DE102004051499A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Scheibenrotors - Google Patents

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Abstract

Eine Vorrichtung oder ein Verfahren zur Herstellung eines Scheibenrotors, der aus einem Metall-basierten Verbundmaterial hergestellt ist, ermöglicht die Stabilisierung einer Vorformling-Abstützung in einem Formhohlraum zum Gießen oder Druckgießen eines Scheibenrotors, während die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Vorformlinge minimiert wird. Die Vorrichtung weist eine untere Gussform (10) und eine bewegliche Kerneinrichtung (20), die einen Formhohlraum (18) zum Gießen des Scheibenrotors bilden; einen Abschnitt (24a) zum Abstützen des Vorformlings, der an einer beweglichen Kerneinrichtung (20) vorgesehen ist; einen Druck- und Formabschnitt (32) einer oberen Gießform (30) zum Aufbringen eines Drucks auf ein geschmolzenes Metall, das im Formhohlraum (18) aufgenommen ist; und einen Preformbeeinflussungsmechanismus (40) mit einer Beeinflussungsfläche (41b) auf, die in unmittelbarem Kontakt mit der oberen Seite eines Vorformlings (5) gebracht werden kann, der auf dem Abschnitt (24a) zum Abstützen des Preforms abgestützt ist: Bei Aufbringen von Druck auf das geschmolzene Metall beeinflusst der Preformbeeinflussungsmechanismus (40) den Vorformling (5) über die Einflussfläche (41b), um zu verhindern, dass der Vorformling in Folge einer Erhöhung im Druck auf das geschmolzene Metall verschoben wird.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahrung zur Herstellung eines Scheibenrotors, hergestellt aus einem Metall basierten Verbundmaterial mit einem Vorformling oder einem Preform, wie er für Scheibenbremssysteme verwendet wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Auf dem Gebiet von Scheibenrotoren für Bremssysteme hat sich der Übergang von Rotormaterialien aus Gusseisen auf Leichtmetalle wie Aluminium angesichts der Gewichtsreduzierung des Scheibenrotors beschleunigt. Forschung und Entwicklung betreffen die Verwendung von Metall basierten Verbundmaterialien d.h. ein Metallmatrixverbund (MMC) mit einer Matrix aus Aluminium oder dessen Legierung und mit einem Vorformling oder Preform, sind aktiv durchgeführt worden, um die mangelnde Festigkeit und den Verschleißwiderstand von Aluminium allein zu kompensieren. Ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminium-MMC-Rotors ist bekannt mit den Schritten eines Abstützens eines porösen Vorformlings in Stellung in einem Formhohlraum einer Gussform und eines Imprägnierens des Vorformlings mit geschmolzenem Aluminium, das in den Formhohlraum gemäß eines Druckgussverfahrens zum Durchführen eines Druckgießens gegossen wird. Diese Art des Herstellungsprozess hat als eine bedeutende wichtige Aufgabe, wie der Vorformling stabil im Formhohlraum abgestützt wird.
  • In einem Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Metallelements z.B. nach der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 01-272725 (Seiten 1 und 2) (Kokai Publication No. 01-272725) wird ein Abschnitt eines Gussfaserartikels (eine Art poröser Vorformling) hergestellt, der an einen Kern oder eine Form angepasst (oder auf ihn oder sie gesetzt) ist, sodass der angepasste Abschnitt eine geringere Faserdichte hat als der andere Abschnitt. Durch Anpassen des Abschnittes niedriger Dichte des Gussfaserartikels an den Kern oder die Form, während er ver dichtet wird, wird die Faserdichte des Gussfaserartikels über seine Gesamtheit vereinheitlicht beim Setzen des Artikels um den Kern und um die Form und der interessierende Gussfaserartikel wird in einer gewünschten Stellung im Gusshohlraum durch eine Einflusskraft gehalten, die durch eine elastische Aktion erzeugt wird, die von der Verdichtung herrührt, um eine Verschiebung der Stellung des Gussfaserartikels in Folge des Druckgießens des geschmolzenen Metalls zu unterdrücken.
  • Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-139172 (Anspruch 6) (Kokai Publication No.2003-139172) offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors, wobei ein geschmolzenes Metall in eine Kavität gegossen wird und unter Druck gesetzt wird, während ein Vorformling im Formhohlraum abgestützt und fixiert wird, der durch eine untere Gussform und eine obere Gussform gebildet ist, die beweglich aufeinander zu und voneinander weg ausgebildet sind. Die Vorrichtung weist eine bewegliche Kerneinrichtung auf, die aus einer Vielzahl von geteilten Kernsegmenten gebildet ist, die in einer ringförmigen Weise angeordnet sind und in einer radialen Richtung beweglich sind. Die bewegliche Kerneinrichtung nimmt wahlweise entweder eine geöffnete oder eine geschlossene Stellung ein, wobei in der offenen Stellung die Mehrzahl der Kernsegmente in einer äußeren radialen Richtung beweglich sind, um es einem Vorformling zu ermöglichen, in den Formhohlraum eingeführt zu werden, und in einem geschlossenen Zustand sind die Vielzahl der Kernsegmente in einer inneren radialen Richtung beweglich, um eine den Vorformling abstützenden Abschnitt zum Abstützen des äußeren Umfangs wenigstens eines Vorformlings zu bilden.
  • Zusammenfassung der Offenbarung
  • Wenn man jedoch versucht die Technologie der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 01-272725 bei der Herstellung eines Scheibenrotors einzusetzen, ist es erforderlich, den Gussfaserartikel auf die Form oder den Kern zu setzen, der einen Teil der Form bildet, während der Artikel zusammengepresst wird. Wenn die Druckfestigkeit falsch eingestellt wird, kann der Gussfaserartikel die Druckspannung nicht aushalten, sodass er beschädigt werden kann. Es ist auch erforderlich, einen Gussfaserartikel mit einer örtlich unterschiedlichen Faserdichte herzustellen.
  • Die Belastung und Kosten seiner Herstellung sind enorm. Dadurch ist es nicht einfach die Technologie von der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 01-272725 auf die Herstellung eines Scheibenrotors anzuwenden.
  • Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-139172 offenbart keinen Preformbeeinflussungsmechanismus, der dafür geeignet ist, ein Verschieben des Vorformlings infolge eines Anstiegs im Druck auf das geschmolzene Metall durch Beeinflussen des Vorformlings mittels der Beeinflussungsfläche bei Anwendung eines Drucks auf das geschmolzene Metall zu verhindern.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Scheibenrotors bestehend aus einem Metall basierten Verbundmaterial einem Vorformling herzustellen, die die Stabilisierung der Preformabstützung im Gusshohlraum für den Scheibenrotor ermöglichen, während die Wahrscheinlichkeit von Schäden des Vorformlings minimiert wird. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Scheibenrotors bereit zustellen, in dem die Beschränkungen eines verwendbaren Vorformlings verringert sind und eine Verbesserung in der Herstellungseffizienz sowie eine Reduzierung in den Herstellungskosten erreicht werden kann.
  • Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist (ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung), beruht auf einer Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors, der aus einem Metall-basierten Verbundmaterial mit einem Vorformling hergestellt ist. Vorrichtung zur umfasst eine einen Formhohlraum bildende Gussform, die einen Hohlraum zum Gießen oder Druckgießen eines Scheibenrotors zur Aufnahme des Vorformlings und eines geschmolzenen Metalls darin bildet; einen den Vorformling abstützenden Abschnitt, der an einem Teil der den Formhohlraum bildenden Gussform vorgesehen ist, um die Stellung des Vorformlings im Formhohlraum zu definieren; ein Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls und zum Aufbringen eines Drucks auf das geschmolzene Metall, das im Formhohlraum aufgenommen ist; und einen Preformbeeinflussungsmechanismus, der so vorgesehen ist, dass er relativ auf den Vorformling (4, 5) zu und von ihm weg bewegt werden kann, der durch den den Vorformling abstützenden Abschnitt abge stützt ist; wobei der Preformbeeinflussungsmechanismus eine Einflussfläche hat , die in unmittelbarem Kontakt mit einer flachen Fläche des Vorformlings sein kann; wobei der Preformbeeinflussungsmechanismus dafür bestimmt ist, den Vorformling im Formhohlraum in Verbindung mit dem den Vorformling abstützenden Abschnitt zu positionieren und das Verschieben des Vorformlings infolge eines Druckanstiegs auf das geschmolzene Metall bei Anwendung eines Drucks auf das geschmolzene Metall durch die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls durch Beeinflussung des Vorformlings mittels der Einflussfläche zu verhindern.
