DE60212877T2 - DEVICE FOR PRODUCING METAL CASTING PARTS - Google Patents

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Abstract

An apparatus for forming metal castings, particularly with hydraulic connection between the holding furnace and the mold and a method performed by the apparatus, the hydraulic connection comprising: at least one duct (36) for connecting the holding furnace (11), which contains the molten metal ready for molding, to one or more inlets (12) for introducing metal into the cavity (13) of a corresponding mold (14); and a piston pump (15), interposed between portions (20, 21) of the duct (36), for pumping a controlled quantity of metal through the one or more inlets into the cavity, the piston pump being connected to an electronic control unit (16).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallgussteilen, insbesondere mit hydraulischer Verbindung zwischen dem Warmhalteofen und der Gießform, und ein Verfahren zur Herstellung von Metallgussteilen, die durch die Vorrichtung erzeugt werden.The The present invention relates to an apparatus for manufacturing of metal castings, in particular with hydraulic connection between the holding furnace and the casting mold, and a method for Production of metal castings produced by the device become.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, dass Gussteile aus Metall oder leichten Legierungen gegossen werden unter Verwendung eines Pfannengussverfahrens, wie beispielsweise des Schwerkraftzuführens des geschmolzenen Metalls beziehungsweise der Verbindung in geschlossene Gießformen, und das Erzeugen eines Drucks innerhalb der Gießform durch Hauben, die das geschmolzene Gussteil zuführen, unter Erhöhung der hydrostatischen Last auf dem Metall beziehungsweise der Legierung, um der Bildung von Hohlräumen oder Porösitäten innerhalb des Gussteils während des Schrumpfens in dem Aushärtungsschritt vorzubeugen.It It is known that castings made of metal or light alloys to be poured using a ladle casting method, such as for example, gravity feeding the molten metal or the compound in closed molds, and creating a pressure within the mold by means of the hoods to deliver molten castings, under increase the hydrostatic load on the metal or alloy, to the formation of cavities or porosities within of the casting during shrinkage in the curing step submissions.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Gussteilen durch Gießen von Metallen oder Legierungen ist das sogenannte Niederdruckgießen, welches im wesentlichen darin besteht, eine Gießform über einem geschlossenen Ofen anzuordnen, dessen Höhlung gefüllt wird mittels eines Aufstiegsrohrs, das mit dem Ofen verbunden ist, innerhalb dessen ein Druck auf die freie Oberfläche des Metalls aufgebracht wird, so dass ein Teil des Metalls durch das Aufstiegsrohr aufsteigt und die Gießform füllt.One Another method of producing castings by casting Metals or alloys is the so-called low-pressure casting, which essentially consists of a mold over a closed oven to arrange its cavity filled is by means of a riser pipe, which is connected to the furnace, within which a pressure is applied to the free surface of the metal so that part of the metal rises through the ascension pipe and the mold crowded.

Jedoch sind in der Praxis die bekannten Gießtechnologien nicht immer geeignet zum Sicherstellen der Bildung von Gussteilen, die frei von Strukturdefekten sind, beispielsweise innere Spannungen oder Mikroporösitäten, insbesondere im Fall der Herstellung von Gussteilen, die komplexe Gestalt aufweisen, wie dies für Räder von Straßenfahrzeugen und dergleichen der Fall ist, die aus Leichtlegierungen hergestellt sind.however In practice, the known casting technologies are not always suitable to ensure the formation of castings free of structural defects are, for example, internal stresses or microporosities, in particular in the case of manufacturing castings which have complex shapes, like this for Wheels of Road vehicles and Such is the case made of lightweight alloys are.

Insbesondere für die Niederdruckgießtechnologie hängen die Probleme zumeist zusammen mit schlechtem Zuführen zu der Höhlung der Gießform, insbesondere in dem Fall, dass Gussteile eine komplexe Geometrie aufweisen, die Porösitäten erzeugt, die durch Röntgenstrahlen erfasst werden können, als Konsequenz der turbulenten Bewegungen des Metalls und einer Übererhitzung.Especially for the Niederdruckgießtechnologie hang the problems mostly along with bad feeding to the cavity of the Mold, in particular in the case that castings have a complex geometry, the Porosity generated, the by X-rays can be detected as Consequence of the turbulent movements of the metal and overheating.

Darüber hinaus wird der Ofen unter der Gießform nach dem Aushärteschritt druckentlastet und aufgrund dieses Vorgehens kehrt die Säule geschmolzenen Metalls innerhalb des Aufstiegsrohres, die ursprünglich auf dem Pegel der Schmelze gelegen war, zurück zu dem Pegel des Metalls, das innerhalb des Ofens befindlich ist.Furthermore the oven is under the mold after the curing step depressurized and due to this action, the column returns molten Metal within the riser pipe, originally at the level of the melt was located, back to the level of metal that is inside the furnace.

Während dieses Abstiegs bleibt ein Bruchteil des Metalls entlang der Innenwand des Aufstiegsrohres haften und bildet dort Filme von verfestigtem Metall und Oxiden.During this Descent remains a fraction of the metal along the inner wall of the ascent tube, forming there films of solidified Metal and oxides.

