DE4326982C1 - Process and apparatus for manufacturing formed (shaped, moulded) parts from metal foam - Google Patents

Abstract

A process and apparatus for manufacturing formed parts from metal foam in casting moulds, using two receptacles (3, 4) connected to each other in a manner of communicating tubes, one of which is linked to the casting mould (12). In this process, molten metal (5) is firstly introduced into the two receptacles or produced in these receptacles. Then, in the molten metal situated in the second receptacle (4) linked to the casting mould, a flowable metal foam (15) floating at the surface of the molten metal is produced, after which this metal foam is forced up in the second receptacle (4) and into the casting mould via pressure exerted on the molten metal (5) in the first receptacle (3), until said metal foam completely fills the casting mould. To generate the pressure acting on the molten metal in the first receptacle, a regulable gas pressure can be made to act on the surface of this molten metal by way of a pressure-gas line (7). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Metallschaum, insbesondere Aluminiumschaum, in Gießformen.The invention relates to a method and an apparatus for Production of molded parts from metal foam, in particular Aluminum foam, in molds.

Zur Erzeugung von Werkstoffen aus Metallschaum sind verschiedene Verfahren bekannt. Bei einem Verfahren werden der Metallschmelze Substanzen zugesetzt, die sich bei der gegebenen Schmelztemperatur unter Gasentwicklung zersetzen. Die sich in der Schmelze entwickelnden Gasblasen werden durch Erstarren der Schmelze in dieser eingefroren. Gemäß einer Abwandlung dieses bekannten Verfahrens werden geeignete Gase auch direkt in die Metallschmelze eingeblasen oder eingerührt. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird die Metallschmelze mit festen, körnigen Partikeln vermischt, die nach Erstarrung der Schmelze mit geeigneten Lösungsmitteln herausgelöst werden und dabei in der Schmelze Hohlräume zurücklassen. Dieser Stand der Technik ist z. B. in folgenden Druckschriften beschrieben: FR-A-615 147, FR-A-2 282 479, WO 91/03578, WO 92/03582, WO 92/21475.To produce materials from metal foam known various processes. In one procedure, the Metal melt substances added, which are given at the given Decompose melting temperature under gas evolution. Which is in of the melt developing gas bubbles are caused by solidification of the Melt frozen in this. According to a variation of this known method, suitable gases are also directly in the Metal melt blown or stirred in. Another one known processes, the molten metal with solid, granular particles mixed after the melt solidifies be extracted with suitable solvents and thereby in leaving voids in the melt. This state of the art is z. B. described in the following publications: FR-A-615 147, FR-A-2 282 479, WO 91/03578, WO 92/03582, WO 92/21475.

Mit den bekannten Verfahren ist die industrielle Herstellung von Metallschaum als Werkstoff möglich. Jedes dieser bekannten Verfahren ist jedoch mit speziellen Problemen bei der Formgebung des Schaumwerkstoffes verbunden. Insbesondere macht die Herstellung von Formteilen aus diesem Werkstoff in einem Urformprozeß in Analogie zum Formgießen von Metallschmelzen in Gießformen bisher erhebliche Schwierigkeiten. Denn das Einfüllen von fließfähigem Metallschaum in Gießformen führt aufgrund des geringen spezifischen Gewichts des Metallschaumes und dessen rascher Erstarrung in der Regel zu Problemen bei der vollständigen Füllung sämtlicher Formhohlräume.With the known methods is industrial manufacture of metal foam as a material possible. Any of these known However, the process comes with specific problems Shape of the foam material connected. In particular, makes  the production of molded parts from this material in one Original molding process in analogy to the casting of metal melts in Casting molds have so far encountered considerable difficulties. Because that Filling flowable metal foam into molds leads due to the low specific weight of the metal foam and its rapid solidification usually leads to problems with the complete filling of all mold cavities.

Zwar kann man mit dem letztgenannten Verfahren, bei welchem die mit der Schmelze vermischten körnigen Partikeln nach Erstarrung der Schmelze aus dieser unter Bildung von Hohlräumen herausgelöst werden (Zeitschrift "Modern Castings", Februar 1991, Seiten 57 bis 70), Formteile in Gießformen herstellen, jedoch ist die Nachbehandlung des in der Form erzeugten Gußteils nach dem Gießen durch Waschen und Trocknen sehr aufwendig.One can with the latter method, in which the granular particles mixed with the melt after solidification the melt from this to form voids be extracted (magazine "Modern Castings", February 1991, pages 57 to 70), produce molded parts in casting molds, however, the aftertreatment is that produced in the mold Cast part after pouring by washing and drying very much complex.