  • Gemäß der Erfindung (Vorrichtung), wie sie in Anspruch 1 definiert ist (erster Aspekt der vorliegenden Erfindung) wird ein Positionieren des Vorformlings im Formhohlraum durch die Zusammenarbeit zwischen einem den Vorformling abstützenden Abschnitts, der an einen Teil der den Formhohlraum bildenden Gussform vorgesehen ist, und dem Preformbeeinflussungsmechanismus durchgeführt (z.B. durch Einschieben oder Einquetschen des Vorformlings zwischen dem den Vorformling abstützenden Abschnitt und dem Preformbeeinflussungsmechanismus). Demgemäss kann der Vorformling positiv in einer Stellung gehalten werden, die durch den den Vorformling abstützenden Abschnitt definiert ist. Da der Preformbeeinflussungsmechanismus relativ auf den Vorformling zu und von ihm weg bewegt werden kann, der durch den den Vorformling abstützenden Abschnitt abgestützt ist, ist es leicht, die Zusammenarbeitsbeziehung zwischen dem Vorformling und dem den Vorformling abstützenden Abschnitt gleichzuhalten, wenn die Form und/oder die Größe des Vorformlings verändert wird (z.B. die Dicke des Vorformlings wird geändert). Der Freiheitsgrad, um mit der Änderung des Vorformlings fertig zu werden, ist hoch. Daher hat die vorliegende Vorrichtung den Vorteil, dass Beschränkungen der verwendbaren Vorformlinge verringert werden, sodass es leicht ist, mit Änderungen in der Gestaltung des Scheibenrotors fertig zu werden.
  • Das geschmolzene Metall im Formhohlraum wird an einer Leckage daraus dadurch gehindert, dass die Einflussfläche des Preformbeeinflussungsmechanismus in einen unmittelbaren Kontakt mit der flachen Seite des Vorformlings gebracht wird, der durch den den Vorformling abstützenden Abschnitt abgestützt ist. Ein unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls durch das Druckmittel für das geschmolzene Metall führt dazu, dass das geschmolzene Metall den Vorformling imprägniert. Ein Verschieben des Vorformlings infolge eines Anstiegs im Druck, der auf das geschmolzene Metall in der Kavität angewandt wird, wird dadurch verhindert, dass der Vorformling in einer Stellung positioniert wird, die durch den Abschnitt zum Abstützen des Vorformlings definiert wird, und durch die Einflussfläche des Preformbeeinflussungsmechanismus beeinflusst wird. Da der Preformbeeinflussungsmechanismus in einem unmittelbaren Kontakt mit dem Vorformling mittels seiner Beeinflussungsfläche steht, wird die Beeinflussungskraft des Preformbeeinflussungsmechanismus nicht auf einen sehr engen Bereich des Vorformlings konzentriert. Die Wahrscheinlichkeit eines Schadens am Vorformling durch die Beeinflussungskraft ist sehr gering. Demgemäss kann die vorliegende Vorrichtung die Stabilisierung der Abstützung des Vorformlings im Gusshohlraum für den Scheibenrotor erreichen, während die Wahrscheinlichkeit eines Schadens am Vorformling minimiert wird.
  • Die Erfindung, wie sie in Anspruch 2 definiert ist, ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittel zum unter Drucksetzen des geschmolzenen Metalls einen im Wesentlichen zylindrischen Druck- und Formabschnitt zum Formen einer zentralen Ausnehmung des Scheibenrotors während des Aufbringens eines Drucks auf das geschmolzene Metall, das im Formhohlraum aufgenommen ist; und einen Antriebsmechanismus für den Druck- und Formabschnitt zum Antreiben des Druck- und Formabschnitts in einer Richtung entlang einer zentralen Achse des Formhohlraums umfassen, so dass der Druck- und Formabschnitt auf den Formhohlraum zu und von ihm weg bewegbar ist.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 kann der im Wesentlichen zylindrische Druck- und Formabschnitt zum Formen einer zentralen Ausnehmung des Scheibenrotors auf den Formhohlraum zu und von diesem weg entlang der zentralen Achse des Formhohlraums mittels eines Antriebsmechanismus für den Druck- und Formabschnitt bewegt werden. Demgemäss wird der im Wesentlichen zylindrische Druck- und Formabschnitt in das geschmolzene, in die Kavität geladene Metall bewegt durch Betätigung des Antriebsmechanismus für den Druck- und Formabschnitt, so dass das geschmolzene Metall unter Druck gesetzt wird. Im Ergebnis wird gleichzeitig eine Imprägnierung des Vorformlings mit dem geschmolzenen Metall und ein Formen der zentralen Ausnehmung des Scheibenrotors entsprechend der Form des Druck- und Formabschnitts erreicht.
  • Die Erfindung, wie sie in Anspruch 3 definiert ist, ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Preformbeeinflussungsmechanismus Positioniermittel mit der Einflussfläche und einer ringförmigen Form umfasst, die es dem Positioniermittel ermöglicht an den im Wesentlichen zylindrischen Druck- und Formabschnitt von einer externen Stellung angepasst zu werden, wobei die Positioniermittel in einer Richtung entlang der zentralen Achse des Formhohlraums unabhängig vom Druck- und Formabschnitt bewegbar sind; und einem Positioniermittelantriebsmechanismus zum Antreiben der Positioniermittel in einer Richtung entlang der zentralen Achse des Formhohlraums umfasst, so dass die Positioniermittel auf den Vorformling zu und von ihm weg bewegt werden können, der von dem den Vorformling abstützenden Abschnitt abgestützt ist.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 ist das ringförmige Positionierelement, dass den Preformbeeinflussungsmechanismus bildet, in einer Richtung entlang der zentralen Achse des Formhohlraums beweglich (in einer Richtung auf den Druck- und Formabschnitt zu und von diesem weg oder in einer Richtung auf den Vorformling, der von dem Abschnitt zum Abstützen des Vorformlings abgestützt ist, zu oder weg) unabhängig von dem im Wesentlichen zylindrischen Druck- und Formabschnitt, der das Druckmittel zum unter Druck setzen des geschmolzenen Metalls bildet. Demgemäss kann ein Positionieren des Vorformlings durch unabhängiges Bewegen des Positionierelements in eine Stellung erreicht werden, in der die Einflussfläche des Positionierelements in unmittelbaren Kontakt mit der flachen Seite des Vorformlings kommt, bevor der im Wesentlichen zylindrische Druck- und Formabschnitt betätigt wird. Selbst wenn der Druck auf das geschmolzene Metall (das heißt der Innendruck im Formhohlraum) allmählich erhöht wird, wenn der Druck- und Formabschnitt in das geschmolzene Metall im Formhohlraum fortfährt einzufahren, kann die Einflusskraft der Einflussfläche des Positionierelements, das auf die flache Seite des Vorformlings angewandt wird, im Einklang mit der Änderung im Druck auf das geschmolzene Metall geändert werden. Damit kann die Beschädigung eines Vorformlings positiv verhindert werden und der Vorformling kann an einer gewünschten Stellung in Formhohlraum zurückgehalten werden.
  • Die Erfindung, wie sie in Anspruch 4 definiert ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner Kontrollmittel, die elektrisch oder mechanisch mit wenigstens dem Preformbeeinflussungsmechanismus verbunden sind und einem Druck erfassen, der auf das geschmolzene Metall durch die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls aufgebracht wird, zum Steuern oder Regeln einer Einflusskraft der Einflussfläche aufweist, die auf den Vorformling in Abhängigkeit des auf das geschmolzene Metall aufgebrachten Drucks angewandt wird.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 erfasst das Kontrollmittel, das elektrisch oder mechanisch mit wenigstens dem Preformbeeinflussungsmechanismus verbunden ist, den Druck, der auf das geschmolzene Metall durch das Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metall aufgebracht wird, zum Steuern oder Regeln der Einflusskraft der Einflussfläche des Preformbeeinflussungsmechanismus, der auf die flache Seite des durch den Abschnitt zum Abstützen des Vorformlings abgestützten Vorformlings angewandt wird, in Abhängigkeit des Drucks auf das geschmolzenen Metall. Demgemäss kann ein geschlossener Regelkreis des Preformbeeinflussungsmechanismus erreicht werden, so dass die Einflusskraft der Einflussfläche, die auf die flache Seite des Vorformlings angewandt wird, in Abhängigkeit von und als Folge der Änderung im Druck auf das geschmolzene Metall geändert werden kann, selbst wenn das Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls den Druck auf das geschmolzene Metall, (das heißt, den Innendruck im Formhohlraum) allmählich erhöht. Insbesondere kann eine Regelung erreicht werden, so dass der Druck, der auf das geschmolzene Metall durch das Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls aufgebracht wird, konstant mit der Einflusskraft ausgeglichen wird, die auf den Vorformling durch die Einflussfläche des Preformbeeinflussungsmechanismus angewandt wird. Daher kann der Vorformling in einer gewünschten Position im Formhohlraum zurückgehalten werden, während ein unerwarteter Schaden des Vorformlings infolge der Differenz zwischen dem Druck, der auf das geschmolzene Metall durch das Druckmittel zum unter Druck Setzen des Metalls angewandt wird, und der Einfluss kraft verhindert wird, die auf den Vorformling durch die Einflussfläche des Preformbeeinflussungsmechanismus angewandt wird.
