LU101305B1 - Casting device and method for producing a component from a melt - Google Patents
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Abstract
Beschrieben und dargestellt ist eine Gießvorrichtung (1) zur Herstellung eines Bauteils aus einer Schmelze, mit einem Gießkolben (2), mit einem Gießkanal (3), mit einem Formhohlraum (4), wobei die Schmelze über den Gießkanal (3) dem Formhohlraum (3) zuführbar ist, wobei der Gießkolben (2) in dem Gießkanal (3) axial bewegbar ist, wobei der Gießkolben (2) von einer ersten Position in eine zweite Position verfahrbar ist, wobei beim Verbringen des Gießkolbens (2) von der ersten Position in die zweite Position die Schmelze in den Formhohlraum (4) eingebracht wird und wobei das Volumen, das der Gießkolben (2) beim Verbringen von der ersten Position in die zweite Position innerhalb des Gießkanals (3) verdrängt, dem Volumen des Formhohlraums (4) entspricht. Eine Gießvorrichtung die effizienter betrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießkolben (2) von der zweiten Position in eine dritte Position verfahrbar ist, dass das Volumen, das der Gießkolben (2) beim Verbringen von der ersten Position in die zweite Position und von der zweiten Position in die dritte Position innerhalb des Gießkanals (3) verdrängt, größer ist, als das Volumen des Formhohlraums (4) und dass im Bereich des Gießkanals (3) eine Auslasseinrichtung (5) vorgesehen ist, durch die überflüssige Schmelze austreten kann, wenn sich der Gießkolben in der dritten Position befindet.Described and shown is a casting device (1) for producing a component from a melt, with a casting piston (2), with a casting channel (3), with a mold cavity (4), the melt via the casting channel (3) to the mold cavity ( 3) can be fed, the casting piston (2) being axially movable in the casting channel (3), the casting piston (2) being movable from a first position to a second position, with the casting piston (2) moving from the first position in the second position the melt is introduced into the mold cavity (4) and the volume that the casting piston (2) displaces within the casting channel (3) when it is moved from the first position to the second position is the volume of the mold cavity (4) corresponds. A casting device that can be operated more efficiently, characterized in that the casting piston (2) can be moved from the second position to a third position, that the volume that the casting piston (2) when moved from the first position to the second position and from is displaced from the second position into the third position within the pouring channel (3), is larger than the volume of the mold cavity (4) and that an outlet device (5) is provided in the area of the pouring channel (3) through which the excess melt can escape, when the plunger is in the third position.
Description
“1 LU101305 GieBvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus einer Schmelze Die Erfindung betrifft eine GieBvorrichtung zur Herstellung eines Bauteils aus einer Schmelze, mit einem Gießkolben, mit einem GieBkanal, mit einem Formhohlraum, wobei die Schmelze über den Gießkanal dem Formhohlraum zuführbar ist, wobei der Gießkolben in dem Gießkanal axial bewegbar ist, wobei der GieBkolben von einer ersten Position in eine zweite Position ver- fahrbar ist, wobei beim Verbringen des Gießkolbens von der ersten Position in die zweite Position die Schmelze in den Formhohlraum eingebracht wird und wobei das Volumen, das der Gießkolben beim Verbringen von der ersten Position in die zweite Position innerhalb des GieBkanals verdrängt, dem Vo- lumen des Formhohlraums entspricht, der Formhohlraum in der zweiten Po- sition des GieBkolbens vollständig mit Schmelze gefüllt ist.“1 LU101305 casting device and method for producing a component from a melt The invention relates to a casting device for producing a component from a melt, with a casting piston, with a pouring channel, with a mold cavity, wherein the melt can be fed to the mold cavity via the pouring channel the casting piston can be moved axially in the casting channel, the casting piston being displaceable from a first position to a second position, the melt being introduced into the mold cavity when the casting piston is moved from the first position to the second position and the volume, that the casting piston is displaced within the casting channel when it is moved from the first position to the second position, corresponds to the volume of the mold cavity, the mold cavity is completely filled with melt in the second position of the casting piston.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus einer Schmelze mit einer GieBvorrichtung, mit einem Gießkanal, mit einem GieBkolben und mit einem Formhohlraum zum Formen des Bauteils, wobei der GieBkolben in dem GieBkanal axial von einer ersten Position in eine zweite Position bewegt wird, wobei durch die Bewegung des Gießkol- bens ein Volumen verdrängt wird, das dem Volumen des Formhohlraums entspricht, wobei durch die Verdrängung des Volumens Schmelze aus dem GieBkanal in den Formhohlraum gefördert wird.In addition, the invention relates to a method for producing a component from a melt with a casting device, with a casting channel, with a casting piston and with a mold cavity for molding the component, the casting piston being moved axially in the casting channel from a first position to a second position , wherein the movement of the casting piston displaces a volume which corresponds to the volume of the mold cavity, the displacement of the volume conveying melt from the pouring channel into the mold cavity.
