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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vakuum-Druckgießen
zur Herstellung von porenarmen und warmbehandelbaren Gussteilen
mittels einer Druckgießmaschine mit einer Gießkammer,
einem Formhohlraum, einem Schmelzevorratsbehälter und einem
Gießkolben, wobei in ein erstes Ende der rohrartigen Gießkammer
ein Gießkolben eingreift, das zweite Ende der Gießkammer über
einen Angussbereich mit dem Formhohlraum in Verbindung steht und der
Schmelzevorratsbehälter über ein Dosierrohr mit der
Gießkammer verbunden ist, wobei die Schmelze aus dem Schmelzevorratsbehälter
mittels Evakuierens über das Dosierrohr in die Gießkammer transportiert
wird und durch Vorfahren des Gießkolbens in die Gießkammer
die Schmelzezufuhr beendet wird und nachfolgend die in der Gießkammer
befindliche Schmelze über den Angussbereich in den Formhohlraum
gepresst wird.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Vakuum-Druckgießen
zur Herstellung von porenarmen und warmbehandelbaren Gussteilen
mittels einer Druckgießmaschine, die an einem feststehenden
Maschinenteil oder Formteil eine Gießkammer aufweist, bei
der zwischen einem feststehenden Formteil und einem bewegbaren Formteil ein
Formhohlraum mit einem Angussbereich gebildet ist, die einen Schmelzevorratsbehälter
und einen Gießkolben aufweist, wobei die Gießkammer
rohrartig ausgebildet ist, in deren erstes Ende der Gießkolben
eingreift und deren zweites Ende in den Angussbereich mündet,
der Schmelzevorratsbehälter über ein Dosierrohr
mit der Gießkammer verbunden ist, wobei das Dosierrohr
nahe der der Gießkammer zugewandten Stirnfläche
des in einer Füllstellung befindlichen Gießkolbens
in die Gießkammer mündet, wobei ein Vakuumerzeuger
vorgesehen ist, mittels dessen in der Gießkammer ein Unterdruck
erzeugbar ist, und wobei der Gießkolben aus der Füllstellung
in eine Arbeitsstellung näher zum zweiten Ende der Gießkammer
verstellbar ist, in der der Gießkolben jenseits der Mündung
des Dosierrohres angeordnet ist.
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Aus
der
DE 30 41 340 C2 ist
ein entsprechendes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung
bekannt.
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Mit
dem bekannten Verfahren können zwar schon porenarme warmbehandelbare
Gussteile in schieberlosen Werkzeugen sowie begrenzt auch in Werkzeugen
mit Schiebern bei einfacher und nicht komplexer Formteilung erzeugt
werden, jedoch ist es mit diesem Verfahren nicht möglich,
komplexe Teilegeometrien mit Mehrfachschiebern in den Werkzeugen
herzustellen. Auch ist eine exakte Erfassung des Schmelzevolumens
während des Dosier-/Gieß-Vorgangs nicht erreicht.
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Gemäß Stand
der Technik erfolgt der Transport des Metalls aus einer Schmelz-
bzw. Warmhaltevorrichtung in die Gießkammer mittels Evakuierens über
ein Saugrohr. Die Gießkammer steht hierbei über
einen Angussbereich mit dem Formhohlraum in Verbindung, dessen Form
durch die Form des zu erzeugenden Werkstückes bestimmt
ist. An geeigneter Stelle des Formhohlraumes ist ein Vakuumerzeuger angeschlossen,
mittels dessen über den Formhohlraum und den Angussbereich
eine Evakuierung der Gießkammer erfolgen soll, um vor allem
das schmelzflüssige Material aus dem Vorratsbehälter
in die Gießkammer zu transportieren. Zusätzlich
ist dabei vorgesehen, dass im zylindrischen Spalt zwischen Gießkolben
und Gießkammer ein weiteres Vakuum angelegt wird, das mit
dem vom Formhohlraum her angelegten Vakuum zusammenwirkt, wodurch die
beim Einlaufen der Schmelze in die Gießkammer entstehenden
Schmiermitteldämpfe und Gase in dem zylindrischen Spalt
zwischen Gießkolben und Gießkammer nahezu vollständig
abgesaugt werden sollen.