Dieses Problem nimmt schrittweise zu, da während der Produktion der Pegel des Metalls innerhalb des Ofens abnimmt, und der Pfad, dem das Aluminium während des Füllens zu folgen hat, zunimmt, und dementsprechend die ausgesetzte Oberfläche des Aufstiegsrohres zunimmt, was eine größere Anzahl von Filmen von ausgehärtetem Metall und Oxiden erzeugt.This Problem is gradually increasing because during production the level of the metal within the furnace decreases, and the path to which the aluminum while of filling has to follow, and accordingly the exposed surface of the Ascent tube increases, resulting in a larger number of films of cured Generates metal and oxides.

Filme und Oxide werden natürlich durch das Metall in die Gießform mitgerissen, und bilden eine nicht-uniforme Legierung und fallen gegenüber der Endqualität des erzeugten Gussteils ab.Movies and oxides become natural through the metal into the mold entrained, and form a non-uniform alloy and fall across from the final quality of the produced casting.

Um den Druck zu erzeugen, der das Aufsteigen des Metalls durch das Aufstiegsrohr ermöglicht, wird ein Gas in den Ofen eingeführt; dieses Gas ist im allgemeinen Luft, was Oxide aufgrund der Gegenwart von Sauerstoff erzeugt.Around to generate the pressure that the metal ascends through the Ascent tube allows a gas introduced into the furnace; This gas is generally air, which is oxides due to the presence generated by oxygen.

Ferner muss, wenn das Metall innerhalb des Ofens verbraucht worden ist, der Ofen geöffnet werden, um ihn zu füllen, was diesen voll dem Kontakt mit Luft aussetzt.Further if the metal has been consumed inside the furnace, the oven is open be to fill it, which exposes it fully to contact with air.

Darüber hinaus ist das Niederdruckgießverfahren ein im Wesentlichen diskontinuierliches Verfahren, da es Ausfallzeiten in dem Produktionschritt nach sich zieht aufgrund der Zeit, die erforderlich ist, um das Aufstiegsrohr zu füllen und aufgrund der Schritte zum Füllen des Ofens.Furthermore is the low pressure casting process a substantially discontinuous process, as there is downtime in the production step entails due to the time, the is required to fill the ascension pipe and due to the steps to fill of the oven.

Insbesondere sind die mit dem Ofen zusammenhängenden Probleme im Wesentlichen den Ausfallzeiten für dessen Füllung und den Schwankungen des Innendrucks während des Füllens geschuldet.Especially are the ones related to the oven Problems mainly the downtime for its filling and the fluctuations of the Internal pressure during of filling owed.

Darüber hinaus ist es derzeit schwierig die Menge von Metall, die in die Höhlung der Gießform eingeführt wird, zu steuern.Furthermore At the moment it is difficult to find the amount of metal in the cavity Mold is introduced, to control.

EP-A-0 711 616 zeigt eine Vorrichtung wie in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert.EP-A-0 No. 711 616 shows a device as in the preamble of the claim 1 defined.

US-4 408 651 zeigt einen Pumpmechanismus für eine Druckgussmaschine.US 4 408 651 shows a pump mechanism for a die casting machine.

US-4 595 044 zeigt eine Druckgussvorrichtung zum Pumpen von geschmolzenem Metall.US 4 595 044 shows a die casting apparatus for pumping molten Metal.

US-A-3 800 986 zeigt einen Pumpmechanismus wie in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert.US-A-3 800 986 shows a pumping mechanism as in the preamble of the claim 1 defined.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee ist das Lösen oder das im wesentlichen Reduzieren der Probleme bekannter Bauarten von Vorrichtungen zur Herstellung von Metallgussteilen.The The idea underlying the present invention is the release or substantially reducing the problems of known types of devices for the production of metal castings.

Innerhalb dieser Zielsetzung ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine konstant beaufschlagte hydraulische Verbindung zwischen dem Warmhalteofen und der Gießform aufweist und in welcher das geschmolzene Metall nie in Kontakt mit Luft kommt.Within It is an object of the invention to provide a device to create a constantly pressurized hydraulic connection between the holding furnace and the mold and in which the molten metal never comes into contact with air.

Eine weitere Aufgabe ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die das Aufwärts- und Abwärtsströmen des Metalls entlang des Aufstiegsrohres eliminiert, wobei die Bildung von Oxiden und Filmen von ausgehärtetem Metall eliminiert werden.A Another object is to provide a device which the upward and downward flow of the Metal along the ascent tube eliminated, with the formation of oxides and films of cured Metal be eliminated.

Eine weitere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung, die eine sichere Steuerung des Metallpegels, der unter der Gießform vorhanden ist, ermöglicht.A Another task is to create a device that is safe Control of the metal level, which is present under the mold, allows.

