WO2015176799A1 - Low-pressure casting device and method for the operation thereof - Google Patents
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- WO2015176799A1 WO2015176799A1 PCT/EP2015/000936 EP2015000936W WO2015176799A1 WO 2015176799 A1 WO2015176799 A1 WO 2015176799A1 EP 2015000936 W EP2015000936 W EP 2015000936W WO 2015176799 A1 WO2015176799 A1 WO 2015176799A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
Definitions
- the invention relates to a low-pressure casting apparatus and a method for operating the latter, wherein the low-pressure casting apparatus comprises at least one casting mold into which a casting material can be introduced by means of gas overpressure via a casting run. Furthermore, the invention relates to a manufactured using this caster
- the sealing plug comprises a closure body and an attached thereto
- the stopper is formed as a ball and the guide rod is connected to the dipping into the melt area of the ball.
- the invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved Niederbuchg misvorraum and a method for their operation. Furthermore, the object of the invention is to provide a cast component, in particular an exhaust gas turbocharger housing, which can be produced using such a device or such a method.
- a low-pressure casting device comprises at least one casting mold into which a casting material can be introduced by means of gas overpressure via a casting run.
- At least one cooling module is arranged in the casting run, by means of which a casting material flowing in the casting run can be cooled such that it solidifies and the casting run is closed and / or at least one check valve is arranged in the casting run, by means of which the casting run is lowered when a gas pressure is lowered is mechanically closed.
- the low-pressure casting device By means of the low-pressure casting device according to the invention, it is possible in a particularly advantageous manner to lower the pressure after completion of the casting mold, without the melt emerging from the casting mold and flowing back into the casting run. As a result, a process time of a casting process with mold filling against gravity can be shortened in a profitable manner: as soon as the run is closed by the cooling module or the check valve, no liquid can
- the casting mold can therefore be decoupled from the low-pressure casting plant, and the casting plant is directly available for filling a further casting mold. In this way, unproductive non-productive times can be reduced and cast components, for example cast steel components,
- an exothermically reacting substance or an exothermically reacting substance mixture for example a so-called blown powder in the region of filling openings of the mold and / or feeders before filling the liquid casting material; In this way, the solidification rate of the Gusswerstoffs can be reduced and thus the solidification time can be extended.
- the exothermically reacting substance or the exothermic substance mixture is placed in a container which is destroyed in contact with the liquid casting material such that the exothermic substance or the exothermically reacting substance mixture with the molten material in the at least one Feeder and / or transported into the mold.
- the provision of the exothermically reacting substance or substance mixture in a container enables a process-reliable placement and quantity control of the exothermically reacting substance or mixture in the region of the filling openings. In this way, the effect of the feeder can be significantly increased.
- the substance or the mixture can be arranged in a constant and defined definable amount and concentration in the region of the filling openings, so that the process has a very low production bandwidth and error rate.
- non-metallic inclusions in the cast body to be produced can be considerably reduced.
- the Feiser angel is significantly increased, which also at least a reduction of shrinkage defects in the casting, ie non-metallic inclusions, can be realized. This makes it possible to reduce a volume of the feeder without losing the feeder effect.
- cast components can be produced in a cost-effective manner with short process times, in high quality and low wall thicknesses.
- thin-walled cast components in particular exhaust gas turbocharger housings, can be produced in this way, which at least in some areas,
- the weight of an exhaust gas turbocharger housing produced in this way for a 4-cylinder engine is more than 30% lower than a corresponding exhaust gas turbocharger housing in conventional
- the inventive method significantly reduces a scrap rate to less than 10% rejects compared to the typical one
- Fig. 1 shows a schematic perspective view of an inventive
- Fig. 2 shows a schematic perspective view of an inventive
- Low-pressure casting device with a non-return valve arranged in a runner;
- Fig. 3 is a schematic perspective view of one in the
- FIG. 1 shows a low-pressure casting device 10 according to the invention.
- the low-pressure casting apparatus 10 comprises at least one casting mold 11, the mold cavity of which is not shown in such a way that it corresponds to a mold of a cast component 40 to be produced, for example an exhaust gas turbocharger housing 44 (shown schematically in FIG. 3). Furthermore, the exhaust gas turbocharger housing 44 (shown schematically in FIG. 3). Furthermore, the exhaust gas turbocharger housing 44 (shown schematically in FIG. 3). Furthermore, the exhaust gas turbocharger housing 44 (shown schematically in FIG. 3). Furthermore, the exhaust gas turbocharger housing 44 (shown schematically in FIG. 3). Furthermore, the exhaust gas turbocharger housing 44 (shown schematically in FIG. 3). Furthermore, the exhaust gas turbocharger housing 44 (shown schematically in FIG. 3). Furthermore, the exhaust gas turbocharger housing 44 (shown schematically in FIG. 3). Furthermore, the exhaust gas turbocharger housing 44 (shown schematically in FIG. 3). Furthermore, the exhaust gas turbocharger housing 44
- Low-pressure casting 10 in the present embodiments according to Figures 1 and 2 two runners 12 and, for example, a melting furnace thirteenth
- An upward movement of the casting material is in this case effected against the force of gravity, preferably according to a gas pressure principle. It is envisaged that after a casting process, ie after a filling of the
- the casting 12 is closed to prevent leakage of the casting material from the mold 11.
- Low-pressure casting 10 as described above, two runners 12 through which the casting material is pressed by means of a gas overpressure in the mold 11.
- a gas overpressure in the mold 11 Approximately centrally along the longitudinal extent of the runners 12, the cross section of the respective runner 12 in a section 24 is increased.
- a cooling module 20 is arranged at this section 24 of the cross-sectional enlargement.
- the cooling module 20 is arranged on the respective run 12, that it rests positively on the runner 12, in particular material, form and / or non-positively attached thereto.
- the cooling module 20 is attached to the runner 12 such that it is not completely enclosed by the cooling module 20, for example.
- a surface portion 25 of the run 12 is exposed.
- a geometry of the cooling module 20 depends on this
- the cooling module 20 itself is z. B. formed from a molding sand, a metal and / or a ceramic, although other materials may be suitable.
- the cooling module 20 serves to remove the casting material flowing in the casting run 12, in particular the casting material passing through the section 24 of the cross-sectional enlargement
- a cooling device for example a cooling device, may be provided on the cooling module 20, for example on a lower side 21 of the cooling module 20.
- B. in the form of a cooling iron (not shown), whereby a heat transfer is accelerated.
- a surface of the lower side 21 of the cooling module 20 corresponds to a cooling surface of the cooling device facing the underside 21.
- a further cooling module 20 for example with a cooling device, which is particularly preferably switched on and off as required.
- the cooling surface of the cooling module 20, which rests directly on the casting run 12, d. H. is arranged at this arcuate run, whereby a cooling of the casting material is fluidically optimized.