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Die
Tatsache, dass der Haupt-Vakuum-Erzeuger an einer oberen Stelle
des Formhohlraumes angeschlossen ist, bedeutet erheblichen Aufwand bezüglich
der Abdichtung des Formhohlraumes, damit überhaupt das
entsprechende Vakuum erzeugt werden kann. Bei komplizierten Formteilen
mit Schiebern und dergleichen ist eine solche Abdichtung häufig
nicht möglich oder nur unzureichend möglich. Das zusätzliche
Vakuum im Teil zwischen dem Gießkolben und der Gießkammer
reicht nicht dazu aus, Mängel der Abdichtung der Gießform
auszugleichen. Zudem ermöglicht eine solche Verfahrensweise
und auch eine derartige Vorrichtung nicht die exakte Erfassung des
Schmelzevolumens während des Dosier-/Gieß-Vorgangs,
weil keine erfassbare Volumenbegrenzung für das Schmelzevolumen
möglich ist. Sofern bei der bekannten Verfahrensweise mit
der bekannten Vorrichtung ein entsprechendes Vakuum aufgebaut wird,
wird Schmelze aus dem Vorratsbehälter abgesaugt und in
die Gießkammer eingesaugt. Üblicherweise erfolgt
eine Füllung der Gießkammer mit Schmelze im Bereich
von 30 bis 70%. Anschließend wird der Gießkolben
vorgefahren, um die Gießkammer formfüllend mit
flüssigem Metall zu füllen, wobei dies schon deswegen
problematisch ist, weil dass zum Anguss- bzw. zum Formhohlraum offene Ende
der Gießkammer ständig offen ist, so dass keine
exakte Formfüllung und damit keine exakte Erfassung des
Schmelzevolumens ermöglicht ist. Trotz der aufwendigen
Ausbildung gemäß Stand der Technik wird keine
ausreichende Entgasung des schmelzflüssigen Werkstoffes
erreicht, insbesondere deswegen, weil keine definierten Bedingungen
für das aufzubauende Vakuum einzustellen sind.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren gattungsgemäßer Art und eine Vorrichtung
gattungsgemäßer Art zu schaffen, durch das bzw.
durch die bei einfacher und produktionssicherer Verfahrensführung
eine gesteigerte Gussteilqualität erreicht wird, wobei
zudem eine sehr exakte Erfassung des Schmelzevolumens während
des Dosier-/Gieß-Vorgangs realisiert werden soll.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung verfahrensmäßig
vor, dass zum Zwecke der Dosierung von Schmelze die Gießkammer
auch zum Angussbereich abgeschlossen wird, nachfolgend die Gießkammer
direkt evakuiert wird und Schmelze in die Gießkammer transportiert
wird,
nachfolgend die Schmelzezufuhr durch Vorfahren des Gießkolbens
in die Gießkammer unterbrochen wird und die in der Gießkammer
befindliche Schmelze zusammengedrückt wird, anschließend
die Verbindung der Gießkammer zum Angussbereich und dem
Formhohlraum geöffnet wird und die Schmelze in den so geöffneten
Freiraum durch Verfahren des Gießkolbens eingepresst wird.
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Durch
die erfindungsgemäße Verfahrensweise bildet die
Gießkammer in einer ersten Verfahrensstufe einen abgeschlossenen
Hohlraum, der direkt, dass heißt, ohne Umleitung über
den Formhohlraum und den Angussbereich, evakuiert werden kann, so dass
die Schmelze in die Gießkammer transportiert wird. Zufolge
dieser Verfahrensweise und auch bei sehr komplexen Teile- Geometrien
und entsprechend komplizierten Werkzeugen mit Mehrfach-Schiebern kann
in einfacher Weise eine Evakuierung der Gießkammer erfolgen,
weil diese lediglich zum Angussbereich abgedichtet abgeschlossen
wird. Nach dem Verschließen der Gießkammer kann
unmittelbar Vakuum in der Gießkammer erzeugt werden und
die Schmelze in die Gießkammer dadurch transportiert werden.