Eine weitere Aufgabe ist das Vorsehen einer Vorrichtung, mittels derer es möglich ist, einen kontinuierlichen Gießzyklus zu schaffen, wobei die Ausfallzeiten zum Beladen des mit dem Aufstiegsrohr verbundenen Ofens eliminiert werden.A Another object is the provision of a device by means of which it possible is a continuous casting cycle to provide, with the downtime for loading the connected with the ascension pipe Furnace to be eliminated.

Eine andere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung mittels derer das geschmolzene Metall so wenig wie möglich Luft ausgesetzt ist, wodurch die Bildung von Oxiden vermieden wird.A Another object is to provide a device by means of which the molten metal is exposed to as little air as possible, whereby the formation of oxides is avoided.

Eine weitere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung, die es erlaubt, Metallgussteile ohne Beschränkungen des Betriebsdrucks herzustellen, ausgenommen solche, die durch die technologischen Begrenzungen der Vorrichtung selbst vorgegeben sind.A another object is to provide a device that allows Metal castings without restrictions operating pressure, except for those produced by technological limitations of the device itself are given.

Eine andere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung, die eine hohe Produktivität aufweist.A Another object is to create a device that has a high productivity having.

Eine andere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung, die es erlaubt, die Höhlung der Gießform besser zu versorgen.A another task is to create a device that allows the cavity the mold better to supply.

Eine andere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung, die es erlaubt, verbesserte mechanische Eigenschaften der ausgehärteten Gussteile zu erzielen.A another task is to create a device that allows to achieve improved mechanical properties of the cured castings.

Eine andere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung, die nicht den Druck von Luft oder Gas nutzt, um das Metall zu bewegen und es der Gießform zuzuführen.A Another task is to create a device that does not have the Pressure from air or gas is used to move the metal and make it mold supply.

Dieses Ziel und diese und andere Aufgaben, die nachstehend besser verdeutlicht werden, werden erreicht durch eine Vorrichtung zum Herstellen von Metallgussteilen, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.This Goal and these and other tasks, which will better illustrate below are achieved by a device for producing metal castings, as defined in claim 1.

Die Vorrichtung führt ein Verfahren zur Bildung von Metallgussteilen aus, das besteht in:

  • – Steuerung des Pegels des geschmolzenen Metalls, wobei dieser dicht unter dem einen oder den mehreren Einlässen zum Einführen des Metalls in die Höhlung der Matrize gehalten wird;
  • – Befüllen der Höhlung der Matrize mit einer ausgewählten Menge Metalls bei einem gesteuertem Druck, wobei der Pegel des Metalls zum Ansteigen gebracht wird;
  • – Fortsetzen der Zuführung zu der Höhlung der Gießform, wobei das Metall unter Druck gehalten wird, bis zum Ende der Aushärtephase;
  • – Absenken des Pegels des geschmolzenen Metalls zu einer ausgewählten Höhe dicht unterhalb der Einlässe;
  • – Beenden der Bildung des Gussteils;
  • – Entfernen des Gussteils aus der Gießform.
The device carries out a method of forming metal castings which consists in:
  • - Controlling the level of the molten metal, which is held close to the one or more inlets for introducing the metal into the cavity of the die;
  • Filling the cavity of the die with a selected amount of metal at a controlled pressure, whereby the level of the metal is made to rise;
  • Continuing the supply to the cavity of the mold, the metal being kept under pressure until the end of the curing phase;
  • - lowering the level of the molten metal to a selected height just below the inlets;
  • - stop the formation of the casting;
  • - Remove the casting from the mold.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser verdeutlicht werden durch die Beschreibung eines bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Ausführungsbeispiels derselben, welches in den beigefügten Zeichnungen lediglich mittels eines nicht-beschränkenden Beispiels dargestellt ist, worin:Further Features and advantages of the invention will be better understood by describing a preferred, but not exclusive embodiment the same, which in the attached Drawings are shown by way of non-limiting example only, wherein:

1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere zur Herstellung von Metallgussteilen ist; 1 a schematic view of a device according to the invention, in particular for the production of metal castings;

2 eine Ansicht eines ersten Abschnitts der Vorrichtung aus 1 ist; 2 a view of a first portion of the device 1 is;

3 eine Ansicht eines zweiten Abschnitts der Vorrichtung aus 1 ist. 3 a view of a second portion of the device 1 is.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Metallgussteilen, insbesondere mit hydraulischer Verbindung zwischen dem Warmhalteofen und der Gießform, allgemein durch das Bezugzeichen 10 bezeichnet.With reference to the drawings, a device according to the invention for producing metal castings, in particular with hydraulic connection between the holding furnace and the casting mold, is generally indicated by the reference numeral 10 designated.

