DE10033166A1 - Vorrichtung zum Herstellen von Gußstücken, mit in die Gießform führbarer Wandung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Gußstücken aus fließ- oder streufähigem Vormaterial, mit einer Einspritzeinheit, aus der das zumindest teilweise verflüssigte Material in eine Gießform einspritzbar ist, wobei die Einspritzeinheit eine Einlaßöffnung zur Zufuhr des Materials aufweist und wobei die Einspritzeinheit eine Kammer mit zwei beweglichen Wandungen aufweist, die wahlweise entweder in einer Richtung gemeinsam beweglich sind oder gegenläufig beweglich sind, derart, daß der Innenraum der Kammer wahlweise volumenveränderlich ist und/oder verschiebbar ist, wobei eine Wandung bis in die Gießform führbar ist, derart, daß sie einen Teil der den Formhohlraum begrenzenden Wandung bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In der deutschen Patentanmeldung 199 56 478 wird eine gat­ tungsgemäße Vorrichtung beschrieben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß diese möglichst leistungsfähig ist, kompakte Abmessungen er­ möglicht und möglichst kostengünstig betrieben werden kann.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die beweglichen Kammerwände nicht ausschließlich außerhalb der Gießform an­ zuordnen, sondern eine Verschiebung des Kammerinhaltes bis in die Gießform zu ermöglichen. Auf diese Weise kann eine Materialeinsparung bewirkt werden, da der Anguß vermieden oder erheblich verkleinert werden kann. Demzufolge kann die im Kreislauf zu führende Materialmenge verringert werden, die bei jedem Kreislauf erneut abgekühlt und anschließend wieder auf­ geschmolzen werden muß und die ggf einen Abbrand von teu­ ren Legierungselementen aufweist, wobei dieser Abbrand stets ergänzt werden muß.

Dadurch, daß der Anguß verringert werden kann oder ganz entfallen kann, verringert sich die Menge erhitzten Materials und damit auch die Temperaturbelastung der Einspritzeinheit sowie der Gießform selbst, so daß kürzere Abkühlphasen möglich sind und demzufolge eine höhere Stückzahl pro Zeiteinheit herstell­ bar ist, so daß die Leistungsfähigkeit der Anlage verbessert wird.

Dadurch, daß das Material ohne einen zwischengeschalteten Einspritzkanal unmittelbar aus der Kammer in die Gießform ge­ langt, werden große Strömungsquerschnitte ermöglicht und ggf können hierdurch Umlenkungen des Materialstroms vermieden werden. Das Material muß daher nicht so hoch erhitzt werden, wie um eine optimale Durchströmbarkeit vergleichsweise gerin­ ger Einströmkanäle in die Gießform oder das Durchströmen lan­ ger Wege zu ermöglichen. Hierdurch kann ein niedrigeres Temperaturniveau der Schmelze eingestellt werden, so daß auch durch diese Maßnahme die Temperaturbelastung der Vor­ richtung verringert wird und - wie bereits erwähnt - Abkühlzeiten verkürzt und die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung gesteigert werden kann.

Dadurch, daß ggf. Umlenkungen des Materialstroms vermieden werden können, wird die Belastung der Vorrichtung verringert, da derartige Umlenkungen zu einem vorschnellen Verschleiß und regelrechten Auswaschungen führen können. Zudem ver­ ringert sich dadurch ggf. die erforderliche Antriebsleistung, da der Förderwiderstand des Materials verringert werden kann.

Dadurch, daß die Einspitzeinheit bis in die Gießform reicht und nicht ausschließlich außerhalb der Gießform angeordnet ist, ist die Vorrichtung mit kompakten Abmessungen herstellbar.

Vorteilhaft kann die bewegliche Wandung der Kammer der Ein­ spritzeinheit als Teil derjenigen Wandung des Formhohlraumes ausgebildet sein, welcher zum Öffnen der Form beweglich aus­ gestaltet ist. Auf diese Weise können komplizierte mehrachsige Bewegungen vermieden werden und es ist sichergestellt, daß beim Öffnen der Form die in die Gießform führbare Wandung der Einspritzeinheit gemeinsam mit dem zu öffnenden Teil der Gießform bewegt wird, so daß die Zugänglichkeit zum Gußstück bei geöffneter Form unverändert beibehalten werden kann und eine optimale Zugänglichkeit zur Entnahme des Gußstückes ermöglicht.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles im fol­ genden näher erläutert. Dabei zeigen die

Fig. 1 bis 6 eine Vorrichtung zum Herstellen von Guß­ stücken in unterschiedlichen Phasen eines Gießvorganges.

