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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine automatische
Zuführ-
und Einspritzvorrichtung für
schmelzflüssiges Metall,
die verwendet wird, um schmelzflüssiges
Metall in eine Metallform oder eine Sandgussform zu gießen, oder
um halb erhärtetes
schmelzflüssiges Metall
in eine Form zu gießen.
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Automatische Zuführ- und Einspritzvorrichtungen
zum Gießen
von schmelzflüssigem
Metall in eine Form sind in verschiedenen Arten und Konstruktionen
erhältlich. 7 bis 9 zeigen herkömmliche automatische Zufuhr-
und Einspritzvorrichtungen unterschiedlicher Art für schmelzflüssiges Metall.
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Die automatische Zufuhr- und Einspritzvorrichtung
für schmelzflüssiges Metall
gemäß 7 und 8 weist einen Ofen 1 zur Aufnahme
schmelzflüssigen
Metalls auf, mit einem Auslass 2, mit dem die Ansaugseite
einer elektromagnetischen Pumpe 3 verbunden ist. In dem
Ofen wird das Niveau des schmelzflüssigen Metalls konstant gehalten.
Unter einem Paar von zu öffnenden
Formen 4, 5 ist ein aufrecht stehender Einspritzzylinder 6 vorgesehen.
An den unteren Enden der Formen 4 und 5 sind jeweils getrennte
Buchsen 7 und 8 befestigt. Die Abgabeöffnung der
elektromagnetischen Pumpe 3 ist mit der Buchse 7 der
ortsfesten Form 4 verbunden.
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Die Formen 4, 5,
die anfänglich
offen sind, wie in 7A dargestellt,
werden geschlossen, wie in 7B dargestellt,
und die elektromagnetische Pumpe 3 wird aktiviert, um eine
erforderliche Menge schmelzflüssigen
Metalls in dem Ofen 1 den jetzt geschlossenen Buchsen 7, 8 zuzuführen. Dann
wird, wie in 8A dargestellt,
der Zylinder 6 ausgefahren, um das schmelzflüssige Metall
in den Buchsen 7, 8 unter Druck in den Hohlraum 10 der
Formen 4, 5 einzubringen.
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Dann wird der Zylinder 6 wieder
zurückgezogen,
wie in 8B dargestellt,
und die Formen 4 und 5 werden geöffnet, um
das geformte Produkt zu entfernen.
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Die automatische Zufuhr- und Einspritzvorrichtung
für schmelzflüssiges Metall
gemäß 9 weist ein Paar zu öffnender
Formen 11 und 12 auf. Eine horizontale Buchse 14,
die mit dem Hohlraum 13 in Verbindung steht, ist an einer
der Formen 11 und 12 befestigt. Die Buchse 14 weist
an einem Ende eine Zufuhröffnung
für schmelzflüssiges Metall
auf. In die Buchse 14 ist ein Spritzkolben 16 eingesetzt.
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Bei dieser automatischen Zuführ- und
Einspritzvorrichtung für
schmelzflüssiges
Metall wird, wenn die Formen 11, 12 geschlossen
sind, schmelzflüssiges
Metall in dem Behälter 17 durch
eine Metallschmelze-Zufuhröffnung 15 in
die Buchse 14 gegossen und unter dem Druck des Kolbens 16 dem
Hohlraum 13 der Formen 11, 12 zugeführt. Dann
wird der Kolben 16 zurückgezogen,
und die Formen 11, 12 werden geöffnet, um
das Produkt zu entfernen.
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Bei diesen Vorrichtungen besteht
das Problem, dass bei der Zuführ
des schmelzflüssigen
Metalls in die Buchse häufig
eine Luftschicht in dem Hohlraum auftritt, so dass die Luft dazu
neigt, sich mit dem schmelzflüssigen
Metall zu vermischen. Dies erhöht
die Wahrscheinlichkeit, dass Poren in dem Endprodukt gebildet werden.
Außerdem
kann beim Gießen
einer Magnesiumlegierung Luft, die in die schmelzflüssige Magnesiumlegierung
gemischt wird, eine Explosion verursachen.
