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Die Erfindung betrifft ein sogenanntes Dreiplattendruckgusswerkzeug gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung wenigstens eines metallischen Druckgussteils mit einem solchen Dreiplattendruckgusswerkzeug.
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Bekanntermaßen wird beim Druckgießen flüssige Metallschmelze unter hohem Druck in den Formhohlraum (Kavität) eines Druckgusswerkzeugs (Gießform) gedrückt, wo sie dann erstarrt. Nach dem Erstarren der Metallschmelze wird das Druckgusswerkzeug zum Entformen des Druckgussteils (gegebenenfalls auch mehrerer Druckgussteile) geöffnet. Um das Druckgusswerkzeug Öffnen und Schließen zu können, weist dieses wenigstens zwei Werkzeugteile (Werkzeughälften) auf, wobei wenigstens eines dieser Werkzeugteile relativ zum anderen Werkzeugteil verfahrbar ist. Das Öffnen und Schließen wird mithilfe einer Druckgießmaschine bewerkstelligt, in die das Druckgusswerkzeug eingebaut ist.
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Ein Druckgusswerkzeug weist für gewöhnlich auch ein durch Zuführkanäle, Verteilstellen, Überlaufstellen und/oder dergleichen gebildetes Angusssystem auf, über das die flüssige Metallschmelze in den Formhohlraum gelangt beziehungsweise dem Formhohlraum zugeführt wird. Die im Angusssystem erstarrte Metallschmelze wird als Anguss bezeichnet. Der Anguss wird vom eigentlichen Druckgussteil (Formteil) abgetrennt und als Abfall entsorgt oder auch recycelt.
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Aus dem Stand der Technik sind ferner sogenannte Dreiplattendruckgusswerkzeuge bekannt, wie beispielsweise in der Patentschrift
DE 10 2012 107 363 A1 beschrieben. Ein solches Dreiplattendruckgusswerkzeug weist ein drittes, quasi als Zwischenplatte ausgebildetes Werkzeugteil auf, welches verfahrbar zwischen einem ersten, typischerweise ortsfesten Werkzeugteil, welches sich insbesondere auf der sogenannten Angussseite befindet, und einem zweiten, verfahrbaren Werkzeugteil angeordnet ist, sodass zwei Werkzeugtrennebenen vorhanden sind. Beim Öffnen des Dreiplattendruckgusswerkzeugs wird das Druckgussteil durch die Öffnungsbewegung des dritten Werkzeugteils (Zwischenplatte) vom Anguss weggezogen, wodurch das Druckgussteil und der Anguss getrennt werden (sogenannte Angussabtrennung), indem der Anguss vom Druckgussteil abreißt beziehungsweise das Druckgussteil vom Anguss abreißt. Das Druckgussteil kann dann über die erste Werkzeugtrennebene zwischen dem zweiten Werkzeugteil und dem dritten Werkzeugteil entformt werden und der Anguss kann über die zweite Werkzeugtrennebene zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem dritten Werkzeugteil entformt werden.
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Das erfindungsgemäße Dreiplattendruckgusswerkzeug des Patentanspruchs 1 verfügt über eine verbesserte, sehr effektive Angussabtrennung, wobei dann im Weiteren auch eine vereinfachte Entformung des Angusses gelingt. Mit dem nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Herstellung wenigstens eines metallischen Druckgussteils mit einem erfindungsgemäßen Dreiplattendruckgusswerkzeug beziehungsweise unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Dreiplattendruckgusswerkzeugs. Zusätzliche Merkmale der Erfindung ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und den Figuren.
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Das erfindungsgemäße Dreiplattendruckgusswerkzeug (im Folgenden auch nur als Druckgusswerkzeug bezeichnet) zur Herstellung wenigstens eines metallischen Druckgussteils durch Druckgießen einer Metallschmelze umfasst ein erstes, ein zweites und ein drittes Werkzeugteil (Werkzeugplatten), wobei das dritte Werkzeugteil (Zwischenplatte) zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugteil angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Druckgusswerkzeug umfasst ferner wenigstens einen Formhohlraum (in dem das herzustellende Druckgussteil entsteht) sowie ein Angusssystem, durch das die Metallschmelze dem Formhohlraum zugeführt wird beziehungsweise zuführbar ist. Beim Öffnen dieses Druckgusswerkzeug wird der im Angusssystem entstandene Anguss von dem im Formhohlraum entstandenen Druckgussteil abgetrennt beziehungsweise abgerissen, wobei das Druckgussteil dann über eine erste Werkzeugtrennebene zwischen dem zweiten Werkzeugteil und dem dritten Werkzeugteil entformbar ist beziehungsweise entformt wird und der Anguss über eine zweite Werkzeugtrennebene zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem dritten Werkzeugteil entformbar ist beziehungsweise entformt wird.
