AT524484A1

AT524484A1 - Vorrichtung zur Erstellung zumindest eines metallischen Bauteiles und Verfahren hierzu

Info

Publication number: AT524484A1
Application number: ATA50731/2020A
Authority: AT
Inventors: Platzer Christian; SIMONITSCH Lukas
Original assignee: Dynamic Metal Systems R & D Gmbh
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2022-06-15
Also published as: JP2023539479A; US20230311200A1; EP4204169A1; CN116583364A; WO2022040707A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Erstellung zumindest eines metallischen Bauteiles (2) durch Einspritzen von fließfähigem, insbesondere thixotropen, metallischen Gießmaterial in zumindest eine Kavität (4) einer mehrteiligen Gießform (3), umfassend stromabwärts nacheinander angeordnet eine Fördereinrichtung (5) für das fließfähige metallische Material, eine, insbesondere als Heißkanalsystem ausgebildete, Verteilereinheit (6) sowie die mehrteilige Gießform (3), wobei die Verteilereinheit (6) einen Einlasskanal aufweist, welcher mit der Fördereinrichtung (5) in Verbindung steht, und mehrere Auslasskanäle mit jeweils einer Auslassdüse (9), sodass über den Verteilereinlasskanal unter Druck zugeführtes Gießmaterial über die Auslassdüsen (9) in die zumindest eine Kavität (4) der Gießform (3) einspritzbar ist, um die zumindest eine Kavität (4) gleichzeitig über die Auslassdüsen (9) mit Gießmaterial zu befüllen. Um das Bauteil mit hoher Prozesssicherheit in hoher Qualität herzustellen, ist vorgesehen, dass zumindest einer der Auslasskanäle (8) mit der Gießform (3) gleitend verbunden ist, um eine Relativbewegung zwischen der Auslassdüse (9) des Auslasskanals (8) und der Gießform (3) zu ermöglichen. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur entsprechenden Herstellung eines 20 Bauteiles (2).

Description

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Vorrichtung zur Erstellung zumindest eines metallischen Bauteiles und Verfahren

hierzu

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erstellung zumindest eines metallischen Bauteiles durch Einspritzen von flieRfähigem, insbesondere thixotropen, metallischen Gießmaterial in zumindest eine Kavität einer mehrteiligen Gießform, umfassend stromabwärts nacheinander angeordnet eine Fördereinrichtung für das flieRfähige metallische Material, eine, insbesondere als Heißkanalsystem ausgebildete, Verteilereinheit sowie die mehrteilige Gießform, wobei die Verteilereinheit einen Einlasskanal aufweist, welcher mit der Fördereinrichtung in Verbindung steht, und mehrere Auslasskanäle mit jeweils einer Auslassdüse, sodass über den Verteilereinlasskanal unter Druck zugeführtes Gießmaterial über die Auslassdüsen in die zumindest eine Kavität der Gießform einspritzbar ist, um die zumindest eine Kavität

gleichzeitig über die Auslassdüsen mit GieRßmaterial zu befüllen.

Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erstellung zumindest eines metallischen Bauteiles, wobei flieRfähiges metallisches Gießmaterial zur Bildung des metallischen Bauteiles von einer Fördereinrichtung unter Druck über eine Verteilereinheit zu einer mehrteiligen Gießform geführt wird, wobei das GieRßmaterial über zumindest einen Einlasskanal der Verteilereinheit zu mehreren Auslasskanälen der Verteilereinheit geführt und über Auslassdüsen der Auslasskanäle in zumindest eine Kavität der Gießform eingespritzt wird, um die zumindest eine Kavität gleichzeitig über die Auslassdüsen mit Gießmaterial zu befüllen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Auslasskanäle mit der Gießform gleitend verbunden ist, um eine Relativbewegung

zwischen der Auslassdüse des Auslasskanals und der Gießform zu ermöglichen.

Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, welche darauf basieren, dass flüssiges Metall in eine Kavität der Gießform eingespritzt und erstarren gelassen wird. Bewährt haben sich insbesondere Druckgussvorrichtungen und Druckgussverfahren, welche aufgrund von hohen Prozessgeschwindigkeiten bzw. kurzen Taktzeiten eine

kosteneffiziente Herstellung ermöglichen.

Als weiteres praktikables Verfahren im Besonderen zur Herstellung von

endabmessungsnahen Bauteilen ist auch das Thixomolding-Verfahren bzw. Thixoforming-

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Verfahren bekannt geworden, bei welchem in der Regel ein metallisches Gießmaterial, meist eine Mg-Basislegierung, in einem Temperaturbereich zwischen der Solidustemperatur und der Liquidustemperatur des Gießmaterials insbesondere unter Scherbelastung des Gießmaterials in einen thixotropen Zustand gebracht und in diesem Zustand mit einer Fördereinrichtung unter Druck über eine Düse in eine Kavität einer Form gepresst wird. Bauteile können auf diese Weise mit hoher Präzision und Qualität hergestellt werden. Eine Aufbereitung, Bereitstellung und In-eine-Form-Pressen von Material im thixotropen Zustand erfordert jedoch in der Regel eine komplexe

Verfahrensführung und längere Taktzeiten.

Um bei einem Einspritzen von thixotropem GieRßmaterial in eine Kavität einer Gießform eine Bildung von Gießfehlern zu reduzieren, ist es bekannt, die Kavität gleichzeitig über mehrere Gießmaterialzufuhrkanäle, welche an unterschiedlichen Positionen der Gießkammer an diese anschließen, zu befüllen. Hierzu wird üblicherweise eine Verteilereinheit mit mehreren Auslasskanälen bzw. Angusskanälen eingesetzt, über welche mit Düsen Gießmaterial gleichzeitig in die Kavität eingespritzt wird. Eine Aufteilung des in der Regel mit hoher Temperatur und unter hohem Druck zugeführten Gießmaterials mit der Verteilereinheit auf mehrere Angusskanäle erfolgt so, dass die Verteilereinheit bis zu einem Verzweigungspunkt, an dem die Verteilereinheit sich in die Vielzahl der Angusskanäle verzweigt, beheizt wird. Zwar sind viele Angusspunkte für eine schnelle und homogene Formfüllung und möglichst wenige Lufteinschlüsse von Vorteil, allerdings muss eine Abkühlung des Gießmaterials auf dem Weg vom Verzweigungspunkt der Verteilereinheit bis zu den Angusspunkten in Kauf genommen werden. Letzteres führt zu einer Reduktion der Qualität des Gefüges von Formteilen und gegebenenfalls zu Gießfehlern.

Um dieses Problem zu beseitigen, ist es auch bekannt geworden, die Verteilereinheit über den Verzweigungspunkt hinaus zu beheizen, somit im Wesentlichen bis zu den Angusspunkten. In der Praxis hat sich allerdings gezeigt, dass sich die Angusskanäle bei durchgängiger Beheizung der Verteilereinheit und/oder einer erforderlichen Fertigung aus verschiedenen Materialien bei einer Betriebstemperatur von in der Regel mehreren Hundert °C nachteilig verformen kann, sodass Auslässe der Verteilereinheit nicht mehr

exakt an den Angusspunkten anliegen, woraus sich Schwierigkeiten beim Gießen

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ergeben und insbesondere Material nicht wie gewünscht zuverlässig eingespritzt werden

kann.

Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher ein metallisches Bauteil mit hoher

Prozesssicherheit in hoher Qualität herstellbar ist.

Weiter ist es ein Ziel, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem

ein metallisches Bauteil verschleißarm und mit hoher Qualität herstellbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wenn zumindest einer der Auslasskanäle mit der Gießform gleitend verbunden ist, um eine Relativbewegung zwischen der Auslassdüse des Auslasskanals und der

Gießform zu ermöglichen.