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Darüber hinaus kann bei jeder dieser
herkömmlichen
Vorrichtungen schmelzflüssiges
Metall erst zugeführt
werden, nachdem die Formen geschlossen wurden. Somit ist die Arbeitseffizienz
gering.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu
Grunde, eine integrierte automatische Zuführ- und Einspritzvorrichtung
für schmelzflüssiges Metall
zu schaffen, mit der verhindert werden kann, dass sich Luft in das schmelzflüssige Metall
mischt, während
dieses zugeführt
wird, mit der die Gefahr einer Explosion und die Wahrscheinlichkeit
der Entstehung von Poren verringert wird, und die es ermöglicht,
schmelzflüssiges Metall
unabhängig
davon zuzuführen,
ob die Formen geöffnet
oder geschlossen sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der Erfindung wird eine automatische
Zuführ-
und Einspritzvorrichtung für
schmelzflüssiges
Metall geschaffen, mit einem Körper,
der einen Metallschmelze-Durchgang
aufweist, um das schmelzflüssige
Metall zu führen,
eine Buchse mit einer Metallschmelze-Ansaugöffnung und einer Abgabeöffnung,
die dazu vorgesehen ist, gedreht zu werden, um eine Verbindung zwischen
einem Metallschmelze-Durchgang des Körpers und der Ansaugöffnung zu öffnen oder
zu schließen,
wobei ein erster Kolben axial beweglich in der Buchse angebracht
ist, um schmelzflüssiges
Metall in vorherbestimmter Menge durch die Ansaugöffnung in
die Buchse zu saugen und das so angesaugte schmelzflüssige Metall
durch die Abgabeöffnung
zu extrudieren, und ein zweiter Kolben axial beweglich in dem ersten
Kolben angebracht ist, so dass er sich durch diesen erstreckt, um
die Abgabeöffnung
zu öffnen
und zu schließen
und das schmelzflüssige
Metall durch die Abgabeöffnung
zu pressen, wobei der erste und der zweite Kolben unabhängig voneinander
bewegt werden können.
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Weitere Merkmale und Aufgaben der
vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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1 einen
vertikalen Schnitt durch eine automatische Zuführ- und Einspritzvorrichtung
für schmelzflüssiges Metall
gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem Zustand, in dem der Gießvorgang abgeschlossen wurde;
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2 eine ähnliche
Ansicht der Vorrichtung in einem Zustand, in dem die Formen offen
sind;
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3 eine ähnliche
Ansicht der Vorrichtung in einem Zustand, in dem eine vorherbestimmte
Menge schmelzflüssigen
Metalls in die Vorrichtung gesaugt worden ist;
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4 eine ähnliche
Ansicht der Vorrichtung in einem Zustand, in dem schmelzflüssiges Metall
in den Hohlraum der Formen gegossen worden ist;
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5 eine ähnliche
Ansicht der Vorrichtung in einem Zustand, in dem das schmelzflüssige Metall in
dem Hohlraum unter Druck gesetzt wird;
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6 eine ähnliche
Ansicht der Vorrichtung in einem Zustand, in dem ein Produkt durch Öffnen der
Formen entfernt worden ist;
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7A und 7B vertikale Schnitte durch
eine herkömmliche
Vorrichtung;
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8A und 8B ähnliche Ansichten einer anderen
herkömmlichen
Vorrichtung; und
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9A bis 9C ähnliche Ansichten einer weiteren
herkömmlichen
Vorrichtung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben.
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Wie dargestellt, weist die automatische
Zufuhr- und Einspritzvorrichtung für schmelzflüssiges Metall einen Körper 21 zum
Führen
des schmelzflüssigen
Metalls auf, sowie ein Paar Formen 22 und 23. An
seinem vorderen Ende ist der Körper 21 an
der ortsfesten Form 22 befestigt. Der Körper 21 weist eine
horizontale kreisförmige Öffnung 24 mit
einem konischen inneren Ende auf, die sich zum hinteren Ende öffnet, eine
Abgabeöffnung 25,
die so am vorderen Ende angeordnet ist, dass sie koaxial zur kreisförmigen Öffnung 24 ist
und mit dieser in Verbindung steht, einen Metallschmelze-Durchgang 27,
der an einem Ende mit einem Metallschmelzbereich 26 und am
anderen Ende mit dem inneren konischen Bereich der kreisförmigen Öffnung 24 in
Verbindung steht, ein Heizelement 28 zum Erwärmen des
Durchgangs 27 und des Körpers 21,
und ein weiteres Heizelement 28, das in dem Metallschmelzbereich 26 vorgesehen
ist, um Metall zu erwärmen.