Anschließend wird weiterhin zum Zwecke des Dosierens der
Gießkolben vorgefahren, wobei der Gießkolben die
in die Gießkammer mündende Zuführöffnung
von dem Schmelzevorratsbehälter überfährt,
so dass die Schmelzezufuhr unterbrochen ist. Die in der Gießkammer
befindliche Schmelze kann durch weitere Verschiebung des Gießkolbens derart
verdrängt werden, dass sie den zwischen dem Gießkolben
und dem Verschluss der Gießkammer befindlichen Hohlraum
vollständig füllt, wodurch ein Maß für
die Füllmenge bestimmt ist. Das in der Gießkammer
befindliche Vakuum wird dabei aufrechterhalten. Anschließend
wird die Verbindung der Gießkammer zum Angussbereich und
dem Formhohlraum geöffnet und die Schmelze durch weiteres
Vorschieben des Gießkolbens in den Angussbereich und den
Formhohlraum gepresst.
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Vorzugsweise
ist dabei vorgesehen, dass das zweite Ende der Gießkammer
durch einen Gegenkolben verschlossen und geöffnet wird.
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Durch
den entsprechend verstellbaren Gegenkolben wird ein geeignetes Verschlussmittel
gebildet, welches in einfacher Weise die Abdichtung sowie den Öffnungs-
und Schließvorgang realisierbar macht.
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Vorzugsweise
ist dabei vorgesehen, dass in der Gießkammer ein Unterdruck
von 5 bis 30 mbar erzeugt wird.
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Zudem
ist vorgesehen, dass während der Dosierung der Schmelze
mittels der Evakuierung der Gießkammer auch eine Entgasung
der in der Schmelze gelösten Gase erfolgt.
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Aufgrund
des relativ geringen Evakuierungsvolumens, welches aus dem Gießkammervolumen und
dem Dosierrohr-Volumen besteht, ist es in sehr kurzer Zeit möglich,
einen sehr hohen Unterdruck in dem entsprechenden Bereich zu erzeugen.
Dieser Zustand hat zur Folge, dass bereits während des
Dosiervorganges eine aktive Entgasung der in der Schmelze gelösten
Gase (H2 CO2 N2 etc) erfolgen kann. Darüber hinaus
ist eine Oxidbildung ausgeschlossen, und zwar sowohl während
des Dosiervorgangs sowie bis zur Vollendung des Gießvorgangs.
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Unter
Umständen kann auch bevorzugt vorgesehen sein, dass in
dem Bereich des von der Gießkammer abgewandten Endes des
Gießkolbens eine Inertgas-Atmosphäre gebildet
wird.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass beim Vorfahren des Gießkolbens
und beim Überfahren der Mündung des Dosierrohres
das erste Ende der Gießkammer bis zum Gießkolben
und das Dosierrohr mit Inertgas geflutet wird.
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Durch
das Zuführen von inerten Gasen nach dem Überfahren
der Dosieröffnung beim Vorfahren des Gießkolbens
wirkt die sich über dem Schmelzniveau im Dosierrohr bildende
Schutzgasschicht unterstützend gegen Luftzutritt und damit
gegen Oxidbildung in diesem Bereich.
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Zudem
wird hierdurch das auf das Dosierrohr einwirkende Vakuum aufgehoben,
indem eine Flutung mit dem Inertgas erfolgt. Hierdurch sinkt die Schmelze
automatisch auf das Schmelzbadniveau des Warmhaltebehälters.
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Zudem
ist bevorzugt vorgesehen, dass die Gießkammer mittels Evakuierens über
das Dosierrohr zu etwa 30% bis 70% gefüllt wird.
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Des
Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die in der Gießkammer
befindliche Schmelze mittels des Gießkolbens zwischen dem
am zweiten Ende der Gießkammer befindlichen Verschlussmittel und
dem Gießkolben, den dazwischen befindlichen Raum der Gießkammer
vollständig füllend zusammengepresst wird.
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Üblicherweise
liegt der Füllgrad in der Gießkammer im Bereich
von 30 bis 70%. Aufgrund von fehlenden Lufteinschlüssen
bei dem sich einstellenden Unterdruckniveau ist eine Komprimierung
des eingeschlossenen Schmelzevolumens durch Vorschieben des Gießkolbens
nicht möglich, so dass dieses Volumen dem tatsächlichen
physikalischen Volumen der Schmelze bei der entsprechenden Temperatur
entspricht. Dieses tatsächliche Volumen kann beispielsweise
durch die Abtastung der Stellung des Gießkolbens erfaßt
und mit einer Sollmenge verglichen werden, so dass hieraus das korrekte
Einspritzvolumen beim Einspritzen in den Formhohlraum bestimmt werden
kann. Durchspritzungen durch Überdosierung oder ungenügende
Formfüllungen wegen zu geringer Dosierung werden hierdurch
vermieden.
