EP1713602B1

EP1713602B1 - Giessmaschine zur herstellung von gussteilen

Info

Publication number: EP1713602B1
Application number: EP05706884A
Authority: EP
Inventors: Friedrich Klein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: WO2005080024A1; DE102004008157A1; DE502005003646D1; ATE391567T1; EP1713602A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gießmaschine zur Herstellung von Gussteilen, insbesondere auf eine Gießmaschine zur Herstellung von Gussteilen aus NE-Metallen nach einem Kaltkammergießverfahren.
Herkömmliche Kaltkammer-Gießmaschinen zur Herstellung von Gussteilen nach dem Kaltkammergießverfahren beinhalten eine Schließeinheit aus drei Maschinenplatten, nämlich einem Maschinenschild, einer beweglichen Aufspannplatte und einer festen Aufspannplatte, aus vier Säulen, entlang denen die bewegliche Aufspannplatte hin und her bewegbar ist, und aus einer Antriebseinheit zum Antreiben der beweglichen Aufspannplatte, in der Regel über einen hydraulisch angetriebenen Kniehebel oder Doppelkniehebel. Eine Gießform wird mit einer beweglichen Formhälfte auf der beweglichen Aufspannplatte und mit einer festen Formhälfte auf der festen Aufspannplatte aufgemustert. Die notwendige Zuhaltekraft wird über die Schließeinheit durch Spannen der Säulen zwischen dem Maschinenschild und der festen Aufspannplatte aufgebracht.
An die feste Aufspannplatte schließt bei herkömmlichen Kaltkammer-Gießmaschinen in axialer Richtung eine Gießeinheit an, mit der eine Schmelze einem durch die Gießform gebildeten Formhohlraum senkrecht zur Teilungsebene, d.h. zur Trennebene der beiden Formhälften, über eine Gießkammer durch die feststehende Aufspannplatte und die feste Formhälfte der Gießform hindurch zugeführt wird. Die Gießeinheit weist dazu einen üblicherweise hydraulisch angetriebenen, in der Gießkammer bewegbaren Gießkolben auf.
In der Schließeinheit ist hinter der beweglichen Aufspannplatte eine Auswerfeinheit integriert, die üblicherweise ebenfalls hydraulisch angetrieben wird und Auswerferbolzen aufweist, die durch die bewegliche Aufspannplatte hindurchgeführt werden, um die gegossenen Teile von der beweglichen Formhälfte nach dem Öffnen der Gießform abzustreifen. Des weiteren ist üblicherweise eine Kernzieheinrichtung vorhanden, die maschinenseitig z.B. aus Hydraulikzylindern besteht, die meist auf der beweglichen Aufspannplatte, manchmal auch auf der festen Auf spannplatte montiert sind.
Der Gießprozess bei Kaltkammer-Gießmaschinen verläuft bekanntermaßen in den drei aufeinanderfolgenden Phasen Vorfüllphase, Formfüllphase und Nachdruckphase. In der Vorfüllphase wird die Gießkammer mit Schmelze gefüllt, und der Gießkolben fördert die Schmelze bis in Anschnittnähe. Die Dosierung kann z.B. mechanisch über einen Löffel oder druckgasbeaufschlagt aus einem Warmhalteofen über eine Rinne oder über ein Steigrohr, wie beim sogenannten Vacuralverfahren, erfolgen. Die Dosierzeiten liegen typischerweise zwischen 1s und 30s je nach Dosierart und Dosiermenge. Aufgrund dieser relativ langen Dosierzeit besteht die Gefahr, dass ein Teil der Schmelze bereits in der Gießkammer erstarrt. Die Gießkolbengeschwindigkeit in der Vorfüllphase ist je nach Maschinenauslegung typischerweise in einem Bereich zwischen 0,1 m/s bis 1,0m/s einstellbar, so dass einerseits die Schmelze möglichst rasch gefördert wird und andererseits Lufteinschlüsse z.B. durch Überschlagen einer sich vor dem Gießkolben aufbauenden Welle der Schmelze, durch Gischtbildung und/oder durch Reflexion im Gießrestbereich möglichst vermieden werden.