Grundlage der Erfindung ist die Idee, einer mit einem Erhitzen der Verteilereinheit, insbesondere deren Auslasskanäle, verbundenen Wärmeexpansion derselben nicht mit einer veränderten Prozessführung zu begegnen, sondern mit einer konstruktiven Abänderung der Vorrichtung. Indem zumindest einer, insbesondere mehrere, der Auslasskanäle, üblicherweise mittels einer Gleitverbindung, mit der Gießform gleitend verbunden ist, können durch die Wärmeexpansion der Verteilereinheit erzeugte mechanische Spannungen, insbesondere mechanische Spannungen, welche auf die Auslassdüse wirken, reduziert bzw. abgebaut werden. Dadurch kann im Besonderen eine mechanische Belastung, insbesondere ein Verformen, der Auslasskanäle, manchmal bis hin zu deren Zerstörung, und/oder ein Verkippen der Auslassdüsen, vermieden werden. Ferner ist auf diese Weise ein Verschleiß der Verteilereinheit verringerbar bzw. eine Lebensdauer der Vorrichtung, insbesondere Verteilereinheit erhöhbar, sowie ein Einspritzvorgang des GieRßmaterials in die Kavität, vor allem bei zyklischer Wiederholung eines Herstellungsprozesses von Bauteilen mit der Vorrichtung, mit hoher und insbesondere gleichbleibender Qualität durchführbar. Dadurch ist eine hohe Prozesssicherheit bei einem Einspritzen von GieRßmaterial in die Kavität und Herstellung des Bauteiles in hoher Qualität ermöglicht. Dies gilt besonders, wenn mehrere, vorzugsweise sämtliche, der Auslassdüsen, insbesondere mit einer solchen

Gleitverbindung, mit der Gießform gleitend auf diese Weise verbunden sind. Besonders

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effizient sind vorgenannte Wirkungen erreichbar, wenn jeder der Auslasskanäle mit der Gießform derart gleitend verbunden ist, dass eine jeweilige Relativbewegung zwischen

den Auslassdüsen und der Gießform separat voneinander ermöglicht ist.

Es hat sich gezeigt, dass vorgenannte Wirkungen im Speziellen auch erreichbar sind, wenn als Gießmaterial ein metallisches Material im thixotropen Zustand verwendet ist und/oder die Verteilereinheit bzw. deren Einlasskanäle und/oder Auslasskanäle als Heißkanalsystem ausgebildet sind. Somit ist eine hohe Einsatzfähigkeit der Vorrichtung und im Besonderen eine Herstellung von endformnahen Bauteilen mit hoher Präzision

ermöglicht.

Für eine hohe Prozesssicherheit und Bauteilqualität ist es günstig, wenn der Auslasskanal mit der Gießform gleitend verbunden bzw. gleitend an dieser gelagert ist, sodass die Auslassdüse des Auslasskanals quer bzw. winklig, insbesondere orthogonal, zu einer Einspritzrichtung der Auslassdüse relativ zur Gießform verschiebbar ist. Dies ermöglicht eine effiziente Kompensation von auftretenden Wärmeexpansionen der Verteilereinheit, insbesondere der Auslasskanäle. Üblicherweise ist vorgesehen, dass zumindest einer der Auslasskanäle, insbesondere mittels Gleitverbindung, mit der Gießform gleitend verbunden ist, sodass eine Relativbewegung zwischen dessen Auslassdüse und der Gießform in einer Richtung quer, insbesondere orthogonal, zur Einspritzrichtung der Auslassdüse begrenzt ermöglicht ist, um eine durch Wärmeexpansion der Verteilereinheit

verursachte Relativbewegung zwischen den Auslassdüsen zu ermöglichen.

Von Vorteil ist es, wenn bei GieRßtemperatur der Verteilereinheit bzw. des Auslasskanals eine Auslassöffnung der Auslassdüse des Auslasskanals und eine Einschussöffnung der Gießform durch gleitende Bewegung der Auslassdüse relativ zur Gießform im Wesentlichen zueinander fluchtend ausgerichtet sind, um GieRßmaterial durch die Auslassöffnung über die Einschussöffnung in die Kavität einzuspritzen. Indem die Auslassdüse relativ zur Einschussöffnung der Gießform derart ausgerichtet ist, ist eine hohe Präzision beim Befüllen der Kavität erreichbar. Üblicherweise ist vorgesehen, dass die zumindest eine Auslassdüse relativ zu einer Einschussöffnung der Gießform, über welche Einschussöffnung bei Gießtemperatur der Verteilereinheit mit der Auslassdüse GieRßmaterial in die Kavität der Gießform einspritzbar ist, derart ausgerichtet ist, dass

durch gleitende Bewegung der Auslassdüse relativ zur Gießform eine im Wesentlichen

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fluchtende bzw. zentrische Ausrichtung einer Auslassöffnung der Auslassdüse und der Einschussöffnung bei Gießtemperatur der Verteilereinheit bzw. des Auslasskanals eingenommen ist. In der Regel ist vorgesehen, dass die Austrittsöffnung der Auslassdüse bei NichtgieRtemperatur der Verteilereinheit bzw. des Austrittskanals, insbesondere Raumtemperatur, nicht-fluchtend bzw. exzentrisch zur Einschussöffnung ist und bei Gießtemperatur der Verteilereinheit bzw. des Auslasskanals, wenn Gießmaterial in die Gießform einspritzbar ist, durch Gleiten in eine fluchtende bzw. zentrische Position verschoben ist. Dadurch kann das Gießmaterial mit der Austrittsdüse auf vorbestimmte Weise, insbesondere mit präziser Winkelausrichtung, in die Kavität eingespritzt werden, wodurch Gießfehler reduzierbar bzw. vermeidbar sind. Es versteht sich, dass Nichtgießtemperatur dabei üblicherweise eine im Vergleich zur Gießtemperatur niedrigere Temperatur bezeichnet, bei welcher kein GieRßmaterial über die Verteilereinheit bzw. den

Auslasskanal eingespritzt wird bzw. diese nicht mit fließfähigem GieRmaterial gefüllt ist.

Eine robuste Verbindung ist erreichbar, wenn der Auslasskanal und die Gießform mit einem Formschluss miteinander gleitend verbunden sind, wobei eine Relativbewegung zwischen der Auslassdüse des Auslasskanals und der Gießform in einer Richtung quer zur Einspritzrichtung der Auslassdüse begrenzt ermöglicht ist. Ein Formschluss ist eine Verbindung durch räumlichen Einschluss. Zweckmäßig ist es, wenn der Formschluss bzw. die formschlüssige Verbindung derart ausgebildet ist, dass die Relativbewegung zwischen Auslassdüse und Gießform in mehreren Richtungen, insbesondere in orthogonal zueinander ausgerichteten Richtungen bzw. entlang solcher Achsen, begrenzt ermöglicht ist. Die Richtungen bzw. Achsen liegen dabei üblicherweise in einer Ebene, meist orthogonal zur Einspritzrichtung der jeweiligen Düse. Auf diese Weise kann die Gleitverbindung mit einem solchen Formschluss zwischen Auslasskanal und der

Gießform einfach und belastbar ausgebildet werden.

Praktisch ist es, wenn der Auslasskanal einen entlang dessen Längsachse variierenden Außendurchmesser aufweist, um den Formschluss zwischen dem Auslasskanal und der Gießform zu bilden. Dadurch ist auf einfache Weise eine belastbare formschlüssige Verbindung zwischen dem Auslasskanal und der Gießform herstellbar. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Gießform ein Verbindungselement oder eine Aufnahme

aufweist, welches einen Bereich des Auslasskanals hintergreift oder in einen Bereich des

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Auslasskanals mit verringertem Außendurchmesser eingreift und auf diese Weise einen

Formschluss bewirkt.