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Um
die Abdichtung im Angussbereich, also am zweiten Ende der Gießkammer,
zu entlasten, kann vorgesehen sein, dass zusätzlich mittels
einer zweiten Vakuumquelle der Formhohlraum einschließlich
des Angussbereiches evakuiert wird.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass in dem Bereich des Formhohlraumes einschließlich
des Angussbereiches ein Unterdruck von 50 bis 200 mbar erzeugt wird.
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Durch
eine solche Verfahrensweise wird die Druckdifferenz zwischen der
Gießkammer und dem Angussbereich verringert, so dass die
Gefahr von Undichtigkeiten verringert wird, wobei es für
die zweite Vakuumquelle nicht von wesentlicher Bedeutung ist, ob
eine exakte Abdichtung gegenüber Konturteilen erfolgt oder
nicht.
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Für
diesen Fall ist bevorzugt vorgesehen, dass die zweite Vakuumquelle
abgeschaltet wird, wenn ein bestimmter Füllgrad des Formhohlraumes mit
Schmelze erreicht ist.
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Die
Vorrichtung zur Lösung der Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Vakuumerzeuger mit einer Absaugleitung unmittelbar an die
Gießkammer angeschlossen ist, dass ein Verschlussteil vorgesehen
ist, mittels dessen das zweite Ende der Gießkammer in einer
ersten Arbeitsstellung verschlossen ist und in einer zweiten Arbeitsstellung zum
Angussbereich geöffnet ist.
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Ferner
ist bevorzugt vorgesehen, dass die Absaugleitung des Vakuumerzeugers
in dem Bereich der Gießkammer in diese einmündet,
der nahe der Stirnfläche des in der Füllstellung
befindlichen Gießkolbens liegt und die vom in der Arbeitsstellung
befindlichen Gießkolben überfahren ist, wobei
der Gießkolben in dieser Stellung jenseits der Mündung der
Absaugleitung positioniert ist.
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Zudem
ist bevorzugt vorgesehen, dass der Gießkolben gegenüber
der Wandung der Gießkammer abgedichtet ist.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass das Verschlussteil für das zweite
Ende der Gießkammer ein verstellbarer Gegenkolben ist,
der in der Verschlusslage in die Mündung der Gießkammer
dichtend eingreift und in der Öffnungslage mit Abstand
von der Mündung der Gießkammer angeordnet ist.
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Zudem
ist bevorzugt vorgesehen, dass das Verschlussteil im Formrahmen
der Gießform oder in einem Schieber, insbesondere bei Mehrfach-Schieber-Werkzeugen,
eingebaut ist.
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Auch
kann bevorzugt sein, dass am ersten Ende der Gießkammer
ein Anschluss für eine Inertgas-Leitung vorgesehen ist.
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Des
Weiteren kann vorgesehen sein, dass am in Füllrichtung
oberen Endbereich des Formhohlraumes ein Anschluss für
einen zweiten Vakuumerzeuger vorgesehen ist.
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Auch
kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass das Verschlussteil koaxial
zur Gießkammer verschieblich im Bereich von deren zweitem
Ende am Formrahmen oder am Schieber des Gießwerkzeuges angeordnet
ist, wobei dort eine zum zweiten Ende der Gießkammer koaxiale
Führungshülse zur Führung des Verschlussteiles vorgesehen
ist sowie Anschlüsse für Hydraulikleitungen zur
Betätigung des Verschlussteiles, wobei ferner vom Verschlussteil
am der Gießkammer abgewandten Ende eine Stange abragt,
die in der Öffnungsstellung des Verschlussteiles an einer
Anschlagfläche des Formrahmens oder des Schiebers anliegt.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass die Anschlagfläche durch einen
Verriegelungsschieber gebildet ist, der quer zur Stange verschieblich
ist in eine erste Stellung, in der er einen Anschlag für
das Stangenende bildet und in eine zweite Stellung, in der die Stange
nicht anschlägt, wobei der Weg des Verschlussteiles in
der zweiten Stellung des Verriegelungsschiebers dadurch begrenzt
ist, dass eine Anschlagfläche des Verschlussteiles an einer
Stufe der Wandung des Formrahmens oder des Schiebers anliegt.