Zur Vermeidung von Kaltfließstellen ist die Formfüllphase möglichst kurz; sie liegt in ihrer Dauer meist zwischen 5ms bis 60ms, in manchen Fällen auch wesentlich länger. In der Formfüllphase bewegt der Gießkoiben die Schmelze mit hoher Geschwindigkeit, einstellbar typischerweise in einem Bereich bis zu 10ms und mehr. Am Ende der Formfüllphase können durch Umwandlung der kinetischen Energie in einen Druckimpuls hohe Drücke auftreten, so dass die Gefahr eines Aufreißens der Gießform besteht. Moderne Gießmaschinen verfügen daher über Mittel, um die kinetische Energie gegen Ende der Formfüllphase zu absorbieren.
In der Nachdruckphase wird bei Kaltkammer-Gießmaschinen in der Regel über einen Multiplikator ein Nachdruck von 300bar bis 1500bar, in manchen Fällen auch mehr, eingestellt. Die Schmelze erstarrt unter dem Nachdruck, und während der Formfüllung eingeschlossene Luft wird unter dem statischen Nachdruck komprimiert. Der Anteil der unter dem Nachdruck eingeschlossenen Luft an der Volumenporosität ist gering. Die Volumenporosität besteht in der Regel aus Lunkern, deren Ursache die unzureichende Nachspeisung eines schwindungsbedingten Anteils der Schmelze beim Übergang flüssig/fest ist.
Bei herkömmlichen Kaltkammer-Gießmaschinen ist die Nachspeisung dadurch erschwert, dass die Schmelze schon teilweise während der Dosierung in der Vorfüllphase erstarrt. Außerdem ist der Fließweg der Schmelze im Gießsystem relativ lang, so dass die Schmelze relativ viel Wärme entlang ihres Fließweges abgibt. Die Anschnitte sind in der Regel dünnwandig im Verhältnis zur Wanddicke der Gussteile, was dazu führt, dass die Schmelze in manchen Bereichen des Gussteiles noch flüssig ist, während sie im Anschnittbereich schon teilweise bis vollständig erstarrt ist, was ein weiteres Nachspeisen nicht mehr ermöglicht oder jedenfalls erschwert. Die Bildung einer erstarrten Randschale in der Gießkammer nach der Dosierung hat zur Folge, dass ein Teil der Schmelze weder für die Formfüllung, noch für die Nachspeisung des schwindungsbedingten Anteils im Formhohlraum zur Verfügung steht. Das Herausdrücken von Restschmelze aus dem Gießrestbereich zur Nachspeisung erfordert einen hohen Nachdruck. Die hohen Drücke am Ende der Formfüllphase und in der Nachdruckphase bedingen hohe Zuhaltekräfte der Form, die über die Schließeinheit der Gießmaschine aufgebracht werden müssen. Hohe Gießkräfte können zu elastischen Verformungen bzw. Durchbiegungen der Gießform und unter Umständen zu einem Aufbauchen um den Formhohlraum herum führen, was Gratbildung um den Abguss in der Teilungsebene sowie in den Bereichen von Schiebern und Schieberführungen verursachen kann.
Die hohen Drücke erfordern eine relativ große Dicke der festen Aufspannplatte und folglich eine entsprechend lange Gießkammer, was wiederum den Füllgrad in der Gießkammer auf typischerweise 15% bis höchstens etwa 70% begrenzt, mit entsprechend großem Luftvolumen in der Gießkammer. Die herkömmliche Orientierung der Gießeinheit relativ zur Schließeinheit bedingt relativ lange Fließwege der Schmelze in der Gießkammer und im Gießsystem und häufig ein Kröpfen des Gießsystems/Ambos. Das Anwenden hoher Drücke kann zudem zu einer elastischen Verformung von erstarrtem Gießrest und Gießkammer im Gießrestbereich und dadurch zum Klemmen des Gießrestes in der Gießkammer führen, so dass unter Umständen hohe Öffnungskräfte benötigt werden, um den Gießrest aus der Gießkammer herauszureißen. Dies kann zu einem hohen und/oder vorzeitigen Verschleiß von Gießkammer und Gießkolben führen. Das Klemmen des Gießrestes in der Gießkammer hat zudem häufig die Anwendung eines Überschusses an Kolbenschmierstoff zur Folge, was zu Einschlüssen im Gussteil führen kann.