- FIG. 2 shows a further possible embodiment of a device according to the invention
- a check valve 22 in the form of a ball 23 is arranged in each of these for closing the pouring runs 12, which are illustrated transparently.
- a geometry of the ball 23 and a geometry of the runner 12 is particularly advantageously chosen so that the ball 23 does not close the casting run 12 in the direction of flow 27 of the casting mold 1 when the gas overpressure prevails in the casting run 12.
- an unillustrated shut-off element is provided for this purpose, which is a flow of the casting material in
- the ball 23 as a check valve 22 in about one half of the
- Casting 12 between, for example, furnace 13 and mold 11 is arranged.
- the runner 12 in the region of the ball 23 has a space 26 in the form of a formation which extends to each side, d. H. in the flow direction 27 and opposite, tapered.
- the ball 23 is arranged as a check valve 22.
- the ball 23 is formed of metal, ceramic and / or other suitable material.
- Casting 12 pressed, wherein at least a portion of the ball 23 closes the opening 28 and thus the runner 12 and the casting material is not from the mold 11th back into the runner 12 can flow.
- the low-pressure casting apparatus 10, 10 ' According to the invention, it is possible in a particularly advantageous manner to lower the gas pressure after filling the casting mold 11 without the casting material flowing out of the casting mold 11, as a result of which a processing time of a casting process can be shortened. That is, the mold 11 can be removed from the low-pressure casting apparatus 10, 10 'without the
- Casting material from the mold 1 1 flows out.
- the low-pressure casting apparatus 10, 10 'with a further casting mold arranged thereon can for example be used immediately for the production of a further cast component.
- FIG 3 shows a perspective view of an exhaust gas turbocharger housing 44 as an example of a cast component 40 which was produced using the low-pressure casting apparatus 10 "of FIGURE 1 or 2.
- the exhaust gas turbocharger housing 44 is made of a cast steel and has a wall thickness 43 between 1 mm and at least in sections 3.5 mm.
- a lost core is advantageously used, which is made in a so-called cold box process.
- a core sand usually quartz sand
- a binder and a hardener and cold cured and then arranged as a core in the mold.
- Using a cast-core produced in the cold-box process is a
- the low-pressure casting method for producing the exhaust-gas turbocharger housing 44 provides that a pressure, a temperature and / or a mold-filling speed of the
- molten steel and / or other casting material are accurately controlled or will.
- a laminar mold filling can be realized. This means that a molten steel is pressed into the casting mold in a main flow direction and as a result no turbulence and / or transverse flows occur in the mold cavity.
- the exhaust gas turbocharger housing 44 can be produced in a high material quality. Furthermore, it is advantageous if the low-pressure casting process for producing the exhaust gas turbocharger housing 44 is carried out under a protective gas atmosphere.
- the method enables the process-reliable representation of thin-walled structures of cast components 40, whereby the use of materials, in particular a material use of cost-intensive high temperature resistant materials, is reduced during manufacture. Through this reduced use of materials in the production of
- Exhaust gas turbocharger housing 44 is a lightweight construction and associated therewith
- the casting mold 11 is advantageously provided with feeders 50 which open into a top surface 55 of the casting tool.
- feeders 50 which open into a top surface 55 of the casting tool.
- two feeders 50 are indicated by dashed lines.
- an exothermically reacting substance or an exothermically reacting substance mixture for example so-called blown powder, is introduced into the feeders 50 together with the material melt.
- containers 53 are arranged in the region of the filling openings 51 of the feeder, which are connected to the
- the containers 53 may, for example, be pocket-shaped or formed as a bag and completely cover the filling openings 51 of the feeders 50.
- the containers 53 with the substance or substance mixture contained therein form so-called pads. These can be machine filled, accurately weighed and dust sealed, and transported and placed mechanically (e.g., by robots).
- the containers 53 are formed of a material, for example paper, which is at least partially destroyed in contact with the liquid cast material such that the exothermic substance or the exothermic substance mixture with the melted material in the respective feeder 50 and / or in the mold 11 is transported.
- the material is designed such that it dissolves without residue on contact with the molten material. That way you will be off The resulting foreign inclusions within the casting component 40 to be produced are avoided.
- an amount of the substance or mixture arranged in the respective container 53 is variably predetermined.
- the number of containers 53 arranged in the region of the filling openings 51 of the respective feeder 50 is set variably.
- each feeder 50, a single container 53 is provided.
- the application of the substance or substance like in the containers 53 allows a precise specification of the amount and concentration of the substance or mixture at the respective filling opening 51 and ensures a fate of the substance or mixture at the respective filling opening 51 until at least partial destruction of the containers 53 through the liquid casting material.
- the containers 53 may be formed of pressed powdered exothermic reactant or composition; the substance or the substance mixture can be introduced in powder form into these pressed containers 53. This embodiment makes it possible to further reduce the risk of introducing foreign substances into the cast body 40 to be produced.
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Abstract
The invention relates to a low-pressure casting device (10) comprising a casting mold (11) which is fillable with a casting material by means of excess gas pressure via at least one casting runner (12). At least one cooling module (20) is arranged in the casting runner (12) and/or on the casting runner (12) by means of which cooling module a casting material flowing in the casting runner (12) can be cooled in such a way that this casting material solidifies and the casting runner (12) is closed, and/or that at least one check valve (22) is arranged in the casting runner (12) by means of which the casting runner (12) can be mechanically closed by reducing a gas pressure. Using this low-pressure casting device (10), thin-walled components (40, 44) can be produced at high quality.
Description
Niederdruckgießvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb dieser Low pressure casting apparatus and a method for operating this
Die Erfindung betrifft eine Niederdruckgießvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb dieser, wobei die Niederdruckgießvorrichtung zumindest eine Gießform umfasst, in die über einen Gießlauf ein Gusswerkstoff mittels Gasüberdruck einfüllbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein unter Verwendung dieser Gießvorrichtung hergestelltes The invention relates to a low-pressure casting apparatus and a method for operating the latter, wherein the low-pressure casting apparatus comprises at least one casting mold into which a casting material can be introduced by means of gas overpressure via a casting run. Furthermore, the invention relates to a manufactured using this caster
Gussbauteil. Cast component.