In Fig. 1 ist mit 1 allgemein eine Vorrichtung bezeichnet, die zum Herstellen von Gußstücken im Druckgießverfahren dient.

Die Vorrichtung 1 weist eine zweiteilige Gießform 2 auf, die sich in Fig. 1 in ihrer geschlossenen Anordnung befindet. Weiterhin weist die Vorrichtung 1 eine Einspritzeinheit 3 auf, die dazu dient, das fließfähig eingestellte Material in die Gießform 2 ein­ zuspritzen. In Fig. 1 ist die Einspritzeinheit 3 in einer Anfangs­ phase ihres Befüllvorganges dargestellt:

Eine Fördereinheit 4 fördert geschmolzenes oder zumindest teilweise geschmolzenes Material in eine Kammer 5 der Ein­ spritzeinheit 3. Die Kammerwandungen werden durch ein run­ des Rohr 6, einen Einspritzkolben 7 und einen Abdichtkolben 8 gebildet.

In Fig. 1 ist das Volumen der Kammer 5 vergleichsweise klein. Das Kammervolumen kann ggf. völlig minimiert werden, indem die beiden Kolben 7 und 8 aneinandergeführt werden. In jedem Fall ist sichergestellt, daß auch oxidationsfreudiges Material problemlos verarbeitet werden kann, weil ein Kontakt mit Umge­ bungsluft weitgehend vermieden werden kann. Das Material wird durch die Fördereinheit 4 in die Kammer 5 gefördert und angepaßt an die Menge des zuströmenden Materials wird der Abdichtkolben 8 zunehmend vom Einspritzkolben 7 entfernt, wie Fig. 2 zeigt.

Fig. 2 zeigt die Einspritzeinheit 3 in einer Endphase ihres Befüll­ vorganges, wenn die Einspritzeinheit 3 weitgehend mit dem zu vergießenden Material befüllt ist. Das Volumen der Kammer 5 hat sich entsprechend vergrößert, und der Einspritzkolben 7 be­ findet sich nach wie vor in einer Stellung, in der der Zugang von der Fördereinheit 4 in die Kammer 5 geöffnet ist.

Wenn die gewünschte Materialmenge in die Kammer 5 einge­ bracht worden ist, werden die beiden Kolben 7 und 8 gemein­ sam bewegt. Hierdurch wird - wie aus Fig. 3 ersichtlich ist - die Kammer 5 gegenüber der Fördereinheit 4 abgeschlossen.

Der Abdichtkolben 8 wird aus dem Rohr 6 herausgeführt und bis in die Form 2 geführt. Hierdurch wird das Rohr 6 und damit die Kammer 5 geöffnet. Eine weitere Bewegung des Einspritzkol­ bens 7 bewirkt, daß das Material aus der Kammer 5 in die Gießform 2 eingespritzt wird.

Die Endstellung des Einspritzkolbens 7 ist aus Fig. 4 ersichtlich. Der Abdichtkolben 8 befindet sich innerhalb der Gießform 2 in einer Stellung, in der er einen Teil der Wandung der Gießform 2 bildet, welcher einen Formhohlraum 9 begrenzt, der die spätere Kontur des Gußstückes bestimmt. Bei dem dargestellten Aus­ führungsbeispiel handelt es sich um ein Gußstück, z. B. um ein rotationssymmetrisches Bauteil wie ein Rad, einen Deckel od. dgl., an dessen Formgebung der Abdichtkolben 8 direkt beteiligt ist und dementsprechend konturiert sein kann, um den ge­ wünschten Oberflächenverlauf des Gußstücks zu bestimmen. In diesem Fall ist der Angußpunkt in das Gußstück verlagert, so daß vorteilhaft ein "Anguß" im herkömmlichen Sinn, also ein Teil, welches vom Gußstück entfernt werden muß und lediglich als Kreislaufmaterial verwendet werden kann, entfällt.