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Erfindungsgemäß ist im dritten Werkzeugteil wenigstens ein federvorgespanntes, insbesondere stempelartig ausgebildetes, Druckelement angeordnet, welches beim Öffnen des Druckgusswerkzeugs in beziehungsweise innerhalb der zweiten Werkzugtrennebene den Anguss gegen das erste Werkzeugteil drückt beziehungsweise klemmt, wodurch der Anguss festgehalten wird und (dadurch) definiert vom Druckgussteil abreißt beziehungsweise abreißen kann. Mit anderen Worten: Im dritten Werkzeugteil ist wenigstens ein federvorgespanntes Druckelement angeordnet, mit dem beim Öffnen des Druckgusswerkzeugs in der zweiten Werkzeugtrennebene der Anguss gegen das erste Werkzeugteil drückbar ist bzw. gedrückt wird, um ein definiertes Abreißen (des Angusses) vom Druckgussteil zu bewirken oder zumindest zu begünstigen. Bevorzugt sind mehrere solcher federvorgespannten Druckelemente vorgesehen. (Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich ohne Einschränkung der Erfindung auf ein federvorgespanntes Druckelement.)
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Beim erfindungsgemäßen Dreiplattendruckgusswerkzeug wird der Anguss beim Öffnen des Druckgusswerkzeugs (das heißt während der Öffnungsbewegung) mithilfe des wenigstens einen federvorgespannten Druckelements festgehalten bzw. in Position gehalten, indem quasi der Anguss, insbesondere punktuell beziehungsweise stellenweise, gegen das erste Werkzeugteil geklemmt wird, zumindest bis der Anguss vom Druckgussteil abreißt, wobei der sogenannte Abreißweg im Wesentlichen durch die Dehnungseigenschaften des Angusses bestimmt wird. Dadurch wird ein definiertes und wiederhohlgenaues Abreißen des Angusses vom Druckgussteil zu einem bestimmten Zeitpunkt der Öffnungsbewegung und/oder bei einer bestimmten Relativstellung zwischen dem dritten Werkzeugteil und dem ersten Werkzeugteil gewährleistet oder zumindest unterstützt. Das Festhalten erfolgt ohne eine hinterschnittige Kontur oder dergleichen, was im Weiteren das Entformen beziehungsweise das Auswerfen des Angusses vereinfacht beziehungsweise erleichtert, sodass auch die Anordnung von Auswerfern beziehungsweise Ausstoßern, wie beispielsweise Auswerferstiften oder dergleichen, weniger restriktiv ist. Ferner kann das Angusssystem komplexer gestaltet werden, beispielsweise derart, dass mehrere Zuführkanäle, die zu einem Formhohlraum oder gegebenenfalls auch zu mehreren Formhohlräumen führen, in unterschiedlichen Werkzeugebenen und/oder mit unterschiedlicher Ausrichtung (beispielsweise horizontal und vertikal) vorgesehen sind.
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Bevorzugt ist das federvorgespannte Druckelement bezüglich eines Grundkörpers oder dergleichen des dritten Werkzeugteils relativbeweglich angeordnet, insbesondere derart, dass sich dass Druckelement parallel zur Öffnungsrichtung beziehungsweise Schließrichtung des Druckgusswerkzeugs bewegen kann.
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Bevorzugt ist das dritte Werkzeugteil mit einer Tasche, das heißt mit einer Ausnehmung oder einer Vertiefung oder dergleichen, ausgebildet, in der das federvorgespannte Druckelement angeordnet ist. Diese Tasche befindet sich insbesondere in einer dem ersten Werkzeugteil zugewandten Fläche des dritten Werkzeugteils.
