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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 10 2015 000 738 B3 beschrieben, eine Warmkammer-Druckgussanlage bekannt, umfassend einen Tiegel für die Metallschmelze, in dem eine Gießeinheit eingetaucht ist, mittels der die Metallschmelze zur Formgebung eines Gussbauteils in eine Dauerform einspritzbar ist. Die Gießeinheit ist zumindest eine Doppelkolben-Gießeinheit, die zumindest zwei mit der Metallschmelze befüllbare Gießkammern aufweist, die jeweils von einem hubverstellbaren Gießkolben begrenzt sind und über zumindest einen Gießlauf strömungstechnisch mit der Dauerform verbunden sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 5.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einem Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, beispielsweise eines Druckgussbauteils, wird mittels einer Gießkammer und über einen Gießkanal Metallschmelze unter Druck, insbesondere unter hohem Druck, in eine Kavität einer Gussform eingefüllt, insbesondere eingepresst.
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Erfindungsgemäß wird mittels dieser Gießkammer die Metallschmelze in einen Bereich der Kavität eingefüllt, insbesondere eingepresst, und zusätzlich wird mittels einer, insbesondere autarken, weiteren Gießkammer und über einen weiteren Gießkanal Metallschmelze unter Druck, insbesondere unter hohem Druck, in einen weiteren Bereich der Kavität eingefüllt, insbesondere eingepresst. Es können auch mehrere solche weitere Gießkammern und somit eine entsprechende Anzahl weiterer Gießkanäle und weiterer Bereiche in der Kavität vorgesehen sein.
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Das Bauteil wird beispielsweise mittels Druckguss und/oder Thixogießen und/oder Semi-solid-casting und/oder Thixospritzgießen und/oder mittels mindestens einer Mischform davon und/oder mittels einer Warmkammer-Gießeinheit und einer Kaltkammer-Gießeinheit und/oder mittels eines anderen Gussverfahrens hergestellt, bei dem die Metallschmelze unter Druck, insbesondere unter hohem Druck, in die Kavität der Gussform eingefüllt wird, insbesondere eingepresst wird. D. h. das erfindungsgemäße Verfahren ist entsprechend als ein solches Gussverfahren ausgestaltet. Bei der Verwendung einer Warmkammer-Gießeinheit und einer Kaltkammer-Gießeinheit ist beispielsweise eine der Gießkammern als Warmkammer-Gießeinheit ausgebildet oder die Warmkammer-Gießeinheit umfasst eine der Gießkammern, und die andere Gießkammer ist als Kaltkammer-Gießeinheit ausgebildet oder die Kaltkammer-Gießeinheit umfasst diese andere Gießkammer.
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Bisher bekannte Druckgussmaschinen beispielsweise für Aluminium oder Magnesium weisen eine Gießkammer auf, auch als Gießaggregat oder Gießeinheit bezeichnet, welche meist waagrecht unterhalb der Kavität angeordnet ist. Dadurch können für eine Formfüllung der Kavität benötigte Fließwege sehr lang sein, insbesondere bei großen Druckgussbauteilen.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird dies vermieden, denn durch das erfindungsgemäße lokale Anbringen der weiteren Gießkammer können diese Fließwege reduziert werden. Vorteilhafterweise wird hierzu zusätzlich zu der ersten Gießkammer, welche eine Hauptgießkammer bildet, noch mindestens eine weitere Gießkammer eingesetzt, insbesondere an die Gussform angeflanscht. Die beiden Gießkammern sind dabei vorteilhafterweise autark, d. h. insbesondere unabhängig voneinander betreibbar, um die Metallschmelze in die Kavität einzufüllen, insbesondere einzupressen. Dadurch wird beispielsweise eine zeitlich verzögerte Füllung unterschiedlicher Bereiche der Kavität ermöglicht, d. h. die beiden Bereiche können zeitlich versetzt zueinander mit der Metallschmelze gefüllt werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es somit, dass beispielsweise anstatt einer einzelnen großen Gießkammer bzw. eines einzelnen großen Gießaggregats mehrere kleine Gießkammern bzw. Gießaggregate eingesetzt werden können.
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Besonders vorteilhaft wird durch die erfindungsgemäße Lösung eine lokale Versorgung der Kavität mit der Metallschmelze ermöglicht. Dadurch werden Fließwege minimiert, es wird eine höhere Bauteilqualität erreicht, Kosten werden minimiert und es wird eine flexiblere Bauteilgestaltung ermöglicht. Insbesondere kann auch bei einer komplizierten Bauteilgestaltung und somit einer komplizierten Gestaltung der Kavität sichergestellt werden, dass die Metallschmelze in alle Bereiche der Kavität gelangt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils, und
- 2 schematisch eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 und 2 zeigen, schematisch stark vereinfacht, zwei Ausführungsformen einer Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Bauteils, beispielsweise eines Druckgussbauteils, wobei in 2 eine im Vergleich zu 1 wesentlich verbesserte Ausführungsform der Vorrichtung 1 dargestellt ist.