Schmelzzuschläge, die sich unter Gasentwicklung zersetzen, führen beim Gießen von Metallschaumkörpern in Gießformen zu sehr kritischen Produktionsparametern, weil die Metallschmelze in genau abgemessener Menge in den Hohlraum der Gießform eingebracht werden muß, bevor die Schaumbildung einsetzt. Auch müssen die Temperaturen der Wand der Gießform und der Metallschmelze genau aufeinander abgestimmt sein, um einerseits eine vollständige Ausfüllung aller Formhohlräume zu ermöglichen, solange der Schmelzschaum noch fließfähig ist, andererseits aber eine Absonderung der Gasblasen aus der Schmelze bei zu langsamer Erstarrung zu vermeiden.Melting aggregates that decompose under gas evolution lead to when casting metal foam bodies in molds very critical production parameters because of the molten metal in precisely measured amounts in the cavity of the mold must be introduced before foam formation begins. Also the temperatures of the wall of the mold and the Metal smelt must be precisely matched to one another complete filling of all mold cavities enable, as long as the melt foam is still flowable, on the other hand a separation of the gas bubbles from the Avoid melting if solidification is too slow.

Zur Beseitigung dieses Problems ist ein Verfahren bekannt geworden, bei welchem eine schaumfähige Metallschmelze hergestellt wird, deren Aufschäumung jedoch bis zum Einfüllen in die Gießform durch auf die Metallschmelze ausgeübten Gasdruck unterbunden wird, so daß das Aufschäumen der Metallschmelze erst in der Form erfolgt (GB-A-892 934). Diese Verfahrensweise ist umständlich und führt ebenfalls nicht zu voll befriedigenden Ergebnissen.A method is known for eliminating this problem in which a foamable molten metal is produced, but the foaming until filling into the mold by exerting it on the molten metal Gas pressure is prevented, so that the foaming of the Metal melt only takes place in the form (GB-A-892 934). These Procedure is cumbersome and does not lead to fully satisfactory results.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Metallschaum in Gießformen zu schaffen, das hinsichtlich der Formgestaltung eine den konventionellen Formgießverfahren vergleichbare Gestaltungsfreiheit mit einwandfreien Ergebnissen bietet und eine einfache rationelle Serienfertigung im industriellen Maßstab erlaubt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahrensweise gelöst, also dadurch, daß bei Anwendung von zwei nach Art von kommunizierenden Röhren miteinander verbundener Behälter, von denen einer an die Gießform angeschlossen ist, zunächst in die beiden Behälter eine Metallschmelze eingebracht bzw. in diesen Behälter erzeugt wird, daß dann in der Metallschmelze, die sich in zweiten, an die Gießform angeschlossenen Behältern befindet, ein an deren Oberfläche schwimmender, fließfähiger Metallschaum erzeugt wird, und daß dann dieser fließfähige Metallschaum durch einem auf die Schmelze, die sich im ersten Behälter befindet, ausgeübten Druck im zweiten Behälter hoch- und in die Gießform hineingedrückt wird, bis dieser die Gießform völlig ausfüllt.The invention is therefore based on the object of a method for the production of molded parts from metal foam in casting molds to create the one in terms of design conventional molding processes comparable Offers design freedom with flawless results and a simple, rational series production in industrial Scale allowed. This object is achieved by the Procedure characterized in claim 1 solved, that is characterized in that when using two in the manner of communicating tubes of interconnected containers, of which one is connected to the mold, first in the introduced a metal melt into both containers or into this Container is created that then in the molten metal, which is in second containers connected to the mold, a flowable metal foam floating on the surface is generated, and then this flowable metal foam by one on the melt that is in the first container located, exerted pressure in the second container and into the Mold is pushed in until the mold completely fills out.

Diese Lösung der gestellten Aufgabe beruht auf der Erkenntnis, daß Metallschäume insbesondere sogenannte partikel­ stabilisierte Metallschäume bei einer Druckbeanspruchung sehr stabil sind, während ihre Schaumstruktur unter Scherbeanspruchung leicht zerstört wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Metallschaum mit sehr geringer Scherbeanspruchung, jedoch mit erhöhtem Druck in den Hohlraum der Gießform eingebracht, so daß ein völlige Füllung des Formhohlraumes auch bei komplizierten Formen gewährleistet ist, ohne daß die Schaumstruktur zerstört wird.This solution to the task is based on the knowledge that that metal foams in particular so-called particles stabilized metal foams very much under pressure are stable while their foam structure is under Shear stress is easily destroyed. In which The inventive method, the metal foam with very low shear stress, but with increased pressure in the Cavity of the mold introduced so that a complete filling the mold cavity guaranteed even with complicated shapes is without the foam structure being destroyed.

