047B4; JPH09174604A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des Druck gusses und insbesondere einen aus einer Carbidlegierung gegossenen Heißspitzen-Torpedo, der im vorderen Ende einer beheizten Düse ausgerichtet auf einen Anguß sitzt.

Beispielsweise ist bereits aus dem Artikel "DURA Hot Runner Systems", erschienen in der Broschüre Mold-Masters Limited im September 1995, ein Heißspitzen-Torpedo mit einem Schmelzekanal mit schrägem Vorderabschnitt, der sich zu einem Auslaß in einer konischen vorderen Fläche erstreckt, bekannt. Der Schmelzekanal dieser früheren Torpedos besitzt jedoch selbst keinen konischen Verlauf, ferner sind diese Torpedos aus einer Kupferlegierung hergestellt, die mit stark leitfähigen Materialien durch eine herkömmliche Bearbeitung plattiert sind. Obwohl sie für einige Anwendungen zufriedenstellend sind, besitzen sie den Nachteil, daß diese Materialien gegenüber der Korrosion und dem Verschleiß durch die durch sie hin durchströmende und mit Druck beaufschlagte Schmelze nicht ausreichend widerständig sind.

Es ist außerdem bekannt, daß Carbidlegierungen gegenüber Korrosion und Verschleiß widerständiger sind als diese anderen Materialien. Carbidlegierungen sind jedoch sehr schwer zu bearbeiten, so daß es übermäßig teuer wäre, diese früheren Torpedos aus einer Carbidlegierung zu bearbeiten. Es ist ferner die Verwendung eines M/M-Pro zesses (Metalldruckguß-Prozesses) für die Herstellung von Metallerzeugnissen durch Druckguß des pulverisierten Metalls in Form einer geschmolzenen Flüssigkeit und dann durch Abbinden und Sintern des Erzeugnisses bekannt. Die Herstellung dieser früheren Torpedos durch Druckguß ist jedoch unmöglich, weil ihre Form einen Auswurf aus der Gießform nicht erlaubt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obenerwähnten Nachteile des Standes der Technik wenig stens teilweise zu beseitigen, indem ein Druckguß-Torpedo mit einer Form geschaffen wird, der aus einer Carbid legierung im Druckguß hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Druckguß-Carbidtorpedo, der die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Abschnitts eines Mehr fachanguß-Druckgußsystems, die einen Torpedo ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung veranschaulicht;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Torpedos von Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 2; und

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Abschnitts einer Mehr fachhohlraum-Druckgußvorrichtung, die zum Gießen des in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Torpedos ver wendet wird.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Abschnitt eines Mehrfachhohlraum-Druckgußsystems mit einem Schmelzeverteiler 10, der mehrere beheizte Düsen 12 in einer Gießform 14 miteinander verbindet, zeigt. Obwohl die Gießform 14 in Abhängigkeit von der Anwendung norma lerweise eine größere Anzahl von Platten aufweist, sind zum leichteren Verständnis nur eine Hohlraumplatte 16 und eine Gegendruckplatte 18 gezeigt, die aneinander mittels Schrauben 20 befestigt sind. In der gezeigten Konfigura tion wird der Schmelzeverteiler 10 durch ein integrales elektrisches Heizelement 22 beheizt, während die Gießform 14 gekühlt wird, indem durch Kühlungsleitungen 24 Kühl wasser gepumpt wird. Der Schmelzeverteiler 10 ist zwi schen der Hohlraumplatte 16 und der Gegendruckplatte 18 mittels eines zentralen Anordnungsrings 26 und mittels einer Anzahl isolierender und elastischer Abstandhalter 28, die zwischen dem beheizten Verteiler 10 und der umgebenden gekühlten Gießform 14 einen isolierenden Luftzwischenraum 30 schaffen, angebracht.

Das hintere Ende 32 jeder Düse 12 ist mittels Schrauben 34 an der vorderen Fläche 36 des Schmelzeverteilers 10 befestigt. Das vordere Ende 38 jeder Düse 12 besitzt einen mit Gewinde versehenen Sitz 40, in dem ein Torpedo 42 gemäß der Erfindung durch einen Gewindedüsensitz 44 befestigt ist. Jede Düse 12 besitzt ein integrales elek trisches Heizelement 46, das sich um eine zentrale Schmelzebohrung 48 erstreckt. Ein äußerer Kranz 50 am hinteren Ende 32 jeder Düse 12 besitzt einen nach vorn sich erstreckenden Flanschabschnitt 52, der auf einem kreisförmigen Sitz 54 in der Gießform 14 aufsitzt, um die Düse 12 anzuordnen und um zwischen der beheizten Düse 12 und der umgebenden gekühlten Gießform 14 einen isolieren den Luftzwischenraum 56 zu schaffen.