Bei horizontal angeordneten Gießkammern werden diese beim Füllen durch die heiße Schmelze im unteren Bereich stärker als im oberen Bereich erhitzt, so dass durch die thermische Belastung eine Verformung der Gießkammer auftreten kann, die Reibvorgänge zwischen der Gießkammer und dem Gießkolben verursachen kann, der dem Verlauf der Gießkammer in der Vorfüllphase und der Formfüllphase folgen muss. Die herkömmliche Orientierung der Gießkammer relativ zur Form bzw. zum Lauf bedingt eine senkrechte Umlenkung der Schmelze beim Übergang von der Gießkammer in die Form bzw. den Lauf in der Teilungsebene, was strömungsmechanisch und thermisch problematisch ist. Jede Umlenkung der Schmelze führt zu Turbulenzen bei der Formfüllung, zu einem höheren Energiebedarf im Gießantrieb und zur Gefahr von merklichen Lufteinschlüssen und Erosionen im Bereich der Gießgarnitur und der Gießform.
Konstruktionsbedingt erfordert bei den herkömmlichen Gießmaschinen die Montage der Form zwischen fester und beweglicher Aufspannplatte häufig ein Herausziehen der Säulen mit der beweglichen Aufspannplatte, was zeit- und kostenaufwendig ist.
Bei einem weiteren herkömmlichen Typ von Gießmaschinen ist die Gießeinheit darauf ausgelegt, die Schmelze in ihrer Gießkammer vertikal von unten zur Form zu fördern und damit auch im wesentlichen senkrecht zur allgemein horizontalen Bewegungsrichtung der Formschließeinheit. Um die Gießeinheit von oben mit Schmelze beschicken zu können, ist sie mit ihrer Gießkammer im allgemeinen um eine horizontale Achse schwenkbar angeordnet, d.h. sie kann mit ihrer Gießkammer zum Befüllen in eine zur Vertikalen geneigte Position verschwenkt werden. Derartige Gießmaschinen sind beispielsweise in den Offenlegungsschriften JP 03-128160 A und JP 01-186255 A sowie der Patentschrift US 4.690.197 offenbart. Alternativ ist in der Offenlegungsschrift JP 2002-144003 A eine Gießmaschine dieses Typs angegeben, bei der die Gießeinheit mit ihrer vertikal angeordneten Gießkammer parallel zur Formschließbewegung horizontal verschoben werden kann. Bei einer in der Offenlegungsschrift EP 1 046 444 A1 offenbarten Gießmaschine wird die Schmelze ebenfalls vertikal von unten in die Form gefördert, wobei sie zuvor in einer Gießkammer horizontal parallel zur Bewegungsrichtung der Formschließeinheit gefördert wird.