  • Die Erfindung, wie sie in Anspruch 5 definiert ist, ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die den Formhohlraum bildende Gussform wenigstens eine untere Gussform, die eine untere Wandung des Formhohlraums bildet, und eine bewegliche Kerneinrichtung aufweist, die an der unteren Gussform zur Bildung zumindest der inneren Seitenwandung des Formholraums vorgesehen ist; dass die bewegliche Kerneinrichtung eine Vielzahl von Kernsegmenten umfasst, die in einer ringförmigen Weise um die zentrale Achse des Formhohlraums angeordnet sind und in radialer Richtung des Formhohlraums beweglich sind; wobei die bewegliche Kerneinrichtung wahlweise entweder einen expandierten Zustand einnimmt, in dem alle Kernsegmente in einer äußeren radialen Richtung bewegt sind, um es dem Vorformling zu ermöglichen, in den Formhohlraum eingeführt zu werden, oder einen zusammengefahrenen Zustand einnimmt, in dem alle Kernsegmente in einer inneren radialen Richtung bewegt sind, um eine innere periphere Seitenwandung des Formhohlraums zu bilden; und dass alle oder einige der Mehrzahl der Kernsegmente an ihrem inneren Umfang mit dem den Vorformling abstützenden Abschnitt ausgebildet sind.
  • Gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 weist die bewegliche Kerneinrichtung, die die innere periphere Seitenwandung des Formhohlraums bildet, eine Mehrzahl von Kernsegmenten auf, die in einer ringförmigen Weise um die zentrale Achse des Formhohlraums herum angeordnet sind und in radialer Richtung des Formhohlraums beweglich sind. Die bewegliche Kerneinrichtung kann wahlweise entweder einen expandierten oder zusammengefahrenen Zustand einnehmen, wobei im expandierten Zustand alle Kernsegmente in einer äußeren radialen Richtung bewegt sind und im zusammengefahrenen Zustand alle Kernsegmente in einer inneren radialen Richtung bewegt sind. Da alle Kernsegmente von der zentralen Achse des Formhohlraums getrennt sind, wenn sich die bewegliche Kerneinrichtung im expandierten Zustand befindet, stellen die Kernsegmente und der Abschnitt zum Abstützen des Vorformlings, der an der inneren Peripherie der Segmente angeformt ist, kein Hindernis dar, so dass der Vorformling sanft in den Formhohlraum eingeführt werden kann, ohne durch die Segmente oder den Abschnitt zum Abstützen des Vor formlings behindert zu werden. Befindet sich die bewegliche Kerneinrichtung im zusammengefahrenem Zustand, sind alle Kernsegmente nahe der zentralen Achse des Formhohlraums, um eine innere periphere Seitenwandung des Formhohlraums zu bilden, und der Abschnitt zum Abstützen des Vorformlings, der an der inneren Peripherie der Kernsegmente vorgesehen ist, ist in der Lage die Funktion eines Positionieren des Vorformlings im Formhohlraum in Verbindung mit dem Preformbeeinflussungsmechanismus durchzuführen.
  • Die Erfindung, wie sie in Anspruch 6 definiert ist, beruht auf einem Verfahren zur Herstellung eines Scheibenrotors, der aus einem Metall basierten Verbundmaterial besteht, mit einem Vorformling unter Verwendung einer Vorrichtung, die eine einen Formhohlraum bildende Gussform aufweist, die den Formhohlraum zum Gießen oder Druckgießen eines Scheibenrotors bildet, mit einem den Vorformling abstützenden Abschnitt, der an einem Teil der den Formhohlraum bildenden Gussform vorgesehen ist, einem Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls zum Aufbringen eines Drucks auf das geschmolzene Metall, das im Formhohlraum aufgenommen ist, und einem Preformbeeinflussungsmechanismus mit einer Einflussfläche, die in unmittelbarem Kontakt mit einer flachen Seiten des Vorformlings sein kann. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Vorbereitungsschritt umfasst, um die Einflussfläche des Preformbeeinflussungsmechanismus in unmittelbarem Kontakt mit der flachen Fläche des Vorformlings zu bringen, der durch den den Vorformling abstützenden Abschnitt abgestützt ist, um den Vorformling im Formhohlraum zu positionieren; und einen Schritt zum Aufbringen eines Drucks auf das geschmolzene Metall umfasst, das im Formhohlraum aufgenommen ist, durch die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls; wobei beim Schritt des Druck Aufbringens der Druck, der auf das geschmolzene Metall durch die Druckmittel aufgebracht wird, konstant mit einer Einflusskraft ausgeglichen wird, die auf den Vorformling durch den Preformbeeinflussungsmechanismus angewandt wird, durch allmähliches Erhöhen der Kraft zum Beeinflussen der flachen Seite des Vorformlings durch eine Einflussfläche des Preformbeeinflussungsmechanismus in Übereinstimmung mit einem Ansteigen des Drucks, der auf das geschmolzene Metall durch die Druckmittel aufgebracht wird.
  • Die Erfindung nach Anspruch 6, (der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung) beruht im allgemeinen auf einem Verfahren zur Herstellung eines Scheibenrotors, der aus einem Metall-basierten Verbundmaterial mit einem Vorformling hergestellt wird unter Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors nach dem ersten Aspekt (Ansprüche 1 bis 5). Gemäß dem Verfahren des Anspruch 6 wird der Druck, der auf das geschmolzene Metall durch die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls aufgebracht wird, konstant mit der Einflusskraft ausgeglichen, die auf den Vorformling durch den Preformbeeinflussungsmechanismus aufgebracht wird, indem allmählich die Einflusskraft, die auf die flache Seite des Vorformlings durch die Einflussfläche des Preformbeeinflussungsmechanismus angewandt wird, in Einklang mit einem Anstieg im Druck ausgeglichen wird, der auf das geschmolzene Metall aufgebracht wird, wenn das geschmolzene Metall im Formhohlraum durch das Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls unter Druck gesetzt wird. Demgemäß wird jeder Druckunterschied zwischen der flachen Seite des Vorformlings, mit dem die Einflussfläche des Preformbeeinflussungsmechanismus in unmittelbarem Kontakt steht, und der dazu gegenüberliegenden Seite am Auftreten gehindert. Im Ergebnis kann der Vorformling in einer gewünschten Stellung in der Kavität zurückgehalten werden, während eine unerwartete Schädigung des Vorformlings in Folge einer Druckdifferenz verhindert wird.
  • Weiter bevorzugte Ausführungsformen und zusätzliche erfindungsgemäße Anforderungen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschieben.
  • a) In den ersten bis sechsten Aspekten wird der Vorformling aus einem nicht kompressiblen porösen anorganischem gesinterten Metall hergestellt. (b) Nach dem ersten bis sechsten Aspekt wird der Formhohlraum zum Gießen des Scheibenrotors als eine Kavität (Gussraum) mit einer Rotationssymmetrie gebildet, sodass die zentrale Achse des Formhohlraums zum Gießen des Scheibenrotors in Linie mit der des herzustellenden Scheibenrotors ist.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors vorgesehen, der aus einem Metall basierten Verbundmaterial hergestellt ist, mit wenigstens einem Vorformling, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine einen Formhohlraum bildende Gussform und einen Kern umfasst, der in der Form zur Bildung eines Formhohlraums zum Gießen oder Druckgießen eines Scheibenrotors angeordnet ist zur Aufnahme des Vorformlings und des geschmolzenen Metalls; ein Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls und zum Aufbringen eines Drucks auf das geschmolzene Metall, das im Formhohlraum aufgenommen ist; einen den Vorformling abstützenden Abschnitt, der an einem Teil des Kerns zum Abstützen einer unteren Seite des Vorformlings vorgesehen ist; einem Vorformling-Positioniermittel zum Abstützen einer oberen Seite des Vorformlings und zum Beeinflussen des Vorformlings zwischen dem den Vorformling abstützenden Abschnitt und dem Vorformling-Positioniermittel; einem Antriebsmechanismus für das Vorformling-Positionierelement zum Beeinflusen des Vorformlings-Positionierelements in Richtung auf den Vorformling; einem Drucksensor zur Erfassung eines auf das Vorformling-Positioniermittel angewandten Drucks über den Vorformling, der durch das geschmolzene Metall aufgebracht wird, das in dem Formhohlraum gegossen wird und durch die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls unter Druck gesetzt wird; eine Kontrolleinrichtung zum Steuern oder Regeln des auf den Vorformling aufgebrachten Drucks, der durch den Antriebsmechanismus des Vorformling-Positioniermittels mit Bezug zu Informationen über den angewandten Druck aufgebracht wird, der von dem Drucksensor (45) eingegeben wird.
  • Gemäß der Vorrichtung zum Herstellen eines Scheibenrotors nach dem dritten Aspekt kann eine Stabilisierung der Abstützung des Vorformlings im Formhohlraum zum Gießen oder Druckgießen des Scheibenrotors erreicht werden, während die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Vorformlings minimiert wird. Da gemäß dieser Herstellungsvorrichtung die Beschränkung auf die verwendbaren Vorformlinge verringert werden und der Freiheitsgrad hoch ist, um mit Änderungen im Vorformling fertig zu werden, kann eine Verbesserung in der Arbeitseffizienz und eine Verringerung an Herstellungskosten erreicht werden.
  • Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors vor, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass die den Formholraum bildende Gussform eine untere Gussform und eine obere Gussform aufweist; und dass die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls in einem zentralen Abschnitt der oberen Gussform angeordnet sind, um in den Formhohlraum bewegbar zu sein, und dass das Vorformling-Positioniermittel eine ringförmige Form hat und um die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls herum in der oberen Gussform angeordnet ist, um vertikal beweglich zu sein.
  • Gemäß der Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors kann die Vorrichtung kompakt gebaut werden.
  • Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors vor, der ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass der Vorformling eine ringförmige Form hat; dass der den Vorformling abstützenden Abschnitt eine ringförmige Oberfläche hat, die in einen unmittelbaren Kontakt mit einem äußeren Umfang einer unteren Seite des Vorformlings von ringförmiger Form kommt, und dass die Vorformling-Positioniermittel eine ringförmige Oberfläche haben, die in unmittelbarem Kontakt mit einer oberen Fläche des Vorformlings einer ringförmigen Form kommt.
  • Gemäß der Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors kann die Preformabstützung stabilisiert werden, während das geschmolzene Metall unter Druck gesetzt wird.
  • Die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Erfindung werden wie folgt zusammengefasst. In Übereinstimmung mit einer Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors wie sie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 definiert ist, kann eine Stabilisierung der Preformabstützung im Formhohlraum zum Gießen des Scheibenrotors erreicht werden, während die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Vorformlings minimiert wird. Da gemäß dieser Herstellungsvorrichtung die Beschränkung am verwendbaren Vorformling geringer sind und der Freiheitsgrad hoch ist, um mit der Änderung in der Form des Vorformlings fertig zu werden, kann eine Verbes serung in der Arbeitseffizienz und eine Verringerung an Herstellungskosten erreicht werden.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Scheibenrotors, wie es in Anspruch 6 definiert ist, kann ein unerwarteter Schaden des Vorformlings infolge einer Druckdifferenz der flachen Flächenseite des Vorformlings, die in unmittelbarem Kontakt mit der Einflussfläche des Preformbeeinflussungsmechanismus kommt, und ihrer gegenüberliegenden Seite verhindert werden, indem verhindert wird, dass solch eine Druckdifferenz entsteht, und der Vorformling kann stabil in der gewünschten Stellung im Formhohlraum zurückgehalten werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors zeigt, wenn sich die bewegliche Kerneinrichtung im ausgefahrenen Zustand befindet;
  • 2 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors zeigt, wenn sich die bewegliche Kerneinrichtung im zusammengefahrenen Zustand befindet;
  • 3A ist eine schematische Schnittansicht, die einen vergrößerten Formhohlraum und deren Nachbarschaft der Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors zeigt, wenn er druckgegossen wird;
  • 3B ist eine schematische Schnittansicht, die einen vergrößerten Formhohlraum und deren Nachbarschaft der Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors zeigt, wenn er druckgegossen wird
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Kernsegment zeigt, das eine bewegliche Kerneinrichtung bildet;
  • 5 ist eine Ansicht von unten auf das Positionierelement; und
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Scheibenrotor des belüfteten Typs zeigt, der hergestellt werden soll.
  • Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wird mittels eines Ausführungsbeispiels beschrieben, in dem eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminium-MMC-Scheibenrotors mit Bezug auf die Zeichnungen dargestellt wird.
  • (Scheibenrotor)
  • 6 zeigt die Zusammenfassung eines Aluminium-MMC-Scheibenrotors des ventilierten Typs, der produziert werden soll. Der Scheibenrotor weist einen Hauptkörper 61 auf, der im Wesentlichen scheibenförmig ist und einen zylindrischen Abschnitt 62 mit einer Oberseite hat, die von der oberen Oberfläche des Hauptkörpers 61 in dessen Mitte hervortritt. Der zylindrische Abschnitt 62 hat einen diametrischen Schnitt (Querschnitt), der die Form eines Huts hat. Der zylindrische Abschnitt 62 ist an seiner Innenseite mit einer zentralen Ausnehmung (nicht gezeigt) versehen, die sich zum Hauptkörper 61 (die Seite des Hauptkörper 61 gegenüberliegend zum zylindrischen Abschnitt) öffnet. Der Hauptkörper 61 ist mit einer Vielzahl von Belüftungslöchern 63 gebildet, die sich zu seinem Außenumfang öffnen und sich grundsätzlich in seiner radialen Richtung erstrecken. Der Hauptkörper ist an seinen äußeren und inneren Gleitflächen mit äußerem und inneren Verbundmaterialabschnitten 64 bzw. 65 versehen.
  • Der hauptkörper 61 und der zylindrische Abschnitt 62 des Scheibenrotors sind aus Aluminium (oder seiner Legierung) (Aluminium/Legierung werden in dieser Anmeldung der Einfachheit halber als „Aluminium" angesprochen) hergestellt, während die äußeren und inneren Verbundmaterialabschnitte 64 und 65 durch Imprägnieren ringförmiger Vorformlinge 4 und 5 (siehe 1 bis 3) mit Aluminium oder seiner Legierung hergestellt werden. Der Vorformling kann einen porösen keramischen gesinterten Artikel umfassen, der durch Formen oder Spritzgießen von Keramikartikeln aus Siliziumkarbid und dergleichen und dann durch deren Befeuerung (Sinterung) hergestellt wird, einen porösen Metalloxid-Festkörper, der durch Formen oder Spritzgießen von Aluminiumpartikeln und dergleichen und deren unter Druck Setzen oder Befeuerung zur Verfestigung hergestellt ist, oder einen Gussfaserartikel, in den anorganische Fasern aus Metall oder Keramik gegossen werden. Die mecha nische Festigkeit und Verschleißfestigkeit der Gleitabschnitte kann durch Bilden der Gleitabschnitte des Scheibenrotors aus Verbundmaterialabschnitten 64, 65 verbessert werden, in denen solch ein Vorformling mit Metall imprägniert wird.
  • (Vorrichtung zur Herstellung des Scheibenrotors) Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors eine scheibenförmige untere Gussform 10, die in der unteren Stellung der Vorrichtung angeordnet ist, eine spezielle bewegliche Kerneinrichtung 20, die auf der unteren Gussform 10 angeordnet ist, eine obere Gussform 30 über der unteren Gussform und der beweglichen Kernvorrichtung, so dass die Gussform 30 auf die untere Gussform 10 zu und von dieser weg beweglich ist, und einen Preformbeeinflussungsmechanismus 40 auf, der zusammen mit der oberen Gussform 30 vorgesehen ist.
  • Die untere Gussform 10 umfasst eine scheibenförmige Stützplatte 11 und einen Hauptkörper 12 der unteren Gussform. Der untere Gussformhauptkörper 12 ist angepasst an und fixiert in einer Ausnehmung 11a, die in der Mitte der Stützplatte 11 gebildet ist und kreisförmig ist, wenn man in der Zeichnung von oben darauf schaut. Die obere Endseite der Stützplatte 11 ist mit der des unteren Gussformhauptkörpers 12 bündig, um eine bündige horizontale Führungsfläche 16 zu bilden. Die untere Form 10 ist auf der oberen Seite und in deren Mitte mit einer Gussausnehmung 12b mit einer ringförmigen Stufe (stufenförmige Ausnehmung) 12a ausgebildet. Die Stufe 12a hat einen Durchmesser und eine Tiefe, die im Wesentlichen den Abmessungen eines ersten Vorformlings 4 (äußerer Vorformling) entspricht. Der erste Vorformling 4 wird innerhalb der Stufe 12a platziert. Eine Vielzahl von Antriebsaktuatoren 13 (vier Aktuatoren in der vorliegenden Ausführungsform) stehen unter der Abstützplatte 11, so dass sie die zentrale Achse C der Vorrichtung umgeben. Die Stange 13a jedes Antriebsaktuators ist mit der Unterseite der Abstützplatte 11 verbunden. Die untere Form 10 ist durch diese Antriebsaktuatoren 13 horizontal abgestützt und wird entlang der zentralen Achse C auf und ab bewegt in Abhängigkeit der Ausdehnung oder des Rückzugs der Stange 13a der Aktuatoren, während sie in ihrem horizontalen Zustand gehalten wird. Die untere Gussform 10 kann zwischen einer oberen Stand-by-Stellung, gezeigt in Figur ner oberen Stand-by-Stellung, gezeigt in 1, und in einer unteren Gussstellung, gezeigt in 2, bewegt werden.
  • Die Herstellungsvorrichtung umfasst ferner eine Vielzahl (36 Stifte in der vorliegenden Ausführungsform) von geneigten Stiften 14, die an einem Sicherungsabschnitt (nicht gezeigt), der unter der Abstützplatte 11 vorgesehen ist, abgestützt und befestigt sind. Die geneigten Stifte 14 sind in gleichmäßigem Abstand um die zentrale Achse C der Vorrichtung angeordnet. Jeder der Stifte 14 ist geneigt, sodass das sein oberes Ende weiter von der zentralen Achse C in einer äußeren radialen Richtung der unteren Gussform 10 entfernt ist. Die Stützplatte 11 ist mit sich radial erstreckenden länglichen Löchern oder Nuten 15 ausgebildet, die so viele sind wie es der Anzahl der geneigten Stifte 14 entspricht. Die Anordnung der geneigten Stifte 14 in diesen länglichen Löchern bzw. Nuten 15 verhindert eine Interferenz zwischen der Stützplatte 11 und jedem geneigten Stift 14 in Folge der vertikalen Bewegung der unteren Gussform 10.