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Gemäß der
Erfindung wird gleichzeitig und unmittelbar mit dem Schließen
der Form das Verschlusselement, nämlich der Gegenkolben,
stirnseitig in das zweite Ende der Gießkammer eingeschoben
oder an das zweite Ende angelegt, so dass eine dichte Position erreicht
ist. Anschließend wird der Unterdruck in der Gießkammer
erzeugt. Gegebenenfalls kann gleichzeitig auch im Formhohlraum ein
entsprechender Unterdruck durch die zweite Unterdruckquelle erzeugt
werden. Der Gießkolben wird, um die Wirksamkeit des Unterdruckes
in der Gießkammer aufrecht zu erhalten, ebenso gegen das
Eindringen von Luft entsprechend gestaltet, wie der Gegenkolben.
Hierzu können verschiedene im Stand der Technik bekannte
Kolbendichtungssysteme eingesetzt werden. Beim Aufbau des Unterdrucks
wird der Unterdruck gleichzeitig im Dosierrohr des Schmelzevorratsbehälters
wirksam, wobei das Dosierrohr je nach Rohrmaterial und zu vergießender
Legierung beheizt oder unbeheizt betrieben werden kann. Die Schmelze
wird mittels Unterdruck in die Gießkammer dosiert. Aufgrund
des relativ geringen Evakuierungsvolumens, bestehend aus Gießkammer-
und Dosierrohrvolumen, ist es in kurzer Zeit möglich, einen
sehr hohen Unterdruck in diesem Bereich zu erzeugen. Dies hat zur
Folge, dass bereits während des Dosiervorganges eine aktive
Entgasung der in der Schmelze gelösten Gase erfolgt. Zudem
wird eine Oxidbildung ausgeschlossen, sowohl während des
Dosiervorganges als auch bis zur Vollendung des Gießvorganges.
Der Einsatz von inerten Gasen, zum Beispiel nach Überfahren
der Dosieröffnung beim Vorfahren des Gießkolbens,
kann durch eine sich bildende Schutzgasschicht über dem Schmelzniveau
im Dosierrohr unterstützend gegen Lufteintritt wirken und
eine Oxidbildung in diesem Bereich vollständig vermeiden.
Zudem ist auch das Vorratsbehältnis für die Schmelze
vorzugsweise gegenüber Umweltatmosphäre abgedichtet.
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Nach
erfolgter zeitabhängiger Dosierung wird der Gießkolben
in Richtung Gegenkolben bewegt, bei gleichzeitigem Abschalten des Überdruckes
in der Gießkammer. Eine Nachdosierung der Metallschmelze
in die Gießkammer wird durch das Überfahren des
Dosierrohres und das anschließende Fluten mit dem Inertgas
bzw. Lufteintritt unterbrochen. Die Schmelze sinkt automatisch auf
das Schmelzbadniveau des Warmhaltebehälters. Der Gegenkolben
bleibt während dieser Betriebsweise unverändert
in seiner Position. Aufgrund des hohen Unterdruckes während
des Dosiervorganges und während des Vorfahrens des Gießkolbens
bleibt das Niveau des Unterdruckes unverändert erhalten
und ein Luftzutritt ist vermieden.
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Durch
die erfindungsgemäße Verfahrensweise bzw. durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung werden Gussteile
erzeugt, die in hohem Maße porenarm sind. Solche Teile,
die weitgehend porenarm hergestellt werden, können nach dem üblichen
Stand der Technik uneingeschränkt von der Teilegeometrie warmbehandelt
werden.
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Nachdem
die oben beschriebenen Schritte durchgeführt sind, wird
der Gegenkolben aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung,
vorzugsweise gegen einen hydraulisch betätigten mechanischen Anschlag
im hinteren Teil des Gegenkolbens hydraulisch verfahren und der
Gießkolben wird gemäß dem in der Maschinensteuerung
eingegebenen Schussprofil verfahren. Der Gegenkolben kann durch
seine Art und Funktionsweise uneingeschränkt im Formrahmen,
in Formeinsätzen oder vorzugsweise im unteren Schieber
(bei Mehrfach-Schieber-Werkzeugen) eingebaut werden. Dabei kann
er vollständig unabhängig gesteuert und verfahren
werden.