Zweckmäßig wird der auf die Metallschmelze im ersten Behälter wirkende Druck durch einen regulierbaren Gasdruck erzeugt, der auf den Spiegel der Metallschmelze im ersten Behälter zur Einwirkung gebracht wird, welcher Gasdruck diesen Spiegel im ersten Behälter nach unten drückt. Dadurch wird über die Metallschmelze der im kommunizierenden zweiten Behälter befindliche, auf der dortigen Metallschmelze schwimmende Metallschaum in diesem zweiten Behälter zum Hochsteigen und Einfließen in die Gießform gebracht.It is expedient to use the molten metal in the first container acting pressure generated by an adjustable gas pressure that to the level of the molten metal in the first container Is brought into effect what gas pressure this mirror in  presses the first container down. This will over the Molten metal in the communicating second container located, floating on the molten metal there Metal foam in this second container to climb up and Brought into the mold.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung, die eine Schmelzkammer, eine mit dieser nach Art von kommunizierenden Röhren verbundene Schaumkammer mit einer Einrichtung zur Schaumerzeugung und eine Gießform aufweist, besteht darin, daß mit dem oberen Bereich der Schaumkammer die Gießform verbunden ist und daß in die Schmelzkammer eine Druckgaszuleitung einmündet, welche Schmelzkammer mit Ausnahme der Einmündung der Gaszuleitung gasdicht geschlossen ist. Durch Einströmen von Druckgas in die Schmelzkammer kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren der Spiegel der Metallschmelze in dieser Schmelzkammer nach unten gedrückt werden, wodurch der in der Schaumkammer befindliche, auf der dortigen Metallschmelze schwimmende Metallschaum in dieser Kammer zum Hochsteigen und Einfließen in die Gießform gebracht wird.One used to carry out the method according to the invention Device that has a melting chamber, one with this according to Art foam chamber connected by communicating tubes with a Has a device for generating foam and a mold, is that with the top of the foam chamber Casting mold is connected and that in the melting chamber Compressed gas supply opens, which melting chamber with exception the mouth of the gas supply line is closed gas-tight. By Inflow of compressed gas into the melting chamber can according to the inventive method of melting the metal melt in this melting chamber are pressed down, whereby the in the foam chamber, on the metal melt there floating metal foam in this chamber for climbing and Is brought into the mold.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Schaumkammer von einem in die Schmelzkammer eintauchenden Rohr gebildet, an dessen oberes Ende die Gießform unmittelbar oder mittelbar angeschlossen ist, während die zur Schaumerzeugung dienende Einrichtung im unteren Bereich des Rohres angeordnet ist.According to an expedient embodiment of the invention The device moves the foam chamber from one into the Melting chamber immersed tube formed on the top End the mold is connected directly or indirectly, while the device used to generate foam in the lower Area of the tube is arranged.

In der Zeichnung sind zwei besonders vorteilhafte Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, anhand derer das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben wird.There are two particularly advantageous ones in the drawing Embodiments of a device for performing the Shown method according to the invention, based on which method according to the invention is described in more detail.

Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform dieser Vorrichtung im Querschnitt in zwei verschiedenen Verfahrensstadien. Fig. 1 and 2 show a first embodiment of this device in cross-section in two different stages of the procedure.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform dieser Vorrichtung, ebenfalls im Querschnitt. Fig. 3 shows a second embodiment of this device, also in cross section.

Fig. 4 und 5 zeigen ein Detail einer dritten Ausführungsform im Querschnitt. FIGS. 4 and 5 show a detail of a third embodiment in cross section.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist ein gasdicht geschlossener Schmelzofen 1 durch eine Trennwand 2 in eine größere Schmelzkammer 3 und eine kleinere Schaumkammer 4 unterteilt. In der Nähe des Bodens des Schmelzofens ist in der Trennwand 2 eine Durchlaßöffnung für die in den beiden Kammern befindliche Metallschmelze 5 vorgesehen, die durch Erhitzung in den schmelzflüssigen Zustand gebracht ist. Die Schmelzkammer besitzt eine in der Zeichnung nicht dargestellte, verschließbare Einfüllöffnung für die Metallschmelze sowie ein Regelventil 6, an das eine Druckgasleitung 7 anschließbar ist. Im übrigen ist die Schmelzkammer 3 gasdicht geschlossen.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, a gas-tight melting furnace 1 is divided by a partition 2 into a larger melting chamber 3 and a smaller foam chamber 4 . In the vicinity of the bottom of the melting furnace, a passage opening is provided in the partition 2 for the molten metal 5 located in the two chambers, which is brought into the molten state by heating. The melting chamber has a closable fill opening for the metal melt, not shown in the drawing, and a control valve 6 , to which a compressed gas line 7 can be connected. Otherwise, the melting chamber 3 is closed gas-tight.