Ein Schmelzekanal 58 erstreckt sich von einem zentralen Einlaß 60 in einen zylindrischen Einlaßabschnitt 62 des Schmelzeverteilers 10 und verzweigt im Verteiler 10 nach außen, um Schmelze durch die zentrale Schmelzebohrung 48 in jede der beheizten Düsen 12 zu befördern. Die Schmelze fließt dann durch einen ausgerichteten Schmelzekanal 64 im Torpedo 42 zu einem Anguß 66, der sich durch die Hohlraumplatte 16 zu einem Hohlraum 68 erstreckt, wie weiter unten genauer erläutert wird.

Nun wird außerdem auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen, aus denen hervorgeht, daß der Torpedo 42 eine flache hintere Fläche 70 und eine konische vordere Fläche 72 besitzt, welche sich zu einer Spitze 74 auf der zentralen Längsachse 76 des Torpedos 42 erstreckt. Der Schmelzeka nal 64 erstreckt sich von einem Einlaß 78 auf der hinte ren Fläche 70 durch den Torpedo 42 zu einem Auslaß 80 in der konischen vorderen Fläche 72. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besitzt der Gewindedüsensitz 44 einen nach außen sich erstreckenden sechseckigen Abschnitt 82, der ermög licht, ihn gegen einen äußeren hinteren Flanschabschnitt 84 festzuziehen, um den Torpedo 42 zu befestigen. Das vordere Ende 86 des Düsensitzes 44 ist in einen kreisför migen Sitz 88 eingesetzt, der sich in der Hohlraumplatte 16 um den Anguß 66 erstreckt, um die Spitze 74 genau auf den Anguß 66 ausgerichtet anzuordnen. In dieser Position fließt die Schmelze aus dem Auslaß 80 des Schmelzekanals 64 im Torpedo in den kreisförmigen Raum 90 in der Gieß form 14 um die konische vordere Fläche 72 und dann durch den Anguß 66 um die Spitze 74 und in den Hohlraum 68. Der Düsensitz 44 erstreckt sich um diesen kreisförmigen Raum 90 und verhindert ein Entweichen von mit Druck beauf schlagter Schmelze in den angrenzenden isolierenden Luftzwischenraum 56.

Wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, besitzt der durch den Torpedo 42 verlaufende Schmelzekanal 64 einen mitti gen hinteren Abschnitt 92 und einen schrägen vorderen Abschnitt 94. Der zentrale hintere Abschnitt 92 erstreckt sich vom Auslaß 78 in der hinteren Fläche 70 ausgerichtet auf die zentrale Längsachse 96 des Torpedos 42 nach vorn. Der schräge vordere Abschnitt 94 erstreckt sich schräg nach außen, um den zentralen hinteren Abschnitt 92 mit dem Auslaß 80 der konischen vorderen Fläche 72 zu verbin den. Der Winkel, in dem sich der schräge vordere Ab schnitt 94 in bezug auf die zentrale Längsachse 76 er streckt, beträgt normalerweise ungefähr 150, er kann jedoch auch mehr oder weniger betragen.