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Bei dem federvorgespannten Druckelement handelt es sich bevorzugt um einen beweglichen, insbesondere längsbeweglichen, Stempel, der den Anguss, insbesondere punktuell beziehungsweise stellenweise, festhalten beziehungsweise klemmen kann. Bevorzugt sind ferner auch eine Stempelführung für den beweglichen Stempel und eine Federeinrichtung, die den Stempel in Richtung des ersten Werkzeugteils beziehungsweise in Richtung des Angusses vorspannt, vorgesehen. Bevorzugt bilden das Druckelement beziehungsweise der Stempel, die Stempelführung und die Federeinrichtung einen Stempelmechanismus, welcher insbesondere in einer Tasche (wie oben erläutert) angeordnet ist. Bevorzugt weist die Stempelführung einen Führungsbolzen oder dergleichen auf, auf dem das Druckelement beziehungsweise der Stempel längsbeweglich geführt beziehungsweise gelagert ist. Bei der Federeinrichtung handelt es sich bevorzugt um ein mehrere Tellerfedern umfassendes Tellerfederpaket, welches insbesondere um den Führungsbolzen herum beziehungsweise auf dem Führungsbolzen angeordnet ist. Die mit der Federeinrichtung erzeugbare Druckkraft ist insbesondere so bemessen, dass der Anguss zuverlässig festgehalten wird, das heißt, die erzeugte Druckkraft ist größer als die beim Öffnen des Druckgusswerkzeugs auf den Anguss wirkende Zugkraft.
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Bevorzugt ist wenigstens ein Anschlag vorgesehen, der den Weg des Druckelements beziehungsweise des Stempels in Richtung des ersten Werkzeugteils begrenzt und insbesondere auch ein Herausfallen verhindert. Der Weg des Druckelements beziehungsweise der Stempelweg ist insbesondere so bemessen, dass der Anguss wenigstens bis zum Abreißen vom Druckgussteil festgehalten beziehungsweise gegen das erste Werkzeugteil geklemmt wird, um eine zuverlässige Angussabtrennung zu gewährleisten.
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Bevorzugt weist das Druckelement beziehungsweise der Stempel, insbesondere an seiner Stirnfläche, (wenigstens) einen beim Schließen des Druckgusswerkzeugs mit dem ersten Werkzeugteil in Berührungskontakt gelangenden Abschnitt, insbesondere einen Flächenabschnitt, auf, über den durch das erste Werkzeugteil eine Rückstellkraft aufgebracht werden kann beziehungsweise aufbringbar ist, um insbesondere das Druckelement beziehungsweise den Stempel in die Tasche zurück zu schieben und auch die Federeinrichtung zu spannen. Untenstehend werden zwei bevorzugte Ausführungsmöglichkeiten näher erläutert.
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Das Angusssystem des erfindungsgemäßen Druckgusswerkzeugs kann mehrere (wenigstens jedoch einen) im dritten Werkzeugteil angeordnete und in den Formhohlraum einmündende Zuführkanäle aufweisen, die an ihren formhohlraumseitigen Enden, also im Bereich der Einmündung in den Formhohlraum, jeweils mit einer den (jeweiligen) Kanalquerschnitt lokal verkleinernden beziehungsweise lokal verengenden Verjüngung ausgebildet sind, durch welche beim Druckgießen Sollbruchstellen erzeugbar sind, an denen der Anguss vom Druckgussteil abreißt. Das heißt, die Sollbruchstellen ermöglichen beim Öffnen des Druckgusswerkzeugs ein hinsichtlich der Trennstellen beziehungsweise Abreißstellen definiertes Abreißen des Angusses vom Druckgussteil, wobei das Abreißen insbesondere direkt am Druckgussteil erfolgt. In Zusammenwirkung mit dem oben erläuterten Festhalten beziehungsweise Zurückhalten des Angusses ergibt sich eine sehr effektive Angussabtrennung. Ferner wird der Gussnachbearbeitungsaufwand am Druckgussteil verringert. Zudem wird die mechanische Belastung des Druckgusswerkzeugs vermindert und dadurch der Werkzeugverschleiß reduziert.
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Bevorzugt sind die in den Formhohlraum einmündenden Zuführkanäle im dritten Werkzeugteil konisch, vorzugsweise kegelförmig, ausgebildet, insbesondere mit in Richtung des Formhohlraums kleiner werdenden Querschnitten, und sind zusätzlich zu dieser konischen Ausbildung an ihren formhohlraumseitigen Enden jeweils mit einer den Kanalquerschnitt lokal verkleinernden beziehungsweise lokal verengenden Verjüngung ausgebildet.