Auch die Schaumkammer ist bis auf eine Gasaustrittsöffnung 8 gasdicht geschlossen, welche Öffnung durch ein regelbares Gasventil 9 verschließbar ist. Die Schaumkammer hat in ihrem oberen Wand- oder Deckenbereich eine mit einem Schieber 10 verschließbare Austrittsöffnung 11, die in die Eingießöffnung einer an der Oberseite der Schaumkammer angeflanschten Gießform 12 einmündet. Im unteren Bereich der Schaumkammer befindet sich ein Rührgerät 14, das zum Erzeugen von Metallschaum 15 aus der Metallschmelze dient und über einen in die Schaumkammer hineinragenden Antriebsstab 13 angetrieben wird. Zusätzlich kann zur Schaumerzeugung noch eine Leitung zur Zuführung von die Schaumbildung begünstigenden Zusätzen vorgesehen sein, die in die Schaumkammer einmündet.The foam chamber is also closed gas-tight except for a gas outlet opening 8 , which opening can be closed by a controllable gas valve 9 . In its upper wall or ceiling area, the foam chamber has an outlet opening 11 which can be closed with a slide 10 and which opens into the pouring opening of a mold 12 flanged to the top of the foam chamber. In the lower area of the foam chamber there is a stirring device 14 which is used to generate metal foam 15 from the molten metal and is driven by a drive rod 13 projecting into the foam chamber. In addition, a line for supplying additives which promote foam formation can also be provided for foam generation and opens into the foam chamber.

In dem in Fig. 1 gezeigten Verfahrensstadium ist der Ofen zu etwa zwei Drittel seiner Füllhöhe mit vorbereiteter Metallschmelze 5 gefüllt. In der Schaumkammer 4 wird Schaum 15 erzeugt, der sich an der Oberfläche der Metallschmelze 5 in der Schaumkammer 4 absetzt und den Kammerraum oberhalb der Metallschmelze mehr und mehr anfüllt. Die Temperatur der Schaumkammer wird so gewählt, daß der Schaum flüssig und fließfähig bleibt.In the process stage shown in FIG. 1, the furnace is filled to about two thirds of its fill height with prepared metal melt 5 . In the foam chamber 4 , foam 15 is generated, which settles on the surface of the molten metal 5 in the foam chamber 4 and fills the chamber space above the molten metal more and more. The temperature of the foam chamber is chosen so that the foam remains liquid and flowable.

Sobald sich eine ausreichende Menge Metallschaum 15 auf der Oberfläche der Metallschmelze 5 in der Schaumkammer 4 angesammelt hat, wird der Schieber 10 an der Austrittsöffnung 11 der Schaumkammer 4 geöffnet, das Gasventil 9 geschlossen und das Regelventil 6 der Schmelzkammer 3 mit der Druckgasleitung 7 verbunden und Druckgas in den Raum der Schmelzkammer 3 oberhalb des Badspiegels 16 der in dieser Kammer befindlichen Metallschmelze 5 eingeleitet. Dadurch wird Metallschmelze 5 unter Absenkung ihres Badspiegels 16 von der Schmelzkammer 3 in die Schaumkammer 4 gedrückt, wodurch der Spiegel der in der Schaumkammer befindlichen Schmelze 5 in der Schaumkammer 4 zum Hochsteigen und der auf der Schmelze schwimmende Schaum zum Eindringen in den Hohlraum der Gießform 12 gebracht wird. Durch den mittels des Ventils 6 regulierbaren Gasdruck in der Schmelzkammer kann dabei sichergestellt werden, daß der in die Gießform eindringende Metallschaum den Formhohlraum völlig ausfüllt. Dieses Verfahrensstadium ist in Fig. 2 gezeigt.As soon as a sufficient amount of metal foam 15 has accumulated on the surface of the molten metal 5 in the foam chamber 4 , the slide 10 is opened at the outlet opening 11 of the foam chamber 4 , the gas valve 9 is closed and the control valve 6 of the melting chamber 3 is connected to the compressed gas line 7 and Pressurized gas is introduced into the space of the melting chamber 3 above the bath level 16 of the molten metal 5 located in this chamber. As a result, molten metal 5 is pressed from the melting chamber 3 into the foam chamber 4 while lowering its bath level 16 , as a result of which the level of the melt 5 in the foam chamber in the foam chamber 4 for rising and the foam floating on the melt for penetrating into the cavity of the casting mold 12 brought. The gas pressure in the melting chamber, which can be regulated by means of the valve 6 , can thereby ensure that the metal foam penetrating into the casting mold completely fills the mold cavity. This stage of the process is shown in FIG. 2.