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Nach
erfolgter vollständiger Formfüllung setzt die
Prozess- und physikalisch bedingte Teileerstarrung unter Nachdruck
in Formhohlraum ein.
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Später
kann dann die Form geöffnet und das entsprechende Gießteil
ausgestoßen oder entnommen werden.
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In
der Zeichnung ist eine Vorrichtung zum Vakuum-Druckgießen
gezeigt.
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Es
zeigt:
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1 wesentliche
Teile der Vorrichtung in einem Mittellängsschnitt gesehen;
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2 ein
Detail der 1 in einer ersten Betriebsstellung;
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3 desgleichen
in einer zweiten Betriebsstellung, jeweils im Mittellängsschnitt
gesehen.
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Die 1 zeigt
eine Vorrichtung zum Vakuum-Druckgießen zur Herstellung
von porenarmen und warmbehandelbaren Gussteilen mittels einer Druckgießmaschine.
Hierbei ist an einem feststehenden Maschinenteil oder Formteil 14, 15 eine
Gießkammer 6 fixiert, die einen rohrförmigen
Kanal zur Aufnahme von Schmelze 16 aufweist. Ferner ist
ein bewegliches Formteil vorgesehen, welches aus einem unteren Formschieber 9 mit
einem oberen Formschieber 13 besteht. Die Schieber sind
in Richtung der Bewegungspfeile 17, 18 zum Öffnen
der Form verstellbar. Zwischen dem feststehenden Formteil 14, 15 und
den beweglichen Formteilen 9, 13 ist ein Formhohlraum 10 ausgebildet,
der über einen Angussbereich 19 mit der Gießkammer 6 in
Verbindung steht. Ferner ist ein geschlossener Schmelzevorratsbehälter 5 vorgesehen.
In dem Kanal der Gießkammer 6 ist ein Gießkolben 1 in
Richtung des Bewegungspfeiles 20 verstellbar. Der Gießkolben 1 greift
in der Grundstellung in ein erstes Ende der Gießkammer 6 ein.
Das zweite Ende der Gießkammer 6 mündet
in den Angussbereich 19. Der Schmelzebehälter 5 ist über
ein Dosierrohr 2 mit der Gießkammer 6 verbunden,
wobei das Dosierrohr 2 nahe der der Gießkammer 6 zugewandten
Stirnfläche des in der Füllstellung befindlichen
Gießkolbens 1 in die Gießkammer 6 mündet.
Bei 4 ist eine Haltevorrichtung für das Dosierrohr 2 gezeigt,
die mit einer Dichtung versehen ist. Ferner ist ein nicht dargestellter Vakuumerzeuger
vorgesehen, mittels dessen in der Gießkammer 6 ein
Unterdruck erzeugbar ist. Der Gießkolben 1 ist
aus der Füllstellung gemäß 1 in eine
Arbeitsstellung näher zum zweiten Ende der Gießkammer 6 verstellbar,
in der der Gießkolben über die Mündung
des Dosierrohres 2 verschoben ist, so dass die Mündung
des Dosierrohres 2 jenseits des Gießkolbens 1 liegt.
Der Vakuumerzeuger ist mit einer Absaugleitung 3 unmittelbar
an die Gießkammer 6 angeschlossen. Ferner ist
ein Verschlussteil 7 vorgesehen, welches ebenfalls in Richtung
des Bewegungspfeiles 20 bewegbar ist. Mittels dieses Verschlussteiles 7 ist
das zweite Ende der Gießkammer 6 in einer ersten
Arbeitsstellung verschlossen und in einer zweiten Arbeitsstellung
zum Angussbereich 19 hin geöffnet, wie in 3 veranschaulicht
ist.
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Die
Absaugleitung 3 des Vakuumerzeugers mündet in
dem Bereich der Gießkammer 6 in diese ein, der
nahe der Stirnfläche des in der Füllstellung gemäß 1 befindlichen
Gießkolbens 1 liegt und die beim Vorfahren des
Gießkolbens 1 ebenfalls von diesem überfahren
ist, wenn der Gießkolben 1 aus der Füllstellung
in eine Arbeitsstellung vorgefahren ist. In dieser Stellung befindet
sich der Gießkolben 1 jenseits der Mündung
der Absaugleitung 3. Der eigentliche Gießkolben 1' ist
gegenüber der Wandung der Gießkammer 6 abgedichtet.