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In der Ausführungsform gemäß 1 umfasst die Vorrichtung 1 eine Gussform 2 mit einer Kavität 3 und einem Gießkanal 4, an welchem eine Gießkammer 5 zum Einfüllen, insbesondere Einpressen, einer Metallschmelze S unter Druck, insbesondere unter hohem Druck, über diesen Gießkanal 4 in die Kavität 3 angeordnet ist. Die Gießkammer 5 ist waagrecht unterhalb der Kavität 3, insbesondere an einem unteren Rand der Kavität 3, angeordnet. Problematisch hierbei ist, dass für eine Formfüllung der Kavität 3 benötigte Fließwege dadurch sehr lang sind, insbesondere bei großen Bauteilen, beispielsweise Druckgussbauteilen.
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Bei der in 2 gezeigten wesentlich verbesserten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 1 daher, zusätzlich zu dieser Gießkammer 5, welche hier eine Hauptgießkammer bildet, eine weitere Gießkammer 6 zum Einfüllen, insbesondere Einpressen, von Metallschmelze S unter Druck, insbesondere unter hohem Druck, in die Kavität 3. Die beiden Gießkammern 5, 6 sind dabei vorteilhafterweise autark, so dass die Metallschmelze S mittels der beiden Gießkammern 5, 6 unabhängig voneinander unter Druck, insbesondere unter hohem Druck, in die Kavität 3 eingefüllt, insbesondere eingepresst, werden kann.
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Die Gussform 2 umfasst bei dieser Ausführungsform, zusätzlich zu dem Gießkanal 4 für die als Hauptgießkammer ausgebildete Gießkammer 5, einen weiteren Gießkanal 7 für die weitere Gießkammer 6, d. h. die beiden Gießkammern 5, 6 sind jeweils einem der Gießkanäle 4, 7 zugeordnet. Im hier dargestellten Beispiel ist die Gießkammer 5, welche die Hauptgießkammer bildet, dem in diesem Beispiel unteren Gießkanal 4 zugeordnet, insbesondere daran und/oder darin angeordnet, und die weitere Gießkammer 6 ist im hier dargestellten Beispiel dem oberen weiteren Gießkanal 7 zugeordnet, insbesondere daran und/oder darin angeordnet.
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Gießkanalöffnungen der beiden Gießkanäle 4, 7 sind in zwei unterschiedlichen, d. h. voneinander abweichenden, Bereichen der Kavität 3 ausgebildet. Im hier dargestellten Beispiel ist die Gießkanalöffnung des einen, hier des unteren, Gießkanals 4, mit welchem die als Hauptgießkammer ausgebildete Gießkammer 5 verbunden ist, in einem unteren Bereich der Kavität 3 ausgebildet, und die Gießkanalöffnung des weiteren, hier des oberen, Gießkanals 7, mit welchem die weitere Gießkammer 6 verbunden ist, ist in einem oberen Bereich der Kavität 3 ausgebildet. Die weitere Gießkammer 6 ist beispielsweise an die Gussform 2, insbesondere an den weiteren Gießkanal 7, anflanschbar oder, wie hier dargestellt, bereits angeflanscht.
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Die Vorrichtung 1, insbesondere die in 2 gezeigte wesentlich verbesserte Ausführungsform der Vorrichtung 1, ist beispielsweise für Druckguss und/oder für Thixogießen und/oder für Semi-solid-casting und/oder für Thixospritzgießen und/oder für mindestens eine Mischform davon und/oder für ein Gießverfahren mit einer Warmkammer-Gießeinheit und einer Kaltkammer-Gießeinheit und/oder für ein anderes Gussverfahren, bei dem die Metallschmelze unter Druck, insbesondere unter hohem Druck, in die Kavität der Gussform eingefüllt wird, insbesondere eingepresst wird, vorgesehen.
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In einem Verfahren zur Herstellung des Bauteils, beispielsweise des Druckgussbauteils, mittels dieser Vorrichtung 1 wird mittels der als Hauptgießkammer ausgebildeten Gießkammer 5 und über deren Gießkanal 4 Metallschmelze S unter Druck, insbesondere unter hohem Druck, in den Bereich der Kavität 3 der Gussform 2 eingefüllt, insbesondere eingepresst, in welchem die Gießkanalöffnung dieses Gießkanals 4 angeordnet ist, im hier dargestellten Beispiel in den unteren Bereich der Kavität 3, und zusätzlich wird mittels der, vorteilhafterweise autarken, weiteren Gießkammer 6 und über den weiteren Gießkanal 7 Metallschmelze S unter Druck, insbesondere unter hohem Druck, in den weiteren Bereich der Kavität 3 der Gussform 2 eingefüllt, insbesondere eingepresst, in welchem die Gießkanalöffnung dieses weiteren Gießkanals 7 angeordnet ist, im hier dargestellten Beispiel in den oberen Bereich der Kavität 3.
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Durch diese Lösung gemäß der zweiten Ausführungsform wird somit eine lokale Versorgung der Kavität 3 mit der Metallschmelze S ermöglicht. Dadurch werden Fließwege minimiert, es wird eine höhere Bauteilqualität erreicht, Kosten werden minimiert und es wird eine flexiblere Bauteilgestaltung ermöglicht. Insbesondere kann auch bei einer komplizierten Bauteilgestaltung und somit einer komplizierten Gestaltung der Kavität 3 sichergestellt werden, dass die Metallschmelze S in alle Bereiche der Kavität 3 gelangt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015000738 B3 [0002]