Für eine belastbare Verbindung ist es günstig, wenn der Auslasskanal eine, insbesondere entlang eines Umfanges des Auslasskanals verlaufende, Ausformung aufweist, um den Formschluss zwischen dem Auslasskanal und der Gießform zu bilden. Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass die Ausformung in eine Aufnahme der Gießform formschlüssig eingefügt und in dieser gleitend bewegbar ist. Die Verbindung ist besonders robust, wenn die Ausformung ringförmig entlang des Umfanges des Auslasskanals verläuft. Dadurch sind auf die Ausformung wirkende Belastungen, insbesondere Zugbelastungen in axialer Richtung des Auslasskanals bzw. dessen Auslassdüse, gleichmäßig auf den Umfang des Auslasskanals verteilbar. Alternativ können auch mehrere Ausformungen entlang des Umfanges des Auslasskanals angeordnet sein, um die gleichen Wirkungen zu erreichen. Es versteht sich, dass sinngemäß eine derartige Ausformung an der Gießform angeordnet sein kann und beispielsweise eine Aufnahme am Auslasskanal angeordnet sein kann, um eine wirkungsentsprechende Verbindung umzusetzen. Allgemein ist eine derartige Verbindung mit beliebiger konkreter Ausgestaltung ausreichend, solange ein räumlicher Einschluss der Ausformung vorgenommen ist, welcher ein erfindungsgemäßes Gleiten

erlaubt.

Vorteilhaft ist es, wenn die Gleitverbindung hergestellt ist, wenn an einem die Auslassdüse aufweisendem Endstück des Auslasskanals eine, vorzugsweise ebene, Kontaktfläche angeordnet ist, welche gleitend auf einer zur Kontaktfläche korrespondierenden Auflagefläche der Gießform aufliegt, um den Auslasskanal mit der Gießform gleitend zu verbinden. Dies ermöglicht eine fehlerarme Ausbildung der Gleitverbindung. Zweckmäßig ist es, wenn der Auslasskanal und die Gießform gießmaterialdicht verbunden sind bzw. die Gleitverbindung gieRßmaterialdicht ausgebildet ist. Dies kann besonders effizient mit vorgenanntem Aufeinanderliegen von Kontaktfläche und Auflagefläche umgesetzt werden. Häufig ist vorgesehen, dass zwischen Kontaktfläche und Auflagefläche eine Pressverbindung bzw. Reibverbindung vorhanden ist, um eine Gießmaterialdichtheit zu erreichen, wobei ein Haftreibungskoeffizient der Pressverbindung bzw. Reibverbindung derart limitiert gewählt ist, dass ein Gleiten zwischen Kontaktfläche und Auflagefläche bei auftretender Wärmeexpansion der

Verteileinheit ermöglicht ist. Alternativ oder kumulativ kann ein Dichtungselement,

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insbesondere mehrere solche, zwischen Kontaktfläche und Auflagefläche angeordnet sein, um eine Gießmaterialdichtheit zu erreichen. Das Dichtungselement kann mit metallischem Material, beispielsweise Kupfer, oder keramischem Material gebildet sein. Häufig ist das Dichtungselement als Dichtungsring ausgebildet. Für ein robustes Gleiten ist es günstig, wenn eine Auslassdüsenöffnung der Auslassdüse von der Kontaktfläche umrandet bzw. umgeben ist. Dies gilt insbesondere in einem Querschnitt durch die Auslassdüse. Damit ist insbesondere ein richtungsunabhängiges Gleiten einfach umsetzbar. Bewährt hat es sich hierzu, wenn die Auslassdüse bzw. die

Auslassdüsenöffnung in die Kontaktfläche mündet.

Eine hohe Praktikabilität ist erreichbar, wenn das Endstück des Auslasskanals, insbesondere lösbar, in eine Endbuchse eingefügt ist, wobei die Endbuchse eine Vergrößerung eines Außendurchmessers des Auslasskanals darstellt, um den Auslasskanal, insbesondere mit Bildung des Formschlusses, gleitend mit der Gießform zu verbinden. Dadurch kann der Formschluss auf einfache Weise hergestellt werden. Praktisch ist es, wenn die Endbuchse die Kontaktfläche bildet. Die Endbuchse ist üblicherweise derart ausgebildet, dass diese das Endstück des Auslasskanales zumindest abschnittsweise, vorzugsweise gänzlich, umfänglich umfasst bzw. umgreift. Zweckmäßig ist es zudem, wenn die Endbuchse insbesondere eine der Gießform zugewandte Seite des Endstücks umgreift, sodass die Endbuchse in einem mit der Gießform verbundenen Zustand des Endstücks die Kontaktfläche bildet. Die Endbuchse kann beispielsweise als becherartiger Aufsatz ausgebildet sein, welcher auf den Auslasskanal aufgesteckt ist, wobei ein Boden des Aufsatzes einen zur Auslassdüse korrespondierenden Durchgang aufweist, durch welchen mit der Auslassdüse Gießmaterial durchführbar ist. Die Auslassdüse ist meist zumindest teilweise, insbesondere gänzlich, in den Durchgang eingefügt oder durch diesen hindurchgeführt oder mündet in den Durchgang. Vorzugsweise ist dadurch eine Wärmeausdehnung der Auslassdüse in Einspritzrichtung, insbesondere relativ zur Endbuchse, ermöglicht. Die Endbuchse kann zweckmäßig formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Auslasskanal bzw. dem Endstück verbunden sein oder als Teil dieses ausgebildet sein. Für eine einfache Wartbarkeit ist es günstig, wenn die Endbuchse lösbar mit dem Auslasskanal bzw. dessen Endstück verbunden ist. Insbesondere kann dadurch die Endbuchse als verschleißbehaftetes Teil einfach gewartet und/oder ausgetauscht werden. Indem die

Endbuchse den Außendurchmesser des Auslasskanals bzw. Endstückes vergrößert, kann

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auf einfache Weise ein robuster Formschluss umgesetzt werden, welcher ein Gleiten der Gleitverbindung ermöglicht. Im Besonderen kann vorgenannte Pressverbindung bzw. Reibverbindung zwischen Kontaktfläche und Auflagefläche, vorzugsweise jJustierbar, umgesetzt sein, indem das Endstück bzw. die Endbuchse mit einem Fixierelement gegen die Gießform gedrückt wird. Hierzu kann eine, üblicherweise lösbare, formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen der Endbuchse und dem Fixierelement

vorgesehen sein.

Ein widerstandsfähiger Aufbau ist erreichbar, wenn die Gießform eine als Vertiefung in der Gießform ausgebildete Aufnahme aufweist, in welche das Endstück, gegebenenfalls die Endbuchse, zur Herstellung des Formschlusses zumindest teilweise, insbesondere gänzlich, eingefügt ist. Im Besonderen kann damit ein ungewollter GieRßmaterialaustritt zwischen Endstück und Gießformaußenfläche effizient verhindert bzw. eine diesbezügliche potenzielle Gefahr minimiert werden. Die jeweilige Einschussöffnung der Gießform, über welche Gießmaterial mit der jeweiligen Auslassdüse in die Kavität einspritzbar ist, ist in der Regel in einer Bodenfläche der Aufnahme angeordnet. Zweckmäßig ist es, wenn die Auflagefläche, auf welcher die Kontaktfläche gleitend aufliegt, mit einer die Aufnahme begrenzenden Fläche, beispielsweise die Bodenfläche oder eine Wandfläche, der Aufnahme gebildet ist. Das Endstück ist dabei üblicherweise

lösbar formschlüssig in die Aufnahmen eingefügt.