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Das
Verschlussteil 7 für das zweite Ende der Gießkammer 6 ist
ein verstellbarer Gegenkolben, der in der Verschlusslage in die
Mündung der Gießkammer 6 dichtend eingreift
oder zumindest die Mündung dichtend verschließt,
während er in der Öffnungslage mit Abstand von
der Mündung der Gießkammer 6 angeordnet
ist. Das Verschlussteil 7 ist im unteren Formschieber 9 angeordnet.
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Zusätzlich
ist am in Füllrichtung oberen Endbereich des Formhohlraumes 10 ein
Anschluss für einen zweiten Vakuumerzeuger vorgesehen,
wobei dieser Anschluss in einem Ventil 12 endet. Zusätzlich ist
an dem Formteil 15 ein Verriegelungsschieber 11 angeordnet,
der entsprechend dem Bewegungspfeil 21 verstellbar ist.
Das Verschlussteil 7 ist entsprechend dem Bewegungspfeil 20 koaxial
zum rohrförmig ausgebildeten Hohlraum der Gießkammer 6 verschieblich
und im Bereich von deren zweiten Ende am Schieber 9 des
Gießwerkzeuges angeordnet. Dort ist eine zum zweiten Ende
der Gießkammer 6 koaxiale Führungshülse 22 zur
Führung des Verschlussteiles 7 vorgesehen. Ferner
sind dort Anschlüsse für Hydraulikleitungen zur
Betätigung des Verschlussteiles 7 vorgesehen,
die in der Zeichnung nicht gezeigt sind. Am der Gießkammer
abgewandten Ende des Verschlussteiles 7 ragt eine Stange 23 ab,
die in der Öffnungsstellung des Verschlussteiles 7 an
einer Anschlagfläche 24 des Schiebers 9 anliegt.
Diese Anschlagfläche 24 ist durch einen Verriegelungsschieber 8 gebildet,
der in Richtung des Bewegungspfeiles 18 verschieblich ist.
Damit ist dieser Verriegelungsschieber 8 in eine erste
Stellung verstellbar, in der einen Anschlag für das Stangenende bildet,
wie in den Zeichnungsfiguren gezeigt ist, sowie in eine zweite Stellung
verschieblich, in der die Stange nicht an dem Verriegelungsschieber
anschlägt. Der Weg des Verschlussteiles 7 ist
dann dadurch begrenzt, dass eine Anschlagfläche des Verschlussteiles 7 an
einer Stufe der Wandung des Formrahmens bzw. des Schiebers 9 anliegt.
Diese Anschlagfläche ist mit 25 bezeichnet. In
einer Grundstellung, die in 1 verdeutlicht
ist, ist die Gießform geschlossen und es ist ein Vakuum
im Hohlraum der Gießkammer 6 durch den ersten
Vakuumerzeuger gebildet, der bei 3 angeschlossen ist. Durch das
Evakuieren der Gießkammer 6 wird über
das Dosierrohr 2 Schmelze 16 aus dem Schmelzevorratsbehälter 5 in
die Gießkammer transportiert. Sobald eine bestimmte Menge
in die Gießkammer transportiert ist, wird der Gießkolben 1, 1' vorgefahren,
so dass er die Mündung des Dosierrohres und die Mündung
des Vakuumanschlusses 3 überfährt und
jenseits der Mündungen angeordnet ist. Hierdurch ist die
Schmelzezufuhr beendet. In der Gießkammer 6 bleibt
das aufgebaute Vakuum bestehen. Die in der Gießkammer 6 befindliche
Schmelze wird zusammengepresst und zum zweiten Ende der Gießkammer 6 vorgeschoben. Dabei
ist das zweite Ende der Gießkammer durch das Verschlussmittel 7 verschlossen.
Sobald die Schmelze durch den Gießkolben 1, 1' so
weit zum Verschlussteil 7 verschoben ist, dass der Kanal
der Gießkammer 6 vollständig mit Schmelze
gefüllt ist zwischen der Stirnseite des Gießkolbens 1' und
der Stirnseite des Verschlussmittels 7, wird die Verbindung
der Gießkammer 6 zum Angussbereich 19 geöffnet,
indem das Verschlussteil 7 zurückgezogen wird.