Bei diesem herkömmlichen Gießmaschinentyp mit Fördern der Schmelze von unten in die Form ist ein Maschinenaufbau mit vergleichsweise großer Höhe erforderlich, um die Gießeinheit unter dem Bereich der Form unterzubringen, und das Verschwenken oder horizontale Verschieben der Gießeinheit zum Beschicken mit Schmelze begrenzt die Zykluszeit des Gießprozesses. Zudem ist das Problem einer vorzeitigen Erstarrung der Schmelze bei diesem Maschinentyp gravierender als beim Maschinentyp mit horizontalem Fördern der Schmelze in die Form.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Gießmaschine der eingangs genannten Art zugrunde, mit der sich die oben genannten Schwierigkeiten herkömmlicher Gießmaschinen ganz oder teilweise vermeiden lassen.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Gießmaschine mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Bei der Gießmaschine nach Anspruch 1 ist eine jeweilige Gießeinheit darauf ausgelegt, Schmelze in ihrer Gießkammer mit einer zur Bewegungsrichtung der Formschließeinheit senkrechten, horizontalen Förderrichtungskomponente zu fördern. Diese Auslegung der Gießeinheit hat gegenüber der herkömmlichen Auslegung mit zur Bewegungsrichtung der Formschließeinheit paralleler Förderrichtung der Schmelze zahlreiche Vorteile. So kann eine senkrechte Umlenkung der Schmelze im Gießsystem bis zum Anschnitt vermieden werden. Die Gießkammer kann in der Teilungsebene oder jedenfalls parallel zu dieser orientiert sein. Es lässt sich eine bei gegebenem Gießvolumen relativ geringe Länge der Gießkammer und ein relativ hoher Füllgrad derselben erzielen. Zum Nachspeisen des schwindungsbedingten Anteils der Schmelze über das Gießsystem in den Formhohlraum genügt ein relativ geringer Nachdruck. Die Gießkammer kann seitlich oder jedenfalls mit zur Teilungsebene paralleler Komponente zum Formhohlraum führen und braucht nicht axial durch die feste Aufspannplatte hindurch geführt werden.
Die Gießmaschine kann nach Bedarf nur eine einzige Gießeinheit oder, gemäß Anspruch 2, mehrere Gießeinheiten mit je einer zugehörigen Gießkammer umfassen, um Schmelze an mehreren Stellen gleichzeitig in die Form einspeisen zu können. So können Teile mit größerem Volumen oder größerer Sprengfläche, d.h. Oberfläche, mit gleichbleibend kurzen Formfüllzeiten gegossen werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Gießkammer gemäß Anspruch 3 in ihrer Höhe und/oder ihrer Neigung verstellbar. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall bzw. an die jeweils montierte Form.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 ist die Gießkammer mehrteilig ausgebildet. Speziell ist in einer Ausgestaltung nach Anspruch 5 eine dreiteilige Gießkammer vorgesehen, die innerhalb der Gießform zwei Halbschalen beinhaltet, an die sich nach außen ein Ring anschließt. Von den beiden Halbschalen ist eine der festen Formhälfte, die andere der beweglichen Formhälfte zugeordnet.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 ist die Gießkammer gegenüber den beiden Formhälften thermisch isoliert. In Verbindung mit der Maßnahme nach Anspruch 5 kann dies z.B. durch eine thermische Isolierung der beiden Gießkammer-Halbschalen gegenüber der jeweils zugewandten Formhälfte realisiert sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 7 wird ein weitestgehendes Verschließen der Gießkammer gegenüber dem Gießsystem nach dem Schließen der Form bis zum Start der Formfüllphase ermöglicht. Zur Entlüftung durch Evakuieren des Formhohlraums kann der Lauf bei Bedarf teilweise offen bleiben. Beim Einleiten der Formfüllphase wird dann nach Einfüllen der Schmelze in die Gießkammer das Gießsystem geöffnet.
In einer Weiterbildung der Erfindung dient gemäß Anspruch 8 eine gemeinsame Platte als feste Formhälfte und feste Aufspannplatte. Diese Konzeption ermöglicht ein vergleichsweise rasches Auf- und Abmustern der Formen.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1: eine schematische Draufsicht auf eine Kaltkammer-Gießmaschine mit in die feste Aufspannplatte integrierter fester Formhälfte und seitlich angeordneter und zuführender Gießeinheit,
Fig. 2: eine detailliertere, schematische Schnittansicht längs einer Formteilungsebene der Gießmaschine von Fig. 1,
Fig. 3: eine detailliertere, schematische Seitenansicht der festen Formhälfte mit Kernzugmitteln und im Längsschnitt gezeigter Gießkammer für die Gießmaschine von Fig. 1,
Fig. 4: eine schematische Draufsicht auf die Gießkammer der Gießmaschine von Fig. 1,
Fig. 5: eine horizontale Schnittansicht der Gießkammer mit umgebendem Gießformbereich,
Fig. 6: eine vertikale Schnittansicht der Gießkammer mit umgebendem Gießformbereich und
Fig. 7: eine schematische Draufsicht auf eine Variante der KaltkammerGießmaschine von Fig. 1 mit zwei Gießeinheiten.