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Eine Buchse 29 ist drehbar
in die kreisförmige Öffnung 24 des
Körpers 21 eingesetzt.
Die Buchse weist einen zylindrischen Bereich 30 mit einem
kegelförmigen
Bereich 31 am vorderen Ende auf, so dass sie in ihrer äußeren Form
der kreisförmigen Öffnung 24 entspricht.
An der Spitze des kegelförmigen Bereichs 31 ist
ein röhrenförmiger Bereich 32 vorgesehen
und in die Abgabeöffnung 25 eingesetzt.
Das Innere des röhrenförmigen Bereichs 32 bildet
eine Abgabeöffnung 33 der
Buchse 29.
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Die Buchse 29 weist einen
Bereich auf, der vom hinteren Ende des Körpers 21 hervorragt
und drehbar von einer Abdeckung 34 gehalten wird, die auf
den Körper 21 geschraubt
ist. Ein Zahnrad 35 am hinteren Ende der Buchse 29 steht
mit einem Zahnrad 37 eines Motors 36 in Eingriff,
um die Buchse 29 in Drehung zu versetzen. Eine Ansaugöffnung 38 ist so
in dem kegelförmigen
Bereich 31 der Buchse ausgebildet, dass sie mit dem Durchgang 27 des
Körpers 21 in
Verbindung steht. Diese Verbindung kann durch Drehen der Buchse 29 hergestellt
und unterbrochen werden.
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In der Buchse 29 sind ein
erster Dosierkolben 39, der so angeordnet ist, dass er
axial in dem zylindrischen Bereich 30 der Buchse 29 gleiten
kann, um eine vorherbestimmte Menge schmelzflüssigen Metalls durch die Ansaugöffnung 38 in
die Buchse 29 zu saugen und das angesaugte schmelzflüssige Metall
durch die Abgabeöffnung 33 zu
extrudieren, und ein Druck ausübender
zweiter Kolben 41, der axial in einer axialen Durchgangsöffnung 40 in
dem ersten Kolben 39 gleiten kann und dazu vorgesehen ist,
in die Abgabeöffnung 33 sowie
aus dieser heraus geschoben zu werden, um die Abgabeöffnung 33 zu öffnen und
zu schließen
und das schmelzflüssige
Metall aus der Abgabeöffnung
unter Druck zu setzen, angebracht. Somit sind die Buchse 29,
der erste Kolben 39, der zweite Kolben 41 und
die Abgabeöffnungen 25, 33,
alle horizontal und koaxial zueinander angeordnet.
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Der erste Kolben 39 weist
einen röhrenförmigen Bereich 42 auf,
der an seinem vorderen Ende einen kegelförmigen Kopf 43 aufweist,
welcher in dem zylindrischen Bereich 30 der Buchse 29 aufgenommen
wird, und an seinem hinteren Ende einen Kolben 44, der
vom hinteren Ende der Buchse 29 hervorragt und in einem
ersten Hydrozylinder 45 aufgenommen wird. Der zweite Kolben 41 ist
ein Schaft, der in der Durchgangsöffnung 40 des ersten
Kolbens 39 aufgenommen wird, und weist an seinem hinteren
Ende einen Kolben 46 auf, der vom hinteren Ende des ersten Zylinders 45 hervorragt
und in einem zweiten Hydrozylinder 47 aufgenommen wird.
Somit können
der erste Kolben 39 und der zweite Kolben 41 jeweils durch
den ersten Hydrozylinder 45 und den zweiten Hydrozylinder 47 unabhängig voneinander
axial bewegt werden.
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Zwischen den beiden zu öffnenden
Formen 22 und 23 ist ein Hohlraum 48 definiert.
Ein röhrenförmiger Bereich 49 am
vorderen Ende des Körpers 21 ist
fest in der ortsfesten Form 22 befestigt. Die bewegliche
Form 23 weist einen Vorsprung 51 auf, der dazu
vorgesehen ist, in die Abgabeöffnung 25 eingesetzt
zu werden, wenn die Formen 22 und 23 geschlossen
sind, um zwischen den Formen einen Metallschmelze-Durchgang 50 zu
definieren, der mit dem Hohlraum 48 in Verbindung steht.