Aus der GM 90 15 025.2 ist ein Verschlussstopfen für Schmelz- und Gießgefäße bekannt. Der Verschlussstopfen umfasst einen Verschlusskörper und eine daran befestigte From the GM 90 15 025.2 a sealing plug for melting and casting vessels is known. The sealing plug comprises a closure body and an attached thereto
Führungsstange, wobei der Verschlussstopfen ein Raumgewicht aufweist, welches ihn auf der Schmelze schwimmen lässt. Der Verschlussstopfen ist als Kugel ausgebildet und die Führungsstange ist an den in die Schmelze eintauchenden Bereich der Kugel angeschlossen. Guide rod, wherein the closure plug has a density that makes him float on the melt. The stopper is formed as a ball and the guide rod is connected to the dipping into the melt area of the ball.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Niederdruckgießvorrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb anzugeben. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Gussbauteil, insbesondere ein Abgasturboladergehäuse, anzugeben, das unter Verwendung einer solchen Vorrichtung bzw. eines solchen Verfahrens hergestellt werden kann. The invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved Niederdruckgießvorrichtung and a method for their operation. Furthermore, the object of the invention is to provide a cast component, in particular an exhaust gas turbocharger housing, which can be produced using such a device or such a method.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Niederdruckgießvorrichtung durch die in Anspruch 1 , hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 5 angegebenen The object is achieved according to the invention in terms of low-pressure casting by the in claim 1, with respect to the method by the in claim 5
Merkmale und hinsichtlich des Gussbauteils durch die in Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst. Characteristics and with respect to the cast component solved by the features specified in claim 10.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Niederdruckgießvorrichtung umfasst zumindest eine Gießform, in die über einen Gießlauf ein Gusswerkstoff mittels Gasüberdruck einfüllbar ist. In dem Gießlauf ist zumindest ein Abkühlmodul angeordnet, mittels dem ein in dem Gießlauf strömender Gusswerkstoff derart abkühlbar ist, dass dieser erstarrt und der Gießlauf verschlossen ist und/oder dass in dem Gießlauf wenigstens ein Rückschlagventil angeordnet ist, mittels dem der Gießlauf bei Absenken eines Gasdruckes mechanisch verschließbar ist. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims. A low-pressure casting device according to the invention comprises at least one casting mold into which a casting material can be introduced by means of gas overpressure via a casting run. At least one cooling module is arranged in the casting run, by means of which a casting material flowing in the casting run can be cooled such that it solidifies and the casting run is closed and / or at least one check valve is arranged in the casting run, by means of which the casting run is lowered when a gas pressure is lowered is mechanically closed.
Mittels der erfindungsgemäßen Niederdruckgießvorrichtung ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, nach erfolgter Gießformfüllung den Druck abzusenken, ohne dass die Schmelze aus der Gießform austritt und in den Gießlauf zurückfließt. Dadurch kann eine Prozesszeit eines Gießvorganges mit Formfüllung entgegen der Schwerkraft in Gewinn bringender Weise verkürzt werden: Sobald nämlich der Gießlauf durch das Abkühlmodul bzw. das Rückschlagventil verschlossen ist, kann kein flüssiger By means of the low-pressure casting device according to the invention, it is possible in a particularly advantageous manner to lower the pressure after completion of the casting mold, without the melt emerging from the casting mold and flowing back into the casting run. As a result, a process time of a casting process with mold filling against gravity can be shortened in a profitable manner: as soon as the run is closed by the cooling module or the check valve, no liquid can
Gusswerkstoff mehr aus der Gießform zurückfließen. Die Gießform kann also von der Niederdruck-Gießanlage abgekoppelt werden, und die Gießanlage steht unmittelbar zur Füllung einer weiteren Gießform zur Verfügung. Auf diese Weise können unproduktive Nebenzeiten reduziert und Gussbauteile, beispielsweise Stahlguss-Bauteile, Gusswerkstoff more flow back from the mold. The casting mold can therefore be decoupled from the low-pressure casting plant, and the casting plant is directly available for filling a further casting mold. In this way, unproductive non-productive times can be reduced and cast components, for example cast steel components,
vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden. be manufactured comparatively inexpensive.
Bei der Herstellung metallischer Bauteilen in Gussverfahren besteht allgemein die Gefahr der Bildung so genannter Lunker aufgrund einer Kontraktion, d. h. einer Verminderung eines Volumens einer Schmelze, insbesondere beim schnellen Erstarren derselben. Zur Aufnahme der aus einem Lunkervolumendefizit resultierenden überflüssigen Schmelze und zur Verringerung der Anzahl der Lunker umfassen Gießformen so genannte Speiser, die nach dem Aushärten vom Gussbauteil entfernt werden. Zur weiteren Verringerung der Gefahr von Lunkern ist es vorteilhaft, im Bereich von Einfüllöffnungen der Gießform und/oder von Speisern vor dem Einfüllen des flüssigen Gusswerkstoffs einen exotherm reagierender Stoff oder ein exotherm reagierendes Stoffgemisch, beispielweise ein so genanntes Lunkerpulver, anzuordnen; auf diese Weise kann die Erstarrungsgeschwindigkeit des Gusswerstoffs verringert und somit die Erstarrungszeit verlängert werden. In the manufacture of metallic components in casting processes there is generally the risk of the formation of so-called voids due to contraction, i. H. a reduction of a volume of a melt, in particular during rapid solidification of the same. To accommodate the resulting from a Lunkervolumendefizit superfluous melt and reduce the number of voids include molds so-called feeders, which are removed after curing of the cast component. To further reduce the risk of voids, it is advantageous to arrange an exothermically reacting substance or an exothermically reacting substance mixture, for example a so-called blown powder in the region of filling openings of the mold and / or feeders before filling the liquid casting material; In this way, the solidification rate of the Gusswerstoffs can be reduced and thus the solidification time can be extended.
Vorteilhafterweise wird der exotherm reagierende Stoff oder das exotherm reagierende Stoffgemisch in einem Behältnis angeordnet, welches bei Berührung mit dem flüssigen Gusswerkstoff derart zerstört wird, dass der exotherm reagierende Stoff oder das exotherm reagierende Stoffgemisch mit der Materialschmelze in den zumindest einen
Speiser und/oder in die Gießform transportiert wird. Die Bereitstellung des exotherm reagierenden Stoffes oder Stoffgemisches in einem Behältnis ermöglicht eine prozesssichere Platzierung und Mengensteuerung des exotherm reagierenden Stoffes oder Stoffgemisches im Bereich der Einfüllöffnungen. Auf diese Weise kann die Wirkung des Speisers signifikant erhöht werden. Bei Benutzung eines solchen Behältnisses kann der Stoff oder das Stoffgemisch in gleichbleibender und definiert vorgebbarer Menge und Konzentration im Bereich der Einfüllöffnungen angeordnet werden, so dass der Prozess eine sehr geringe Fertigungsbandbreite und Fehleranfälligkeit aufweist. Die Bildung von nichtmetallischen Einschlüssen im zu erzeugenden Gusskörper kann erheblich verringert werden. Auch wird die Speiserwirkung deutlich erhöht, wodurch ebenfalls zumindest eine Reduzierung von Schwindungs-Fehlstellen im Gusskörper, d. h. von nichtmetallischen Einschlüssen, realisierbar ist. Dadurch ist es weiterhin möglich, ein Volumen des Speisers zu reduzieren, ohne die Speiserwirkung zu verlieren. Advantageously, the exothermically reacting substance or the exothermic substance mixture is placed in a container which is destroyed in contact with the liquid casting material such that the exothermic substance or the exothermically reacting substance mixture with the molten material in the at least one Feeder and / or transported into the mold. The provision of the exothermically reacting substance or substance mixture in a container enables a process-reliable placement and quantity control of the exothermically reacting substance or mixture in the region of the filling openings. In this way, the effect of the feeder can be significantly increased. When using such a container, the substance or the mixture can be arranged in a constant and defined definable amount and concentration in the region of the filling openings, so that the process has a very low production bandwidth and error rate. The formation of non-metallic inclusions in the cast body to be produced can be considerably reduced. Also, the Feiserwirkung is significantly increased, which also at least a reduction of shrinkage defects in the casting, ie non-metallic inclusions, can be realized. This makes it possible to reduce a volume of the feeder without losing the feeder effect.
Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Niederdruckgießvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens können Gussbauteile auf kostengünstige Weise mit kurzen Prozesszeiten, in hoher Qualität und geringen Wandstärken hergestellt werden. Beispielsweise können auf diese Weise dünnwandige Gussbauteile, insbesondere Abgasturboladergehäuse, hergestellt werden, die zumindest in Teilbereichen, Using the low-pressure casting apparatus according to the invention and the method according to the invention, cast components can be produced in a cost-effective manner with short process times, in high quality and low wall thicknesses. For example, thin-walled cast components, in particular exhaust gas turbocharger housings, can be produced in this way, which at least in some areas,
vorzugsweise zu mindestens 20%, eine Wandstärke von 1 bis 3,5 mm aufweisen. preferably at least 20%, have a wall thickness of 1 to 3.5 mm.
Aufgrund der reduzierten Wandstärke kann der Materialeinsatz bei der Herstellung eines solchen Abgasturboladergehäuses reduziert werden, was zu einer deutlichen Due to the reduced wall thickness of the material used in the manufacture of such exhaust gas turbocharger housing can be reduced, resulting in a significant
Gewichtseinsparung führt. So ist beispielsweise das Gewicht eines auf diese Weise hergestellten Abgasturboladergehäuses für einen 4-Zylinder-Motor um mehr als 30% geringer als ein entsprechendes Abgasturboladergehäuse in konventioneller Weight saving leads. For example, the weight of an exhaust gas turbocharger housing produced in this way for a 4-cylinder engine is more than 30% lower than a corresponding exhaust gas turbocharger housing in conventional
Ausgestaltung. Darüber hinaus wird durch die verminderte Wandstärke ein erforderlicher Bauraum zur Anordnung des Abgasturboladergehäuses im Fahrzeug reduziert. Design. In addition, reduced space required for the arrangement of the exhaust gas turbocharger housing in the vehicle is reduced by the reduced wall thickness.
Dadurch, dass das Abgasturboladergehäuse in einem Niederdruckgießverfahren hergestellt ist, ist im Vergleich zu einem Schwerkraftgussverfahren ein Ausschuss hergestellter Abgasturboladergehäuse in Gewinn bringender Weise vermindert. By manufacturing the exhaust gas turbocharger housing in a low-pressure casting process, a scrap exhaust-gas turbine housing produced in a profit-making manner is reduced as compared with a gravity casting method.
Beispielsweise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Ausschussquote auf weniger als 10% Ausschuss signifikant reduziert im Vergleich zur typischen For example, the inventive method significantly reduces a scrap rate to less than 10% rejects compared to the typical one
Ausschussquote von mehr als 15% Ausschuss beim entsprechenden Schwerkraftguss. Reject rate of more than 15% rejects in the corresponding gravity casting.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. Showing:
Fig. 1 schematisch in perspektivischer Ansicht eine erfindungsgemäße Fig. 1 shows a schematic perspective view of an inventive
Niederdruckgießvorrichtung mit einem an einem Gießlauf angeordneten Abkühlmodul; Low pressure casting device with a arranged on a run cooling module;
Fig. 2 schematisch in perspektivischer Ansicht eine erfindungsgemäße Fig. 2 shows a schematic perspective view of an inventive
Niederdruckgießvorrichtung mit einem in einem Gießlauf angeordneten Rückschlagventil; Low-pressure casting device with a non-return valve arranged in a runner;
Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht eines in der Fig. 3 is a schematic perspective view of one in the
Niederdruckgießvorrichtung der Fig. 1 oder Fig. 2 hergestellten Gussbauteils. Low-pressure casting of Fig. 1 or Fig. 2 produced cast component.
Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in the figures with the same reference numerals.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Niederdruckgießvorrichtung 10 dargestellt. Die Niederdruckgießvorrichtung 10 umfasst zumindest eine Gießform 11 , deren nicht näher dargestellter Formhohlraum derart ausgebildet ist, dass dieser einer Form eines herzustellenden Gussbauteiles 40, beispielsweise eines (schematisch in Figur 3 dargestellten) Abgasturboladergehäuses 44, entspricht. Weiterhin umfasst die FIG. 1 shows a low-pressure casting device 10 according to the invention. The low-pressure casting apparatus 10 comprises at least one casting mold 11, the mold cavity of which is not shown in such a way that it corresponds to a mold of a cast component 40 to be produced, for example an exhaust gas turbocharger housing 44 (shown schematically in FIG. 3). Furthermore, the
Niederdruckgießvorrichtung 10 in den vorliegenden Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 und 2 zwei Gießläufe 12 und beispielsweise einen Schmelzofen 13. Low-pressure casting 10 in the present embodiments according to Figures 1 and 2, two runners 12 and, for example, a melting furnace thirteenth
Unter Niederdruckgießen ein Verfahren zu verstehen, bei dem ein Gusswerkstoff, beispielsweise Aluminium oder Stahl, mittels eines Gießlaufes 12, auch Steigrohr genannt, von unten her, also entgegen der Schwerkraft, aus dem Schmelzofen 13 in den Formhohlraum der Gießform 11 gedrückt wird. Dabei kann es sich bei der Gießform 1 1 beispielsweise um eine Kokille, eine Sandform oder eine Feingießform handeln. Under low-pressure casting to understand a process in which a cast material, such as aluminum or steel, by means of a runner 12, also called riser, is pressed from below, ie against gravity, from the furnace 13 into the mold cavity of the mold 11. In this case, it may be in the mold 1 1, for example, a mold, a sand mold or a fine casting mold.
Eine Aufwärtsbewegung des Gusswerkstoffes wird hierbei entgegen der Schwerkraft vorzugsweise nach einem Gasdruckprinzip bewirkt.