  • Gleiter 17, die so viele sind wie es der Anzahl der geneigten Stifte 14 entspricht, werden auf der Oberseite der unteren Gussform 10 (horizontale Führungsfläche 16) platziert. Die Gleiter 17 sind um die zentrale Achse C der Vorrichtung in einem gleichmäßigen Abstand und in radialer Weise angeordnet. Jeder Gleiter 17 ist mit einem geneigten Führungsloch 17a ausgebildet, dass sich hindurch erstreckt und durch das der entsprechende geneigte Stift 14 gelegt ist. Alle Gleiter 17 sind in einer radialen Richtung (eine Richtung auf die zentrale Achse C zu und von dieser weg) der Vorrichtung in Synchronisation miteinander bei einer Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der unteren Gussform 10 basierend auf der Führungsbeziehung zwischen den Führungslöchern 17a und den geneigten Stiften 14 gleitbar. Insbesondere gleitet jeder Gleiter 17 in einer äußeren radialen Richtung (eine Richtung weg von der zentralen Achse C), wenn sich die untere Gussform 10 aufwärts bewegt, und gleitet in einer inneren radialen Richtung (eine Richtung auf die zentrale Achse C zu), wenn sich die untere Gussform abwärts bewegt.
  • Ein Kernsegment ist integral mit dem Ende jedes Gleiters 17 geformt, das der zentralen Achse C nahe ist. Wie in 4 gezeigt, weist das Kernsegment 21 einen blockförmigen Hauptkörper 22 mit einer vertikalen Vorderseite 23, einem vorspringenden Abstützabschnitt 24, vorgesehen an der vertikalen Vorderseite 23, und einem Belüftungsloch formenden Abschnitt 25 auf, der von dem vorspringenden Abstützabschnitt 24 in einer Richtung nach vorne vortritt. Die obere Endseite 24a des vorspringenden Abstützabschnitts 24 schneidet die vertikale Vorderseite 23 im rechten Winkel. Wenn die Kernsegmente 21 auf der horizontalen Führungsfläche 16 zusammen mit den Gleitern 17 angeordnet sind, stellen die oberen Endseiten 24a der vorspringenden Abstützabschnitte 24 einen horizontalen Abschnitt zum Abstützen des Vorformlings zur Verfügung. Die bewegliche Kerneinrichtung wird durch die Anordnung einer Vielzahl von Kernsegmenten 21 gebildet, die mit den Gleitern 17 in einer ringförmigen Weise um die zentrale Achse C herum integral sind.
  • Die bewegliche Kerneinrichtung 20 nimmt einen expandierten Zustand oder einen zusammengefahrenen Zustand in Abhängigkeit der Höhenanordnung der unteren Gussform 10 ein. Das heißt, wenn alle Gleiter 17 und die Kernsegmente 21 in einer äußeren radialen Richtung der Vorrichtung dadurch bewegt sind, dass die untere Gussform 10 in einer oberen Standby-Stellung gemäß 1 angeordnet wird, nehmen sie den ausgefahrenen Zustand ein, in dem alle Kernsegmente am weitesten von einander entfernt sind. Wenn in Gegensatz dazu alle Gleiter 17 und die Kernsegmente 21 in eine innere radiale Richtung dadurch bewegt sind, dass die untere Gussform 10 in einer unteren Gussstellung gemäß 2 angeordnet ist, nehmen sie einen zusammengefahrenen Zustand ein, in dem die Kernsegmente 21 am nächsten zueinander bewegt sind. Im zusammengefahrenen Zustand werden die vertikalen Vorderseiten 23 der Kernsegmente 21 zusammengeführt, um eine innere periphere Seitenwandung eines Formhohlraums 18 zum Gießen eines Scheibenrotors zu formen. Zu dieser Zeit bildet die untere Gussform 10 die untere Wandung der Kavität 18. Die zentrale Achse des Formhohlraums 18 ist in Linie mit der zentralen Achse C der Vorrichtung. Andererseits sind im expandierten Zustand alle Kernsegmente 21 bis zur äußersten Grenze ausgedehnt. Es wird möglich oder leicht, Vorformlinge 4, 5 aus einer externen Stellung in einen Hohlraumbereich einzuführen, der von den Kernsegmenten 21 umgeben ist.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind die obere Gussform 30 und der Preformbeeinflussungsmechanismus 40 über der unteren Gussform 10 und der beweglichen Kerneinrichtung 20 angeordnet. Die obere Gussform 30 weist ein Gehäuse 31 und einen zylindrischen Druck- und Formabschnitt 32 auf, der aus dem Boden des Gehäuses 31 hervortritt. Der Druck- und Formabschnitt 32 hat einen Durchmesser, der vorbestimmt geringfügig kleiner als der Durchmesser der zentralen Löcher der ringförmigen Vorformlinge 4, 5 ist. Die obere Gussform 30 ist zur Wirkverbindung mit einem oberen Gussformantriebsmechanismus 33 verbunden, so dass die obere Gussform 30 aufwärts oder abwärts entlang der zentralen Achse C der Vorrichtung durch den oberen Gussformantriebsmechanismus 33 bewegt werden kann. Wenn die obere Gussform 30 sich auf oder ab bewegt, bewegt sich der Druck- und Formabschnitt 32 in den Formhohlraum 18 hinein oder aus dem Formhohlraum 18 heraus, der durch die untere Gussform 10 und die bewegliche Kerneinrichtung 20 im zusammengefahrenen Zustand definiert ist. Daher dient der obere Gussformantriebsmechanismus 33 auch als Antriebsmechanismus für den Druck- und Formabschnitt zur Bewegung des Druck- und Formabschnitts 32 auf den Formhohlraum 18 zu oder von ihm weg.
  • Der zylindrische Druck- und Formabschnitt 32 ist an seiner Peripherie mit einem ringförmigen Positionierungselement 41 versehen. Gemäß 5 ist das Positionierelement 41 mit einem zentralen Loch 41a mit einem Innendurchmesser ausgebildet, der dem Durchmesser des Druck- und Formabschnitts 32 entspricht, und erstreckt sich durch das Element 41. Das Positionierelement 41 ist äußerlich an den Druck- und Formabschnitt 32 in so einer Weise angepasst, dass der Druck- und Formabschnitt in das zentrale Loch 41a (vergleiche 1) eingefügt wird. Das Positionierelement 41 ist vertikal entlang dem Druck- und Formabschnitt 32 unabhängig von dem Druck- und Formabschnitt 32 beweglich. Das heißt, der Druck- und Formabschnitt 32 ist, wie die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls, angeordnet im zentralen Abschnitt der oberen Form 30, um in dem Formhohlraum bewegbar zu sein. Das Positionierelement 41 für den Vorformling hat eine ringförmige Form und ist um den Druck- und Formabschnitt 32 in der oberen Gussform 10 angeordnet, um vertikal bewegbar zu sein. Das Positionierelement 41 hat einen Durchmesser, der vorbestimmt ist, um im Wesentlichen dem des Formhohlraum 18 zu entsprechen, der durch die zusammengefahrene bewegliche raum 18 zu entsprechen, der durch die zusammengefahrene bewegliche Kerneinrichtung 20 definiert ist (das heißt, der Abstand zwischen den vertikalen Vorderseiten 23 von zwei Kernsegmenten 21, die einander radial gegenüberliegen). Selbst wenn sich demgemäß die bewegliche Kerneinrichtung 20 in einem zusammengefahrenen Zustand befindet, ist das Positionierelement 41 vertikal entlang der inneren umfangsmäßigen Seitenwandung des Formhohlraums 18 gleitbar, die durch die bewegliche Kerneinrichtung 20 definiert ist. Das Positionierelement 41 ist an seiner unteren Seite mit einer vorzugsweise ebenen Einflussfläche 41b ausgebildet, die in unmittelbaren Kontakt mit der oberen flachen Seite des zweiten Vorformlings 5 (innerer Vorformling) ist. Die Einflussfläche 41b des Positionierelements 41 hat eine identische Größe und Form wie die obere flache Seite des zweiten Vorformlings 5, so dass sie in vollem Kontakt miteinander sein können.
  • Die hydraulischen Aktuatoren 42 und eine Betätigungsplatte 43, die von den hydraulischen Aktuatoren 42 aufwärts oder abwärts bewegt wird, sind im Gehäuse 31 der oberen Gussform vorgesehen. Eine Vielzahl von Betätigungsstangen 44 (vier Stangen in der vorliegenden Ausführungsform), die nach unten aus der unteren Seite des Gehäuses 31 hervortreten, sind an der Betätigungsplatte 43 befestigt. Das Positionierelement 41 ist mit der Betätigungsplatte 43 über die Betätigungsstange 44 verknüpft. Die Betätigungsplatten 43 hindern das Positionierelement 41 am Herabfallen vom Druck- und Formabschnitt 32 und übertragen auf das Positionierelement 41 eine Druckkraft, die von einer Hydraulikdruckversorgung von einer Hydraulikpumpe P auf die Hydraulikaktuatoren 42 erzeugt wird. Demgemäss bilden der Hydraulikaktuator 42, die Betätigungsplatte 43, die Betätigungsstangen 44 und die Hydraulikpumpe P einen Antriebsmechanismus für das Positionierelement, der das Positionierelement 41 in einer Richtung auf die zentral Achse C antreibt. Der Antriebsmechanismus für das Positionierelement und das Positionierelement 41 bilden den Preformbeeinflussungsmechanismus 40.