Bei GieBvorrichtungen, beispielsweise bei Metallgievorrichtungen, wird flüssiges Metall in Form einer Schmelze in einen Formhohlraum eingebracht.In casting devices, for example in metal casting devices, liquid metal is introduced into a mold cavity in the form of a melt.
In dem Formhohlraum kann das Metall erstarren und nimmt als fertiges Bau- teil die vorgegebene Form des Formhohlraums an.The metal can solidify in the mold cavity and, as a finished component, takes on the predetermined shape of the mold cavity.
Bei Druckgussverfahren wird die flüssige Schmelze mittels eines GieBkolbens unter hohem Druck und mit einer hohen Formfüllgeschwindigkeit in den Formhohlraum einer Druckgussform eingebracht.In die-casting processes, the liquid melt is introduced into the mold cavity of a die-casting mold by means of a pouring piston under high pressure and at a high mold filling speed.
Die DE 10 2012 010 923 A1 zeigt beispielsweise eine Fordervorrichtung für eine Metallschmelze in einem Spritzdruckaggregat.DE 10 2012 010 923 A1 shows, for example, a conveying device for a metal melt in an injection pressure unit.
Die Fordervorrichtung weist einen Vorratsbehälter für die Metallschmelze und einen Forderkanal auf.The conveying device has a storage container for the molten metal and a conveying channel.
Durch den Forderkanal wird die Metallschmelze einem Formhohlraum zugeführt.The molten metal is fed to a mold cavity through the feed channel.
Der Forderkanal beinhaltet einen Kolben, der axial in dem For- derkanal bewegbar ist.The feed channel contains a piston which can be moved axially in the feed channel.
In dem Färderkanal ist außerdem eine Zulaufkanal ausgebildet, der mit einer Vorratsbehälter verbunden ist, aus der flüssige Schmelze in den Förderkanal geführt werden kann.In addition, an inlet channel is formed in the conveyor channel, which is connected to a storage container from which liquid melt can be fed into the conveyor channel.
Die DE 10 2014 018 795 A1 offenbart ebenfalls eine Fördervorrichtung für eine Metallschmelze in einem Spritzdruckaggregat. Die Metallschmelze wird mittels eines Kolbens über einen Förderkanal in einen Formhohlraum ge- drückt. Der Kolben ist in einer zylindrischen Bohrung angeordnet. In der zylindrischen Bohrung ist ein auswechselbares Passstück angeordnet. Das Passstück, das über die Zeit einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt ist, kann somit einfach getauscht werden.DE 10 2014 018 795 A1 likewise discloses a conveying device for a metal melt in an injection pressure unit. The molten metal is pressed into a mold cavity by means of a piston via a conveying channel. The piston is arranged in a cylindrical bore. A replaceable fitting piece is arranged in the cylindrical bore. The fitting piece, which is exposed to high thermal loads over time, can thus be easily exchanged.
Aufgrund dieser Belastung und den relativ hohen Drücken sind Prozess- schwankungen während des Gießens nicht unüblich. Gerade bei Warmkam- merdruckgießverfahren gibt es Prozessschwankungen, die in der Regel durch gezielte Überläufe im Bereich des Formhohlraums ausgeglichen werden sol- len. Dies führt aber dazu, dass entsprechende Abfallanteile entstehen und Nacharbeiten am Artikel notwendig werden.Due to this load and the relatively high pressures, process fluctuations during casting are not uncommon. In the case of hot chamber die casting processes in particular, there are process fluctuations that should generally be compensated for by targeted overflows in the area of the mold cavity. However, this means that corresponding waste is created and reworking on the article is necessary.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gießvor- richtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus einer Schmelze anzugeben, die effizienter mit minimalem Zeitaufwand betrieben werden können.The present invention is therefore based on the object of specifying a casting device and a method for producing a component from a melt, which can be operated more efficiently with minimal expenditure of time.