Nach Füllung der Gießform 12 wird der Schieber 10 an der Austrittsöffnung 11 der Schaumkammer 3 geschlossen, um jeglichen Rückfluß des Metallschaumes aus der Gießform auszuschließen. Die Gaszufuhr in der Druckgaszuleitung 7 wird abgestellt und die Druckgasleitung 7 vom Ventil 6 entfernt. Durch anschließendes Öffnen des Regelventils 6 und des Gasventils 9 wird der gesamte Ofenraum, d. h. Schmelzkammer 3 und Schaumkammer 4, drucklos gemacht, so daß der Badspiegel 16 der Schmelze 5 in beiden Kammern in seine in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung zurückkehrt. Nach Ablauf der Erstarrungszeit wird die Gießform 12 geöffnet und das darin befindliche Gußteil entnommen. Ein neuer Verfahrenszyklus kann beginnen.After the casting mold 12 has been filled, the slide 10 is closed at the outlet opening 11 of the foam chamber 3 in order to prevent any backflow of the metal foam from the casting mold. The gas supply pressure in the gas supply line 7 is switched off and the compressed gas line 7 from the valve. 6 By subsequently opening the control valve 6 and the gas valve 9 , the entire furnace chamber, ie melting chamber 3 and foam chamber 4 , is depressurized, so that the bath level 16 of the melt 5 in both chambers returns to its initial position shown in FIG. 1. After the solidification time has elapsed, the mold 12 is opened and the casting located therein is removed. A new process cycle can begin.

Je nach Wahl der Temperatur des Metallschaumes und der Wand der Gießform sowie der Füllgeschwindigkeit der Gießform und der Höhe und Dauer des Nachdruckes nach vollendeter Formfüllung wird das Gußteil eine mehr oder weniger dichte glatte oder porige Oberflächenschicht aufweisen.Depending on the choice of the temperature of the metal foam and the wall of the Mold and the filling speed of the mold and the  The amount and duration of the reprint after the mold has been filled will the casting be a more or less dense smooth or have porous surface layer.

Es ist auch möglich, in die Gießform vorgefertigte Einlagen, z. B. in Form von konventionellen, gegossenen Formkörpern oder Blechformteilen einzulegen, um das aus Schaummaterial hergestellte Formteil örtlich oder auch großflächig mit dichter Struktur und höherer Festigkeit auszustatten.It is also possible to insert prefabricated inserts into the mold, e.g. B. in the form of conventional, molded articles or Insert sheet metal parts to the foam material Manufactured molded part locally or over a large area with dense Equip structure and higher strength.

Bei geeigneter Auslegung der Austrittsöffnung 11 der Schaumkammer 3 und der Eintrittsöffnung der Gießform und richtiger Dimensionierung der Fließwege in der Gießform erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren die Füllung des Formhohlraumes einer Gießform mit Metallschaum in Art eines turbulenzfreien Aufsteigens des Metallschaumes ohne das Auftreten nennenswerter Scherkräfte in der Schaummasse, so daß die aus der Metallschmelze 5 gebildete Schaumstruktur im wesentlichen unverändert im in der Form erzeugten Gußteil erhalten bleibt.With a suitable design of the outlet opening 11 of the foam chamber 3 and the inlet opening of the casting mold and correct dimensioning of the flow paths in the casting mold, the method according to the invention allows the mold cavity of a casting mold to be filled with metal foam in the manner of a turbulence-free rise of the metal foam without the occurrence of significant shear forces in the foam mass, so that the foam structure formed from the molten metal 5 remains essentially unchanged in the cast part produced in the mold.

Die in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unterscheidet sich von der ersten in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform im Prinzip nur dadurch, daß die Schaumkammer 17 von einem Rohr gebildet wird, das von oben in die als Schmelztiegel 18 ausgebildete Schmelzkammer hineinragt. Diese Schmelzkammer 18 ist ebenso wie die Schmelzkammer 3 beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 mit Ausnahme der Einmündung einer Druckgasleitung 19 mit Regelventil 20 durch eine Deckelplatte 21 gasdicht geschlossen. In dem unteren Bereich des Rohres 17 befindet sich ein Rührwerk 22, das über eine Antriebsstange 23 von einem Motor 24 angetrieben wird, der sich außerhalb des Schmelztiegels oder der Schmelzkammer 18 befindet. An das obere Ende des sich durch die Deckelplatte 21 hindurcherstreckenden Rohres 17 ist die Gießform 25 angeschlossen, deren Eintrittsöffnung durch einen Schieber 26 verschließbar ist. The second embodiment of the device for carrying out the method according to the invention shown in FIG. 3 differs from the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 in principle only in that the foam chamber 17 is formed by a tube which from above into the crucible 18 trained melting chamber protrudes. This melting chamber 18 , like the melting chamber 3 in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, with the exception of the junction of a compressed gas line 19 with control valve 20, is closed in a gas-tight manner by a cover plate 21 . In the lower region of the tube 17 there is an agitator 22 which is driven by a motor 24 via a drive rod 23 , which is located outside the crucible or the melting chamber 18 . The casting mold 25 is connected to the upper end of the tube 17 extending through the cover plate 21 , the inlet opening of which can be closed by a slide 26 .