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Das schmelzflüssige Metall, das zum Gießen verwendet
wird, kann eine Aluminiumlegierung, eine Zinklegierung, eine Magnesiumlegierung
oder ein beliebiges anderes Metall bzw. ein Legierung sein, das
bzw. die für
das Gießpressen,
den Druckguss, den Standguss, den Sandguss oder das Niederdruckgießen verwendet
werden kann.
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In der Ausführungsform sind die Buchse 29 und
der erste und der zweite Kolben 39, 41 horizontal angeordnet,
aber sie können
auch so angeordnet sein, dass sie sich schräg erstrecken, oder für das Niederdruckgießen können sie
sogar vertikal angeordnet sein. Bei der vertikalen Anordnung ist
der Metallschmelzbereich 26 vorzugsweise an seinem Zwischenbereich
nach oben gebogen, um zu verhindern, dass Luft in das schmelzflüssige Metall
eintritt, das in Richtung des Metallschmelze-Durchgangs 27 strömt.
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Nachfolgend wird die Arbeitsweise
der automatischen Zuführ-
und Einspritzvorrichtung für schmelzflüssiges Metall
beschrieben.
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1 zeigt
den Zustand, in dem der Gießvorgang
abgeschlossen ist. Das heißt,
ein Produkt A wurde in dem Hohlraum 48 der geschlossenen
Formen 22 und 23 gegossen. Die Ansaugöffnung 38 der Buchse 29 steht
nicht mit dem Durchgang 27 des Körpers 21 in Verbindung.
Der erste Kolben 39 ist in ausgefahrener Position und verschließt hierdurch
die Ansaugöffnung 38.
Auch der zweite Kolben 41 ist in ausgefahrener Position,
wobei sein vorderes Ende in den röhrenförmigen Bereich 32 eingesetzt
ist, so dass die Abgabeöffnung 33 verschlossen
wird.
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2 zeigt
einen Zustand, in dem das Produkt durch Öffnen der Formen 22 und 23 ausgeworfen
wurde. Die Buchse 29 wird durch den Motor 36 um
einen vorherbestimmten Winkelbetrag gedreht, um zwischen der Ansaugöffnung 38 und
dem Durchgang 27 eine Verbindung herzustellen. Dann wird
der erste Kolben 39 durch den ersten Hydrozylinder 45 um
einen vorherbestimmten Betrag zurückgezogen, um eine vorherbestimmte
Menge schmelzflüssigen Metalls
am vorderen Bereich durch die Ansaugöffnung 38 durch die
Saugkraft in die Buchse 29 zu saugen, die in der Buchse 29 durch
Verschließen
der Abgabeöffnung 33 mit
dem zweiten Kolben 41 erzeugt wird. Außerdem werden die Formen 22, 23 geöffnet, das
Produkt A wird entfernt, und ein Trenn mittel wird auf die Innenwand
der Formen 22, 23 aufgetragen. Wenn eine vorherbestimmte
Menge schmelzflüssigen
Metalls in der Buchse 29 aufgenommen worden ist, wird der
erste Kolben 39 gestoppt und die Buchse 29 wird
durch den Motor 36 um einen vorherbestimmten Winkelbetrag gedreht,
um die Verbindung zwischen der Ansaugöffnung 38 und dem
Durchgang 27 zu unterbrechen.
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3 zeigt
einen Zustand nach dem Schließen
der Formen 22, 23. Mit einer vorherbestimmten Menge
schmelzflüssigen
Metalls in der Buchse 29 wird der Motor 36 aktiviert,
um die Buchse 29 um einen vorherbestimmten Winkelbetrag
zu drehen, wodurch die Verbindung zwischen der Ansaugöffnung 38 und
dem Durchgang 27 unterbrochen wird. Mit geschlossenen Formen 22, 23 wird
der zweite Kolben 41 durch den zweiten Hydrozylinder 47 um
einen vorherbestimmten Betrag zurückgezogen, um die Abgabeöffnung 33 der
Buchse 29 zu öffnen,
wodurch eine Verbindung zwischen dem Inneren der Buchse 29 und
dem Hohlraum 48 der Formen 22, 23 durch
die Abgabeöffnungen 25, 33 und
den Durchgang 50 hergestellt wird. Nachdem der zweite Kolben 41 zurückgezogen
wurde, wird der erste Hydrozylinder 45 aktiviert, um den
ersten Kolben 39 nach vorn zu bewegen.