Diese Aufgabe ist bei der vorgenannten Gießvorrichtung, nämlich mit den Merkmalsinhalten des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Gießkol- ben von der zweiten Position in eine dritte Position verfahrbar ist, dass das Volumen, das der Gießkolben beim Verbringen von der ersten Position in die zweite Position und von der zweiten Position in die dritte Position innerhalb des Gießkanals verdrängt, größer ist, als das Volumen des Formhohlraums und dass im Bereich des Gießkanals eine Auslasseinrichtung vorgesehen ist, durch die Schmelze aus dem Formhohlraum austreten kann, wenn sich der Gießkolben in der dritten Position befindet.This object is achieved in the aforementioned casting device, namely with the features of claim 1, in that the casting piston can be moved from the second position to a third position, that the volume that the casting piston when moved from the first position to the second Position and displaced from the second position to the third position within the pouring channel, is greater than the volume of the mold cavity and that an outlet device is provided in the area of the pouring channel through which the melt can exit the mold cavity when the casting piston is in the third Position.
Wenn die Gießvorrichtung mit Schmelze gefüllt ist, dann wird durch das Verbringen des Gießkolbens, von der ersten Position in die zweite Position, die Schmelze in den Formhohlraum befördert. Das von dem Gießkolben ver- drängte Volumen entspricht genau der Füllmenge des Formhohlraums. Wird der Gießkolben weiter bewegt, das heißt von der zweiten Position in die drit- te Position, überfährt er den Wegpunkt, an dem das verdrängte Volumen des Gießkolbens im Gießkanal dem Volumen des Formhohlraums entspricht.When the casting device is filled with melt, the melt is transported into the mold cavity by moving the casting piston from the first position to the second position. The volume displaced by the casting piston corresponds exactly to the filling quantity of the mold cavity. If the casting piston is moved further, that is, from the second position to the third position, it passes over the path point at which the displaced volume of the casting piston in the casting channel corresponds to the volume of the mold cavity.
Dadurch steigt der Druck des Systems an, da der GieBkolben gegen ein in- kompressibles Medium fährt.This increases the pressure in the system, as the casting piston moves against an incompressible medium.
Um diesen Druck auszugleichen, ist erfin- dungsgemäB im Bereich des GieBkanals eine Auslasseinrichtung vorgesehen.In order to compensate for this pressure, an outlet device is provided according to the invention in the area of the pouring channel.
Aufgrund der Kontinuität wird die Schmelze folglich aus der Auslasseinrich- tung heraus befordert, wodurch auch der Druck auf einem geringeren Niveau gehalten werden kann.Due to the continuity, the melt is consequently conveyed out of the outlet device, whereby the pressure can also be kept at a lower level.
Der Teil der Schmelze, der aus der Auslasseinrichtung heraustritt entspricht dem Volumen, das der GieBkolben beim Verbringen von der zweiten Position in die dritte Position im GieBkanal verdrängt.The part of the melt that emerges from the outlet device corresponds to the volume that the casting piston displaces in the casting channel when it is moved from the second position to the third position.
Somit besteht ein Vorteil der Erfindung darin, dass an dem fertigen Bauteil keine Nacharbeiten ausgeführt werden miissen, da die gewiinschte geometrische Form des Bauteils in nur einem Verfahrensschritt erreicht werden kann.Thus, one advantage of the invention is that no reworking has to be carried out on the finished component, since the desired geometric shape of the component can be achieved in just one process step.
Somit ist eine abfalllose Her- stellung möglich.Waste-free production is thus possible.
Darüber hinaus kann der Druck des Systems gering gehal- ten werden, da der aufgebaute Druck des Giefikolbens, der die Schmelze in den Formhohlraum presst, durch die Auslasseinrichtung abgebaut werden kann.In addition, the pressure of the system can be kept low, since the pressure built up by the cast piston, which presses the melt into the mold cavity, can be reduced through the outlet device.
Die Auslasseinrichtung stellt den schwächsten Dichtbereich der Gieß- vorrichtung dar.The outlet device represents the weakest sealing area of the casting device.
Der GieBkanal kann direkt in den Formhohlraum münden.The pouring channel can open directly into the mold cavity.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Gießkanal und der Formhohlräum über eine oder mehrere Zuführleitungen miteinander verbunden sind.However, it can also be provided that the pouring channel and the mold cavity are connected to one another via one or more supply lines.
Die Schmelze wird dann über den GieBkanal in die Zufiihrleitung befördert und von dort in den Formhohlraum.The melt is then conveyed through the pouring channel into the supply line and from there into the mold cavity.
Bei einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen GieBvorrichtung ist vorgesehen, dass die Auslasseinrichtung durch Leckagespalte zwischen dem GieBkolben und dem Gießkanal gebildet ist.In a first embodiment of the pouring device according to the invention, it is provided that the outlet device is formed by leakage gaps between the pouring piston and the pouring channel.