Die Funktionsweise dieser Ausführungsform ist im Prinzip die gleiche wie diejenige der in Fig. 1 und 2 genannten Ausführungsform. Zunächst wird im Rohr 17 durch das Rührwerk 22 in der in diesem Rohr befindlichen Metallschmelze 5 Metallschaum 15 hergestellt, der an der Oberfläche der Schmelze schwimmt. Hierzu können durch das Gestänge des Rührwerkes oder durch eine zusätzliche Leitung zur Schaumbildung erforderliche Stoffe in die Schmelze 5 eingebracht werden. Dann wird die in der Schmelzkammer 18 befindliche Schmelze durch Einbringen von Druckgas über die Leitung 19 unter Druck gesetzt, wodurch die in dem unteren Bereich des Rohres 17 befindliche Schmelze 5 in diesem Rohr zum Hochsteigen gebracht wird, bis der auf ihr schwimmende Metallschaum 15 bei geöffnetem Schieber 26 in die Gießform 25 hineingedrückt wird und diese Form vollständig ausfüllt. Anschließend wird die Form 25 durch den Schieber 26 geschlossen, die Druckgasleitung gestoppt und die Schmelzkammer 18 durch ein Entlüftungsventil oder durch Öffnen des Ventils 20 bei entfernter Druckgasleitung 19 drucklos gemacht, so daß der Badspiegel 16 der Schmelze 5 in der Schmelzkammer 18 und in der Schaumkammer 17 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.The operation of this embodiment is in principle the same as that of the embodiment mentioned in FIGS. 1 and 2. First, metal foam 15 is produced in the tube 17 by the agitator 22 in the metal melt 5 located in this tube, which foam floats on the surface of the melt. For this purpose, substances required for foam formation can be introduced into the melt 5 through the linkage of the agitator or through an additional line. Then the melt located in the melting chamber 18 is pressurized by introducing compressed gas via the line 19 , whereby the melt 5 located in the lower region of the tube 17 is caused to rise in this tube until the metal foam 15 floating on it opens Slider 26 is pressed into the mold 25 and completely fills this mold. Then the mold 25 is closed by the slide 26 , the compressed gas line is stopped and the melting chamber 18 is depressurized by a vent valve or by opening the valve 20 with the compressed gas line 19 removed, so that the bath level 16 of the melt 5 in the melting chamber 18 and in the foam chamber 17 returns to its original position.

Bei den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die zu füllende Gießform 12, 25 unmittelbar an das obere Ende der Schaumkammer 4 bzw. 17 angeschlossen. Es ist aber auch möglich, an die Schaumkammer eine nach dem Prinzip einer Kaltkammerdruckgießmaschine arbeitende Vorrichtung anzuschließen, welche die eigentliche Formfüllung bewirkt. Eine diesbezügliche Ausführungsform ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform mündet die Austrittsöffnung 27 der Schaumkammer 28 in die zylindrische Druckfüllkammer 29 einer Gießvorrichtung ein, in der ein Gießkolben 30 mittels einer Kolbenstange 31 hin- und herbewegbar ist. Sobald die vorbestimmte Menge von Metallschaum 15 in die Druckfüllkammer gelangt ist, wird durch Vorschieben des Gießkolbens 30 die Austrittsöffnung 27 der Schaumkammer 28 verschlossen. Gleichzeitig wird die Druckgasbeaufschlagung der Schmelzkammer beendet und damit ein weiteres Hochsteigen oder Hochdrücken von Metallschaum in der Schaumkammer unterbunden. Beim weiteren Verschieben des Gießkolbens in Richtung auf die an die Druckfüllkammer 29 angeschlossene Gießform 32 wird der in die Druckfüllkammer zum Einströmen gebrachte Metallschaum 15 in den Hohlraum der Gießform 32 hineingepreßt. Dabei wird der durch den Kolben erzeugte Fülldruck soweit gesteigert, daß der Formhohlraum von der Schaummasse vollständig ausgefüllt wird.In the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 3, the casting mold 12 , 25 to be filled is connected directly to the upper end of the foam chamber 4 and 17 , respectively. However, it is also possible to connect to the foam chamber a device which works on the principle of a cold chamber die casting machine and which brings about the actual filling of the mold. A related embodiment is shown in FIGS. 4 and 5. In this embodiment, the outlet opening 27 of the foam chamber 28 opens into the cylindrical pressure filling chamber 29 of a casting device, in which a casting piston 30 can be moved back and forth by means of a piston rod 31 . As soon as the predetermined amount of metal foam 15 has entered the pressure filling chamber, the outlet opening 27 of the foam chamber 28 is closed by advancing the casting piston 30 . At the same time, the pressurized gas supply to the melting chamber is stopped, thus preventing further ascending or pushing up of metal foam in the foam chamber. When the casting piston is moved further in the direction of the casting mold 32 connected to the pressure filling chamber 29 , the metal foam 15 brought into the pressure filling chamber is pressed into the cavity of the casting mold 32 . The filling pressure generated by the piston is increased so far that the mold cavity is completely filled by the foam mass.