Alternativ kann vorgesehen sein, daß ein oder mehrere einzelne Endprodukte radial um den Bereich der beiden Kolben 7 und 8 herum angeordnet sind, so daß das hergestellte Gußstück ei­ nerseits diese Anzahl der Produkte umfaßt sowie einen Anguß, der sich vom Bereich zwischen den Kolben 7 und 8 bis zu die­ sen Produkten erstreckt. Der Anguß ist also minimal ausgebildet und weist keine Bestandteile auf, die aus der eigentlichen Gieß­ form 2 herausführen. In diesem Fall kann der Einspritzkolben 7 weiter als in Fig. 3 dargestellt geführt werden, um die Material­ stärke des Angusses möglichst klein zu halten.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Gießform 2 geöffnet ist. Hierzu besteht die Gießform 2 aus einem ortsfesten Formteil 10 und ei­ nem demgegenüber beweglichen Formteil 11. Der Abdichtkol­ ben 8 ist innerhalb des beweglichen Formteiles 11 gelagert und gemeinsam oder getrennt mit dem beweglichen Formteil 11 be­ weglich, so daß nach Öffnung der Gießform 2 die Entnahme des Gußstückes ungehindert mit der gleichguten Zugänglichkeit er­ folgen kann wie bei einer herkömmlichen Einspritzeinheit, bei der sämtliche Komponenten außerhalb der Gießform 2 ange­ ordnet sind.

Nach Entnahme des Gußstückes kann das bewegliche Formteil 11 wieder an das ortsfeste Formteil 10 der Gießform herange­ führt werden. Hierdurch wird auch der Abdichtkolben 8 wieder an den in seiner Endstellung verbliebenen Einspritzkolben 7 ge­ führt. Rein schematisch ist in Fig. 6 dargestellt, daß der Abdicht­ kolben 8 vorzugsweise an den Einspritzkolben 7 herangeführt wird, um ein minimales Volumen der Kammer 5 zu ermöglichen, bevor die Gießform 2 vollständig geschlossen ist. Auf diese Weise kann problemlos das Entweichen der Umgebungsatmo­ sphäre ermöglicht werden, so daß die Kammer 5 mit minimalem Kammervolumen eingestellt wird. Lediglich aus Sicherheitsgrün­ den, um mechanische Beschädigungen der Kolben 7 und 8 zu vermeiden, ist bei der dargestellten Kolbensteuerung vorgesehen, die Kolben 7 und 8 nicht direkt aneinander anliegen zu las­ sen.

Ausgehend von dem Zustand nach Fig. 6 wird die Gießform 2 geschlossen, d. h. der bewegliche Formteil 11 wird vollständig an den ortsfesten Formteil 10 herangeführt und anschließend werden die Spannplatten der Gießform 2 zur Aufnahme der Ein­ spritzdrücke verriegelt.

Ein Vorteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß sich der Abdichtkolben 8 beim Einspritzvorgang an dem beweg­ lichen Formteil 11 abstützen kann, so daß kosten- und konstruk­ tionsmäßig vorteilhaft keine eigene Abstützung für den Abdicht­ kolben 8 vorgesehen sein muß, da die auf den Abdichtkolben 8 wirkenden Einspritzdrücke von der Gießform 2 bzw. von deren Spannplatten aufgenommen werden.

Anschließend an die Situation nach Fig. 6 und nachdem die Gießform 2 geschlossen wurde, wird die Kammer 5 durch eine gleichsinnige und gleichschnelle Bewegung der beiden Kolben 7 und 8 verschoben, bis sich die Kammer 5 vor der Öffnung der Fördereinheit 4 befindet, so daß ein neuer Arbeitszyklus erfolgen kann.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Herstellen von Gußstücken aus filieß- oder streufähigem Vormaterial,
mit einer Einspritzeinheit, aus der das zumindest teilweise verflüssigte Material in eine Gießform einspritzbar ist,
wobei die Einspritzeinheit eine Einlaßöffnung zur Zufuhr des Materials aufweist,
und wobei die Einspritzeinheit eine Kammer mit zwei be­ weglichen Wandungen aufweist, die wahlweise entweder in einer Richtung gemeinsam beweglich sind oder gegen­ läufig beweglich sind, derart, daß der Innenraum der Kammer wahlweise volumenveränderlich ist und/oder ver­ schiebbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Wandung bis in die Gießform (2) führbar ist, derart, daß sie einen Teil der den Formhohlraum (9) begrenzenden Wandung bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Gießform (2) führbare Wandung als Kolben (8) ausgebildet ist, der in einer rohrartigen Kammerwan­ dung längsverfahrbar gelagert ist bzw. an die Kammer (5) abdichtend heranführbar gelagert ist und daß diese Wan­ dung gemeinsam mit einem beweglichen Formteil (11) der Gießform (2) beweglich ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Gießform (2) führbare Wandung den Ober­ flächenverlauf des Gußstückes mitbestimmend konturiert ist.