Auf diese Weise ist keine Weite- re Bohrung oder ähnliches innerhalb des Gießkolbens notwendig.In this way, no further drilling or the like is necessary within the casting piston.
Norma- lerweise unerwünschte Leckagespalte zwischen dem GieBkolben und dem GieBkanal können so gezielt ausgelegt werden, sodass ein bestimmter Rück- fluss der Schmelze, vorbei an dem GieBkolben und zurück in den Gießkanal möglich ist.Normally undesired leakage gaps between the pouring piston and the pouring channel can be designed in such a targeted manner that a certain return flow of the melt, past the pouring piston and back into the pouring channel, is possible.
Alternativ oder zusitzlich kann vorgesehen sein, dass die Auslasseinrichtung durch ein Uberdruckventil im GieBkanal gebildet ist.Alternatively or in addition, it can be provided that the outlet device is formed by a pressure relief valve in the pouring channel.
Das Uberdruckventil kann zwischen dem GieBkolben und dem Formhohlraum angeordnet werden.The pressure relief valve can be arranged between the casting piston and the mold cavity.
Auf diese Weise strömt die Schmelze durch den Stromungskanal des Über- druckventils, ohne an dem GieBkolben vorbei zu strömen, wenn kein oder | nur ein geringer Leckagespalt zwischen dem GieBkolben und dem GiefBkanal vorgesehen ist.In this way, the melt flows through the flow channel of the pressure relief valve without flowing past the casting piston, if no or | only a small leakage gap is provided between the casting piston and the casting channel.
Um die Schmelze im flüssigen Zustand in den Formhohlraum zu fôrdern ist bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäBen GieBvorrichtung vorgesehen, dass der GieBkanal beheizbar ist. Auf diese Weise ist sicherge- stellt, dass die Schmelze nicht bereits anfängt zu erstarren, wenn sie durch den GieBkanal in den Formhohlraum befördert wird. Um eine große Flexibilität der zu gieBenden Bauteile zu realisieren, ist bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgeméfien GieBvorrichtung im Formhohlraum ein umgieBbares Einlegeteil vorgesehen. Gerade Leichtme- tall-Gussbauteile profitieren durch das Einlegeteil, welches durch Umgiefen in das Bauteil integriert wird. Auf diese Weise können lokale Werkstoffver- besserungen erreicht werden wie beispielsweise eine bessere Verschleiflbe- ständigkeit, eine höhere mechanische Festigkeit sowie eine thermische Be- ständigkeit. Die erfindungsgemäße GieBvorrichtung kann auch automatisiert betrieben werden. Dafür ist bei einer weiteren Ausgestaltung ein Antrieb, vorzugsweise ein elektrischer Antrieb, zum Verfahren des GieBkolbens vorgesehen ist. Durch die geringe Viskosität der Schmelze kann der Prozess in jedem Zyklus so eingestellt werden, dass mehr Volumen dosiert wird, als für die vollstän- dige Füllung des Formhohlraums notwendig ist. Dieses Mehrvolumen baut sich dann wiederum nach der vollständigen Formfüllung vergleichsweise druckarm über die Auslasseinrichtung ab. Der Antrieb kann auch hydraulisch, mechanisch oder mittels einer anderen gängigen Methode betrieben werden. Bei entsprechender Systemauslegung kann wie beschrieben durch die geziel- te Nutzung der Auslasseinrichtung und durch die Auslegung des Antriebs eine sinnvolle Limitierung der Systemdrücke vorgenommen werden, um z.B. Einlegeteile und Systemkomponenten vor hohen Belastungen zu schützen. Um die Prozessführung der Gießvorrichtung weiter zu vereinfachen, ist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein beheizbarer Vorratsbehälter vorgesehen, der mit dem Gießkanal verbunden ist, sodass Schmelze aus dem Vorratsbehälter in den Gießkanal gefördert werden kann. In dem Vorratsbe- hälter wird das Material vollständig aufgeschmolzen. Die Schmelze kann direkt oder über eine entsprechende Füllleitung in den Gießkanal einstrômen. Dazu kann in dem Gießkanal eine Bohrung vorgesehen sein.In order to convey the melt in the liquid state into the mold cavity, a further embodiment of the casting device according to the invention provides that the casting channel can be heated. In this way it is ensured that the melt does not already begin to solidify when it is conveyed through the pouring channel into the mold cavity. In order to achieve great flexibility in the components to be cast, in a further embodiment of the casting device according to the invention, an insert that can be cast around is provided in the mold cavity. Light metal cast components in particular benefit from the insert, which is integrated into the component by casting. In this way, local material improvements can be achieved, such as better wear resistance, higher mechanical strength and thermal resistance. The casting device according to the invention can also be operated in an automated manner. For this purpose, in a further embodiment, a drive, preferably an electric drive, is provided for moving the casting piston. Due to the low viscosity of the melt, the process can be adjusted in each cycle in such a way that more volume is metered than is necessary for the complete filling of the mold cavity. This additional volume then in turn builds up after the mold has been completely filled with comparatively little pressure via the outlet device. The drive can also be operated hydraulically, mechanically or using another common method. With an appropriate system design, as described, the system pressures can be sensibly limited through the targeted use of the outlet device and the design of the drive, e.g. to protect inserts and system components from high loads. In order to further simplify the process control of the pouring device, a heatable storage container is provided in a further embodiment of the invention, which is connected to the pouring channel so that melt can be conveyed from the storage tank into the pouring channel. The material is completely melted in the storage container. The melt can flow into the pouring channel directly or via a corresponding filling line. For this purpose, a bore can be provided in the pouring channel.