Dies ist in 3 veranschaulicht. Die Schmelze wird
dann in dem so geöffnetem Freiraum durch Verfahren des
Gießkolbens 1, 1' eingepresst, so dass der
Formhohlraum 10 und der Angussbereich 19 mit Schmelze
gefüllt wird. In der Gießkammer 6 wird
vorzugsweise ein Unterdruck von etwa 5 bis 30 mbar erzeugt. Durch
dieses Vakuum wird während der Dosierung der Schmelze mittels
der Evakuierung der Gießkammer 6 auch eine Entgasung
der in der Schmelze gelösten Gase bewirkt. Die Gießkammer 6 wird
mittels Evakuierens über das Dosierrohr 2 zu etwa
30% bis 70% gefüllt. Anschließend wird dann die
in der Gießkammer 6 befindliche Schmelze mittels
des Gießkolbens 1, 1' zwischen dem am
zweiten Ende der Gießkammer 6 befindlichem Verschlussmittel 7 und
dem Gießkolben 1, 1' zusammengepresst,
so dass der dazwischen befindliche Raum der Gießkammer 6 vollständig
gefüllt ist. Da die Schmelze entgast ist, kann diese nicht
komprimiert werden, sondern beim Vorfahren des Gießkolbens 1, 1' wird eine
vollständige inkompressible Füllung mit Schmelze
erreicht. Hieraus ergibt sich, dass durch die Stellung des Gießkolbens 1, 1' bei
vorgegebenen Abmessungen der Gießkammer 6 das
Volumen der darin befindlichen Schmelze bestimmbar ist und die Einschussmenge
der Schmelze in den Formhohlraum 10 durch entsprechendes
Vorfahren des Gießkolbens 1, 1' bestimmt
ist, wobei der Vorschubweg durch eine entsprechende Steuerung in
Anpassung an die Einschussmenge bestimmt wird.
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Zusätzlich
wird mittels der zweiten Vakuumquelle, die bei 12 an dem Formhohlraum
oberseitig angeschlossen ist, der Formhohlraum 10 und der
Angussbereich 19 evakuiert, wobei in diesem Bereich vorzugsweise
ein Unterdruck von 50 bis 200 mbar erzeugt wird. Durch dieses zweite
Vakuum wird die Abdichtung des Verschlussmittels 7 entlastet,
da nur die Differenz der evakuierten Räume wirksam ist.
Die zweite Vakuumquelle wird abgeschaltet, wenn ein bestimmter Füllgrad
des Formhohlraums 10 mit Schmelze erreicht ist.
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Während
in 1 eine Position gezeigt ist, in der die Füllung
der Gießkammer 6 noch nicht begonnen hat, ist
in 2 ein Detail der 1 gezeigt,
gemäß welcher Darstellung die Füllung
der Gießkammer vollendet ist. Gemäß der
Darstellung in 3 ist eine Position gezeigt,
in der nach Verschiebung des Gießkolbens 1, 1' die
Schmelze 16 den Hohlraum der Gießkammer vollständig
ausfüllt und das Verschlussmittel 7 in die Öffnungsstellung
verschoben ist, so dass die Schmelze durch entsprechenden Vorschub des
Gießkolbens 1, 1' in den Angussbereich 19 und in
den Formhohlraum 10 eingespritzt wird.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung wird in der Gießkammer
ein hermetisch abgeschlossener Raum zur Verfügung gestellt,
der entsprechend evakuiert ist und zur Aufnahme der Schmelze bestimmt
ist, wobei durch diese Ausbildung einerseits eine einfache Abdichtung
der Gießkammer 6 durch den Gießkolben 1, 1' und
das Verschlussmittel 7 ermöglicht ist und andererseits
eine definierte Entgasung der Schmelze erreicht ist, die sich in
der Gießkammer befindet. Besondere Abdichtungsmaßnahmen
im Bereich zwischen Formteil 15 und oberem Formschieber 13 sowie
unterem Formschieber 9 sind nicht erforderlich. Die Betriebsweise
der Vorrichtung ist selbstverständlich auch in ausreichendem Maße
möglich, wenn die zweite Vakuumquelle entfällt.
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Die
Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt,
sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
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Alle
neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel-
und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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