Nun wird außerdem auf Fig. 4 Bezug genommen, um zu be schreiben, wie die Form des in Fig. 3 gezeigten Torpedos den Druckguß des Torpedos in der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung zuläßt. In dieser Ausführungsform wird der Torpedo aus einer Wolfram-Cobalt-Carbid-Legierung gegos sen, in anderen Ausführungsformen kann er jedoch aus anderen Carbidlegierungen hergestellt werden, die geeig nete Korrosions- und Verschleißwiderstandseigenschaften besitzen. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird der Torpedo durch Einspritzen der geschmolzenen Carbidlegierung durch einen Anguß 98 in einen zwischen einer Hohlraumplatte 102 und der Auswurfseite 104 der Gießform gebildeten Hohlraum 100 hergestellt. Von der Hohlraumplatte 102 werden Belüf tungseinsätze 105 aufgenommen, während sich ein Kühlungs rohr 106 in einen Kern 107 mit einer Auswurfbuchse 108, die so angeordnet ist, daß sie den gegossenen Torpedo aus der Form auswerfen kann, erstreckt. Es ist deutlich, daß nur ein sehr kleiner Abschnitt der Mehrfachhohlraum- Druckgußvorrichtung gezeigt ist, der jedoch ausreicht, um die Form des Torpedos 42, wie in Fig. 3 gezeigt, mit seinem Herstellungsverfahren in Beziehung zu setzen. Nachdem die Hohlräume 100 gefüllt worden sind und eine geeignete Verdichtungs- und Kühlungsperiode verstrichen ist, wird die Gießform längs der Trennlinie 110 in Rich tung des Pfeils 112 geöffnet, um den Torpedo auszuwerfen. Nach dem Auswerfen wird der Torpedo 44 abgebunden, um das Polymer zu entfernen, und gesintert, wodurch eine Schrumpfung zwischen 16 und 20% erfolgt. Die Endbearbei tung für die Bildung des Endprodukts erfolgt durch Schleifen des Torpedos durch Diamantschleifräder.

Sowohl der zentrale hintere Abschnitt 92 als auch der schräge vordere Abschnitt 94 des Schmelzekanals 64, die durch die innere Oberfläche 112 des Torpedos 42 gebildet sind, laufen in Vorwärtsrichtung konisch nach innen zu. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, hat die Tatsache, daß sich der vordere Abschnitt 94 angewinkelt erstreckt, zur Folge, daß die innere Oberfläche 114 eine kürzeste longitudinale Linie 116 besitzt, die sich zwischen dem Einlaß 78 und dem Auslaß 80 erstreckt. Diese kürzeste Linie 116 er reicht den Auslaß 80 an einem Punkt 118 am Auslaß 80, der von der zentralen longitudinalen Achse 76 am weitesten entfernt ist. In dieser Ausführungsform besitzt der zentrale hintere Abschnitt 92 des Schmelzekanals 64 eine leichte Konizität nach innen von 40, um den Auswurf durch die Auswurfbuchse 108 zu erleichtern. Der schräge vordere Abschnitt 94 des Schmelzekanals 64 muß jedoch ausreichend stark nach innen konisch zulaufen, um den Winkel, in dem sich der vordere Abschnitt 94 des Schmelzekanals 64 erstreckt, ausreichend zu verschieben, damit der Auswurf des Torpedos 42 in Richtung des Pfeils 112 wie in Fig. 4 gezeigt möglich ist. Mit anderen Worten, der schräge vordere Abschnitt 94 muß eine ausreichende Konizität nach innen besitzen, um sicherzustellen, daß die kürzeste longitudinale Linie 116 längs der Innenfläche 114 des Torpedos 42 in bezug auf die zentrale longitudinale Achse längs des Schmelzekanals 64 nirgendwo zwischen dem Einlaß 78 der hinteren Fläche 70 und dem Auslaß 80 in der koni schen vorderen Fläche 72 nach außen läuft. In dieser besonderen Ausführungsform läuft der schräge vordere Abschnitt 94 des Schmelzekanals 64 ausreichend stark nach innen konisch zu, so daß die kürzeste longitudinale Linie 116 längs der inneren Oberfläche 114 des Torpedos 42 zwischen dem Einlaß 78 und dem Auslaß 80 geradlinig ist. Somit behindert der Torpedo 42 mit dieser Form den Aus wurf in Richtung des Pfeils 112 nicht, was der Fall sein könnte, falls der schräge vordere Abschnitt 94 des Schmelzekanals 64 nicht konisch zuliefe.