. > LU101305 Denkbar ist auch, dass an dem Übergang vom Vorratsbehälter zum GieBka- nal ein Rückschlagventil vorgesehen ist.. > LU101305 It is also conceivable that a check valve is provided at the transition from the storage container to the pouring channel.
Das Rückschlagventil bleibt in der Sperrstellung, wenn der GieBkolben von der ersten Position in die zweite Position bzw. dritte Position bewegt wird.The check valve remains in the blocking position when the casting piston is moved from the first position into the second position or third position.
In der Zeit wird der Formhohl- raum mit Schmelze gefüllt.During this time, the mold cavity is filled with melt.
Beim Verbringen des GieBkolbens von der drit- ten Position bzw. zweiten Position in die erste Position ôffnet das Sperrventil, sodass Schmelze aus dem Vorratsbehälter in den GieBkanal gelangen kann.When the casting piston is moved from the third position or second position to the first position, the shut-off valve opens so that melt can pass from the storage container into the casting channel.
In den Vorratsbehälter kônnen weitere Zuführungen münden.Further feeds can open into the storage container.
Beispielsweise ist es denkbar, dass für den Fall, dass die Auslasseinrichtung durch ein Über- druckventil gebildet ist, eine Ablaufleitung zurück in den Vorratsbehälter vorgesehen ist.For example, it is conceivable that, in the event that the outlet device is formed by a pressure relief valve, a drain line is provided back into the storage container.
Die Ablaufleitung kann ebenfalls beheizt sein, sodass die ver- flüssigte Schmelze problemlos in den Vorratsbehälter gepumpt werden und der nächste GieBvorgang ohne Wartezeiten fortgesetzt werden kann.The discharge line can also be heated so that the liquefied melt can be pumped into the storage tank without any problems and the next casting process can be continued without waiting.
Gemäß einer zweiten Lehre bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus einer Schmelze, bei dem die zuvor herge- leitete Aufgabe gelöst ist.According to a second teaching, the invention relates to a method for producing a component from a melt, in which the previously derived object is achieved.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zunächst und im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der Gießkolben von der zweiten Position in eine dritte Position verfahren wird, dass das Volumen, das von dem Gießkolben beim Verbringen von der ersten Position in die zweite Position und von der zweiten Position in die dritte Position innerhalb des Gießkanals verdrängt wird, größer ist, als das Volumen des Formhohl- raums und dass das Volumen der Schmelze, welches beim Verbringen von der zweiten Position in die dritte Position verdrängt wird, durch eine, im Be- reich des Gießkanals vorgesehene Auslasseinrichtung, aus dem Formhohl- raum befördert wird.The method according to the invention is initially and essentially characterized in that the casting piston is moved from the second position to a third position, that the volume that is generated by the casting piston when moving from the first position to the second position and from the second position to the The third position within the pouring channel is displaced, is greater than the volume of the mold cavity and that the volume of the melt, which is displaced when moving from the second position to the third position, through an outlet device provided in the area of the pouring channel , is conveyed out of the mold cavity.
Das Verfahren kann mit einer vorbeschriebenen Gießvorrichtung durchge- führt werden.The method can be carried out with a casting device as described above.
Die Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Verfahren Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Gießvorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzubilden.The statements relating to the pouring device according to the invention also apply accordingly to the method according to the invention.