Diese Verfahrensweise bietet den Vorteil, daß Metallschaum mit beliebigem Druck in die Gießform eingedrückt werden kann, ohne daß unverschäumte Aluminiumschmelze in die Gießform gelangt.This procedure has the advantage that metal foam with any pressure can be pressed into the mold without that non-foamed aluminum melt gets into the mold.

Bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zylindrische Druckfüllkammer in horizontaler Anordnung über der Austrittsöffnung 27 der Schaumkammer 28 angeordnet. Es ist jedoch auch eine schräge oder vertikale Orientierung der Druckfüllkammer möglich.In the embodiment shown in FIGS . 4 and 5, the cylindrical pressure filling chamber is arranged in a horizontal arrangement above the outlet opening 27 of the foam chamber 28 . However, an oblique or vertical orientation of the pressure filling chamber is also possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann noch dadurch verbessert werden, daß in bekannter Weise der Hohlraum der Gießform während des Einströmens des Metallschaumes oder nach erfolgter Formfüllung durch Anwendung von Unterdruck evakuiert wird, wodurch das Einströmen des Metallschaumes bzw. die Ausfüllung feiner Formkonturen noch verbessert wird.The method according to the invention can thereby be improved be that in a known manner, the cavity of the mold while the metal foam is flowing in or after it has taken place Mold filling is evacuated by applying negative pressure, whereby the inflow of the metal foam or the filling fine shape contours is still improved.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schaumformteile können z. B. durch zerspanende oder z. B. durch Prägen verformende Bearbeitung in ihre gewünschte Endform gebracht werden. So können beispielsweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst nur relativ einfach gestaltete Schaumrohlinge, z. B. in Form von Zylindern, Rohren, Kuben o. dgl., erzeugt werden, die erst durch anschließende Fertigbearbeitung ihre gewünschte Endform erhalten.Those produced by the process according to the invention Foam moldings can e.g. B. by cutting or z. B. by Emboss deforming machining into your desired final shape to be brought. For example, with the The method according to the invention is initially only relatively simple designed foam blanks, e.g. B. in the form of cylinders, tubes, Cubes or the like, are generated by subsequent Finishing received your desired final shape.

Denkbar ist auch eine zusätzliche Formgebung durch Prägen, während sich das Schaumformteil noch in der Gießform befindet. Additional shaping by embossing is also conceivable, while the foam molding is still in the mold.  