Die Vorrichtung 10 umfasst eine hydraulische Verbindung zwischen einem Warmhalteofen 11, der das für die Herstellung fertige geschmolzene Metall enthält, und einer Gießform 14, welche ihrerseits einen Kanal 36 zur Verbindung des Warmhalteofens 11 mit einem oder mehreren Einlässen 12 zum Einführen des Metalls in eine Höhlung 13 der Gießform 14 umfasst, wobei die eine oder die mehreren Einlässe 12 in diesem Fall unterhalb der Gießform 14 angeordnet sind, und Pumpmittel 15, die zwischen Abschnitten des Kanals 36 eingesetzt sind, zum Pumpen einer geregelten Menge Metalls durch einen oder mehrere Einlässe 12 in die Höhlung 13, wobei die Mittel mit einer elektronischen Steuereinheit 16 verbunden und von dieser geregelt sind.The device 10 includes a hydraulic connection between a holding furnace 11 containing the finished molten metal ready for production and a mold 14 , which in turn has a channel 36 for connecting the holding furnace 11 with one or more inlets 12 for introducing the metal into a cavity 13 the mold 14 includes, wherein the one or more inlets 12 in this case below the mold 14 is are ordered, and pumping means 15 passing between sections of the canal 36 are used for pumping a controlled amount of metal through one or more inlets 12 into the cavity 13 , wherein the means with an electronic control unit 16 connected and regulated by this.

Wie in 3 dargestellt, ist in diesem Fall ein schlitzartiger Einlass 12 gebildet, der kontinuierlich und umlaufend über 360 Winkelgrade verläuft an der unteren Kante der Höhlung 13 einer Gießform 14, beispielsweise zur Herstellung eines Rades für Straßenfahrzeuge.As in 3 is shown in this case, a slot-like inlet 12 formed continuously and circumferentially over 360 degrees at the lower edge of the cavity 13 a mold 14 For example, for producing a wheel for road vehicles.

Der Einlass 12 ist gebildet durch eine Verteilereinheit 17, die unter der Gießform 14 angeordnet ist und die mit dem oberen Ende eines Aufstiegsrohrs 18 verbunden ist.The inlet 12 is formed by a distribution unit 17 under the mold 14 is arranged and with the upper end of a rise pipe 18 connected is.

Messeinrichtungen 19 der Induktionsbauart zum Messen des Pegels des innerhalb der Verteilereinheit 17 vorhandenen Metalls sind benachbart und unter den Einlässen 12 angeordnet, bei der Verteilereinheit 17, und sind verbunden mit der Steuereinheit 16 und werden von dieser gesteuert, wie besser nachstehend beschrieben wird.measuring equipment 19 induction type for measuring the level of inside the distributor unit 17 existing metal are adjacent and under the inlets 12 arranged at the distribution unit 17 , and are connected to the control unit 16 and controlled by it, as will be better described below.

Vorzugsweise können die Einlasse 12 auch seitlich zu der Gießform 14 angeordnet sein.Preferably, the inlets 12 also laterally to the mold 14 be arranged.

Der Kanal 36 umfasst einen ersten Abschnitt 20, der sich von dem Warmhalteofen 11 aus erstreckt und der mit dem Pumpmittel 15 verbunden ist, von welchen ein zweiter Abschnitt 21 abgeht und in ein Reservoir 22 führt.The channel 36 includes a first section 20 that is different from the holding furnace 11 extends out and the with the pumping means 15 is connected, of which a second section 21 go off and into a reservoir 22 leads.

Das Aufstiegsrohr 18 steigt von dem Reservoir 22 auf, und die Verteilereinheit 17 ist darüber angeordnet.The ascent pipe 18 rises from the reservoir 22 on, and the distribution unit 17 is arranged over it.

Die Vorrichtung 10 umfasst ferner Einrichtungen 23 zum Heizen des geschmolzenen Metalls sowie Temperatursensoren 24 zum Erfassen der Temperatur des Metalls, welche entlang der hydraulischen Verbindung angeordnet sind und die mit der Steuereinheit 16 verbunden sind.The device 10 also includes facilities 23 for heating the molten metal and temperature sensors 24 for detecting the temperature of the metal, which are arranged along the hydraulic connection and with the control unit 16 are connected.

Die Heizeinrichtungen 23 sind gebildet durch Heizwiderstände, die durch dasselbe Bezugszeichen bezeichnet werden, welche innerhalb sich längserstreckender Keramikbehältnisse angeordnet sind, welche an den Pumpmitteln 15 angeordnet sind, an dem ersten Abschnitt 20 und dem zweiten Abschnitt 21 des Kanals 36, an dem Reservoir 22 und an der Verteilereinheit 16.The heaters 23 are formed by heating resistors, which are designated by the same reference numeral, which are arranged within elongated ceramic containers, which at the pumping means 15 are arranged on the first section 20 and the second section 21 of the canal 36 , at the reservoir 22 and at the distribution unit 16 ,

Die Temperatursensoren 24 sind indessen gebildet durch Thermoelemente, die durch dasselbe Bezugszeichen bezeichnet werden, welche ebenfalls an der Vorrichtung 10 wie die Heizeinrichtungen 23 angeordnet sind.The temperature sensors 24 however, are formed by thermocouples, which are designated by the same reference numeral which also on the device 10 like the heaters 23 are arranged.