Es ist vorgesehen, dass nach einem Gießvorgang, d. h. nach einem Befüllen des An upward movement of the casting material is in this case effected against the force of gravity, preferably according to a gas pressure principle. It is envisaged that after a casting process, ie after a filling of the
Formhohlraumes der Gießform 1 1 , der Gießlauf 12 verschlossen wird, um ein Austreten des Gusswerkstoffes aus der Gießform 11 zu verhindern. Mold cavity of the mold 1 1, the casting 12 is closed to prevent leakage of the casting material from the mold 11.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 umfasst die In the present embodiment according to FIG
Niederdruckgießvorrichtung 10, wie oben beschrieben, zwei Gießläufe 12, durch die der Gusswerkstoff anhand eines Gasüberdruckes in die Gießform 11 gedrückt wird. Etwa mittig entlang der Längsausdehnung der Gießläufe 12 ist der Querschnitt des jeweiligen Gießlaufes 12 in einem Abschnitt 24 vergrößert. Vorzugsweise ist an diesem Abschnitt 24 der Querschnittsvergrößerung ein Abkühlmodul 20 angeordnet. Low-pressure casting 10, as described above, two runners 12 through which the casting material is pressed by means of a gas overpressure in the mold 11. Approximately centrally along the longitudinal extent of the runners 12, the cross section of the respective runner 12 in a section 24 is increased. Preferably, a cooling module 20 is arranged at this section 24 of the cross-sectional enlargement.
Das Abkühlmodul 20 ist derart an dem jeweiligen Gießlauf 12 angeordnet, dass es formschlüssig an dem Gießlauf 12 anliegt, insbesondere Stoff-, form- und/oder kraftschlüssig an ihm befestigt ist. Dabei ist das Abkühlmodul 20 so an dem Gießlauf 12 befestigt, dass dieser beispielsweise nicht vollständig von dem Abkühlmodul 20 umschlossen ist. Z. B. ist ein Oberflächenabschnitt 25 des Gießlaufes 12 freiliegend. Insbesondere richtet sich dabei eine Geometrie des Abkühlmoduls 20 nach der The cooling module 20 is arranged on the respective run 12, that it rests positively on the runner 12, in particular material, form and / or non-positively attached thereto. In this case, the cooling module 20 is attached to the runner 12 such that it is not completely enclosed by the cooling module 20, for example. For example, a surface portion 25 of the run 12 is exposed. In particular, a geometry of the cooling module 20 depends on this
Geometrie des jeweiligen Gießlaufes 12. Geometry of the respective casting run 12.
Das Abkühlmodul 20 selbst ist z. B. aus einem Formsand, einem Metall und/oder einer Keramik gebildet, wobei auch andere Materialien geeignet sein können. The cooling module 20 itself is z. B. formed from a molding sand, a metal and / or a ceramic, although other materials may be suitable.
Das Abkühlmodul 20 dient dazu, den in dem Gießlauf 12, insbesondere den durch den Abschnitt 24 der Querschnittsvergrößerung strömenden Gusswerkstoff nach dem The cooling module 20 serves to remove the casting material flowing in the casting run 12, in particular the casting material passing through the section 24 of the cross-sectional enlargement
Befüllen des Formhohlraumes, also nach einer Beendigung des Gießvorganges, abzukühlen. Hierzu wird die Wärme des Gusswerkstoffes über den vergrößerten Filling the mold cavity, so after completion of the casting process to cool. For this purpose, the heat of the casting material over the enlarged
Querschnitt des Gießlaufes 12 dem Abkühlmodul 20 zugeführt und von diesem nach außen abgeführt. Durch das Abkühlen des Gusswerkstoffs erstarrt dieser, wodurch der entsprechende Gießlauf 12 verschlossen wird und somit der Gusswerkstoff nicht aus der Gießform 11 zurück in den Gießlauf 12 fließen kann. Cross section of the casting run 12 fed to the cooling module 20 and discharged from the outside. By cooling the casting material this solidifies, whereby the corresponding casting run 12 is closed and thus the casting material can not flow from the casting mold 11 back into the casting runner 12.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Niederdruckgießvorrichtung 10 kann an dem Abkühlmodul 20, beispielsweise an einer Unterseite 21 des Abkühlmoduls 20, eine Kühlvorrichtung, z. B. in Form eines Kühleisens (nicht dargestellt) angeordnet sein, wodurch ein Wärmetransport beschleunigt wird. Dabei entspricht in besonders vorteilhafter Weise eine Fläche der Unterseite 21 des Abkühlmoduls 20 einer der Unterseite 21 zugewandten Kühlfläche der Kühlvorrichtung.
Auch ist es möglich, innerhalb der Gießform 11 , insbesondere an einer Schnittstelle zwischen Gießform 11 und Gießlauf 12 ein bzw. ein weiteres Abkühlmodul 20 beispielsweise mit einer Kühlvorrichtung anzuordnen, welches besonders bevorzugt je nach Bedarf ein- und ausschaltbar ist. In a particularly advantageous embodiment of the low-pressure casting apparatus 10, a cooling device, for example a cooling device, may be provided on the cooling module 20, for example on a lower side 21 of the cooling module 20. B. in the form of a cooling iron (not shown), whereby a heat transfer is accelerated. In a particularly advantageous manner, a surface of the lower side 21 of the cooling module 20 corresponds to a cooling surface of the cooling device facing the underside 21. It is also possible, within the casting mold 11, in particular at an interface between casting mold 11 and casting run 12, to arrange a further cooling module 20, for example with a cooling device, which is particularly preferably switched on and off as required.
Weiterhin ist es möglich, die Kühlfläche des Abkühlmoduls 20, die unmittelbar an dem Gießlauf 12 anliegt, d. h. an diesem angeordnet ist, bogenförmig auszuführen, wodurch eine Kühlung des Gusswerkstoffes strömungstechnisch optimiert ist. Furthermore, it is possible, the cooling surface of the cooling module 20, which rests directly on the casting run 12, d. H. is arranged at this arcuate run, whereby a cooling of the casting material is fluidically optimized.
Figur 2 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen FIG. 2 shows a further possible embodiment of a device according to the invention
Niederdruckgießvorrichtung 10'. Low pressure casting device 10 '.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist zum Verschließen der Gießläufe 12, die transparent dargestellt sind, in jedem dieser ein Rückschlagventil 22 in Form einer Kugel 23 angeordnet. Dabei ist eine Geometrie der Kugel 23 sowie eine Geometrie des Gießlaufes 12 besonders vorteilhaft so gewählt, dass die Kugel 23 bei in dem Gießlauf 12 herrschendem Gasüberdruck den Gießlauf 12 in Strömungsrichtung 27 der Gießform 1 nicht verschließt. Beispielsweise ist hierzu ein nicht dargestelltes Absperrelement vorgesehen, welches eine Strömung des Gusswerkstoffes in In the present exemplary embodiment according to FIG. 2, a check valve 22 in the form of a ball 23 is arranged in each of these for closing the pouring runs 12, which are illustrated transparently. In this case, a geometry of the ball 23 and a geometry of the runner 12 is particularly advantageously chosen so that the ball 23 does not close the casting run 12 in the direction of flow 27 of the casting mold 1 when the gas overpressure prevails in the casting run 12. For example, an unillustrated shut-off element is provided for this purpose, which is a flow of the casting material in
Strömungsrichtung 27 nicht beeinträchtigt. Flow direction 27 is not affected.