  • Diese Herstellungsvorrichtung umfasst ferner Kontrollmittel mit einem Sensor 45 zum Messen des aufgebrachten Drucks, der im oberen Gussformantriebsmechanismus 33 mitumfasst ist, und eine Kontrolleinrichtung 46 mit einem darin befindlichen Mikrocomputer. Der Drucksensor 45 erfasst einen Druck, der von der oberen Gussform 30 aufgebracht wird, das heißt, einen Druck der auf das geschmolzene Metall im Formhohlraum durch den Druck- und Formabschnitt 32 aufgebracht wird, basierend auf der Größe der mechanischen Last, wenn der obere Gussformantriebsmechanismus 33 betätigt wird, und wandelt den erfassten Druck in ein elektrisches Signal um und gibt ihn an die Kontrolleinrichtung 46 aus. Die Kontrolleinrichtung 46 ist elektrisch mit dem oberen Gussformantriebsmechanismus 33 und der Hydraulikpumpe P zur elektrischen Steuerung oder Regelung derselben verbunden, um eine Folgeregelung der Anordnung der oberen Gussform 30 und des Positionierelements 41 in Übereinstimmung mit dem Herstellungsablauf der Scheibenrotoren durchzuführen. Die Kontrolleinrichtung 46 führt eine geschlossene Regelung der Fördermenge der Hydraulikpumpe P durch, das heißt, der Druck des Positionierelements 41, der von den hydraulischen Aktuatoren 42 hinsichtlich der Informationen über den Druck erzeugt wird, der von der oberen Gussform 30 aufgebracht wird, wird vom Drucksensor 45 eingegeben, wenn ein Druck auf das geschmolzene Metall durch den Druck- und Formabschnitt 32 der oberen Gussform aufgebracht wird.
  • (Verfahren zur Herstellung eines Scheibenrotors) Ein Verfahren zur Herstellung eines Scheibenrotors durch die oben genannte Herstellungsvorrichtung wird jetzt beschrieben. Als Vorbereitung des Betriebs der Vorrichtung werden der untere Gussformhauptkörper 12, der Druck- und Formabschnitt 32 der oberen Gussform und die ersten und zweiten Vorformlinge 4,5 zur Bildung der äußeren und inneren Verbundmaterialabschnitte 64, 65 des Scheibenrotors bis zu einer vorbestimmten Temperatur (z.B. 200 bis 500 °C) aufgeheizt.
  • Wenn die ersten und zweiten Vorformlinge 4,5 in Stellung in der Vorrichtung gebracht sind, wie in 1 gezeigt, wird die untere Gussform 10 nach oben in eine obere Standby Stellung durch die Antriebsaktuatoren 13 bewegt und die bewegliche Kerneinrichtung 20 wird in einen expandierten Zustand gebracht, indem die Gleiter 17 und die Kernsegmente 21 in eine äußere radiale Richtung hinsichtlich des unteren Gussformhauptkörpers 12 bewegt sind, während die obere Gussform 30 nach oben von der unteren Gussform 10 und von der beweglichen Kerneinrichtung 20 getrennt ist. Da alle Kernsegmente 21 von der zentralen Achse C im auseinandergefahrenen Zustand entfernt sind, werden die inneren peripheren Vorsprünge (24, 25) jedes Kernsegments 21 nicht zum Hindernis, so dass die Vorformlinge 4,5 in den zentralen Bereich der beweglichen Kerneinrichtung 20 eingeführt werden können. Dann wird der erste Vorformling auf der Stufe 12a des unteren Gussformhauptkörpers unter Verwendung eines Roboterarms (nicht gezeigt) platziert. Der zweite Vorformling wird auf einer Ebene im Abstand über dem ersten Vorformling 4 durch den Roboterarm gehalten. Während der zweite Vorformling auf solch einer Höhe gehalten wird, wird die untere Form 10 durch die Antriebsaktuatoren 13 nach unten bewegt, so dass die bewegliche Kerneinrichtung 20 in einen zusammengefahrenen Zustand gebracht wird, in dem die Gleiter 17 und die Kernsegmente 21 in einer inneren radialen Richtung relativ zum unteren Gussformhauptkörper 12 bewegt sind.
  • Dann wird, wie in 2 gezeigt, ein Teil jedes Kernsegments 21 auf die Oberseite des ersten Vorformlings 4 bewegt. Die umfangsmäßige Kante der Oberseite des Vorformlings 4 wird von den Kernsegmenten 21 so beeinflusst, dass der Vorformling 4 von der Stufe 12a des unteren Gussformhauptkörpers nicht gelöst werden kann (nicht bewegbar in vertikaler Richtung). In Synchronisation damit wird die innere periphere Wandung des Gusshohlraums 18 zum Gießen des Scheibenrotors durch die vertikalen Vorderseiten 23 der Kernsegmente 21 definiert, die in einer Stellung versammelt sind, die in einem vorgegebenen Abstand von der zentralen Achse C angeordnet ist, so dass der Formhohlraum 18, der sich nach oben öffnet, erscheint und der vorspringende Stützabschnitt des Kernsegments 21 nach innen unter die äußere umfangsmäßige Kante des zweiten Vorformlings 5 bewegt wird, der von dem Roboterarm gehalten ist. Die äußere periphere Kante des zweiten Vorformlings 5 wird auf der oberen Endseite 24a des vorspringenden Stützabschnittes jedes Kernsegments durch Trennung des Vorformlings 5 vom Roboterarm platziert. Nachfolgend wird der Roboterarm aus dem Formhohlraum 18 entfernt. Die vorgenannte Betriebsweise ermöglicht eine feste Positionierung des ersten Vorformlings 4 und die vorläufige Positionierung des zweiten Vorformlings 5 innerhalb des zu vervollständigenden Formhohlraums 18.
  • Anschließend wird ein geschmolzenes Metall aus Aluminium oder seinen Legierungen, die eine Matrix aus MMC wird, in den Formhohlraum 18 mittels eines Gießmechanismus (nicht gezeigt) gegossen (vergleiche 3A ) Das ge schmolzene Metall wird in den Formhohlraum 18 geladen, bis es die Höhe des zweiten Vorformlings 5 erreicht. Daraufhin wird die obere Gussform 30 auf die untere Gussform 10 und die bewegliche Kerneinrichtung 20 hin bewegt, während die Achse des Druck- und Formabschnittes 32 mit der zentralen Achse 32C des Formhohlraum 18 in Übereinstimmung gebracht wird. Dann werden, wie in 3A gezeigt, die obere Gussform 30 und der ihr zugeordnete Preformbeeinflussungsmechanismus 40 durch den oberen Gussformantriebsmechanismus 33 nach unten bewegt, um dafür zu sorgen, dass die Einflussfläche 41b des Positionierelements 41 sich an der Oberseite (flache Fläche) des zweiten Vorformlings 5 abstützt. Die periphere Kante des zweiten Vorformlings 5 wird dann zwischen der äußeren peripheren Kante der Einflussfläche 41b und der oberen Endseite 24a des vorspringenden Stützabschnitts jedes Kernsegments 21 eingeklemmt, so dass sich der Vorformling 5 nicht vertikal bewegen kann. Damit ist der Vorformling 5 fest in der Kavität 18 positioniert.
  • Dass heißt, die obere Endseite 24a jedes Kernsegments (der Stützabschnitt für den Vorformling 5) hat eine ringförmige Oberfläche, die in unmittelbaren Kontakt mit einem äußeren Umfang einer unteren Seite des Vorformling 5 mit ringförmiger Form kommt. Das Positionierelement 41 hat eine ringförmige Oberfläche , die in einen unmittelbaren Kontakt mit einer vollen oberen Fläche des Vorformlings 5 mit ringförmiger Form kommt.
  • Wenn eine feste Positionierung des zweiten Vorformlings 5 durch das Positionierelement 41 abgeschlossen ist, wird der äußere Umfang des Positionierelements 41 in engen Kontakt mit den vertikalen Vorderseiten 23 (4) jedes Kernsegments 21 gebracht und die Unterseite des Druck- und Formabschnitts 32 der oberen Gießform schließt das zentrale Loch 41a des Positionierelements und wird in das zentrale Loch des zweiten Vorformlings 5 bewegt und darin angeordnet. Als Folge davon, wird der Formhohlraum 18, der mit dem geschmolzenen Metall gefüllt ist, hermetisch abgedichtet (die Form umfassend die untere Gießform 10, Kern 20 und obere Gussform 30 wird geschlossen), so dass die Anwendung eines Drucks auf das geschmolzene Metall vorbereitet worden ist (vergleiche 3A).
  • Im Folgenden wird der Druck- und Formabschnitt 32 der oberen Gussform tief in den Formhohlraum 18 zum Aufbringen eines Drucks auf das geschmolzene Metall durch eine weitere Bewegung der oberen Gussform 30 nach unten mittels des oberen Gussformantriebsmechanismus 33 bewegt, wie in 3B gezeigt. Da der Formhohlraum 18, wie oben erwähnt, hermetisch abgedichtet ist, wird das geschmolzene Metall gezwungen, in die Innenseite der Vorformlinge 4, 5 einzudringen und der Druck, der auf das geschmolzene Metall aufgebracht wird, (das heißt, der Innendruck im Formhohlraum 18) wird allmählich erhöht, wenn der Druck- und Formabschnitt 32 in den Formhohlraum 18 bewegt wird.