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Bevorzugt sind die Verjüngungen an den formhohlraumseitigen Enden der in den Formhohlraum einmündenden Zuführkanäle im dritten Werkzeugteil durch jeweils eine umlaufende, bevorzugt vollständig umlaufende, insbesondere kragenartig geformte, Wulst beziehungsweise Ringwulst oder dergleichen gebildet, welche insbesondere in den Mündungsquerschnitten angeordnet sind und den jeweiligen Zuführkanal im Mündungsquerschnitt lokal verengen. Dadurch ist am jeweiligen Übergang zwischen dem Anguss beziehungsweise einem Angusssteg und dem Druckgussteil eine ringnutartige, insbesondere ringkerbenartige, Sollbruchstelle erzeugbar beziehungsweise ausformbar.
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Bevorzugt sind die in den Formhohlraum einmündenden Zuführkanäle im dritten Werkzeugteil senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zum Formhohlraum ausgerichtet. Das heißt, die Zuführkanäle münden senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht in den Formhohlraum ein. Dies bezieht sich insbesondere auf einen Formhohlraum zur Herstellung eines dünnwandigen und/oder flächigen Druckgussteils, wobei die Zuführkanäle senkrecht zu einer flächigen Erstreckung des herzustellenden Druckgussteils ausgerichtet sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung wenigstens eines metallischen Druckgussteils umfasst zumindest die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Dreiplattendruckgusswerkzeugs, welches insbesondere in einer Druckgießmaschine eingebaut ist;
- - Schließen des Druckgusswerkzeugs und Ausführen eines Druckgussvorgangs, wobei durch das Angusssystem flüssige Metallschmelze in den Formhohlraum (oder in die Formhohlräume) gedrückt wird;
- - Öffnen des Druckgusswerkzeugs nachdem die Metallschmelze erstarrt ist, wobei (während der Öffnungsbewegung) der im Angusssystem entstandene Anguss in beziehungsweise innerhalb der zweiten Werkzeugtrennebene durch das wenigstens eine federvorgespannte Druckelement gegen das erste Werkzeugteil gedrückt wird und, insbesondere an wenigstens einer Sollbruchstelle (siehe oben), vom Druckgussteil abgetrennt wird beziehungsweise abreißt;
- - gegebenenfalls Entformen des Druckgussteils und des Angusses.
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Bevorzugt wird das Druckgusswerkzeug beim Öffnen zuerst in der zweiten Werkzeugtrennebene zwischen dem dritten Werkzeugteil (Zwischenplatte) und dem ersten, insbesondere ortsfesten, Werkzeugteil (Düsenplatte) geöffnet, in der auch die Entformung des Angusses erfolgt. Dabei kann der Anguss bereits beim Beginn des Öffnungsvorgangs, das heißt zu Beginn der Öffnungsbewegung des dritten Werkzeugteils, welche insbesondere zusammen mit dem zweiten Werkzeugteil erfolgt, vom Druckgussteil abgetrennt werden beziehungsweise abreißen.
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Bei dem herzustellenden Druckgussteil handelt es sich bevorzugt um ein Fahrzeugbauteil, insbesondere um ein dünnwandiges und/oder flächiges Leichtmetall-Karosseriebauteil, wie beispielsweise ein Längsträgerelement.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Figuren anhand einer besonders bevorzugten Ausführungsmöglichkeit (best mode) näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch losgelöst von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden.
- 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Dreiplattendruckgusswerkzeug.
- 2 bis 4 veranschaulichen schematisch die Funktionsweise des Druckgusswerkzeugs der 1 anhand eines beispielhaft ausgewählten Werkzeugausschnitts (gemäß dem in 1 gekennzeichneten Bereich A).
- 5 zeigt schematisch eine bevorzugte erste Ausführungsmöglichkeit eines Druckelements für das Druckgusswerkzeug der 1 bis 4.
- 6 zeigt schematisch eine alternative zweite Ausführungsmöglichkeit eines Druckelements für das Druckgusswerkzeug der 1 bis 4.