Für eine hohe Praktikabilität ist es günstig, wenn eine Verschlussvorrichtung vorhanden ist, welche ein Lösen der gleitenden Verbindung zwischen dem Auslasskanal und der Gießform bzw. des Formschlusses, insbesondere aufhebbar, verhindert. Zweckmäßig kann die Verschlussvorrichtung hierzu ein Verschlusselement aufweisen, welches die Ausformung bzw. die Endbuchse, insbesondere lösbar, hintergreift, um den Formschluss herzustellen. Für eine verlässliche Fixierung hat es sich bewährt, wenn das Verschlusselement einen Außenumfang des Auslasskanals bzw. dessen Endstück umschließt, um die Ausformung bzw. Endbuchse zu fixieren. Hierzu ist es praktikabel, wenn das Verschlusselement eine Durchführungsöffnung aufweist, durch welche der Auslasskanal bzw. dessen Endstück hindurchgeführt ist, wobei die Durchführungsöffnung eine Innenweite bzw. einen Innendurchmesser aufweist, welchef(r) geringer ist als eine Außenweite bzw. ein Außendurchmesser des Auslasskanals bzw. der Endbuchse, um

diese(n) formschlüssig gleitfähig zu verbinden. Eine einfache Handhabung ist erreichbar,

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wenn der Formschluss durch Bewegen, insbesondere Verschieben oder Verschwenken, des Verschlusselementes relativ zur Gießform aufhebbar ist, um das Endstück bzw. die Endbuchse von der Gießform zu lösen. Meist ist es ausreichend, wenn eine Verbindung zwischen Verschlusselement und Gießform mit einer Schraubverbindung oder ähnlich zweckmäßigen lösbaren Verbindung umgesetzt ist. Bewährt hat es sich, wenn die Aufnahme mit der Verschlussvorrichtung zumindest teilweise verschließbar ist, um das Endstück bzw. die Endbuchse formschlüssig, insbesondere lösbar, in der Aufnahme gleitfähig zu fixieren bzw. in dieser einzuschließen. Zweckmäßig kann im Besonderen

vorgenanntes Fixierelement mit dem Verschlusselement gebildet sein.

Vorteilhaft ist es, wenn eine Kühlvorrichtung vorhanden ist, um die Endbuchse und/oder die Gießform, insbesondere die Aufnahme, zu kühlen. Dadurch kann ein Gleiten der Gleitverbindung, insbesondere ein Gleiten zwischen Kontaktfläche und Auflagefläche, betriebszustandsunabhängig bzw. gießmaterialtemperaturunabhängig ermöglicht werden. Dies ist zweckmäßig, um eine präzise Positionierung bzw. Ausrichtung der Auslassdüsen relativ zur Kavität bzw. Einschussöffnung reproduzierbar sicherzustellen. Im Besonderen kann dadurch ein Gießmaterialaustritt zwischen Auslasskanal und Gießform, insbesondere entlang der Kontaktfläche, durch Erstarren von austretendem GieRßmaterial vermieden werden. Die Kühlvorrichtung kann mit einem oder mehreren von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkanälen gebildet sein. Diese sind dabei üblicherweise in bzw. innerhalb der Endbuchse bzw. einer die Gießform bzw. Aufnahme bildenden Wand angeordnet. Günstig ist es, wenn die Endbuchse und die Gießform bzw. Aufnahme separat voneinander kühlbar sind bzw. die Endbuchse bzw. Gießform jeweils eine eigene Kühlvorrichtung, beispielsweise getrennt voneinander steuerbare Kühlkanäle, aufweisen. Häufig ist es jedoch ausreichend, wenn die Endbuchse und Gießform von einer gemeinsamen Kühlvorrichtung, bzw. einem oder mehreren gemeinsamen Kühlkanälen

gekühlt werden.

Günstig ist es, wenn zumindest eine Temperierungsvorrichtung vorhanden ist, mit welcher die Auslasskanäle temperierbar, insbesondere heizbar oder kühlbar, sind. Dadurch kann ein in den Auslasskanälen befindliches GieRmaterial, üblicherweise nach bzw. vor einer Durchführung eines Einspritzvorganges, auf eine Einspritztemperatur gebracht werden. Bewährt hat es sich, wenn die Auslasskanäle derart temperiert werden, dass in den

Auslasskanälen befindliches Gießmaterial in einem fließfähigen Zustand gehalten wird,

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um in einem darauffolgenden Zustand in die Gießform eingespritzt zu werden. Günstig ist es, wenn in den Auslasskanälen befindliches GieRmaterial, insbesondere während einer gesamten Zeit, zwischen zwei Einspritzvorgängen nicht erstarrt bzw. fließfähig gehalten wird. Die mit einem solchen zeitausgedehnten Aufheizen der Verteilereinheit bzw. Auslasskanälen verbundenen Wärmeexpansionen und damit verbundenen mechanischen Spannungsbelastungen können vorteilhaft durch die Gleitverbindung zwischen den Auslasskanälen und der Gießform in ausgeprägtem Maße kompensiert werden. Dies gilt besonders, wenn als Gießmaterial thixotropes metallisches Material bzw. metallisches Material in einem thixotropen Zustand verwendet wird. Dieses wird in der Regel zwischen zwei Einspritzvorgängen in einem thixotropen Zustand gehalten. Zweckmäßig können die Verteilereinheit bzw. die Auslasskanäle als HeiRkanalsystem ausgebildet sein, in welchem zwischen zwei Einspritzvorgängen bzw. Einspritzzyklen in der Verteilereinheit bzw. den Auslasskanälen befindliches Gießmaterial fließfähig gehalten wird. Üblicherweise ist zweckmäßig vorgesehen, dass nach einem Einspritzvorgang in der Auslassdüse durch Erstarren von Gießmaterial ein Pfropfen gebildet wird, welcher die Auslassdüse verschließt. Dadurch ist effizient ein Ausfließen bzw. Nachfließen von stromabwärts vor dem Pfropfen befindlichem fließfähigem, insbesondere durch Heizen fließfähig gehaltenem, Gießmaterial verhindert. Zweckmäßig ist es, wenn die Temperierungsvorrichtung als Heizeinrichtung und/oder Kühleinrichtung ausgebildet ist. Die Temperierungsvorrichtung kann mit einem oder mehreren Temperierungskanälen gebildet sein, welche von einem Temperierungsmittel, beispielsweise einem Heizmittel oder Kühlmittel, durchströmbar sind, um die Auslasskanäle bzw. die Auslassdüse zu temperieren, insbesondere zu heizen oder zu kühlen. Alternativ oder kumulativ kann die Temperierungsvorrichtung mit einer oder mehreren elektrischen Widerstandsheizungen gebildet sein. Besonders bewährt hat es sich im Besonderen alternativ oder kumulativ, wenn die Temperierungsvorrichtung mit einer elektrischen Induktionsheizung ausgebildet ist, um mittels elektrischer Induktion in den Auslasskanälen befindliches Gießmaterials zu heizen. Für eine genaue Temperatursteuerung ist es günstig, wenn mehrere, insbesondere separat steuerbare vorgenannte Temperierungsvorrichtungen entlang der Auslasskanäle angeordnet sind. Besonders günstig ist es, wenn eine Temperierung von Auslassdüse und einem zu dieser stromabwärts führenden Auslasskanalsegment bzw. Auslasskanalsegmenten des Auslasskanals separat voneinander steuerbar ist. Dadurch kann im Besonderen eine Pfropfenbildung in der Auslassdüse und eine Aufrechterhaltung

eines fließfähigen Zustandes eines weiteren bzw. übrigen GieRßmaterials im Auslasskanal

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separat voneinander präzise gesteuert werden. Dies ist praktikabel umsetzbar, wenn Auslassdüse und Auslassdüsensegmente mit separaten, insbesondere unterschiedlichen, vorgenannten Temperierungsvorrichtungen temperierbar sind. Besonders bewährt hat es sich, wenn die Auslassdüse bzw. darin befindliches GieRmaterial mit zumindest einer Induktionsheizung beheizbar ist. Dadurch kann ein Einspritzvorgang und/oder eine Pfropfenbildung nach einem Einspritzvorgang besonders präzise gesteuert werden. Praktikabel kann hierzu eine elektrische Induktionsheizung, insbesondere mehrere solche, vorzugsweise eine Kanalführung der Auslassdüse umfänglich umschließend, am Endstück bzw. im Bereich der Auslassdüse angeordnet sein. Für eine flexible Temperatursteuerung ist es günstig, wenn die Auslasskanäle, insbesondere Auslassdüsen, separat voneinander temperierbar sind. Hierzu können mehrere vorgenannte Temperierungsvorrichtungen, welche üblicherweise an unterschiedlichen

Auslasskanälen bzw. Auslassdüsen angeordnet sind, vorhanden sein.