Insbesondere ist die Kugel 23 als Rückschlagventil 22 in etwa einer Hälfte des In particular, the ball 23 as a check valve 22 in about one half of the
Gießlaufes 12 zwischen beispielsweise Schmelzofen 13 und Gießform 11 angeordnet. Insbesondere weist der Gießlauf 12 im Bereich der Kugel 23 einen Raum 26 in Form einer Ausformung auf, die sich zu jeder Seite, d. h. in Strömungsrichtung 27 und entgegengesetzt, verjüngt. In diesem Raum 26 ist die Kugel 23 als Rückschlagventil 22 angeordnet. Casting 12 between, for example, furnace 13 and mold 11 is arranged. In particular, the runner 12 in the region of the ball 23 has a space 26 in the form of a formation which extends to each side, d. H. in the flow direction 27 and opposite, tapered. In this space 26, the ball 23 is arranged as a check valve 22.
Beispielsweise ist die Kugel 23 aus Metall, Keramik und/oder einem anderen geeigneten Material gebildet. For example, the ball 23 is formed of metal, ceramic and / or other suitable material.
Wird der Gasdruck der Niederdruckgießvorrichtung 10' insbesondere nach dem Befüllen des Formhohlraumes abgesenkt, wird die Kugel 23 entgegen der Strömungsrichtung 27 des Gusswerkstoffes innerhalb des Raumes 26 gegen eine Öffnung 28 des If the gas pressure of Niederdruckgießvorrichtung 10 'is lowered, in particular after filling the mold cavity, the ball 23 is against the flow direction 27 of the casting material within the space 26 against an opening 28 of the
Gießlaufes 12 gepresst, wobei zumindest ein Bereich der Kugel 23 die Öffnung 28 und somit den Gießlauf 12 verschließt und der Gusswerkstoff nicht aus der Gießform 11
zurück in den Gießlauf 12 fließen kann. Beispielsweise verschließt die Kugel 23 die Öffnung 28 des Gießlaufes 12 derart, dass in dem Raum 26, in dem Gießlauf 12 sowie in dem Formhohlraum der Gießform 1 1 weiterhin ein Gasüberdruck herrscht. Casting 12 pressed, wherein at least a portion of the ball 23 closes the opening 28 and thus the runner 12 and the casting material is not from the mold 11th back into the runner 12 can flow. For example, closes the ball 23, the opening 28 of the runner 12 such that in the space 26, in the casting run 12 and in the mold cavity of the mold 1 1 continues to be a gas pressure.
Mittels der erfindungsgemäßen Niederdruckgießvorrichtung 10, 10' ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, den Gasdruck nach dem Befüllen der Gießform 11 abzusenken, ohne dass der Gusswerkstoff aus der Gießform 11 fließt, wodurch eine Prozesszeit eines Gießvorganges verkürzt werden kann. D. h., dass die Gießform 11 von der Niederdruckgießvorrichtung 10, 10' entfernt werden kann, ohne dass der By means of the low-pressure casting apparatus 10, 10 'according to the invention, it is possible in a particularly advantageous manner to lower the gas pressure after filling the casting mold 11 without the casting material flowing out of the casting mold 11, as a result of which a processing time of a casting process can be shortened. That is, the mold 11 can be removed from the low-pressure casting apparatus 10, 10 'without the
Gusswerkstoff aus der Gießform 1 1 heraus fließt. Die Niederdruckgießvorrichtung 10, 10' mit einer weiteren auf dieser angeordneten Gießform kann beispielsweise umgehend zur Herstellung eines weiteren Gussbauteiles eingesetzt werden. Casting material from the mold 1 1 flows out. The low-pressure casting apparatus 10, 10 'with a further casting mold arranged thereon can for example be used immediately for the production of a further cast component.
Figur 3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Abgasturboladergehäuse 44 als Beispiel eines Gussbauteils 40, das unter Verwendung der Niederdruckgießvorrichtung 10" der Figur 1 oder 2 hergestellt wurde. Das Abgasturboladergehäuse 44 besteht aus einem Gussstahl und weist zumindest abschnittsweise eine Wandstärke 43 zwischen von 1 mm und 3,5 mm auf. 3 shows a perspective view of an exhaust gas turbocharger housing 44 as an example of a cast component 40 which was produced using the low-pressure casting apparatus 10 "of FIGURE 1 or 2. The exhaust gas turbocharger housing 44 is made of a cast steel and has a wall thickness 43 between 1 mm and at least in sections 3.5 mm.
Um einen inneren Hohlraum 42 des Abgasturboladergehäuses 44 während des To an inner cavity 42 of the exhaust gas turbocharger housing 44 during the
Gießprozesses darzustellen, wird in vorteilhafter Weise ein verlorener Kern verwendet, der in einem so genannten Cold Box Verfahren hergestellt ist. Bei dem Cold-Box- Verfahren wird ein Kernsand (meist Quarzsand) mit einem Binder sowie einem Härter vermischt und kalt ausgehärtet und anschließend als Kern in der Gießform angeordnet. Unter Verwendung eines im Cold-Box-Verfahren hergestellten Gusskernes ist ein Casting process, a lost core is advantageously used, which is made in a so-called cold box process. In the cold box method, a core sand (usually quartz sand) is mixed with a binder and a hardener and cold cured and then arranged as a core in the mold. Using a cast-core produced in the cold-box process is a
Innenraum 42 eines Gussbauteils 40 in besonders vorteilhafter Weise präzise darstellbar. Interior 42 of a cast component 40 in a particularly advantageous manner precisely represented.
Das Niederdruckgießverfahren zur Herstellung des Abgasturboladergehäuses 44 sieht vor, dass ein Druck, eine Temperatur und/oder eine Formfüllgeschwindigkeit der The low-pressure casting method for producing the exhaust-gas turbocharger housing 44 provides that a pressure, a temperature and / or a mold-filling speed of the
Stahlschmelze und/oder eines anderen Gusswerkstoffes genauestens gesteuert werden bzw. wird. Durch die Steuerung der Formfüllgeschwindigkeit ist insbesondere eine laminare Formfüllung realisierbar. Das bedeutet, dass eine Stahlschmelze in einer Hauptströmungsrichtung in die Gießform gepresst wird und dadurch keine Turbulenzen und/oder Querströmungen in dem Formhohlraum auftreten. Durch eine solche laminare Formfüllung ist das Abgasturboladergehäuse 44 in einer hohen Werkstoffqualität herstellbar.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Niederdruckgießverfahren zur Herstellung des Abgasturboladergehäuses 44 unter einer Schutzgas-Atmosphäre durchgeführt wird. Molten steel and / or other casting material are accurately controlled or will. By controlling the mold filling speed in particular a laminar mold filling can be realized. This means that a molten steel is pressed into the casting mold in a main flow direction and as a result no turbulence and / or transverse flows occur in the mold cavity. By such a laminar mold filling the exhaust gas turbocharger housing 44 can be produced in a high material quality. Furthermore, it is advantageous if the low-pressure casting process for producing the exhaust gas turbocharger housing 44 is carried out under a protective gas atmosphere.