Dies kann dadurch geschehen, daß konturgebende Schieber durch Vorschieben unter Druck in das Schaumformteil eingedrückt und wieder zurückgezogen werden.This can be done by using contouring slides Pushing under pressure into the molded foam part and be withdrawn again.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Metallschaum in Gießformen, unter Anwendung von zwei nach Art von kommunizierenden Röhren miteinander verbundenen Behältern, von denen einer an die Gießform angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in die beiden Behälter eine Metallschmelze eingebracht bzw. in diesen Behältern erzeugt wird, daß dann in der Metallschmelze, die sich im zweiten, an die Gießform angeschlossenen Behälter befindet, ein an deren Oberfläche schwimmender, fließfähiger Metallschaum erzeugt wird, und daß dann dieser fließfähige Metallschaum durch einen auf die Schmelze, die sich im ersten Behälter befindet, ausgeübten Druck im zweiten Behälter hoch- und in die Gießform hineingedrückt wird, bis dieser die Gießform völlig ausfüllt.1. A process for the production of molded parts from metal foam in casting molds, using two containers connected to one another in the manner of communicating tubes, one of which is connected to the casting mold, characterized in that a metal melt is first introduced into or into these two containers Containers is generated that then in the molten metal, which is located in the second, connected to the mold, a floating, flowable metal foam is generated on the surface, and then this flowable metal foam by one on the melt, which is in the first container pressure is exerted in the second container and pushed into the mold until it completely fills the mold. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des auf die Metallschmelze im ersten Behälter wirkenden Drucks ein regulierbarer Gasdruck auf den Spiegel der Metallschmelze im ersten Behälter zur Einwirkung gebracht wird, der diesen Spiegel nach unten drückt, wodurch über die Metallschmelze der im kommunizierenden zweiten Behälter befindliche, auf der dortigen Metallschmelze schwimmende Metallschaum in diesem Behälter zum Hochsteigen und Einfließen in die Gießform gebracht wird.2. The method according to claim 1, characterized in that for Generation of the molten metal in the first container acting pressure an adjustable gas pressure on the Level of the molten metal in the first container Is brought down that mirror presses, which causes the metal melt in the communicating second container located on the there metal melt floating metal foam in this Containers for rising and flowing into the mold brought. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschaum durch den auf die Metallschmelze ausgeübten Druck unmittelbar in die Gießform hineingedrückt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the Metal foam through that exerted on the molten metal Pressure is pressed directly into the mold. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschaum durch den auf die Metallschmelze ausgeübten Druck zunächst in die Füllkammer einer Druckfüllvorrichtung gelangt und von dort in die an die Druckfüllkammer angeschlossene Gießform eingepreßt wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the Metal foam through that exerted on the molten metal  Pressure into the filling chamber first Pressure filling device arrives and from there to the Pressure filling chamber connected mold is pressed. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Schmelzkammer (3), einer mit dieser nach Art von kommunizierenden Röhren verbundenen Schaumkammer (4), die eine Einrichtung (13, 14, 23, 24) zur Schaumerzeugung aufweist, und einer Gießform (12, 25), dadurch gekennzeichnet, daß mit dem oberen Bereich der Schaumkammer (4) die Gießform (12, 25) verbunden ist und daß in die Schmelzkammer (3) eine Druckgasleitung (7, 19) einmündet, welche Schmelzkammer mit Ausnahme der Einmündung der Gaszuleitung gasdicht geschlossen ist.5. Apparatus for carrying out the method according to one or more of claims 1 to 4 with a melting chamber ( 3 ), a foam chamber ( 4 ) connected to this in the manner of communicating tubes, which has a device ( 13 , 14 , 23 , 24 ) for Has foam generation, and a casting mold ( 12 , 25 ), characterized in that the casting mold ( 12 , 25 ) is connected to the upper region of the foam chamber ( 4 ) and that a compressed gas line ( 7 , 19 ) opens into the melting chamber ( 3 ) which melting chamber is closed gas-tight with the exception of the confluence of the gas supply line. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumkammer (4) von einem in die Schmelzkammer (3) hineinragenden Rohr (17) gebildet ist, an dessen oberes Ende die Gießform (25) unmittelbar oder mittelbar angeschlossen ist, und daß die zur Schaumerzeugung dienende Einrichtung (23, 24) im unteren Bereich des Rohres (17) angeordnet ist.6. The device according to claim 5, characterized in that the foam chamber ( 4 ) from a in the melting chamber ( 3 ) protruding tube ( 17 ) is formed, at the upper end of the mold ( 25 ) is connected directly or indirectly, and that device ( 23 , 24 ) serving for foam generation is arranged in the lower region of the tube ( 17 ). 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (23, 24) zur Schaumerzeugung von einem Rührgerät gebildet ist.7. Apparatus according to claim 5 and 6, characterized in that the device ( 23 , 24 ) for foam generation is formed by a mixer. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Schaumerzeugung von einer in den unteren Bereich der Schaumkammer einmündenden Gaszufuhrleitung gebildet ist.8. Device according to claims 5 and 6, characterized characterized that the facility for the Foam generation from one to the bottom of the Foam chamber opening gas supply line is formed. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung der Gießform (12, 25) in der Wandung der Schaumkammer (4) liegt und durch einen oder mehrere Verschlußkörper, z. B. Schieber (10, 26), verschließbar ist.9. Device according to claims 5 and 6, characterized in that the inlet opening of the casting mold ( 12 , 25 ) in the wall of the foam chamber ( 4 ) and through one or more closure bodies, for. B. slide ( 10 , 26 ), is closable. 10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzkammer (3) und/oder Schaumkammer (4) eine verschließbare Entlüftungsöffnung (8) aufweist.10. The device according to claim 5, characterized in that the melting chamber ( 3 ) and / or foam chamber ( 4 ) has a closable vent opening ( 8 ).