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Das in
1 gezeigte Dreiplattendruckgusswerkzeug
100 ist in einer nicht gezeigten Druckgießmaschine eingebaut und umfasst ein erstes, insbesondere ortsfestes, Werkzeugteil
110 (erste Werkzeugplatte), ein zweites verfahrbares Werkzeugteil
120 (zweite Werkzeugplatte) und ein drittes Werkzeugteil
130 (dritte Werkzeugplatte), das zwischen dem ersten Werkzeugteil
110 und dem zweiten Werkzeugteil
120 angeordnet und ebenfalls verfahrbar ist. Das erste Werkzeugteil
110 und das dritte Werkzeugteil
130 können optional als Einsätze ausgebildete Angussplatten
111,
131 aufweisen. Das Druckgusswerkzeug
100 umfasst ferner einen Formhohlraum
140, beispielsweise zur Herstellung eines dünnwandigen Leichtmetall-Karosseriebauteils, und ein Angusssystem
150, durch das flüssige Metallschmelze (beispielsweise Aluminiumschmelze oder Magnesiumschmelze) in den Formhohlraum
140 gelangt beziehungsweise gedrückt wird. Das Angusssystem
150 kann beispielsweise ähnlich gestaltet sein, wie in der
DE 10 2012 107 363 A1 beschrieben. (In den Figuren ist in nicht einschränkender Weise nur ein Formhohlraum
140 dargestellt, wobei ein erfindungsgemäßes Dreiplattendruckgusswerkzeug
100 auch mehrere Formhohlräume aufweisen kann.)
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Das Dreiplattendruckgusswerkzeug 100 ermöglicht in vorteilhafter Weise eine seitliche und bezüglich einer flächigen Erstreckung des herzustellenden Druckgussteils eine im Wesentlichen senkrechte Zuführung der Metallschmelze zum Formhohlraum 140. Hierzu weist das Angusssystem 150 mehrere im dritten Werkzeugteil 130 angeordnete beziehungsweise im dritten Werkzeugteil 130 ausgebildete konische und dadurch düsenförmige Zuführkanäle 151 auf (auch als Anschnitte bezeichnet), die, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, in den Formhohlraum 140 einmünden. (In den Figuren ist in nicht einschränkender Weise nur einer der Zuführkanäle 151 dargestellt, wobei sich die nachfolgenden Erläuterungen auf diesen einen Zuführkanal 151 beziehen. Ein erfindungsgemäßes Dreiplattendruckgusswerkzeug 100 kann mehrere solche Zuführkanäle 151 oder auch nur einen solchen Zuführkanal 151 aufweisen.)
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Zwischen dem zweiten Werkzeugteil 120 und dem dritten Werkzeugteil 130 befindet sich eine erste Werkzeugtrennebene T1 und zwischen dem dritten Werkzeugteil 130 und dem ersten Werkzeugteil 110 befindet sich eine zweite Werkzeugtrennebene T2. Bei diesen Werkzeugtrennebenen T1, T2 handelt es sich nicht um plane Flächen im mathematischen Sinne, sondern um komplex geformte Werkzeugtrennstellen, die dennoch als Werkzeugtrennebenen bezeichnet werden. Durch Verfahren beziehungsweise Verschieben des zweiten Werkzeugteils 120 und des dritten Werkzeugteils 130, wie durch die Pfeile B1, B2 veranschaulicht, kann das Druckgusswerkzeug 100 an den Werkzeugtrennebenen T1, T2 geöffnet werden. Über die erste Werkzeugtrennebene T1 kann dann das im Formhohlraum 140 durch die erstarrte Metallschmelze entstandene Druckgussteil entformt werden und über die zweite Werkzeugtrennebene T2 kann der im Angusssystem 150 durch die erstarrte Metallschmelze entstandene Anguss entformt werden, wie nachfolgend anhand der 2 bis 4 näher erläutert.
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2 zeigt bei geschlossenem Druckgusswerkzeug 100 die Situation nach dem Füllen der Kavität 140 mit flüssiger Metallschmelze über das Angusssystem 150. Die Metallschmelze erstarrt im Formhohlraum 140 zu einem Druckgussteil 200 und im Angusssystem 150 zu einem sogenannten Anguss 300, wobei sich im Zuführkanal 151 des Angusssystems 150 ein sogenannter Angusssteg 310 ausbildet.