Die Pumpmittel 15 sind gebildet durch eine Kolbenpumpe 25, stromaufwärts und stromabwärts derselben sind ein erstes Ventil 26 und ein zweites Ventil 27 zur Steuerung des Metallflusses vorgesehen, das jeweils in den ersten und zweiten Abschnitt 20 und 21 des Kanals 36 fließt.The pumping means 15 are formed by a piston pump 25 , upstream and downstream thereof are a first valve 26 and a second valve 27 provided for controlling the metal flow, respectively in the first and second sections 20 and 21 of the canal 36 flows.

Die ersten und zweiten Ventile 26 und 27 sind ausgestaltet zur Schaffung eines gesteuerten Einbahnflusses des Metalls in die Richtung von der Gießform 14 zu dem Warmhalteofen 11.The first and second valves 26 and 27 are configured to provide a controlled one-way flow of the metal in the direction of the mold 14 to the holding furnace 11 ,

Die Kolbenpumpe 25 umfasst einen ersten Kolben 28, der hermetisch in einem entsprechenden ersten Zylinder 29 gleiten kann, der an den Kopf eines ersten Schaftes 30 eines hydraulischen Betätigungsgliedes 31 befestigt ist, dessen Hub durch die Steuereinheit 16 gesteuert ist.The piston pump 25 includes a first piston 28 hermetically in a corresponding first cylinder 29 can slide, attached to the head of a first shaft 30 a hydraulic actuator 31 is fixed, whose stroke through the control unit 16 is controlled.

Die ersten und zweiten Ventile 26 und 27 sind vollständig identisch, und jedes Ventil umfasst einen zweiten Kolben 32, der hermetisch innerhalb eines zweiten Zylinders 33 gleiten kann, der mit dem Kopf eines zweiten Schaftes 34 eines entsprechenden pneumatischen Betätigungsgliedes 35 befestigt ist.The first and second valves 26 and 27 are completely identical, and each valve includes a second piston 32 hermetically inside a second cylinder 33 can slide with the head of a second shaft 34 a corresponding pneumatic actuator 35 is attached.

Wie in 2 dargestellt, sind das erste Ventil 26 und das zweite Ventil 27 derart angeordnet, dass sie jeweils den ersten Abschnitt 20 und den zweiten Abschnitt 21 des Kanals 36 steuern, wenn sie durch die Steuereinheit 16 betätigt werden.As in 2 shown are the first valve 26 and the second valve 27 arranged such that they each have the first section 20 and the second section 21 of the canal 36 control when passing through the control unit 16 be operated.

Insbesondere das erste Ventil 26 (wie das zweite Ventil 27) ist zwischen einem ersten Teil 20a und einem zweiten Teil 20b des ersten Abschnitts 20 des Kanals 36 angeordnet, wobei die Teile mit einer Längsachse an verschiedenen Höhen angeordnet sind.In particular, the first valve 26 (like the second valve 27 ) is between a first part 20a and a second part 20b of the first section 20 of the canal 36 arranged, wherein the parts are arranged with a longitudinal axis at different heights.

Der zweite Kolben 32, einmal abgesenkt, beeinträchtigt den Einlass des zweiten Teils 20b, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige des zweiten Zylinders 33, und den Auslass des ersten Teils 20a, welcher im wesentlichen auf einer horizontalen Ebene und koaxial zu dem zweiten Kolben 32 liegt.The second piston 32 once lowered affects the inlet of the second part 20b whose diameter is smaller than that of the second cylinder 33 , and the outlet of the first part 20a which is substantially on a horizontal plane and coaxial with the second piston 32 lies.

Bezüglich der Betätigung, wenn die Kolbenpumpe 25 voll beaufschlagt ist, wobei das erste Ventil 26 geschlossen und das zweite Ventil 27 geöffnet ist, ist die Gießform 14 geschlossen, und es wird die Höhlung 13 mit dem Einlass 12 verbunden.Regarding the operation, when the piston pump 25 fully pressurized, the first valve 26 closed and the second valve 27 is open, is the mold 14 closed, and it becomes the cavity 13 with the inlet 12 connected.

Die Induktionsmesseinrichtungen 19 können die Temperaturen erfassen und erfassen, dass der Pegel des Metalls nahe unterhalb des Einlasses 12 ist.The induction measuring devices 19 Can capture the temperatures and detect that the level of the metal is close to the inlet 12 is.

An diesem Punkt betätigt die Steuereinheit 16 den Vorschub des ersten Zylinders 29 der Kolbenpumpe, was das Einspritzen des Metalls in die Höhlung 13 erlaubt.At this point, the control unit operates 16 the feed of the first cylinder 29 the piston pump, causing the injection of metal into the cavity 13 allowed.