  • Zu diesem Zeitpunkt erfasst der angewandte Drucksensor 45 den Druck, der auf das geschmolzene Metall aufgebracht wird (das heißt, den Innendruck innerhalb des Formhohlraums 18), der auf der Größe der mechanischen Last des oberen Gussformantriebsmechanismus 33 basiert, der als eine Folge der Reaktion des Drucks erzeugt wird, der auf das geschmolzene Metall durch den Druck- und Formabschnitt 32 aufgebracht wird. Die Kontrolleinrichtung 46 ändert die Kraft, die auf den zweiten Vorformling 5 durch das Positionierelement 41 aufgebracht wird, durch Anpassen der Leistung der Hydraulikpumpe P in Übereinstimmung mit der Änderung im Druck, der auf das geschmolzene Metall aufgebracht wird und der durch den angewandten Drucksensor 45 nach dem Schritt der Druckaufbringung erfasst wird. Der geschlossene Regelkreis der Kapazität oder Fördermenge der Hydraulikpumpe P (das heißt, der Einflusskraft des Positionselements 41) wird insbesondere so durchgeführt, dass der Druck des geschmolzenen Metalls, der auf den zweiten Vorformling 5 in einer Richtung einwirkt, um ihn vom vorspringenden Stützabschnitt 24 abzuheben, konstant gleich dem Druck ist, der auf die obere Seite des zweiten Vorformlings 5 von der Einflussfläche 41b des Positionierelements aufgebracht wird, der in eine Richtung entgegen der des Anhebdrucks während des Schritts wirkt, indem der Druck aufgebracht wird ( Druckerhöhungsschritt). Damit wird ein Verschieben des zweiten Vorformlings 5 infolge seines Anhebens am Auftreten gehindert, ohne dass der zweite Vorformling 5 beschädigt wird, in dem die Druckdifferenz zwischen der oberen und der unteren Seite des zweiten Vorformlings 5 am Auftreten gehindert wird.
  • Wenn der Druck, der auf das geschmolzene Metall angewandt wird, (der Innendruck im Formhohlraum 18) einen vorgegebenen gewünschten Wert erreicht, wird die Abwärtsbewegung der oberen Gussform 30 gestoppt, um das Ansteigen des Innendrucks im Formhohlraum zu stoppen und um auch das Ansteigen des Druck szu stoppen, der auf die obere Seite des zweiten Vorformlings 5 von der Einflussfläche 41b des Positionierelements aufgebracht wird. Danach wird der Druckzustand aufrecht erhalten, bis das geschmolzene Metall vollständig verfestigt ist. Nach Beendigung der Verfestigung werden die obere Gussform 30 und der Preformbeeinflussungsmechanismus 40 nach oben von der unteren Gussform 10 und der beweglichen Kerneinrichtung 20 angehoben und die untere Gussform 10 wird von der unteren Gussstellung in die obere Standby Stellung überführt, um die bewegliche Kerneinrichtung 20 auseinander zu fahren (d.h., die Gussform wird geöffnet.) Dies ermöglicht es, den druckgegossenen Artikel (das Scheibenrotor-Zwischenprodukt) zu entfernen. Der druckgegossene Artikel hat eine Vielzahl von Belüftungslochabschnitten, die Zeichen der Abschnitte 25 jedes Kernsegments sind, die die Lüftungslöcher formen, und eine zentrale Ausnehmung, die ein Zeichen des Druck- und Formabschnittes 32 sind. Ein Aluminium-MMC-Scheibenrotor, der in 6 als Endprodukt gezeigt ist, kann erhalten werden, indem der Gussartikel von der Vorrichtung entfernt einer Nachbearbeitung wie z.B. einem Oberflächenschleifen und Polieren unterworden wird.
  • (Effekte der Ausführungsform)
  • Die Vorformlinge 4,5 die aus porösem Metall hergestellt sind, um die Verbundmaterialabschnitte 64,65 des Scheibenrotors zu bilden, ein spezifisches Gewicht haben, das im Allgemeinen leichter ist als das des geschmolzenen Metalls, können die Vorformlinge ( insbesondere der zweite Vorformling im Ausführungsbeispiel) im Formhohlraum 18 angehoben werden, was zu seiner Verschiebung führt, wenn ein Druck auf das geschmolzene Metall aufgebracht wird, um die Vorformlinge mit dem geschmolzenen Metall zu imprägnieren. Demgegenüber wird in der vorliegenden Ausführungsform der Druck, der auf das geschmolzene Metall durch den Druck- und Formabschnitt 32 aufgebracht wird, konstant ausgeglichen mit der Einflusskraft, die auf den Vorformling 5 durch das Positionselement 41 mittels der Einflussfläche 41b des Positionierelements des Preformbeeinflussungsmechanismus 40 aufgebracht wird, indem allmählich die Kraft zur Beeinflussung der Oberseite des zweiten Vorformlings 5 in Übereinstimmung mit einem Anwachsen im Druck erhöht wird, der auf das geschmolzene Metall angewandt wird, wenn ein Druck auf das geschmolzene, in dem Formhohlraum 18 aufgenommene Metall durch den Druck- und Formabschnitt 32 der oberen Gussform aufgebracht wird. Daher wird verhindert, dass eine Druckdifferenz zwischen der Oberseite und der Unterseite des Vorformlings 5 auftritt. Der Vorformling 5 kann in der gewünschten Stellung im Formhohlraum 18 zurückgehalten werden, während eine Beschädigung des Vorformlings 5 infolge der Druckdifferenz verhindert wird.
  • Da Positionierelement 41, das den Preformbeeinflussungsmechanismus 40 bildet, in unmittelbarem Kontakt mit dem zweiten Vorformling 5 über die Einflussfläche 41b ist, ist die Einflusskraft vom Preformbeeinflussungsmechanismus 40 nicht auf einen örtlich begrenzten Bereich des zweiten Vorformlings 5 konzentriert. Daher besteht keine Gefahr, dass der Preformbeeinflussungsmechanismus 40 den zweiten Vorformling 5 beschädigt.
  • Da das Positionierelement 41, dass den Preformbeeinflussungsmechanismus 40 bildet, auf den zweiten Vorformling 5 zu und von ihm weg bewegt werden kann, der vom vorspringenden Stützabschnitt 24 jedes Kernsegments 21 abgestützt ist, wird die Funktion des Positionierelements 41, den zweiten Vorformling 5 in Zusammenarbeit mit jedem vorspringenden Stützabschnitt 24 einzuklemmen und zu halten, nicht beeinträchtigt, wenn die Stärke z.B. des zweiten Vorformlings 5 verändert wird. Das heißt, die Herstellungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform hat einen hohen Freiheitsgrad, um mit einer Änderung der Stärke des Vorformlings 5 fertig zu werden, und es ist leicht, mit Änderungen in der Gestaltung des Scheibenrotors fertig zu werden. Die Vorrichtung ermöglicht es, mit Änderungen der Stärke des ersten Vorformlings 4 durch Austauschen des unteren Gussformhauptkörpers 12 mit einem neuem Hauptkörper 12 leicht fertig zu werden, der eine Stufe 12a mit einer Tiefe hat, die der Stärke des ersten Vorformlings 4 entspricht.
  • (Modifikation)
  • Die vorausgegangene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann wie folgt modifiziert werden.
  • Obwohl der angewandte Drucksensor 45, der im oberen Gussformantriebsmechanismus 33 umfasst ist, in der vorausgegangenen Ausführungsform verwendet wird, können Druckertassungsmittel, die unmittelbar den auf das geschmolzene Metall aufgebrachten Druck erfassen, an der Innenwandung des Formhohlraums vorgesehen werden (z.B. am unteren Gussformhauptkörper 12). Obwohl ein Verfahren zur Herstellung eines Scheibenrotors der belüfteten Art mit einer Vielzahl von Belüftungslöchern 63 im vorausgegangenen Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines üblichen Scheibenrotors der soliden Art ohne Belüftungslöcher angewandt werden und ebenso auf ein Verfahren zur Herstellung derselben. In diesem Fall kann eine bewegliche Kerneinrichtung 20 verwendet werden, in der die Belüftungslöcher formenden Vorsprünge 25 von jedem Kernsegment 21 entfernt sind.
  • Es ist zu bemerken, dass andere Aufgaben, Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung in der gesamten Offenbarung offensichtlich werden und dass Änderungen von den offenbarten Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht ist, zu verlassen.