Die in Fig. 1 gezeigte Gießmaschine zur Herstellung von Gussteilen, insbesondere aus NE-Metallen, nach einem Kaltkammergießverfahren umfasst eine Formschließeinheit 1 und eine Gießeinheit 2. Die Formschließeinheit 1 beinhaltet in üblicher Weise eine rechteckförmige, bewegliche Aufspannplatte 3, die an vier Säulen 4 und gegebenenfalls an nicht gezeigten, bodenseitigen Gleitschienen beweglich geführt ist. Die Säulen 4 erstrecken sich durch entsprechende Säulendurchführungsöffnungen in den Eckbereichen der beweglichen Aufspannplatte 3 hindurch. Die bewegliche Aufspannplatte 3 ist längs der Säulen 4 horizontal in axialer Richtung mittels eines Kniehebel- bzw. Doppelkniehebel-Antriebsmechanismus 5 hin und her bewegbar. Ein hinteres Maschinenschild 6 bildet den hinteren Abschluss der Gießmaschine. Die bewegliche Aufspannplatte 3 trägt in üblicher Weise eine Auswerfeinheit 7.
Eine vordere Abschlussplatte 8 ist fest an einem in Fig. 1 nicht gezeigten Grundrahmen bzw. Grundgestell der Gießmaschine montiert und fungiert gleichzeitig sowohl als feste Aufspannplatte wie auch als feste Formhälfte, mit der eine in den Raum zwischen den Säulen 4 sowie zwischen beweglicher und fester Aufspannplatte 3, 8 eingebrachte, bewegliche Formhälfte 9 zur Bildung einer Gießform mit einem auszugießenden Formhohlraum zusammenwirkt. Die notwendige Zuhaltekraft wird von der Formschließeinheit 1 durch Spannen der Säulen 4 zwischen dem hinteren Maschinenschild 6 und der festen Aufspannplatte bzw. Formhälfte 8 aufgebracht.
Die Gießeinheit 2 beinhaltet einen üblichen Warmhalteofen 10 und eine ringkanalförmige Gießkammer 11, in die vom Warmhalteofen 10 temperierte Schmelze eindosiert und mittels eines Gießkolbens in Gießkammerlängsrichtung 12 zum Formhohlraum in der Gießform gefördert werden kann. Die Gießkammer 11 erstreckt sich, wie zu erkennen, mit ihrer Längsrichtung 12 parallel zur Teilungsebene, d.h. zur Trennebene von fester und beweglicher Formhälfte 8, 9.
In einer vorteilhaften Realisierung, wie sie in den Detailansichten der Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist die Gießkammer 11 mit horizontaler Längs- bzw. Förderrichtung 12 über eine Abstützung 13 an einem Grundgestell 14 montiert. Dementsprechend bewegt sich auch der in den Fig. 2 und 3 mit seinem vorderen Endbereich angedeutete Gießkolben 15 horizontal. Dabei erstreckt sich die Gießkammer 11 von einem hinteren Bereich außerhalb der Formhälften 8, 9, in den ein Steigrohr 16 zur Schmelzezuführung einmündet, zu einem vorderen Bereich, der sich im Bereich der beiden Formhälften 8, 9 befindet. Mit anderen Worten führt die Gießkammer 11 seitlich von außen in der Teilungsebene zwischen den Formhälften 8, 9 zum Formhohlraum und nicht axial durch eine der beiden Formhälften 8, 9 hindurch.
Wie in der Detailansicht von Fig. 3 gezeigt, sind in der festen Formhälfte 8 ein Kernzug 17 zum teilweisen Verschließen des Laufes und ein Kernzug 18 zur Formentlüftung über ein Vakuumventil vorgesehen.