Der Zyklus zur Herstellung des Gussteils, welches in diesem Fall ein Straßenfahrzeugrad ist, beginnt und besteht aus den Schritten Füllen, Zuführen, Abkühlen und Aushärten; dieser Zyklus ist ermöglicht durch das Einspritzen einer voreingestellten Menge von Material in die Höhlung 13 im Nachgang zu den Bewegungen der Kolbenpumpe 25, die durch die Steuereinheit 16 betätigt ist.The cycle for making the casting, which in this case is a road vehicle wheel, begins and consists of the steps of filling, feeding, cooling and curing; this cycle is made possible by injecting a pre-set amount of material into the cavity 13 in the wake of the movements of the piston pump 25 passing through the control unit 16 is pressed.

Während des Aushärteschrittes setzt die Kolbenpumpe 25 die Zuführung zu der Höhlung 13 fort und hält hierdurch das Metall unter Druck.During the curing step, the piston pump resets 25 the feeder to the cavity 13 This keeps the metal under pressure.

Am Ende des Aushärteschrittes betätigt die Steuereinheit 16 die Kolbenpumpe 25, so dass sie mit dem ersten Zylinder 29 zurückzieht, um den Pegel des Metalls im Verhältnis zu den Einlässen 12 um einen voreingestellten Wert, beispielsweise 5 bis 6 mm, abzusenken, wodurch es von dem Gussteil getrennt wird.At the end of the hardening step, the control unit operates 16 the piston pump 25 so they are with the first cylinder 29 withdraws to the level of the metal relative to the inlets 12 to lower a preset value, for example 5 to 6 mm, thereby separating it from the casting.

An dem Ende der Herstellung des Gussteils wird die Gießform 14 geöffnet und das Gussteil wird herausgenommen, während der Pegel des Aluminiums immer direkt unterhalb der Einlässe 12 gehalten ist.At the end of the production of the casting becomes the casting mold 14 opened and the casting is taken out, while the level of aluminum is always directly below the inlets 12 is held.

Die Kolbenpumpe 25 muss nun neu beaufschlagt werden, und dies geschieht durch Zurückziehen des ersten Schaftes 30, wenn das zweite Ventil 27 geschlossen und das erste Ventil 26 geöffnet ist, wodurch Metall von dem Warmhalteofen 11 gezogen wird.The piston pump 25 must now be re-applied, and this is done by retracting the first shaft 30 if the second valve 27 closed and the first valve 26 open, removing metal from the holding furnace 11 is pulled.

Sobald die Kolbenpumpe 25 eine ausreichende Menge Metall gezogen hat, kann der Zyklus von vorne losgehen.Once the piston pump 25 has drawn a sufficient amount of metal, the cycle can start again.

Vorzugsweise können eine Mehrzahl von Kanälen 36 für entsprechende Gießformen mit dem Warmhalteofen 11 verbunden sein, um die Produktivität der Vorrichtung zu erhöhen.Preferably, a plurality of channels 36 for corresponding casting molds with the holding furnace 11 be connected to increase the productivity of the device.

Da die Vorrichtung 10 mit einer Mehrzahl von Heizeinrichtungen 23 ausgestattet ist, stellt dies sicher, dass das Metall immer flüssig bleibt, bei einer Temperatur, die durch die Temperatursensoren 24 gesteuert ist.Because the device 10 with a plurality of heaters 23 This ensures that the metal always remains liquid, at a temperature that is determined by the temperature sensors 24 is controlled.

Das Reservoir 22 ist darüber hinaus ausgestaltet zum Halten des Metalls bei einer ausgewählten Temperatur, die ebenfalls bestimmt ist durch Heizeinrichtungen 23 und gemessen wird durch die Temperatursensoren 24.The reservoir 22 is also configured to hold the metal at a selected temperature, which is also determined by heaters 23 and measured by the temperature sensors 24 ,

Die in dem Reservoir enthaltene Menge Metall ist tatsächlich derart, um den Verlust irgendwelcher höherer Temperaturen, die von den Metall angenommen wurden, in dem Pfad von der Kolbenpumpe 25 zu dem Reservoir 22 sicherzustellen.The amount of metal contained in the reservoir is actually such as to account for the loss of any higher temperatures assumed by the metal in the path from the piston pump 25 to the reservoir 22 sure.

In der Praxis ist der Zweck des Reservoirs 22, das Metall oder die Legierung vor dem Eintritt die Gießform 14 homogener zu machen.In practice, the purpose of the reservoir 22 , the metal or the alloy before entering the mold 14 to make it more homogeneous.

In der Praxis ist es herausgefunden worden, dass die gegenwärtige Erfindung die angestrebten Ziele und Aufgaben erreicht hat.In In practice, it has been found that the present invention achieved the desired goals and tasks.

So ist eine Vorrichtung gefunden worden, die es erlaubt, ein hydraulisches System, das immer beaufschlagt ist, zu nutzen, wobei ein Pegel des Metalls immer unter dem Pegel der Gießform vorhanden ist, mit einem hydraulischen Kreislauf, der das Aussetzen an Luft unter Vermeidung der Bildung von Oxiden vermeidet.So a device has been found that allows a hydraulic System that is always charged to use, with a level of Metal is always below the level of the mold, with a hydraulic circuit, avoiding exposure to air prevents the formation of oxides.