Es versteht sich, dass vorgenannte Merkmale, welche anhand bzw. mit Bezug auf einen Auslasskanal bzw. deren Auslassdüse dargelegt bzw. beschrieben sind in analoger Weise für die anderen bzw. weiteren vorgesehenen Auslasskanäle bzw. deren Auslassdüsen

gelten bzw. vielmehr explizit und bevorzugt vorgesehen sind.

Üblicherweise ist vorgesehen, dass zumindest einer der Auslasskanäle mit mehreren miteinander verbundenen bzw. aneinander anschließenden Längssegmenten gebildet ist, deren Längsachsen winklig zueinander sind, um Gießmaterial mit den Längssegmenten umzulenken. Dadurch kann praktikabel eine Umlenkung des Gießmaterials mit der Verteilereinheit erfolgen, um das GieRßmaterial auf mehrere Auslasskanäle aufzuteilen. In der Regel sind die Längssegmente dabei unmittelbar aneinander anschließend ausgebildet, wenngleich es auch möglich ist, dass diese mittelbar, beispielsweise über Zwischenelemente, aneinander anschließen. Zweckmäßig ist es, wenn mehrere, häufig sämtliche, Auslasskanäle derart ausgebildet sind. Günstig ist es hierbei, wenn jeweils zwei aneinander anschließende Längssegmente Längsachsen aufweisen, welche einen stumpfen Winkel bilden. Dadurch wird eine Umlenkung eines durch die Längssegmente geführten Gießmaterials klein gehalten und Druckabfälle und Druckspitzen im Gießmaterial sowie Kraftspitzen in den Längssegmenten vermieden. Im Besonderen ist

es günstig, wenn sämtliche Längssegmente derart ausgebildet sind.

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Zur Verteilung des Gießmaterials ist meist vorgesehen, dass unterschiedliche Auslasskanäle zumindest abschnittsweise winklig zueinander ausgerichtet sind. Eine solche Ausgestaltung ist meist für mechanische Spannungen in Folge von Wärmeexpansionen besonders anfällig, sodass besonders ausgeprägte relative Bewegungen zwischen den Auslasskanälen und Auslassdüsen entstehen können, was wie vorstehend dargelegt durch Gleitverbindungen zwischen Auslasskanälen und Gießform erheblich minimierbar ist. Günstig ist es, wenn mehrere, insbesondere sämtliche, Auslasskanäle symmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch oder spiegelsymmetrisch, zu einer Spiegelachse ausgerichtet sind. Dadurch kann eine Belastung bzw. relative Bewegung zwischen den Auslasskanälen reduziert werden, sodass in Kombination mit der vorgesehenen Gleitverbindung ein besonders präzise

durchführbarer Einspritzvorgang mit wenig mechanischer Belastung umsetzbar ist.

Die Auslasskanäle sind üblicherweise mit Rohren gebildet, welche in der Regel gießmaterialleitend mit einem oder mehreren gemeinsamen Einlasskanälen der Verteilereinheit verbunden sind. Zweckmäßig kann auch der Einlasskanal mit einem Rohr gebildet sein. Für einen besonders robusten Aufbau kann es günstig sein, wenn die Verteilereinheit mit einem Verteilerkörper gebildet ist, wobei der Verteilerkörper zumindest einen Einlasskanalabschnitt und mehrere mit diesem gieRmaterialleitend verbundene Auslasskanalabschnitte aufweist, sodass in den Einlasskanalabschnitt geleitetes Gießmaterial über die Auslasskanalabschnitte weitergeleitet wird. An die Auslasskanalabschnitte sind dann in der Regel weitere mit Rohren gebildete Auslasskanalstücke angeschlossen, um über die Auslasskanalabschnitte geleitetes Gießmaterials zur Gießform, insbesondere auf vorgenannte Weise, weiterzuleiten. Der Verteilerkörper kann auch mehrere solche mit den Auslasskanalabschnitten gießmaterialleitend verbundene Einlasskanalabschnitte aufweisen. Indem eine Verzweigung des Gießmaterials in mehrere Auslasskanäle innerhalb des Verteilerkörpers stattfindet, können mechanische Spannungen und Wärmeexpansionen besonders gleichmäßig verteilt werden. Zweckmäßig kann der Verteilerkörper ein oder mehrere

vorgenannte Temperierungseinrichtungen aufweisen. Üblicherweise ist vorgesehen, dass unterschiedliche Auslasskanäle, insbesondere wenn

diese mit Rohren gebildet sind, in einer Richtung quer zu einer Längsachse der Rohre

voneinander beabstandet sind. Dadurch kann eine Gleitbewegung der Auslasskanäle

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bzw. Auslassdüsen relativ zur Gießform mit besonders wenig gegenseitiger Störung

durchgeführt werden.

In der Regel ist vorgesehen, dass die Gleitverbindung eine Bewegung der Auslassdüse relativ zu Gießform in einer Richtung quer, insbesondere orthogonal, zur Einspritzrichtung der Auslassdüse von mehreren mm erlaubt, üblicherweise zumindest 2 mm, meist zumindest 3 mm, häufig zumindest 4 mm, bevorzugt zumindest 5 mm. Es versteht sich, dass je nach Anforderungen eine solche Bewegung auch zumindest 8 mm, zumindest 10 mm oder zumindest 15 mm betragen kann. In der Regel ist dabei eine Relativbewegung zwischen 2 mm und 15 mm, insbesondere zwischen 3 mm und 10 mm, bevorzugt etwa

5 mm, ermöglicht.

Das weitere Ziel der Erfindung wird mit einem Verfahren zur Erstellung zumindest eines metallischen Bauteiles der eingangs genannten Art erreicht, wenn zumindest einer der Auslasskanäle mit der Gießform gleitend verbunden ist, um eine Relativbewegung zwischen der Auslassdüse des Auslasskanals und der Gießform, insbesondere in einer Richtung quer zur Einspritzrichtung der Auslassdüse, zu ermöglichen. Üblicherweise ist zumindest einer der Auslasskanäle mit einer Gleitverbindung mit der Gießform gleitend verbunden, sodass eine Relativbewegung zwischen dessen Auslassdüse und der Gießform in einer Richtung quer zur Einspritzrichtung der Auslassdüse begrenzt ermöglicht wird. Dadurch kann eine durch Wärmeexpansion der Verteilereinheit verursachte Relativbewegung zwischen den Auslassdüsen ermöglicht werden. Wie vorstehend erläutert ist auf diese Weise ein Bauteil mit hohe Prozesssicherheit und hoher Bauteilqualität herstellbar. Insbesondere kann ein Verschleiß und eine Belastung der Verteilereinheit verringert und ein Einspritzvorgang des Gießmaterials in die Kavität der Gießform mit hoher gleichbleibender Qualität durchgeführt werden. Vorteilhaft sind entsprechend mehrere oder sämtliche der Auslasskanäle derart gleitend mit der Gießform

verbunden.

Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend bzw. analog den Merkmalen, Vorteilen und Wirkungen, welche im Rahmen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere vorstehend, beschrieben sind, ausgebildet sein kann. Analoges gilt auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung im Hinblick auf ein,

insbesondere nachstehend, beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren.