Dazu wird verwiesen sowohl auf die den Patentansprüchen 1 und 9 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Be- schreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.For this purpose, reference is made both to the patent claims subordinate to patent claims 1 and 9 and to the following description of a preferred exemplary embodiment in conjunction with the drawing.
In der Zeichnung zeigenShow in the drawing
Fig. la eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer GieBvorrichtung zum Herstellen eines Bauteils aus einer Schmelze mit einem GieBkolben, Fig. 1b das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. la mit eingefüllter Schmelze, Fig. lc die GieBvorrichtung gemäß Fig. 1b mit dem GieBkolben in ei- ner dritten Position, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer GieBvorrichtung mit einem Überdruckventil und Fig. 3 eine schematische Darstellung einer GieBvorrichtung mit einem Rückschlagventil.1a shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a casting device for producing a component from a melt with a casting piston, FIG. 1b the exemplary embodiment according to FIG. 1a with the melt poured in, FIG. 1c the casting device according to FIG. 1b with the casting piston in one third position, FIG. 2 a schematic representation of a casting device with a pressure relief valve, and FIG. 3 a schematic representation of a casting device with a check valve.
Fig. la bis Fig. lc zeigen eine GieBvorrichtung 1 mit einem GieBkolben 2 der in einem GieBkanal 3 angeordnet ist.FIGS. 1 a to 1 c show a casting device 1 with a casting piston 2 which is arranged in a casting channel 3.
Ein Bauteil wird in einem Form- hohlraum 4 gegossen.A component is cast in a mold cavity 4.
Die GieBvorrichtung weist zusätzlich eine Auslassein- richtung 5 auf, aus der Schmelze 6 heraustreten kann.The casting device also has an outlet device 5 from which melt 6 can emerge.
Darüber hinaus ist ein Antrieb 7 zum Verschieben des Giefkolbens 2 vorgesehen.In addition, a drive 7 for moving the Gief piston 2 is provided.
Die Schmelze 6 kann aus einem Vorratsbehälter 8 gefôrdert werden.The melt 6 can be conveyed from a storage container 8.
Der GieBkolben 2 ist axial verschiebbar in dem GieBkanal 3 angeordnet.The casting piston 2 is arranged axially displaceably in the casting channel 3.
Durch den elektrischen Antrieb 7 kann der Giefkolben 2 von einer ersten Position in Richtung auf den Formhohlraum 4 in eine zweite Position und weiter in Richtung des Formhohlraums 4 in eine dritte Position bewegt wer- den.By means of the electric drive 7, the Gief piston 2 can be moved from a first position in the direction of the mold cavity 4 into a second position and further in the direction of the mold cavity 4 into a third position.
Der Formhohlraum 4 ist in einem Werkzeug 9 ausgebildet, das über ei- nen Zulaufkanal 10 mit dem GieBkanal 3 verbunden ist.The mold cavity 4 is formed in a tool 9 which is connected to the casting channel 3 via an inlet channel 10.
Das Werkzeug 9 ist dabei auswechselbar, sodass unterschiedlichste geometrische Formen für entsprechend gegossene Bauteile möglich sind.The tool 9 is exchangeable, so that a wide variety of geometric shapes are possible for appropriately cast components.
Fig. 1b zeigt die Gießvorrichtung 1 mit dem Gießkolben 2 in der zweiten Position.Fig. 1b shows the casting device 1 with the casting piston 2 in the second position.
Beim Verschieben des Gießkolbens 2 von der ersten Position in die zweite Position innerhalb des Gießkanals wird von dem Gießkolben 2 ein bestimmtes Volumen verdrängt.When the casting piston 2 is displaced from the first position into the second position within the casting channel, the casting piston 2 displaces a certain volume.
Das Volumen, das der Gießkolben 2 beim Verbringen von der ersten Position in die zweite Positon verdrängt, ent- spricht genau dem Volumen des Formhohlraums 4, sodass der Formhohl- raum 4 vollständig mit Schmelze 6 gefüllt ist.The volume which the casting piston 2 displaces when it is moved from the first position to the second position corresponds exactly to the volume of the mold cavity 4, so that the mold cavity 4 is completely filled with melt 6.