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4 zeigt
einen Zustand, in dem schmelzflüssiges
Metall in den Hohlraum 48 der Formen 22, 23 gegossen
worden ist. Mit stillstehendem zweiten Kolben 41 wird der
erste Kolben 39 in seine vorgerückte Position bewegt, um schmelzflüssiges Metall in
die Buchse 29 zu extrudieren. Das extrudierte schmelzflüssige Metall
wird in den Hohlraum 48 gegossen. Da das schmelzflüssige Metall
in der Buchse 29 durch den ersten Kolben 39 in
vorherbestimmter Menge extrudiert wird, wird das in den Hohlraum 48 gegossene
schmelzflüssige
Metall nicht unter Druck gesetzt.
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Wenn in dem Zustand gemäß 4 der zweite Kolben 41 sich
nach vorn bewegt, wird dessen vorderes Ende in die Abgabeöffnung 33 der
Buchse 29 eingesetzt, wie in 5 dargestellt,
wodurch das schmelzflüssige
Metall in dem Hohlraum 48 unter Druck gesetzt wird. Hierdurch
wird der Gießvorgang abgeschlossen.
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Da die Buchse 29 und der
erste und zweite Kolben 39 und 41 entlang einer
gemeinsamen horizontalen Achse angeordnet sind, wird keine Luft
in den Metallschmelze-Durchgang
von dem Metallschmelzbereich 26 zu den Formen 22, 23 eingemischt,
während
schmelzflüssiges
Metall in den Hohlraum 48 der Formen 22, 23 gegossen
wird, wodurch verhindert werden kann, dass Luft in das schmelzflüssige Metall
eintritt.
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6 zeigt
einen Zustand, in dem die Formen 22, 23 geöffnet worden
sind. Die bewegliche Form 23 wird in ihre offene Position
bewegt. Gleichzeitig wird der zweite Kolben 41 in seine
vorderste Position bewegt, um den Gießrest B des Produkts A mit
dessen Spitze zu extrudieren, wodurch das Produkt A zusammen mit
der beweglichen Form 23 bewegt wird. Gleichzeitig wird
die Buchse 29 so lange gedreht, bis die Ansaugöffnung 38 mit
dem Durchgang 27 in Verbindung steht, um für die nächste Zuführ schmelzflüssigen Metalls
vorbereitet zu sein. Das heißt,
die Positionen der Elemente ändern
sich über
den Zustand gemäß 1 in den Zustand gemäß 2.
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Gemäß der Erfindung sind der erste
und der zweite Kolben axial beweglich in der Buchse angeordnet,
die rotiert, um eine Verbindung zwischen dem Metallschmelze-Durchgang des Körpers und
der Ansaugöffnung
herzustellen bzw. zu unterbrechen. Der erste Kolben saugt eine vorherbestimmte
Menge schmelzflüssigen
Metalls durch die Ansaugöffnung
in die Buchse und extrudiert das so angesaugte schmelzflüssige Metall
durch die Abgabeöffnung.
Der zweite Kolben öffnet
und schließt
die Abgabeöffnung und
setzt das durch die Abgabeöffnung
abgegebene schmelzflüssige
Metall unter Druck. Der erste und der zweite Kolben können unabhängig voneinander bewegt
werden, wodurch es möglich
ist, die Bildung einer Luftschicht in dem Durchgang zur Führung von schmelzflüssigem Metall
vom Materialschmelzbereich zu den Formen zu verhindern. Hierdurch
wird es wiederum möglich
zu verhindern, dass Luft in das schmelzflüssige Metall eintritt, das
in die Form gegossen wird, und somit können sowohl Explosionen als
auch die Bildung von Poren in den Gussstücken verhindert werden. Außerdem kann
die Vorbereitung für
die Zuführ
von schmelzflüssigem
Metall unabhängig
davon erfolgen, ob die Formen geöffnet
oder geschlossen sind, so dass der Gießzyklus verkürzt werden
kann.