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Nach dem Erstarren der Metallschmelze wird das Druckgusswerkzeug 100 zunächst in der zweiten Werkzeugtrennebene T2 geöffnet, wie in 3 veranschaulicht. Dabei wird der Anguss 300 mithilfe wenigstens eines federvorgespannten Druckelements 161, welches relativbeweglich im dritten Werkzeugteil 130 angeordnet ist, gegen das erste Werkzeugteil 110 gedrückt, wodurch der Anguss 300 quasi eingeklemmt und punktuell festgehalten wird und infolge der Öffnungsbewegung B2 vom Druckgussteil 200 abgetrennt wird beziehungsweise abreißt. Mithilfe des federvorgespannten Druckelements 161 gelingt eine definierte Positionierung des Angusses 300 für die Angussabtrennung und den folgenden Ausstoßvorgang.
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Das Druckelement 161 ist als beweglicher Stempel ausgebildet und ist Bestandteil eines Stempelmechanismus 160. Der Stempelmechanismus 160 umfasst den beweglichen Stempel 161, einen als Stempelführung fungierenden Führungsbolzen 164 und eine Federeinrichtung 165, die den Stempel 161 in Richtung des ersten Werkzeugteils 110 beziehungsweise in Richtung des Angusses 300 vorspannt. Der Stempel 161 ist auf dem Führungsbolzen 164 längsbeweglich gelagert, wobei die Bewegungsachse parallel zur Öffnungsbewegung B1/B2, also horizontal, ausgerichtet ist. Die Federeinrichtung 165 ist insbesondere als Tellerfederpaket ausgebildet. Der Stempelmechanismus 160 ist in einer Tasche 132 des dritten Werkzeugteils 130 angeordnet. Die Tasche 132 kann durch spanende Bearbeitung, beispielsweise durch Fräsen, hergestellt sein, wobei die Tasche 132 in einem Grundkörper des dritten Werkzeugteils 130 oder auch in einer Angussplatte (siehe Bezugszeichen 131 in 1) angeordnet sein kann, wobei Letzteres die Fertigung vereinfacht. (In den Figuren ist in nicht einschränkender Weise nur ein Stempelmechanismus 160 dargestellt, welcher beispielhaft positioniert ist, wobei mehrere solche Stempelmechanismen 160 vorgesehen sein können, die an geeigneten Stellen angeordnet sind.)
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Der im dritten Werkzeugteil 130 ausgebildete Zuführkanal 151 des Angusssystems 150 weist an seinem formhohlraumseitigen Ende eine den Kanalquerschnitt lokal verkleinernde Verjüngung 153 auf. (Selbiges gilt insbesondere auch für die anderen in den Formhohlraum 140 einmündenden Zuführkanäle 151 im dritten Werkzeugteil 130.) Die Verjüngung 153 ist im Mündungsquerschnitt 152 zum Formhohlraum 140 als umlaufende, insbesondere kragenartig geformte, Wulst oder dergleichen ausgebildet (wie insbesondere in 4 erkennbar). Durch die lokale Verjüngung 153 wird beim Druckgießen zwischen dem Druckgussteil 200 und dem Anguss 300 eine ringnutartige, insbesondere ringkerbenartige, Sollbruchstelle erzeugt, an der bereits kurz nach Beginn der Öffnungsbewegung B2 des dritten Werkzeugteils 130 ein definiertes Abtrennen beziehungsweise Abreißen des Anguss 300 vom Druckgussteil 200 erfolgt (und zwar direkt am Druckgussteil 200), wobei der Anguss 300 und dessen Angusssteg 310 mithilfe des federvorgespannten Druckelements beziehungsweise Stempels 161 festgehalten wird, was ein definiertes Abtrennen beziehungsweise Abreißen gewährleistet. Am Druckgussteil 200 verbleibt nur eine kleine butzenfreie Abrissstelle 210.
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Der Weg beziehungsweise Bewegungsweg des stempelartigen Druckelements 161 in Richtung des ersten Werkzeugteils 110 ist durch einen mechanischen Anschlag begrenzt (siehe 5 und 6), sodass der Stempel 161 bei der weiteren Öffnungsbewegung B2 vom Anguss 300 abhebt und diesen freigibt (wie in 4 gezeigt). Nachdem das Druckgusswerkzeug 100 vollständig geöffnet ist (wie in 4 gezeigt), können das Druckgussteil 200 und der Anguss 300 entformt werden. Das Entformen des Angusses 300 erfolgt mithilfe wenigstens eines Auswerfers 170 im ersten Werkzeugteil 110 sowie gegebenenfalls auch mithilfe des zur Druckgießmaschine gehörenden Gießkolbens 400, der den Pressrest ausstößt. Zur Entformung des Druckgussteils 200 können ebenso nicht gezeigte Auswerfer vorgesehen sein.