Bei unterschiedlichen Werk- zeugen 9 mit unterschiedlichen Formhohlräumen 4 kann der zurück zu le- gende Weg des Gießkolbens 2 von der ersten Position in die zweite PositionIn the case of different tools 9 with different mold cavities 4, the path to be covered by the casting piston 2 can be from the first position to the second position
Tr LU101305 von dem Bediener eingestellt werden, sodass das das verdrängte Volumen des Gießkolbens 2 immer dem Volumen des Formhohlraums 4 entspricht. Fig. 1c zeigt den GieBkolben 2 in der dritten Position. Das Volumen, das der GieBkolben 2 zwischen der ersten Position und der dritten Position verdrängt, ist größer, als das Volumen des Formhohlraums 4. Beim Verbringen des GieBkolbens 2 von der zweiten Position in die dritte Position steigt der Druck im System an. Dieser Druck wird durch die Auslasseinrichtung 5 ab- gebaut. Die Auslasseinrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels Leckagespalt zwischen dem GieBkolben 2 und dem Gießkanal 3 ausgebildet.Tr LU101305 can be set by the operator so that the displaced volume of the casting piston 2 always corresponds to the volume of the mold cavity 4. Fig. 1c shows the casting piston 2 in the third position. The volume that the casting piston 2 displaces between the first position and the third position is greater than the volume of the mold cavity 4. When the casting piston 2 is moved from the second position to the third position, the pressure in the system increases. This pressure is reduced by the outlet device 5. In this exemplary embodiment, the outlet device is formed by means of a leakage gap between the casting piston 2 and the casting channel 3.
Der Leckagespalt kann so ausgelegt werden, dass ein bestimmte Druckerhô- hung bei einer entsprechenden Antriebsleistung erreicht wird. Denkbar ist auch, dass der GieBkolben 2 auswechselbar ist und der Leckagespalt der un- terschiedlichen GieBkolben 2 auf unterschiedliche Materialien angepasst sind, sodass andere Parameter des Prozesses angepasst bzw. gleichbleibend sind.The leakage gap can be designed so that a certain pressure increase is achieved with a corresponding drive power. It is also conceivable that the casting piston 2 can be exchanged and the leakage gap of the different casting pistons 2 are adapted to different materials, so that other parameters of the process are adapted or remain the same.
Die Auslasseinrichtung 5 stellt die geringste Dichtigkeit des Systems dar. Bei erhöhtem Druck wird die flüssige, inkompressible Schmelze 6 also durch die Auslasseinrichtung gedrückt. Die Schmelze 6 kann somit unter Druck in dem Formhohlraum 4 erstarren.The outlet device 5 represents the lowest tightness of the system. In the case of increased pressure, the liquid, incompressible melt 6 is therefore pressed through the outlet device. The melt 6 can thus solidify under pressure in the mold cavity 4.
Beim Zuriickbewegen des GieBkolbens 2 von der dritten Position in die zweite Position oder in die erste Position entsteht zwischen dem Formhohl- raum 4 und dem GieBkanal 3 ein weiteres freies Volumen. Die Schmelze 6 wird erfährt einen Schmelzerückfluss in Richtung des GieBkanals 3. Das weitere freie Volumen ist in der ersten Position des GieBkolbens 2 zwischen dem GieBkolben 2 und dem Formhohlraum 4 vorhanden, was zur gezielten Beschleunigung des elektrischen Antriebs 7 genutzt werden kann. Die Fül- lung des Formhohlraums 4 muss vor dem Erstarren des eingesprit- zen/eingegossenen Materials abgeschlossen sein, um bei den geringen môg- lichen GieBdriücken eine prozesssichere Füllung zu gewährleisten. Der Vorratsbehälter 8 ist ebenfalls beheizt. Er kann beispielsweise ein be- heizbarer Schmelztiegel sein, in dem das zu gieBende Material vollständig aufgeschmolzen wird. Der Vorratsbehälter 8 ist mittels einer Bohrung 11 mit dem Gießkanal 3 verbunden. Die Bohrung 11 ist derart im GieBkanal 3 an- geordnet, dass sich der Formhohlraum 4 und der GieBkolben 2 zwischen der Bohrung 11 befinden, wenn sich der GieBkolben 2 in der ersten Position be- findet. In der zweiten Position oder in der dritten Position des GieBkolbens 2 ist die Bohrung 11 von dem GieBkolben 2 abgedeckt, sodass keine Schmelze 6 aus dem Vorratsbehälter 8 in den GieBkanal 3 gefôrdert werden kann.When the casting piston 2 is moved back from the third position into the second position or into the first position, a further free volume is created between the mold cavity 4 and the casting channel 3. The melt 6 experiences a melt backflow in the direction of the casting channel 3. The further free volume is present in the first position of the casting