Das in die Höhlung eingespritzte Metall ist daher homogener und erlaubt das Erhalten eines ausgehärteten Gussteils, dessen mechanische Eigenschaften im Verhältnis zu bekannten Vorrichtungen verbessert sind, selbst unter Einsatz sehr hoher Arbeitsdrucke.The into the cavity Injected metal is therefore more homogeneous and allows preservation a cured one Casting, whose mechanical properties in relation to known devices are improved, even when using very high working pressures.

Darüber hinaus sind die Zeiten zum Bewegen des Materials herabgesetzt, wobei die Leerlaufzeiten des Ofens, der unterhalb der Gussform angeordnet ist, eliminiert sind und eine beträchtliche Erhöhung im Ausbringen gegeben ist, da die Produktion in einem kontinuierlichen Zyklus erfolgt.Furthermore the times are reduced for moving the material, the Idle times of the furnace, which are arranged below the mold is eliminated, and a considerable increase in Applying is given as the production in a continuous Cycle takes place.

Die vorliegende Erfindung kann auf vielfältige Weise verändert und variiert werden, die sich alle innerhalb des Schutzumfangs der anliegenden Ansprüche bewegen.The The present invention can be varied in many ways and be varied, all within the scope of the appended claims move.

Die wichtigen Einzelheiten können durch andere technisch äquivalente Elemente ersetzt werden.The important details by other technically equivalent Elements are replaced.

Die Materialien, solange diese mit der möglichen Verwendung kompatibel sind, wie auch die Dimensionen, können beliebig gemäß den Anforderungen sein.The Materials as long as they are compatible with possible uses are, as well as the dimensions, can be arbitrary according to the requirements be.

Claims (18)