Die Fig. 4 bis 6 veranschaulichen eine konstruktiv vorteilhafte Realisierung für die Gießkammer 11. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Gießkammer 11 dreiteilig mit einem äußeren Kammerring 11a und zwei anschließenden Kammerhalbschalen 11b, 11c ausgeführt. Die beiden Halbschalen 11b, 11c befinden sich im Bereich zwischen den beiden Formhälften 8, 9, wobei je eine der beiden Halbschalen 11b, 11c einer der beiden Formhälften 8, 9 zugeordnet ist.
Bei Bedarf ist, wie im Ausführungsbeispiel von Fig. 5 gezeigt, eine thermische Isolierung 19 zwischen der beweglichen Formhälfte 9 und/oder der festen Formhälfte 8 und der Gießkammer 11 bzw. deren jeweiliger Halbschale 11b, 11c bzw. deren Ringteil 11a eingebracht. Optional können hierbei auch nicht gezeigte Heizmittel zum Beheizen des vorderen, im Bereich innerhalb der Formhälften 8, 9 befindlichen Gießkammerabschnitts vorgesehen sein.
Wie des weiteren in Fig. 5 angedeutet, ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vor dem vorderen, sich zur Bildung eines Gießrestbereichs 11 d erweiternden Gießkammerendes ein Verschlussventil 20 vorgesehen, mit dem die Gießkammer 11 gegenüber dem Gießsystem nach dem Schließen der Form bis zum Start der Formfüllphase zum größten Teil verschlossen werden kann. Zur Entlüftung durch Evakuieren des Formhohlraumes kann der Lauf teilweise offen bleiben. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann dazu eine Entlüftungsöffnung 21 im oberen Teil des Gießkammeraustritts verbleiben. Nach Einfüllen der Schmelze in die Gießkammer 11 wird bei Beginn der Formfüllphase das Gießsystem geöffnet. Das Ventil 20 ist von einem üblichen, mechanisch, elektrisch oder hydraulisch gesteuerten Typ. Wie aus Fig. 6 weiter ersichtlich, erfolgt die Schmelzezufuhr bei diesem Ausführungsbeispiel über ein Steigrohr 22, das in eine radiale Bohrung 23 des Gießkammerrings 11a mündet.
Außer der gezeigten horizontalen Anordnung der Gießkammer 11 ist auch eine Anordnung mit vertikaler Längsrichtungskomponente der Gießkammer und damit vertikaler Förderrichtungskomponente möglich. Des weiteren ist in vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, dass die Gießkammer in ihrer horizontalen Höhe und/oder in ihrer Neigung gegenüber der Horizontalen verstellbar angeordnet ist. Es versteht sich, dass der Gießprozess bei Verwendung der erfindungsgemäßen Gießmaschine in den gewohnten drei Phasen, d.h. Vorfüllphase, Formfüllphase und Nachdruckphase, abläuft, um Gussteile z.B. aus Al- und Mg-Legierungen im Kaltkammergießverfahren oder auch aus anderen Materialien und/oder mit einem anderen Gießverfahren herzustellen.
Während im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 die Gießmaschine nur eine Gießeinheit besitzt, sind in alternativen Ausführungsformen Gießmaschinen mit zwei oder noch mehr Gießeinheiten möglich. Fig. 7 zeigt eine derartige Variante der Gießmaschine von Fig.1 mit zwei Gießeinheiten 2a, 2b. Im übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel von Fig. 7 demjenigen von Fig. 1, so dass für funktionell gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet sind und insoweit auf die obige Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen werden kann.
Wie aus Fig. 7 zu erkennen, sind bei dieser Gießmaschine die beiden Gießeinheiten 2a, 2b symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten der festen Aufspannplatte bzw. Formhälfte 8 angeordnet. Beide Gießeinheiten 2a, 2b sind von gleichem Aufbau wie die Gießeinheit 2 von Fig. 1 mit je einem Warmhalteofen 10a, 10b und einer Gießkammer 11e, 11f zum Transport von Schmelze in der jeweiligen Längsrichtung 12a, 12b der betreffenden Gießkammer 11e, 11f.