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Das Gießmaterial kann mit den Auslasskanälen zu einer oder mehreren Kavitäten einer Gießform geführt werden, um ein oder mehrere Bauteile herzustellen. Die Auslasskanäle sind üblicherweise als Angusskanäle umgesetzt. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn mehrere Auslasskanäle, insbesondere sämtliche Auslasskanäle Gießmaterial zu einer gemeinsamen Kavität führen. Dadurch kann die Kavität gleichzeitig über mehrere Auslassdüsen bzw. Einschussöffnungen befüllt werden, wodurch eine gießfehlerarme und effiziente Befüllung der Kavität erreichbar ist. Die Kavität wir dabei in der Regel mit mehreren voneinander beabstandeten Auslassdüsen zeitparallel befüllt. Wenn Auslassdüsen gleitend mit der Gießform verbunden sind, können auf die Auslassdüsen wirkende mechanische Spannungen durch gleitendes Verschieben der Auslassdüsen relativ zur Gießform in Richtung quer bzw. winklig, insbesondere

orthogonal, zu jeweiligen Einspritzrichtung ausgeglichen werden.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Auslasskanäle nach Einspritzen des Gießmaterials beheizt werden, um ein gänzliches bzw. sämtliches Erstarren von in den Auslasskanälen befindlichem Gießmaterial zu verhindern bzw. ein in den Auslasskanälen befindliches Gießmaterial fließfähig, insbesondere in einem flüssigen Zustand, zu halten. In der Regel ist dabei lediglich vorgesehen, dass ein mit erstarrtem Gießmaterial gebildeter Pfropfen gebildet wird, dem Pfropfen stromabwärts vorgelagertes Gießmaterial in den Auslasskanälen jedoch mit Beheizen fließfähig gehalten wird, um ein gänzliches Erstarren von in den Auslasskanälen befindlichem GieRßmaterial zu verhindern. Dies kann, wie obig beschrieben, mit einer Temperierungsvorrichtung, insbesondere Heizeinrichtung, erfolgen, um das Gießmaterial zu heizen. Häufig ist vorgesehen, dass ein in der Auslassdüse befindliches GieRßmaterial erstarrt bzw. erstarrt wird, um einen Pfropfen zu bilden, welcher einen Austritt eines im Auslasskanal stromabwärts dem Pfropfen vorgelagerten fließfähigen GieRmaterials verhindert. Ein dem Pfropfen im Auslasskanal vorgelagertes fließfähiges Gießmaterial wird dabei in der Regel beheizt, um dessen Erstarrung bis zum nächsten Einspritzvorgang bzw. bis zur Erstellung des nächsten Bauteiles zu verhindern. Die mit dem aufgeheizten Gießmaterial verbundene zeitlich andauernde Temperaturbelastung und damit verbundene Wärmeexpansion der Verteilereinheit bzw. der Auslasskanäle kann in hohem Ausmaß mit der gleitenden Verbindung zwischen dem zumindest einen Auslasskanal und der Gießform kompensiert

werden.

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Eine besonders hohe Gießpräzision ist erreichbar, wenn eine gleitende Bewegung der Auslassdüse relativ zur Gießform durchgeführt wird, sodass bei Gießtemperatur des Auslasskanals eine Austrittsöffnung der Auslassdüse des Auslasskanals und eine Einschussöffnung der Gießform zueinander fluchtend ausgerichtet sind, um Gießmaterial durch die Auslassöffnung über die Einschussöffnung in die Kavität einzuspritzen. Die gleitende Bewegung erfolgt dabei üblicherweise bedingt durch thermische Expansion der Verteilereinheit, insbesondere des Auslasskanals, bzw. bei einem Aufheizen der Verteilereinheit bzw. des Auslasskanals. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn die zumindest eine Auslassdüse relativ zu einer Einschussöffnung der Gießform, über welche mit der Auslassdüse bei GieRßtemperatur der Verteilereinheit bzw. des Auslasskanals Gießmaterial in die Kavität eingespritzt wird, derart ausgerichtet ist, dass eine gleitende Bewegung der Auslassdüse relativ zur Gießform durchgeführt wird, sodass bei der Gießtemperatur eine fluchtende bzw. zentrische Position zwischen einer Austrittsöffnung der Auslassdüse und der Einschussöffnung eingenommen ist. In der Regel ist die zumindest eine Auslassdüse relativ zur Einschussöffnung der Gießform, derart ausgerichtet, dass die Austrittsöffnung der Auslassdüse bei NichtgieRtemperatur, insbesondere Raumtemperatur, exzentrisch zur Einschussöffnung ist und bei Gießtemperatur, bei welcher GieRßmaterial in die Gießform einspritzbar ist bzw. auf welche die Auslasskanäle beheizt werden, durch Gleiten in eine fluchtende bzw. zentrische oder konzentrische Position verschoben wird bzw. ist. Die Gießtemperatur beträgt je nach Gießmaterial in der Regel mehrere Hundert °C, häufig etwa 600 °C, beispielsweise bei mit einer Magnesiumlegierung gebildetem GieRßmaterial. Die mit einer Wärmeexpansion verbundene relative Verschiebung zwischen Auslasskanal und Gießform beträgt in der Regel mehrere mm. Indem die Auslassdüse mit einem entsprechenden Ausmaß verschoben justiert wird, kann bei Gießtemperatur eine optimale fluchtende bzw.

zentrische Ausrichtung erreicht werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen ergeben sich aus den nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug

genommen wird, zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen

Bauteiles mit einem Thixomolding-Verfahren;

Fig. 2 eine schematische räumliche Darstellung einer Verteilereinheit;

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Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Verteilereinheit in einem Längsschnitt durch die Verteilereinheit;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Endstückes eines Auslasskanals mit einer Endbuchse;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Gießform mit einer zum Endstück der Fig. 4 korrespondierenden Aufnahme, in welche das Endstück zur Bildung einer Gleitverbindung einfügbar ist;

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Endstückes der Fig. 4 in einem in die Aufnahme

der Fig. 5 eingefügten Zustand.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer typischen Vorrichtung 1 zur Herstellung eines metallischen Bauteiles 2 durch Einspritzen von fließfähigem, insbesondere thixotropen, metallischen GieRßmaterial in eine Kavität 4 einer mehrteiligen Gießform 3. Eine solche Vorrichtung 1 umfasst üblicherweise eine Füllkammer, auch als Barrel bezeichnet, eine Fördereinheit, häufig ausgebildet als Förderschnecke, der Füllkammer stromabwärts nachgeordnet eine Verteilereinheit, über welche GieRßmaterial von der mit der Füllkammer und Fördereinheit gebildeten Fördereinrichtung 5 unter Druck zur Gießform 3 befördert wird, um das Gießmaterial in die Kavität 4 der Gießform 3 einzuspritzen sowie der Verteilereinheit 6 nachgeordnet die Gießform 3. Die Verteilereinheit 6 weist zumindest einen Einlasskanal 7 auf, welcher mit der Fördereinrichtung verbunden ist, und mehrere Auslasskanäle 8, welche mit der Gießform 3 verbunden sind, um die Kavität 4 der Gießform 3 über die Auslasskanäle 8 zeitparallel mit Gießmaterial zu befüllen. Hierzu weist jeder Auslasskanal 8 eine Auslassdüse 9 auf, mit welcher jeweils über eine zur jeweiligen Auslassdüse 9 korrespondierenden Einschussöffnung 10 der Gießform 3 GieRmaterial in die Kavität 4 einspritzbar ist. Eine solche Verteileinheit ist beispielsweise schematisch in Fig. 2 oder

Fig. 3 dargestellt.

Wie in Fig. 1 ersichtlich ist die mehrteilige Gießform 3 meist mit einer unbeweglichen ersten Platte und einer zweiten Platte, welche relativ zur ersten Platte beweglich ist, gebildet. Oberflächen der ersten Platte und/oder zweiten Platte weisen eine Negativform des zu erstellenden Bauteiles 2 auf. Durch Aneinanderanstellen der ersten Platte und zweiten Platte wird die Form geschlossen und eine zum Bauteil 2 korrespondierende

Kavität 4 gebildet. Die Auslassdüsen 9 schließen üblicherweise an die erste Platte an,

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sodass über eine Auslassdüsenöffnung der jeweiligen Auslassdüse 9 Gießmaterial in die Kavität 4 einspritzbar ist. Im Falle einer Verarbeitung von thixotropem Gießmaterial weist die Füllkammer in der Regel eine Heizung auf, mit welcher das GieRßmaterial, üblicherweise unter gleichzeitiger Scherung des GieRßmaterials mit der Förderschnecke, in einen thixotropen Zustand überführt wird. Ein anschließendes Einspritzen des Materials über die Auslassdüsen 9 in die Kavität 4 der Gießform 3 erfolgt in der Regel durch eine axiale Vorwärtsbewegung der Förderschnecke in Richtung Verteilereinheit 6 bzw.