Vorrichtung zur Herstellung von Metallgussteilen, insbesondere mit hydraulischer Verbindung zwischen dem Warnhalteofen und der Gießform, umfassend: wenigstens einen Kanal (36) zur Verbindung des Warmhalteofens (11), der das für das Formen fertige geschmolzene Metall enthält, zu einem oder mehreren Einlässen (12) zum Einführen des Metalls in die Höhlung (13) einer entsprechenden Gießform (14); und Pumpmittel (15), die zwischen Abschnitten (20, 21) des Kanals (36) eingesetzt sind zum Pumpen einer geregelten Menge von Metall durch den einen oder die mehreren Einlässe (12) in die Höhlung (13), wobei die Pumpmittel (15) mit einer elektronischen Steuereinheit (16) verbunden sind, wobei die Pumpmittel (15) eine Kolbenpumpe (25) und ein erstes und ein zweites Ventil (26, 27) zum Steuern des Metallflusses umfassen, wobei die Ventile jeweils stromaufwärts und stromabwärts der Kolbenpumpe (25) angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Ventile (26, 27) dazu ausgebildet sind, das Rückströmen des Metalls in die Richtung von der Gießform (14) zu dem Warmhalteofen (11) vorzubeugen; dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe (25) und die ersten und zweiten Ventile (26, 27) durch die elektronische Steuereinheit (16) betätigt werden.Device for producing cast metal parts, in particular with hydraulic connection between the warning holding furnace and the casting mold, comprising: at least one channel ( 36 ) for connecting the holding furnace ( 11 ) containing the molten metal ready for molding, to one or more inlets ( 12 ) for introducing the metal into the cavity ( 13 ) of a corresponding casting mold ( 14 ); and pumping means ( 15 ) between sections ( 20 . 21 ) of the channel ( 36 ) are used to pump a controlled amount of metal through the one or more inlets ( 12 ) into the cavity ( 13 ), the pumping means ( 15 ) with an electronic control unit ( 16 ), the pumping means ( 15 ) a piston pump ( 25 ) and a first and a second valve ( 26 . 27 ) for controlling the flow of metal, the valves being respectively upstream and downstream of the piston pump ( 25 ) are arranged, wherein the first and second valves ( 26 . 27 ) are adapted to prevent the backflow of the metal in the direction of the mold ( 14 ) to the holding furnace ( 11 ) to prevent; characterized in that the piston pump ( 25 ) and the first and second valves ( 26 . 27 ) by the electronic control unit ( 16 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Messeinrichtungen (19) zum Messen des Pegels des Metalls aufweist, die in der Nähe des einen oder der mehreren Einlässe (12) angeordnet und die mit der Steuereinheit (16) verbunden sind.Device according to claim 1, characterized in that it comprises measuring devices ( 19 ) for measuring the level of the metal near the one or more inlets ( 12 ) and with the control unit ( 16 ) are connected. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (36) einen ersten Abschnitt (20) umfasst, der sich von dem Warmhalteofen (11) erstreckt und der mit den Pumpmitteln (15) verbunden ist, von dem sich wenigstens ein zweiter Abschnitt (21) erstreckt zur Verbindung mit der Höhlung (13) der Gießform (14).Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the channel ( 36 ) a first section ( 20 ) extending from the holding furnace ( 11 ) and with the pumping means ( 15 ), of which at least a second section ( 21 ) extends to the connection with the cavity ( 13 ) of the casting mold ( 14 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe (25) einen ersten Kolben (28) umfasst, der hermetisch in einem entsprechenden ersten Zylinder (29) gleiten kann, wobei der Kolben an den Kopf eines ersten Schaftes (30) eines ersten Betätigungsglieds (31) befestigt ist, dessen Hub durch die Steuereinheit (16) gesteuert ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the piston pump ( 25 ) a first piston ( 28 ) which is hermetically sealed in a corresponding first cylinder ( 29 ), wherein the piston is connected to the head of a first shaft ( 30 ) of a first actuator ( 31 ) whose stroke is controlled by the control unit ( 16 ) is controlled. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Betätigungsglied (31) hydraulisch ist.Device according to claim 4, characterized in that the first actuator ( 31 ) is hydraulic. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Ventile (26, 27) jeweils gebildet sind durch einen zweiten Kolben (32), der hermetisch in einem entsprechenden zweiten Zylinder (33) gleiten kann, wobei der Kolben an den Kopf eines zweiten Schafts (34) eines zweiten Betätigungsgliedes (35) befestigt ist, der von der Steuereinheit (16) gesteuert ist.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first and second valves ( 26 . 27 ) are each formed by a second piston ( 32 ) which is hermetically sealed in a corresponding second cylinder ( 33 ), the piston being attached to the head of a second shaft ( 34 ) of a second actuator ( 35 ) mounted by the control unit ( 16 ) is controlled. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Betätigungsglied (35) pneumatisch ist.Device according to claim 6, characterized in that the second actuator ( 35 ) is pneumatic. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung ein Reservoir (22) umfasst, das stromabwärts des zweiten Abschnitts (21) angeordnet ist und von dem wenigstens ein Aufstiegsrohr (18) zum Einführen von geschmolzenem Metall in die Höhlung (13) abgeht.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hydraulic connection is a reservoir ( 22 ) downstream of the second section (FIG. 21 ) is arranged and of the at least one rise pipe ( 18 ) for introducing molten metal into the cavity ( 13 ) goes off. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung eine Verteilereinheit (17) umfasst, die dazu geeignet ist, den einen oder die mehreren Einlässe (12) zum Einführen des Metalls in die Höhlung (13) zu bilden, wobei die Verteilereinheit (17) mit dem wenigstens einen Steigrohr (18) verbunden ist, an welchem die Pegelmesseinrichtungen (19) angeordnet sind.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hydraulic connection is a distributor unit ( 17 ), which is adapted to the one or more inlets ( 12 ) for introducing the metal into the cavity ( 13 ), wherein the distribution unit ( 17 ) with the at least one riser ( 18 ) at which the level measuring devices ( 19 ) are arranged. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die mehreren Einlässe (12) unter der Gießform (14) angeordnet sind.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the one or more inlets ( 12 ) under the mold ( 14 ) are arranged. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die mehreren Einlässe (12) seitlich zu der Gießform (14) angeordnet sind.Device according to one or more of the preceding claims 1 to 9, characterized in that the one or more inlets ( 12 ) laterally to the mold ( 14 ) are arranged. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die mehreren Einlässe (12) seitlich und unterhalb der Gießform (14) angeordnet sind.Device according to one or more of the preceding claims 1 to 9, characterized in that the one or more inlets ( 12 ) laterally and below the mold ( 14 ) are arranged. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pegelmesseinrichtungen (19) Induktionseinrichtungen sind.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the level measuring devices ( 19 ) Induction devices are. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Pegelmesseinrichtungen (19) Induktionseinrichtungen sind, die dazu ausgebildet sind, als Temperaturmesseinrichtungen zu wirken.Device according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that the level measuring devices ( 19 ) Are induction devices which are designed to act as temperature measuring devices. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung Heizeinrichtungen (23) zum Aufheizen des geschmolzenen Metalls umfasst, wobei die Einrichtungen mit der Steuereinheit (16) verbunden sind.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hydraulic connection heating devices ( 23 ) for heating the molten metal, the devices having the control unit ( 16 ) are connected. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen (23) gebildet sind durch Heizwiderstände, die jeweils innerhalb eines entsprechenden sich längs erstreckenden Keramikbehältnisses angeordnet sind.Apparatus according to claim 15, characterized in that the heating devices ( 23 ) are formed by heating resistors, which are each disposed within a corresponding longitudinally extending ceramic container. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung Sensoren (24) zum Erfassen der Temperatur des geschmolzenen Metalls umfasst, wobei die Sensoren mit der Steuereinheit (16) verbunden sind.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hydraulic connection sensors ( 24 ) for detecting the temperature of the molten metal, the sensors having the control unit ( 16 ) are connected. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (24) gebildet sind durch Thermoelemente, die jeweils innerhalb der entsprechenden sich längs erstreckenden Keramikbehältnisse angeordnet sind.Device according to claim 17, characterized in that the temperature sensors ( 24 ) are formed by thermocouples, which are each disposed within the respective longitudinally extending ceramic containers.
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