Der Aufbau und die Positionierung jeder der beiden Gießkammern 11a, 11f entsprechen den hierzu oben anhand der einzelnen Gießkammer 11 der Gießmaschine von Fig. 1 angegebenen Realisierungsmöglichkeiten, wobei die sich daraus ergebenden Eigenschaften und Vorteile in gleicher Weise gelten, wie oben zu den Fig. 1 bis 6 erläutert. Je nach Bedarf können sich die beiden Gießkammern 11e, 11f z.B. horizontal auf gleicher Höhe oder auf unterschiedlicher Höhe gegenüberliegen, oder es kann vorgesehen sein, dass die beiden Gießkammern 11e, 11f einzeln in ihrer Höhe und/oder in ihrer Neigung zur Horizontalen variabel eingestellt werden können. Dies bedeutet, dass sich die Förderrichtungen 12a, 12b der beiden Gießkammern 11e, 11f antiparallel auf gleicher oder unterschiedlicher Höhe gegenüberliegen oder nicht-parallel zueinander in der Ebene senkrecht zur horizontalen, axialen Hub-/Bewegungsrichtung der Fördereinheit 1 liegen.
Die beiden Gießeinheiten 2a, 2b führen mit ihren Gießkammern 11e, 11f, wie aus Fig. 7 ersichtlich, an entsprechend gegenüberliegenden Seitenbereichen in die Gießform und damit zum Formhohlraum. Sie ermöglichen in gleicher Zeit die Zuführung der doppelten Menge an Schmelze in den Formhohlraum im Vergleich zur Verwendung nur einer Gießeinheit. Diese Verdoppelung des Volumenstroms an Schmelze erlaubt folglich das Gießen von Teilen mit doppeltem Volumen oder doppelter Sprengfläche bei gleichbleibend kurzer Formfüllzeit und unter Beibehaltung der übrigen Vorteile, wie sie oben für die Gießmaschine von Fig. 1 angegeben sind. Die erfindungsgemäße Maßnahme der Gießkammerorientierung mit zur Teilungsebene paralleler Förderrichtungskomponente ermöglicht eine relativ problemlose Platzierung der beiden Gießeinheiten 2a, 2b seitlich der Gießform. Ersichtlich können bei Bedarf in gleicher Weise auch mehr als zwei Gießeinheiten seitlich neben der Gießform bzw. um die Gießform herum platziert werden, wenn hierfür Bedarf besteht. Dies bedeutet einen deutlichen Vorteil gegenüber herkömmlichen Gießmaschinen, bei denen die Gießkammer axial vor der festen Aufspannplatte mit zur axialen, horizontalen Hubrichtung der Fördereinheit paralleler Förderrichtung angeordnet ist.
Die beiden Maßnahmen, die feste Aufspannplatte gleichzeitig als feste Formhälfte auszubilden und die jeweilige Gießkammer so auszulegen, dass die betreffende Gießeinheit Schmelze mit einer zur Bewegungsrichtung der Formschließeinheit senkrechten Förderrichtung fördert, haben je für sich und in Kombination beträchtliche Vorteile. Diese Vorteile werden ganz oder teilweise auch in alternativen Ausführungsformen erzielt, bei denen nur eine der beiden Maßnahmen realisiert ist oder die Förderrichtung einer jeweiligen Gießkammer nicht genau senkrecht zur Bewegungsrichtung der Formschließeinheit ist, sondern davon abweichend einen spitzen oder stumpfen Winkel mit der Bewegungsrichtung, d.h. der axialen Hubrichtung, der Formschließeinheit einschließt. Dabei hat die Förderrichtung der Gießkammer jeweils ihre Hauptkomponente bevorzugt in der Ebene senkrecht zur Hubrichtung der Fördereinheit. Einige dieser Vorteile seien im folgenden nochmals explizit genannt.