piston 2 between the casting piston 2 and the mold cavity 4, which can be used to accelerate the electric drive 7 in a targeted manner. The filling of the mold cavity 4 must be completed before the injected / poured-in material solidifies in order to ensure process-reliable filling with the low possible casting pressures. The storage container 8 is also heated. For example, it can be a heatable crucible in which the material to be poured is completely melted. The storage container 8 is connected to the pouring channel 3 by means of a bore 11. The bore 11 is arranged in the casting channel 3 in such a way that the mold cavity 4 and the casting piston 2 are located between the bore 11 when the casting piston 2 is in the first position. In the second position or in the third position of the casting piston 2, the bore 11 is covered by the casting piston 2, so that no melt 6 can be conveyed from the storage container 8 into the casting channel 3.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche GieBvorrichtung 1 wie gezeigten Ausführungsbei- spiel in den Fig. 1a bis Fig. 1c. Mittels des Antriebs 7 wird der Gießkolben 2 angetrieben, der in dem GieBkanal 3 translatorisch beweglich ist. Der Giel3- kanal 3 ist beheizbar, sodass es moglich ist verschiedene Materialien, vor- 5 nehmlich metallische Legierungen, vollständig aufzuschmelzen. Der Gief3- kanal 3 ist mit dem Werkzeug 9 verbunden, welches den Formhohlraum 4 aufweist. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. la bis Fig. 1c ist die Auslasseinrichtung 5 in Form eines Überdruckventils zwischen dem Form- hohlraum 4 und dem Gießkanal 3 angeordnet. Die Auslasseinrichtung 5 lässt die flüssige Schmelze 6 über einen Ablaufkanal 12 zurück in den Vorratsbe- hälter 8 fließen. Der Ablaufkanal 12 ist zusätzlich beheizt, sodass die Schmelze 6 weiterhin verflüssigt bleibt und der nächste Gießprozess gestar- tet werden kann.FIG. 3 shows a casting device 1 similar to the exemplary embodiment shown in FIGS. 1a to 1c. The casting piston 2, which is translationally movable in the casting channel 3, is driven by means of the drive 7. The Giel3- channel 3 can be heated, so that it is possible to completely melt various materials, mainly metallic alloys. The Gief3 channel 3 is connected to the tool 9, which has the mold cavity 4. In contrast to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 a to 1 c, the outlet device 5 is arranged in the form of a pressure relief valve between the mold cavity 4 and the pouring channel 3. The outlet device 5 allows the liquid melt 6 to flow back into the storage container 8 via a discharge channel 12. The drainage channel 12 is additionally heated so that the melt 6 continues to be liquefied and the next casting process can be started.
Fig. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2. Im Unterschied zu Figur 2 wird die Bohrung 11 nicht durch den Gießkolben 2 abgedeckt, wenn sich der Gießkolben 2 in der zweiten Position bzw. in der dritten Position befindet. Die Bohrung 11 ist mit einem Rückschlagventil 13 ausgestattet. Das Rück- schlagventil 13 bleibt in der Sperrstellung, wenn der Gießkolben 2 von der ersten Position in die zweite Position bzw. dritte Position bewegt wird. In der Zeit wird der Formhohlraum 4 mit Schmelze 6 gefüllt. Beim Verbringen des Gießkolbens 2 von der dritten Position bzw. zweiten Position in die erste Position öffnet das Rückschlagventil 13, sodass Schmelze 6 aus dem Vor- ratsbehälter 8 in den Gießkanal 3 gelangen kann.FIG. 3 shows the exemplary embodiment according to FIG. 2. In contrast to FIG. 2, the bore 11 is not covered by the casting piston 2 when the casting piston 2 is in the second position or in the third position. The bore 11 is equipped with a check valve 13. The check valve 13 remains in the blocking position when the casting piston 2 is moved from the first position into the second position or third position. During this time, the mold cavity 4 is filled with melt 6. When the casting piston 2 is moved from the third position or second position to the first position, the check valve 13 opens so that melt 6 can get from the storage container 8 into the casting channel 3.
Bezugszeichen 1 GieBvorrichtung 2 GieBkolben 3 GieBkanal 4 FormhohlraumReference numeral 1 casting device 2 casting piston 3 casting channel 4 mold cavity
5 Auslasseinrichtung 6 Schmelze 7 Antrieb 8 Vorratsbehilter5 Outlet device 6 Melt 7 Drive 8 Storage tank
9 Werkzeug 10 Zulaufkanal 11 Borhung 12 Ablaufkanal 13 Rückschlagventil9 Tool 10 Inlet channel 11 Borehole 12 Drain channel 13 Check valve
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