Auslassdüsen 9.

Fig. 1 zeigt einen Verfahrenszustand nach einem Erstarrenlassen des Bauteiles 2 in der Gießform 3. Insbesondere bei einer Verarbeitung von GieRßmaterial in einem thixotropen Zustand werden dabei in der Regel in den Auslassdüsen 9 Pfropfen aus erstarrtem Gießmaterial gebildet, um ein stromabwärts den Pfropfen vorgelagertes flieRfähiges Gießmaterial an einem Austritt aus den Auslassdüsen 9 zu hindern. In Fig. 1 ist die Gießform 3 geöffnet, wobei das erstellte Bauteil 2 mit einem Roboterarm aus der Gießform 3 entnommen wird. Ein jeweiliger solcher Pfropfen wird üblicherweise in einem nächsten Herstellungszyklus bei einem Einpressen von Gießmaterial in die Form zur

Herstellung eines nächsten Bauteiles 2 mit in die Kavität 4 gepresst bzw. ausgeschossen.

Fig. 2 und Fig. 3 zeigen schematische Darstellungen einer Verteilereinheit 6, wie diese beispielsweise bei einer Vorrichtung 1 der Fig. 1 einsetzbar ist. Die Verteilereinheit 6 weist einen Einlasskanal 7 und zwei Auslasskanäle 8 auf, um über den Einlasskanal 7 zugeführtes GieRßmaterial über die Auslasskanäle 8 der Gießform 3 zuzuführen. Die Auslasskanäle 8 weisen jeweils eine Auslassdüse 9 auf, über welche Gießmaterial in die Kavität 4 einspritzbar ist. Die Auslasskanäle 8 sind mit Rohren gebildet, welche gieRßmaterialleitend mit dem Einlasskanal 7 verbunden sind. Unterschiedliche Auslasskanäle 8 sind dabei in der Regel in einer Richtung quer zu einer Längsachse der Auslasskanäle 8 voneinander beabstandet, um eine gegenseitige Störung, beispielsweise aufgrund von auftretenden mechanischen Kräften und/oder Wärmeausdehnungen, zu minimieren. Um eine hohe Robustheit zu erreichen, kann die Verteilereinheit 6 mit einem Verteilerkörper 11, aufweisend einen Einlasskanalabschnitt und zwei Auslasskanalabschnitte, gebildet sein, um über den Einlasskanalabschnitt zugeführtes Gießmaterial auf die Auslasskanalabschnitte aufzuteilen. Der Einlasskanalabschnitt und

die Auslasskanalabschnitte sind üblicherweise an einem gemeinsamen Kreuzungspunkt

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gießmaterialleitend miteinander verbunden. Mit Rohren gebildete Auslasskanalteile schließen üblicherweise an die Auslasskanalabschnitte an, um Gießmaterial zur Gießform 3 weiterzuleiten. Zweckmäßig kann der Verteilerkörper 11 eine oder mehrere

Heizeinrichtungen 24 aufweisen.

Um mechanische Spannungen bis hin zu Verformungen bzw. Verbiegungen der Auslasskanäle 8 zu vermeiden, sind die Auslasskanäle 8 jeweils mit einer Gleitverbindung gleitend mit der Gießform 3 verbunden, um eine Relativbewegung zwischen der jeweiligen Auslassdüse 9 und der Gießform 3 in einer Richtung quer zur Längsachse der Auslasskanäle 8 bzw. Einspritzrichtung der Auslassdüse 9 zu ermöglichen. Auf diese Weise können durch Wärmexpansion verursachte mechanische Spannungen in Form einer Relativbewegung zwischen den Auslassdüsen 9 bzw. Auslasskanälen 8 abgebaut

werden.

Fig. 4 zeigt ein Endstück 13 eines Auslasskanals 8, aufweisend eine Auslassdüse 9. Zweckmäßig können die Auslasskanäle 8 der Fig. 1 bis Fig. 3 derart ausgebildet sein. Das Endstück 13 weist eine Temperierungsvorrichtung auf, welche vorzugsweise als Induktionsheizung 14 ausgebildet ist, um in der Auslassdüse 9 befindliches Gießmaterial zu temperieren, insbesondere zu heizen. Das Endstück 13 des Auslasskanals 8 ist in eine Endbuchse 15 eingefügt, welche mit einem ersten Endbuchsenabschnitt 16 einen Umfang des Auslasskanals 8 formschlüssig umfasst und mit einem zweiten

Endbuchsenabschnitt 17 eine der Gießform 3 zugewandte Seite des Auslasskanals 8 umgreift. Der erste Endbuchsenabschnitt 16 bewirkt eine Vergrößerung eines Außendurchmessers des Endstückes 13, um das Endstück 13 formschlüssig mit der der Gießform 3 zu verbinden. Der zweite Endbuchsenabschnitt 17 bildet eine

Kontaktfläche 18, um diese auf eine zur Kontaktfläche 18 korrespondierenden Auflagefläche 19 gleitend aufzulegen. Die Endbuchse 15 kann zweckmäßig mit einer Form eines Bechers ausgebildet sein, wobei ein Becherboden des Bechers einen Durchgang aufweist, in welchen die Auslassdüse 9 mündet bzw. durch welchen die Auslassdüse 9 zumindest teilweise durchgeführt ist. Wie in Fig. 4 ersichtlich ist es günstig, wenn die Endbuchse 15 mit einer Kühlvorrichtung, beispielsweise Kühlkanälen 12,

gekühlt wird.

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Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnittes einer Gießform 3, beispielsweise einer Gießform 3 gemäß Fig. 1. Die Gießform 3 weist eine zum

Endstück 13 der Fig. 4 korrespondierende Aufnahme 20 auf, in welche das Endstück 13 bzw. die Endbuchse 15 zur Bildung einer Gleitverbindung formschlüssig einfügbar ist. Die Aufnahme 20 ist üblicherweise als Vertiefung in der Gießform 3 ausgebildet, wobei eine Einschussöffnung 10 der Gießform 3, über welche Gießmaterial in die Kavität 4 mit der Auslassdüse 9 einspritzbar ist, in einer Bodenfläche der Aufnahme 20 angeordnet ist. Die Gießform 3 bzw. deren Aufnahme 20 weist eine Verschlussvorrichtung 21 auf, mit welcher die Aufnahme 20 derart verschließbar ist, dass eine in die Aufnahme 20 eingefügte Endbuchse 15 formschlüssig in der Aufnahme 20 eingeschlossen ist, sodass eine gleitende Bewegung der Endbuchse 15 in der Aufnahme 20 quer, insbesondere orthogonal, zur Einschussrichtung der Auslassdüse 9 des Endstückes 13 ermöglicht ist. Die Verschlussvorrichtung 21 kann zweckmäßig mit einer Schraubverbindung mit einem Teil der Gießform 3 lösbar verbunden sein. Weiter in Fig. 5 ersichtlich ist, eine Pfropfenaufnahme 22, welche der Einschussöffnung 10 gegenüberliegend als Teil der Kavität 4 ausgebildet ist, um bei einem Einspritzen von Gießmaterial in die Gießform 3 einen aus der Auslassdüse 9 ausgeschossenen Pfropfen aufzunehmen. Üblicherweise weist die Gießform 3 eine Auswerfereinheit 23 auf, mit welcher ein in der Kavität 4 erstarrtes Bauteil 2 durch Verschieben der Auswerfereinheit 23 aus der Kavität 4 herausdrückbar ist. Die Gießform 3 weist in der Regel eine oder mehrere Kühlvorrichtungen, meist in Form von Kühlkanälen 12, auf, um die Gießform 3 zu kühlen. Vorzugsweise weisen die Gießform 3 und die Endbuchse 15 separat voneinander

steuerbare Kühlkanäle 12 bzw. jeweils eine eigenen Kühlvorrichtung auf.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung des Endstückes 13 des Auslasskanals 8 der Fig. 4, welcher in die Aufnahmen 20 der Fig. 5 formschlüssig eingefügt ist, sodass eine gleitende Bewegung des Endstückes 13 in eine oder mehrere Bewegungsrichtungen G quer zur Einschussrichtung der Auslassdüse 9 des Endstückes 13 ermöglicht ist. Eine Auslassöffnung der Auslassdüse 9 ist dabei zentrisch zur Einschussöffnung 10 der Gießform 3 ausgerichtet, um Gießmaterial über die Auslassdüse 9 in die Kavität 4

einzuspritzen.