Das beschriebene Niederdruckgießverfahren ermöglicht eine Steigerung der The Niederdruckgießverfahren described allows an increase in
Wirtschaftlichkeit bei der Fertigung von Abgasturboladergehäusen 44. Weiterhin ermöglicht das Verfahren die prozesssichere Darstellung dünnwandiger Strukturen an Gussbauteilen 40, wodurch der Materialeinsatz, insbesondere ein Materialeinsatz von kostenintensiven hochtemperaturbeständigen Werkstoffen, bei der Herstellung reduziert wird. Durch diesen reduzierten Materialeinsatz bei der Herstellung des Economics in the production of exhaust gas turbocharger housings 44. Furthermore, the method enables the process-reliable representation of thin-walled structures of cast components 40, whereby the use of materials, in particular a material use of cost-intensive high temperature resistant materials, is reduced during manufacture. Through this reduced use of materials in the production of
Abgasturboladergehäuses 44 ist eine Leichtbauweise und eine damit verbundene Exhaust gas turbocharger housing 44 is a lightweight construction and associated therewith
Gewichtseinsparung des Abgasturboladergehäuses 44 erzielbar. Im Vergleich zur Herstellung in einem Schwerkraftgussverfahren kann bei Verwendung des beschriebenen Niederdruckgießverfahrens die Ausschussrate bei der Herstellung von Weight saving of the exhaust gas turbocharger housing 44 achievable. Compared to manufacture in a gravity casting process, using the described low pressure casting process, the reject rate in the production of
Abgasturboladergehäusen 44 erheblich gesenkt werden. Exhaust turbocharger housings 44 are significantly reduced.
Um während des Gussprozesses die Bildung von Lunkern im Gussbauteil 40 zu unterbinden, ist die Gießform 11 vorteilhafterweise mit Speisern 50 versehen, die in eine Deckfläche 55 des Gießwerkzeugs münden. In der perspektivischen Ansicht der Figur 2 sind strichliert zwei Speiser 50 angedeutet. Zur Verringerung einer Lunkerbildung in dem zu erzeugenden Gussbauteil wird gemeinsam mit der Materialschmelze in die Speiser 50 ein exotherm reagierender Stoff oder ein exotherm reagierendes Stoffgemisch, beispielsweise so genanntes Lunkerpulver, eingebracht. Hierzu sind im Bereich der Einfüllöffnungen 51 der Speiser 50 Behältnisse 53 angeordnet, welche mit dem In order to prevent the formation of voids in the cast component 40 during the casting process, the casting mold 11 is advantageously provided with feeders 50 which open into a top surface 55 of the casting tool. In the perspective view of Figure 2, two feeders 50 are indicated by dashed lines. To reduce voids formation in the cast component to be produced, an exothermically reacting substance or an exothermically reacting substance mixture, for example so-called blown powder, is introduced into the feeders 50 together with the material melt. For this purpose 50 containers 53 are arranged in the region of the filling openings 51 of the feeder, which are connected to the
pulverförmigen exotherm reagierenden Stoff oder Stoffgemisch befüllt sind. powdered exothermically reacting substance or mixture are filled.
Die Behältnisse 53 können beispielsweise taschenförmig bzw. als Beutel ausgebildet sein und die Einfüllöffnungen 51 der Speiser 50 vollständig bedecken. Die Behältnisse 53 mit dem darin enthaltenen Stoff oder Stoffgemisch bilden dabei so genannte Pads. Diese können maschinell gefüllt, genau abgewogen und staubdicht verschlossen werden sowie maschinell (z.B. mittels Robotern) transportiert und platziert werden. The containers 53 may, for example, be pocket-shaped or formed as a bag and completely cover the filling openings 51 of the feeders 50. The containers 53 with the substance or substance mixture contained therein form so-called pads. These can be machine filled, accurately weighed and dust sealed, and transported and placed mechanically (e.g., by robots).
Die Behältnisse 53 sind aus einem Material, beispielsweise Papier, gebildet, welches bei Berührung mit dem flüssigen Gusswerkstoff zumindest teilweise derart zerstört wird, dass der exotherm reagierende Stoff oder das exotherm reagierende Stoffgemisch mit der Materialschmelze in den jeweiligen Speiser 50 und/oder in die Gießform 11 transportiert wird. In besonders vorteilhafter Weise ist das Material derart ausgebildet, dass es sich bei Berührung mit der Materialschmelze rückstandslos auflöst. Auf diese Weise werden aus
dem Material resultierende Fremdeinschlüsse innerhalb des zu erzeugenden Gussbauteils 40 vermieden. The containers 53 are formed of a material, for example paper, which is at least partially destroyed in contact with the liquid cast material such that the exothermic substance or the exothermic substance mixture with the melted material in the respective feeder 50 and / or in the mold 11 is transported. In a particularly advantageous manner, the material is designed such that it dissolves without residue on contact with the molten material. That way you will be off The resulting foreign inclusions within the casting component 40 to be produced are avoided.
In Abhängigkeit von Volumina der Speiser 50 und der Gießform 11 , in Abhängigkeit der Eigenschaften des Gusswerkstoffs und in Abhängigkeit von Prozessparametern, wie beispielsweise einer Temperatur und einem Druck, wird eine Menge des in dem jeweiligen Behältnis 53 angeordneten Stoffes oder Stoffgemisches variabel vorgegeben. Depending on the volumes of the feeders 50 and the casting mold 11, depending on the properties of the casting material and depending on process parameters, such as a temperature and a pressure, an amount of the substance or mixture arranged in the respective container 53 is variably predetermined.
Weiterhin wird in Abhängigkeit der Volumina der Speiser 50, in Abhängigkeit der Volumina der Gießform 11 , in Abhängigkeit der Eigenschaften des Gusswerkstoffs und in Abhängigkeit von Prozessparametern die Anzahl der im Bereich der Einfüllöffnungen 51 des jeweiligen Speisers 50 angeordneten Behältnisse 53 variabel vorgegeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist je Speiser 50 ein einziges Behältnis 53 vorgesehen. Furthermore, depending on the volumes of the feeders 50, depending on the volumes of the casting mold 11, depending on the properties of the casting material and depending on process parameters, the number of containers 53 arranged in the region of the filling openings 51 of the respective feeder 50 is set variably. In the illustrated embodiment, each feeder 50, a single container 53 is provided.