  • Es ist auch zu bemerken, dass jede Kombination der offenbarten und/oder beanspruchten Elemente, Inhalte und/oder Gegenstände unter die zuvor genannten Modifikationen fallen kann.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors, hergestellt aus einem Metall basierten Verbundmaterial, mit einem Vorformling (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aufweist: – eine einen Formhohlraum bildende Gussform (10, 30), die einen Hohlraum (18) zum Gießen oder Druckgießen eines Scheibenrotors zur Aufnahme des Vorformlings und eines geschmolzenen Metalls bildet; – einen den Vorformling abstützenden Abschnitt, der an einem Teil der den Formhohlraum bildenden Gussform (20, 30) vorgesehen ist, um die Stellung des Vorformlings (4, 5) im Formhohlraum (18) zu definieren; – ein Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls und zum Aufbringen eines Drucks auf das geschmolzene Metall, das im Formhohlraum (18) aufgenommen ist; und – einen Preformbeeinflussungsmechanismus (40), der so vorgesehen ist, dass er relativ auf den Vorformling (4, 5) zu und von ihm weg bewegt werden kann, der durch den den Vorformling abstützenden Abschnitt abgestützt ist; wobei der Preformbeeinflussungsmechanismus (40) eine Einflussfläche (41b) hat , die in unmittelbarem Kontakt mit einer flachen Fläche des Vorformlings (5) sein kann; wobei der Preformbeeinflussungsmechanismus (40) dafür bestimmt ist, den Vorformling (5) im Formhohlraum (18) in Verbindung mit dem den Vorformling abstützenden Abschnitt zu positionieren und das Verschieben des Vorformlings (5) infolge eines Druckanstiegs auf das geschmolzene Metall bei Anwendung eines Drucks auf das geschmolzene Metall durch die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls durch Beeinflussung des Vorformlings mittels der Einflussfläche (41b) zu verhindern.
  2. Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittel zum unter Drucksetzen des geschmolzenen Metalls umfassen: einen im Wesentlichen zylindrischen Druck- und Formabschnitt (32) zum Formen einer zentralen Ausnehmung des Scheibenrotors während des Aufbringens eines Drucks auf das geschmolzene Metall, das im Formhohlraum (18) aufgenommen ist; und einem Antriebsmechanismus für den Druck- und Formabschnitt (32) zum Antreiben des Druck- und Formabschnitts in einer Richtung entlang einer zentralen Achse (C) des Formhohlraums, so dass der Druck- und Formabschnitt (32) auf den Formhohlraum (18) zu und von ihm weg bewegbar ist.
  3. Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Preformbeeinflussungsmechanismus (40) umfasst: Positioniermittel (41) mit einer Einflussfläche (41b) und einer ringförmigen Form, die es dem Positioniermittel ermöglicht an den im Wesentlichen zylindrischen Druck- und Formabschnitt (32) von einer externen Stellung angepasst zu werden, wobei die Positioniermittel in einer Richtung entlang der zentralen Achse (C) des Formhohlraums (18) unabhängig vom Druck- und Formabschnitt (32) bewegbar sind; und einem Positioniermittelantriebsmechanismus zum Antreiben der Positioniermittel (41) in einer Richtung entlang der zentralen Achse (C) des Formhohlraums (18), so dass die Positioniermittel auf den Vorformling (5) zu und von ihm weg bewegt werden können, der von dem den Vorformling abstützenden Abschnitt abgestützt ist.
  4. Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner Kontrollmittel (46) aufweist, die elektrisch oder mechanisch mit wenigstens dem Preformbeeinflussungsmechanismus (40) verbunden sind und einem Druck erfassen, der auf das geschmolzene Metall durch die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls aufgebracht wird, zum Steuern oder Regeln einer Einflusskraft der Einflussfläche (41b), die auf den Vorformling (5) in Abhängigkeit des auf das geschmolzene Metall aufgebrachten Drucks angewandt wird.
  5. Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Formhohlraum bildende Gussform (10,30) wenigstens aufweist: eine untere Gussform (10), die eine untere Wandung des Formhohlraums (18) bildet, und eine bewegliche Kerneinrichtung (20), die an der unteren Gussform zur Bildung zumindest der inneren Seitenwandung des Formholraums (18) vorgesehen ist; dass die bewegliche Kerneinrichtung (20) eine Vielzahl von Kernsegmenten (21) umfasst, die in einer ringförmigen Weise um die zentrale Achse (C) des Formhohlraums (18) angeordnet sind und in radialer Richtung des Formhohlraums (18) beweglich sind; wobei die bewegliche Kerneinrichtung (20) wahlweise entweder einen expandierten Zustand einnimmt, in dem alle Kernsegmente (21) in einer äußeren radialen Richtung bewegt sind, um es dem Vorformling (4,5) zu ermöglichen, in den Formhohlraum (18) eingeführt zu werden, oder einen zusammengefahrenen Zustand einnimmt, in dem alle Kernsegmente (21) in einer inneren radialen Richtung bewegt sind, um eine innere periphere Seitenwandung des Formhohlraums (18) zu bilden; und dass alle oder einige der Mehrzahl der Kernsegmente (21) an ihrem inneren Umfang mit dem den Vorformling abstützenden Abschnitt ausgebildet sind.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Scheibenrotors, der aus einem Metall-basierten Verbundmaterial hergestellt ist, mit einem Vorformling (4, 5) unter Verwendung einer Vorrichtung, die eine einen Formhohlraum (18) bildende Gussform (10, 30) aufweist, die den Formhohlraum zum Gießen oder Druckgießen eines Scheibenrotors bildet, mit einem den Vorformling abstützenden Abschnitt, der an einem Teil der den Formhohlraum bildenden Gussform vorgesehen ist, einem Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls zum Aufbringen eines Drucks auf das geschmolzene Metall, das im Formhohlraum (18) aufgenommen ist, und einem Preformbeeinflussungsmechanismus (40) mit einer Einflussfläche (41b), die in unmittelbarem Kontakt mit einer flachen Seiten des Vorformlings (5) sein kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: einen Vorbereitungsschritt, um die Einflussfläche (41b) des Preformbeeinflussungsmechanismus (40) in unmittelbarem Kontakt mit der flachen Fläche des Vorformlings (5) zu bringen, der durch den den Vorformling abstützenden Abschnitt abgestützt ist, um den Vorformling (5) im Formhohlraum (18) zu positionieren; und einen Schritt zum Aufbringen eines Drucks auf das geschmolzene Metall, das im Formhohlraum (18) aufgenommen ist, durch die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls; wobei beim Schritt des Druck Aufbringens der Druck, der auf das geschmolzene Metall durch die Druckmittel aufgebracht wird, konstant mit einer Einflusskraft ausgeglichen wird, die auf den Vorformling durch den Preformbeeinflussungsmechanismus (41) angewandt wird, durch allmähliches Erhöhen der Kraft zum Beeinflussen der flachen Seite des Vorformlings durch eine Einflussfläche (41b) des Preformbeeinflussungsmechanismus in Übereinstimmung mit einem Ansteigen des Drucks, der auf das geschmolzene Metall durch die Druckmittel aufgebracht wird.
  7. Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors, der aus einem Metallbasierten Verbundmaterial hergestellt ist, mit wenigstens einem Vorformling (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst: eine einen Formhohlraum bildende Gussform (10, 30) und einen Kern, der in der Form zur Bildung eines Formhohlraums zum Gießen oder Druckgießen eines Scheibenrotors angeordnet ist zur Aufnahme des Vorformlings und des geschmolzenen Metalls; ein Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls und zum Aufbringen eines Drucks auf das geschmolzene Metall, das im Formhohlraum (18) aufgenommen ist; einen den Vorformling (5) abstützenden Abschnitt, der an einem Teil des Kerns zum Abstützen einer unteren Seite des Vorformlings (5) vorgesehen ist; einem Vorformling-Positioniermittel (41) zum Abstützen einer oberen Seite des Vorformlings (5) und zum Beeinflussen des Vorformlings zwischen dem den Vorformling abstützenden Abschnitt und dem Vorformling-Positioniermittel; einem Antriebsmechanismus für das Vorformling-Positionierelement zum Beeinflusen des Vorformlings-Positionierelements (41) in Richtung auf den Vorformling (5); einem Drucksensor (4, 5) zur Erfassung eines auf das Vorformling-Positioniermittel (41) angewandten Drucks über den Vorformling, der durch das geschmolzene Metall aufgebracht wird, das in dem Formhohlraum (18) gegos sen wird und durch die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls unter Druck gesetzt wird; eine Kontrolleinrichtung (46) zum Steuern oder Regeln des auf den Vorformling aufgebrachten Drucks, der durch den Antriebsmechanismus des Vorformling-Positioniermittel mit Bezug zu Informationen über den angewandten Druck aufgebracht wird, der von dem Drucksensor (45) eingegeben wird.
  8. Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die den Formholraum bildende Gussform eine untere Gussform (10) und eine obere Gussform (30) aufweist; dass die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls in einem zentralen Abschnitt der oberen Gussform (30) angeordnet sind, um in den Formhohlraum (18) bewegbar zu sein und, dass das Vorformling-Positioniermittel (41) eine ringförmige Form hat und um die Druckmittel zum unter Druck Setzen des geschmolzenen Metalls herum in der oberen Gussform (30) angeordnet ist, um vertikal beweglich zu sein.
  9. Vorrichtung zur Herstellung eines Scheibenrotors nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling (5) eine ringförmige Form hat; dass der den Vorformling abstützenden Abschnitt eine ringförmige Oberfläche hat, die in einen unmittelbaren Kontakt mit einem äußeren Umfang einer unteren Seite des Vorformlings von ringförmiger Form kommt, und dass die Vorformling-Positioniermittel (41) eine ringförmige Oberfläche haben, die in unmittelbarem Kontakt mit einer oberen Fläche des Vorformlings (5) einer ringförmigen Form kommt.
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