Die Formkonzeption mit der gleichzeitig als feste Formhälfte fungierenden festen Aufspannplatte erlaubt ein schnelles Auf- und Abmustern der verwendeten Formen, wozu auch die seitliche Anordnung der Gießeinheit beiträgt. So kann z.B. die feste Formhälfte 8 relativ einfach ohne Behinderung durch die Gießeinheit an der vorderen Maschinenstirnseite getauscht werden. Eine senkrechte Umlenkung der Schmelze im Gießsystem bis zum Anschnitt in der Teilungsebene kann vermieden werden, wozu beiträgt, dass die Gießkammer parallel oder mit paralleler Komponente bezüglich der Teilungsebene verläuft, gegebenenfalls mit veränderlicher Einstellhöhe. Die Gießkammer kann im Bereich der Gießform aus Halbschalen aufgebaut sein, von denen je eine einer der beiden Formhälften zugeordnet ist, so dass sie in seitlichen halbzylindrischen Ausnehmungen der Formhälften aufgenommen werden können.
Es reichen vergleichsweise geringe Schließ- und Gießkräfte aus, wodurch sich Verformungen der Gießform und der Aufspannplatten vermeiden lassen. Durch die nicht-axiale Orientierung der Gießkammer braucht letztere nicht axial durch die gesamte Dicke der festen Formhälfte bzw. der festen Aufspannplatte hindurchgeführt werden. Vielmehr wird eine seitliche Schmelzenzufuhr parallel zur Teilungsebene ermöglicht, wodurch sich eine geringe Länge der Gießkammer und ein hoher Füllgrad derselben erzielen lassen. Dementsprechend reicht ein relativ geringer Nachdruck zum Nachspeisen des schwindungsbedingten Anteils der Schmelze über das Gießsystem in den Formhohlraum aus. Die Gießkammer kann bei Bedarf problemlos gegenüber der Gießform thermisch isoliert werden. Die Schmelze kann über ein Steigrohr nach Schließen bzw. Verriegeln der Gießform oder alternativ über eine Einfüllöffnung von oben mittels einer Dosiereinrichtung zugeführt werden. Mit einem Kernzug auf der festen Formhälfte kann der Lauf senkrecht zur Teilungsebene während der Dosierung der Schmelze in der Gießkammer zum größten Teil verschlossen werden.

Claims

Gießmaschine zur Herstellung von Gussteilen, insbesondere Kaltkammer-Gießmaschine, mit
- einer Formschließeinheit (1) und mindestens einer Gießeinheit (2) mit zugehöriger Gießkammer (11),
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Gießkammer (11) mit einer zur Bewegungsrichtung der Formschließeinheit (1) senkrechten, horizontalen Längsrichtungskomponente (12) angeordnet ist.
Gießmaschine nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Gießeinheiten (2a, 2b) vorgesehen sind, deren Gießkammern (11e, 11f) mit zur Bewegungsrichtung der Formschließeinheit (1) senkrechten Längsrichtungskomponenten (12a, 12b) angeordnet sind.
Gießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die oder wenigstens eine der Gießkammern (11) in ihrer Höhe und/oder ihrer Neigung gegenüber der Horizontalen verstellbar ist.
Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die oder wenigstens eine der Gießkammern (11) mehrteilig ausgebildet ist.
Gießmaschine nach Anspruch 4, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die oder wenigstens eine der Gießkammern dreiteilig mit einem äußeren Gießkammerring (11a) und zwei daran axial anschließenden Gießkammerhalbschalen (11b, 11c) ausgebildet ist.
Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter gekennzeichnet durch eine thermische Isolierung (19) zwischen der oder einer der Gießkammern (11) und der festen und/oder beweglichen Formhälfte (8, 9).
Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter gekennzeichnet durch ein Verschlussmittel (20) zum vollständigen oder weitgehenden Schließen der oder wenigstens einer der Gießkammern gegenüber dem Gießsystem nach dem Schließen der Form bis zum Start einer Formfüllphase.
Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Formschließeinheit (1) eine bewegliche Aufspannplatte (3) für eine bewegliche Formhälfte (9) und eine feste Aufspannplatte (8) für eine feste Formhälfte umfasst, wobei eine gemeinsame Platte (8) als feste Aufspannplatte und feste Formhälfte fungiert.