Im Gebrauch wird nach der Zusammenfügung und der Instal lation in einer Gießform 14 wie in Fig. 1 gezeigt an das Heizelement 22 im Verteiler 10 und an die Heizelemente 46 in den Düsen 12 elektrische Leistung angelegt, um sie auf eine vorgegebene Betriebstemperatur zu erhitzen. Von einer (nicht gezeigten) Gießmaschine wird in einem vorge gebenen Zyklus mit Druck beaufschlagte Schmelze zum zentralen Einlaß 60 des Schmelzekanals 32 geliefert. Die Schmelze strömt durch den Schmelzekanal 58 im Schmelze verteiler 10 zu der ausgerichteten zentralen Schmelzeboh rung 48 in jeder Düse 12 und durch den dann ausgerichte ten Schmelzekanal 64 im entsprechenden Torpedo 42. Die Schmelze vom Schmelzekanal 64 fließt dann in den kreis förmigen Raum 90 in der Gießform 14 um die konische vordere Fläche 72 und dann durch den Anguß 66 in den Hohlraum 68. Die Düsendichtung 44 verhindert ein Entwei chen der Schmelze aus dem kreisförmigen Raum 90 und ordnet die Spitze 74 des Torpedos 42 in genauer Ausrich tung auf den Anguß 66 an. Wenn die Hohlräume 68 gefüllt sind und eine geeignete Verdichtungs- und Abkühlungsperi ode verstrichen ist, wird der Einspritzdruck weggenommen, woraufhin das Schmelzezufuhrsystem druckentlastet wird, um das Ziehen von Fäden durch die offenen Angüsse 66 zu vermeiden. Die Gießform 14 wird anschließend geöffnet, um die geschmolzenen Produkte auszuwerfen. Nach dem Auswer fen wird die Gießform 14 geschlossen, woraufhin der Zyklus ohne Unterbrechung mit einer Zyklus zeit wiederholt wird, die von der Größe der Hohlräume 68 und vom Typ des zu gießenden Materials abhängt.

Obwohl die Beschreibung des Druckguß-Torpedos 42 für eine bevorzugte Ausführungsform gegeben worden ist, sind selbstverständlich viele verschiedene Abwandlungen mög lich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er von den Fachleuten verstanden wird und in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Druckguß-Torpedo (42) mit einer hinteren Fläche (70), einer longitudinale sich erstreckenden Mittelachse (76), einer zu einer Spitze (74) sich erstreckenden konischen vorderen Fläche (72) und einer Innenfläche (114), die einen Schmelzekanal (64) bildet, der sich durch den Torpedo (42) von einem Einlaß (78) in der hinteren Fläche (70) zu einem Auslaß (80) in der koni schen vorderen Fläche (72) erstreckt und einen zentralen hinteren Abschnitt (92) sowie einen schrägen vorderen Abschnitt (94) besitzt, wobei sich der zentrale hintere Abschnitt (72) des Schmelzekanals (64) vom Einlaß (78) in der hinteren Fläche (70) nach vorn erstreckt, wobei sich der schräge vordere Abschnitt (94) des Schmelzekanals (64) schräg nach außen erstreckt, um den hinteren Ab schnitt (92) des Schmelzekanals (64) mit dem Auslaß (80) der konischen vorderen Fläche (94) zu verbinden, wobei die Innenfläche (114) des Torpedos (42), die den Schmel zekanal (64) bildet, eine kürzeste longitudinale Linie (116) aufweist, die sich zwischen dem Einlaß (78) in der hinteren Fläche (70) und dem Auslaß (80) in der konischen vorderen Fläche (72) erstreckt, wobei diese kürzeste longitudinale Linie (116) den Auslaß (80) im größtmögli chen Abstand von der Mittelachse (76) erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß der schräge vordere Abschnitt (94) des Schmelze kanals (64), der sich zum Auslaß (80) in der konischen vorderen Fläche (94) erstreckt, eine Konizität nach innen aufweist, die ausreicht, um sicherzustellen, daß die kürzeste longitudinale Linie (116), die sich längs der den Schmelzekanal (64) zwischen dem Einlaß (78) und dem Auslaß (80) bildenden Innenfläche (114) des Torpedos (42) erstreckt, in bezug auf die Mittelachse (76) längs des Schmelzekanals (64) zwischen dem Einlaß (78) in der hinteren Fläche (70) und dem Auslaß (80) in der konischen vorderen Fläche nirgendwo nach außen läuft.

2. Druckguß-Torpedo nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der zentrale hintere Abschnitt (92) des Schmelze kanals (64) beginnend beim Einlaß (78) in der hinteren Fläche (70) nach innen leicht konisch verläuft.

3. Druckguß-Torpedo nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß sowohl der zentrale hintere Abschnitt (92) als auch der schräge vordere Abschnitt (94) des Schmelzeka nals (64) einen kreisförmigen Querschnitt besitzen.

4. Druckguß-Torpedo nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die kürzeste longitudinale Linie (116), die sich längs der den Schmelzekanal (64) bildenden Innenfläche (114) des Torpedos (42) erstreckt, im wesentlichen gerad linig ist.