Vorzugsweise weist die Gießform 3 mehrere derartige Aufnahmen 20 auf, um jeweils ein

Endstück 13 bzw. eine Endbuchse 15 eines der Auslasskanäle 8 in diese formschlüssig

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einzufügen, sodass das jeweilige Endstück 13 gleitend bewegbar in einer Richtung quer zur Einschussrichtung der jeweiligen Auslassdüse 9 ist. Bevorzugt ist jeder der

Auslasskanäle 8 auf diese Weise gleitend mit der Gießform 3 verbunden.

Indem zumindest einer der Auslasskanäle 8, üblicherweise sämtliche Auslasskanäle 8 gleitend mit der Gießform 3 verbunden sind, sodass die jeweilige Auslassdüse 9 in einer Richtung quer zu deren Einschussrichtung relativ zur Gießform 3 bewegbar ist, können im Betrieb auftretende Wärmeausdehnungen der Verteilereinheit 6 bzw. der Auslasskanäle 8 ausgeglichen werden. Beeinträchtigungen eines Einspritzvorganges können dadurch minimiert bzw. verhindert werden, wodurch ein metallisches Bauteil 2 mit hoher

Prozesssicherheit und mit hoher Qualität herstellbar ist.

Claims

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1. Vorrichtung (1) zur Erstellung zumindest eines metallischen Bauteiles (2) durch Einspritzen von fließfähigem, insbesondere thixotropen, metallischen GieRßmaterial in zumindest eine Kavität (4) einer mehrteiligen Gießform (3), umfassend stromabwärts nacheinander angeordnet eine Fördereinrichtung (5) für das fließfähige metallische Material, eine, insbesondere als HeiRkanalsystem ausgebildete, Verteilereinheit (6) sowie die mehrteilige Gießform (3), wobei die Verteilereinheit (6) einen Einlasskanal (7) aufweist, welcher mit der Fördereinrichtung (5) in Verbindung steht, und mehrere Auslasskanäle (8) mit jeweils einer Auslassdüse (9), sodass über den Verteilereinlasskanal unter Druck zugeführtes Gießmaterial über die Auslassdüsen (9) in die zumindest eine Kavität (4) der Gießform (3) einspritzbar ist, um die zumindest eine Kavität (4) gleichzeitig über die Auslassdüsen (9) mit Gießmaterial zu befüllen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Auslasskanäle (8) mit der Gießform (3) gleitend verbunden ist, um eine Relativbewegung zwischen der Auslassdüse (9) des

Auslasskanals (8) und der Gießform (3) zu ermöglichen.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal (8) mit der Gießform (3) gleitend verbunden ist, sodass die Auslassdüse (9) des Auslasskanals (8) quer, insbesondere orthogonal, zu einer Einspritzrichtung der

Auslassdüse (9) relativ zur Gießform (3) verschiebbar ist.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Gießtemperatur des Auslasskanals (8) eine Auslassöffnung der Auslassdüse (9) des Auslasskanals (8) und eine Einschussöffnung (10) der Gießform (3) durch gleitende Bewegung der Auslassdüse (9) relativ zur Gießform (3) im Wesentlichen zueinander fluchtend ausgerichtet sind, um Gießmaterial durch die Auslassöffnung über die

Einschussöffnung (10) in die Kavität (4) einzuspritzen.

4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal (8) und die Gießform (3) mit einem Formschluss miteinander gleitend verbunden sind, wobei eine Relativbewegung zwischen der Auslassdüse (9) des Auslasskanals (8) und der Gießform (3) in einer Richtung quer zur Einspritzrichtung der

Auslassdüse (9) begrenzt ermöglicht ist.

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5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal (8) einen entlang dessen Längsachse variierenden Außendurchmesser aufweist, um den Formschluss zwischen dem Auslasskanal (8) und der Gießform (3) zu bilden.

6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Formschlusses zwischen dem Auslasskanal (8) und der Gießform (3) der Auslasskanal (8) eine, insbesondere ringförmig entlang eines Umfanges des

Auslasskanals (8) verlaufende, Ausformung aufweist.

7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (13) des Auslasskanals (8) in eine, insbesondere lösbare, Endbuchse (15) eingefügt ist, wobei die Endbuchse (15) eine Vergrößerung eines Außendurchmessers des Auslasskanals (8) darstellt, um den Auslasskanal (8) mit der Gießform (3) gleitend zu

verbinden.

8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einem die Auslassdüse (9) aufweisendem Endstück (13) des Auslasskanals (8) eine, vorzugsweise ebene, Kontaktfläche (18) angeordnet ist, welche gleitend auf einer zur Kontaktfläche (18) korrespondierenden Auflagefläche (19) der Gießform (3) aufliegt, um

den Auslasskanal (8) mit der Gießform (3) gleitend zu verbinden.

9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (3) eine als Vertiefung in der Gießform (3) ausgebildete Aufnahme (20) aufweist, in welche das Endstück (13) zur gleitenden Verbindung des Auslasskanals (8)

mit der Gießform (3) eingefügt ist.

10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschlussvorrichtung (21) vorhanden ist, welche ein Lösen der gleitenden Verbindung zwischen dem Auslasskanal (8) und der Gießform (3), insbesondere

aufhebbar, verhindert.

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11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Temperierungsvorrichtung vorhanden ist, mit welcher die

Auslasskanäle (8), insbesondere die Auslassdüsen (9), temperierbar sind.

12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Auslasskanäle (8) mit mehreren aneinander anschließenden

Längssegmenten gebildet ist, deren Längsachsen winklig zueinander sind.

13. Verfahren zur Erstellung zumindest eines metallischen Bauteiles (2), insbesondere mit einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei fließfähiges metallisches GieRßmaterial zur Bildung des metallischen Bauteiles (2) von einer Fördereinrichtung (5) unter Druck über eine Verteilereinheit (6) zu einer mehrteiligen Gießform (3) geführt wird, wobei das GieRßmaterial über zumindest einen Einlasskanal (7) der Verteilereinheit (6) zu mehreren Auslasskanälen (8) der Verteilereinheit (6) geführt und über Auslassdüsen (9) der Auslasskanäle (8) in zumindest eine Kavität (4) der Gießform (3) eingespritzt wird, um die zumindest eine Kavität (4) gleichzeitig über die Auslassdüsen (9) mit GieRßmaterial zu befüllen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Auslasskanäle (8) mit der Gießform (3) gleitend verbunden ist, um eine Relativbewegung zwischen der Auslassdüse (9) des Auslasskanals (8) und der

Gießform (3) zu ermöglichen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslasskanäle (8) nach Einspritzen des Gießmaterials beheizt werden, um ein gänzliches Erstarren von in

den Auslasskanälen (8) befindlichem GieRßmaterial zu verhindern.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine gleitende Bewegung der Auslassdüse (9) relativ zur Gießform durchgeführt wird, sodass bei Gießtemperatur des Auslasskanals (8) eine Austrittsöffnung der Auslassdüse (9) des Auslasskanals (8) und eine Einschussöffnung (10) der Gießform (3) im Wesentlichen zueinander fluchtend ausgerichtet sind, um Gießmaterial durch die Auslassöffnung über

die Einschussöffnung in die Kavität (4) einzuspritzen.