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Der als Druckelement fungierende Stempel 161 weist an seiner Stirnfläche (oder an einer sonstigen geeigneten Stelle) einen Abschnitt 162 auf, der beim Schließen des Druckgusswerkzeugs 100 mit dem ersten Werkzeugteil 110 in Berührungskontakt kommt, sodass eine Rückstellkraft FR aufgebracht wird, die den Stempel 161 in die Tasche 132 zurückschiebt, wobei gleichzeitig auch die Federeinrichtung 165 gespannt wird.
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5a zeigt (ohne konstruktive Detaillierung) bei geschlossenem Druckgusswerkzeug 100 eine erste Ausführungsform eines federvorgespannten Druckelements 161, welche im Wesentlichen der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform entspricht. Dargestellt ist hier auch ein Anschlag 166, der den Weg des Druckelements beziehungsweise des Stempels 161 begrenzt und auch ein Herausfallen des Stempels 161 verhindert. Der ermöglichte Stempelweg beziehungsweise Stempelhub muss mindestens dem Öffnungsweg beziehungsweise dem Abreißweg des dritten Werkzeugteils 130 bis zum Abriss entsprechen und ist insbesondere größer als der Abreißweg. Die Stirnfläche des Stempels 161 ist insbesondere so dimensioniert, dass eine zulässige Flächenpressung nicht überschritten wird. (Die Stirnfläche des Stempels 161 kann, unter Berücksichtigung der aufzubringenden Druckkraft und der zulässigen Flächenpressung, beispielsweise einen Durchmesser von bis zu 100 mm und mehr aufweisen.) Der als Auswerferstift ausgebildete Auswerfer 170 ist hier (anders als den 1 bis 4) im Bereich des Zuführkanals 151 beziehungsweise des Angusstegs 310 angeordnet. 5b zeigt die Stirnseite des Stempels 161, wobei der Stempel 161 auch eine andere Querschnittsform aufweisen kann. Der Abschnitt 162 zum Aufbringen der Rückstellkraft FR ist schraffiert dargstellt.
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6 zeigt analog zur 5 (ohne konstruktive Detaillierung) eine zweite Ausführungsform eines federvorgespannten Druckelements 161. Das Druckelement beziehungsweise der Stempel 161 weist stirnseitig zwei Abschnitte auf. Der gemäß Darstellung untere Abschnitt 163 ist zum Festhalten des Angusses 300 vorgesehen und der obere, schraffiert dargestellte Abschnitt 162 ist zum Aufbringen der Rückstellkraft FR vorgesehen. Mit anderen Worten: Der Stempel 161 weist zwei Arme auf, wobei der eine (untere) Arm als Haltearm beziehungsweise Klemmarm fungiert und der andere (obere) Arm als Rückstellarm fungiert.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Dreiplattendruckgusswerkzeug
- 110
- erstes Werkzeugteil (Düsenplatte)
- 111
- Angussplatte
- 120
- zweites Werkzeugteil (Schließplatte)
- 130
- drittes Werkzeugteil (Zwischenplatte)
- 131
- Angussplatte
- 132
- Tasche
- 140
- Formhohlraum (Kavität)
- 150
- Angusssystem
- 151
- Zuführkanal
- 152
- Mündungsquerschnitt
- 153
- lokale Verjüngung
- 160
- Stempelmechanismus
- 161
- Stempel (Druckelement)
- 162
- Abschnitt
- 163
- Abschnitt
- 164
- Führungsbolzen
- 165
- Federeinrichtung
- 166
- Anschlag
- 170
- Auswerfer
- 200
- Druckgussteil
- 210
- Abrissstelle
- 300
- Anguss
- 310
- Angusssteg
- 400
- Gießkolben
- A
- Bereich
- B1
- Öffnungsbewegung
- B2
- Öffnungsbewegung
- FR
- Rückstellkraft
- T1
- erste Werkzeugtrennebene
- T2
- zweite Werkzeugtrennebene