Die Aufbringung des Stoffes oder Stoff gern isches in den Behältnissen 53 ermöglicht eine genaue Vorgabe der Menge und Konzentration des Stoffes oder Stoffgemisches an der jeweiligen Einfüllöffnung 51 und sichert einen Verbleib des Stoffes oder Stoffgemisches an der jeweiligen Einfüllöffnung 51 bis zur zumindest teilweisen Zerstörung der Behältnisse 53 durch den flüssigen Gusswerkstoff. Die Behältnisse 53 können aus gepresstem pulverförmigem exotherm reagierenden Stoff oder Stoffgemisch gebildet sein; der Stoff oder das Stoffgemisch kann in Pulverform in diese gepressten Behältnisse 53 eingebracht sein. Diese Ausführungsform ermöglicht eine weitere Verringerung der Gefahr des Einbringens von Fremdstoffen in den zu erzeugenden Gusskörper 40.
The application of the substance or substance like in the containers 53 allows a precise specification of the amount and concentration of the substance or mixture at the respective filling opening 51 and ensures a fate of the substance or mixture at the respective filling opening 51 until at least partial destruction of the containers 53 through the liquid casting material. The containers 53 may be formed of pressed powdered exothermic reactant or composition; the substance or the substance mixture can be introduced in powder form into these pressed containers 53. This embodiment makes it possible to further reduce the risk of introducing foreign substances into the cast body 40 to be produced.
Claims
1. Niederdruckgießvorrichtung (10, 10', 10"), umfassend eine Gießform (1 1), in die über wenigstens einen Gießlauf (12) ein Gusswerkstoff mittels Gasüberdruck einfüllbar ist, 1. Low-pressure casting apparatus (10, 10 ', 10 "), comprising a casting mold (1 1) into which a casting material can be introduced by means of gas overpressure via at least one casting run (12),
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gießlauf (12) und/oder an dem Gießlauf (12) zumindest ein Abkühlmodul (20) angeordnet ist, mittels dem ein in dem characterized in that in the run (12) and / or on the run (12) at least one cooling module (20) is arranged, by means of a in the
Gießlauf (12) strömender Gusswerkstoff derart abkühlbar ist, dass dieser erstarrt und der Gießlauf (12) verschlossen ist und/oder dass in dem Gießlauf (12) wenigstens ein Rückschlagventil (22) angeordnet ist, mittels dem der Gießlauf (12) bei Absenken eines Gasdruckes mechanisch verschließbar ist. Casting (12) flowing casting material can be cooled such that it solidifies and the run (12) is closed and / or that in the run (12) at least one check valve (22) is arranged, by means of which the run (12) at lowering a Gas pressure is mechanically closed.
2. Niederdruckgießvorrichtung nach Anspruch 1 , 2. Low-pressure casting apparatus according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abkühlmodul (20) aus Metall, Formsand und/oder Keramik gebildet ist. characterized in that the cooling module (20) of metal, molding sand and / or ceramic is formed.
3. Niederdruckgießvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, 3. low-pressure casting apparatus according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Abkühlmodul (20) eine Kühlvorrichtung angeordnet ist. characterized in that a cooling device is arranged on the cooling module (20).
4. Niederdruckgießvorrichtung nach Anspruch 3, 4. low-pressure casting apparatus according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung ein Kühleisen ist. characterized in that the cooling device is a cooling iron.
5. Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteiles mittels Niederdruckgießens, bei dem über einen Gießlauf (12) mittels Gasüberdruck ein Gusswerkstoff in eine 5. A method for producing a cast component by means of low-pressure casting, in which a casting (12) by means of gas pressure a cast material in a
Gießform (11 ) eingefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest
einem in dem Gießlauf (12) angeordneten Abkühlmodul (20) der strömende Casting mold (11) is filled, characterized in that by means of at least one in the run (12) arranged cooling module (20) of the flowing
Gusswerkstoff derart abgekühlt wird, dass dieser erstarrt und der Gießlauf (12) verschlossen wird und/oder dass in dem Gießlauf (12) wenigstens ein Cast material is cooled so that it solidifies and the run (12) is closed and / or that in the run (12) at least one
Rückschlagventil (22) angeordnet wird, mittels dem der Gießlauf (12) bei Absenken eines Gasdruckes mechanisch verschlossen wird. Check valve (22) is arranged, by means of which the casting run (12) is mechanically closed when lowering a gas pressure.
6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. The method according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Einfüllen einer Materialschmelze in die Gießform (11) im Bereich der Einfüllöffnung (51) zumindest eines Speisers (50) der Gießform (11) ein exotherm reagierender Stoff oder ein exotherm reagierendes Stoffgemisch angeordnet wird. characterized in that an exothermically reacting substance or an exothermically reacting substance mixture is arranged in the region of the filling opening (51) of at least one feeder (50) of the casting mold (11) before a material melt is introduced into the casting mold (11).
7. Verfahren nach Anspruch 6, 7. The method according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der exotherm reagierende Stoff oder das exotherm reagierende Stoffgemisch in zumindest einem Behältnis (53) angeordnet wird, welches bei Berührung mit dem schmelzflüssigen Gusswerkstoff zumindest teilweise derart zerstört wird, dass der exotherm reagierende Stoff oder das exotherm reagierende Stoffgemisch mit dem Gusswerkstoff in den zumindest einen Speiser (50) und/oder in die Gießform ( 1 ) transportiert wird. characterized in that the exothermically reacting substance or the exothermically reacting substance mixture in at least one container (53) is arranged, which is at least partially destroyed in contact with the molten casting material such that the exothermically reacting substance or the exothermically reacting mixture with the casting material in the at least one feeder (50) and / or in the casting mold (1) is transported.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, 8. The method according to claim 6 or 7,
dadurch gekennzeichnet, dass ein pulverförmiger exotherm reagierender Stoff oder ein pulverförmiges exotherm reagierendes Stoffgemisch verwendet wird. characterized in that a powdered exothermically reacting substance or a powdery exothermically reacting substance mixture is used.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei ein kalt ausgehärteter 9. The method according to any one of claims 5 to 8, wherein a cold cured
verlorener Kern in der Gießform (11) angeordnet wird und mit einem Gusswerkstoff, insbesondere einer Stahlschmelze, derart umgössen wird, dass das Gussbauteil (40) zumindest in Teilbereichen eine Wandstärke von 1 bis 3,5 mm aufweist. lost core in the casting mold (11) is arranged and with a cast material, in particular a molten steel, is encapsulated such that the cast component (40) has a wall thickness of 1 to 3.5 mm, at least in some areas.
10. Gussbauteil (40), insbesondere Abgasturboladergehäuse (44), welches in einem Niederdruckgießverfahren zumindest in Teilbereichen dünnwandig mit einer 10. cast component (40), in particular exhaust gas turbocharger housing (44), which in a low-pressure casting at least in some areas thin-walled with a
Wandstärke (43) von 1 bis 3,5 mm hergestellt ist. Wall thickness (43) is made from 1 to 3.5 mm.
11. Gussbauteil (40) nach Anspruch 14, 11. cast component (40) according to claim 14,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gussbauteil (40) aus Stahl gebildet ist.
characterized in that the cast component (40) is formed from steel.
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