-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gussvorrichtung für ein Heißkanalgießverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
-
Gussvorrichtungen mit einer Formkavität, die Einleitöffnungen für Gusskanäle aufweisen, wobei die Gusskanäle die Einleitöffnungen mit einem Hohlraum verbinden, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Eine solche Gussvorrichtung ist aus der
DE 10 2008 052 062 A1 bekannt. Die
EP 0 976 475 A1 beschreibt eine Gussvorrichtung, die zum Druckgießen verwendet wird und keine beheizbaren Gusskanäle aufweist.
-
Bei der Herstellung eines Bauteils im Heißkanalgießverfahren entsteht ein sogenannter Anguss. Bei Gussvorrichtungen zum Heißkanalgießen aus dem Stand der Technik wird der Angusspunkt in das Bauteil verlegt, was zur Folge hat, dass aufwändige mechanische Nachbearbeitungsprozesse eingesetzt werden müssen, um Bauraumabmaße einhalten zu können. Außerdem kann der im Bauteil angeordnete Angusspunkt bei einer mechanischen Beanspruchung des Bauteils einen Schwachpunkt darstellen. Das Heißkanalgießverfahren wird insbesondere für die Herstellung von Bauteilen aus Metallen oder Legierungen verwendet. Beispielsweise können Aluminium- oder Magnesiumbauteile im Heißkanalgießverfahren hergestellt werden.
-
Bei der Druckgussvorrichtung gemäß der
EP 0 976 475 A1 liegt der Anguss außerhalb des herzustellenden Bauteils und wird nach Durchführung des Gießvorgangs von dem Bauteil abgetrennt. Hierbei geht Material verloren, wodurch die Produktionskosten erhöht werden.
-
Die
EP 0 976 475 A1 beschreibt, dass die Querschnittsfläche längs des gesamten Gusskanals konstant sein soll. Damit sollen betragsmäßige Veränderungen der Querschnittsfläche von bis zu 30% mitumfasst sein.
-
Zum Stand der Technik wird ferner hingewiesen auf die
DE 10 2008 052 062 A1 , betreffend ein Verfahren zur Herstellung eines rahmenartigen Strukturbauteils, und auf die
DE 10 2006 002 341 A1 , betreffend ein Spritzgießwerkzeug.
-
Dem Stand der Technik gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gussvorrichtung für ein Heißkanalgießverfahren und ein solches Heißkanalgießverfahren zu schaffen, das eine einfachere Abtrennung des Angusses von dem Bauteil ermöglicht, wobei gleichzeitig weniger Material verloren geht.
-
Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Querschnittsfläche jedes der zumindest zwei Gusskanäle in einem der jeweiligen Einleitöffnung zugewandten Endbereich um mehr als 30% geringer ist als die Querschnittsfläche in einem dem Hohlraum zugewandten Endbereich. Die Querschnittsfläche jedes der zumindest zwei Gusskanäle in einem der jeweiligen Einleitöffnung zugewandten Endbereich kann auch um mehr als 50% oder sogar um mehr als 60% geringer sein als die Querschnittsfläche in einem dem Hohlraum zugewandten Endbereich.
-
Die relativ große Abnahme der Querschnittsfläche vom Hohlraum in Richtung der Einleitöffnungen führt dazu, dass der Anguss, der im - der jeweiligen Einleitöffnung zugewandten - Endbereich angeordnet ist, ebenfalls eine kleinere Querschnittsfläche aufweist, sodass er leichter von dem Bauteil, beispielsweise durch Stanzen, abgetrennt werden kann. Die kleinere Querschnittsfläche hat ebenfalls den Effekt, dass weniger Material verloren geht.
-
Ein weiterer Vorteil der relativ geringen Querschnittsfläche ist, dass Mikroporositäten in dem Bauteil verringert oder sogar verhindert werden und ein homogener Fluss erreicht wird.
-
Unter dem der jeweiligen Einleitöffnung zugewandten Endbereich wird hier insbesondere der Bereich verstanden, der sich von der Mitte des jeweiligen Gusskanals bis hin zu dem sich an die Einleitöffnung anschließenden Ende des Gusskanals erstreckt. Unter dem dem Hohlraum zugewandten Endbereich wird hier insbesondere der Bereich verstanden, der sich von der Mitte des jeweiligen Gusskanals hin zu dem sich an den Hohlraum anschließenden Ende des Gusskanals erstreckt. Die beiden Endbereiche liegen also mit anderen Worten einander gegenüber an verschiedenen Enden des Gusskanals. Der Gusskanal erstreckt sich in seiner Längsrichtung von dem dem Hohlraum zugewandten Endbereich zu dem der Einleitöffnung zugewandten Endbereich.
-
Ein Gusskanal kann aus zwei Teilen bestehen. Ein erster Teil kann beheizbar sein und sich direkt an den gegebenenfalls ebenfalls beheizbaren Hohlraum anschließen. Ein zweiter Teil des Gusskanals kann sich direkt an den ersten Teil anschließen und fest mit der Formkavität verbunden sein.
-
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann in den den Einleitöffnungen zugewandten Endbereichen der Gusskanäle die Anzahl der Gusskanäle zumindest doppelt so groß sein wie in den dem Hohlraum zugewandten Endbereichen der Gusskanäle. Mit anderen Worten gabeln sich die Gusskanäle in den den Einleitöffnungen zugewandten Endbereichen. Ein Gusskanal kann sich dabei in zwei oder mehr Gusskanäle gabeln. Die Gabelung kann beispielsweise im zweiten Teil des Gusskanals angeordnet sein.
-
Eine solche Gabelung ist insbesondere vorteilhaft für einen sanfteren Materialfluss. Durch die Gabelung kann die Querschnittsfläche einer einzelnen Einleitöffnung nochmals erheblich reduziert werden, da die doppelte Anzahl an Einleitöffnungen für den Materialfluss zur Verfügung steht. Dadurch werden innerhalb des Materialflusses auftretende Turbulenzen verringert.
-
In solch einem Fall kann die Summe der Beträge der Querschnittsflächen der Gusskanäle in den den Einleitöffnungen zugewandten Endbereichen um mehr als 30% geringer sein als die Summe der Beträge der Querschnittsflächen in den dem Hohlraum zugewandten Endbereichen. Insbesondere kann die Summe der Beträge der Querschnittsflächen der Gusskanäle in den den Einleitöffnungen zugewandten Endbereichen um mehr als 50% oder sogar um mehr als 60% geringer sein als die Summe der Beträge der Querschnittsflächen in den dem Hohlraum zugewandten Endbereichen.
-
Obwohl sich also die Anzahl der Gusskanäle aufgrund der Gabelung erhöhen kann, kann sich die Summe der Beträge der Querschnittsflächen verringern.
-
Gemäß Anspruch 1 ist außerdem vorgesehen, dass sich die Querschnittsfläche jedes der zumindest zwei Gusskanäle in Richtung von dem dem Hohlraum zugewandten Endbereich zur jeweiligen Einleitöffnung zugewandten Endbereich hin kontinuierlich verringern. Dies ist ebenfalls besonders vorteilhaft für ein besonders homogenes Strömungsverhalten des Materials im Gusskanal mit besonders wenigen Turbulenzen.
-
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Querschnitt der Gusskanäle in dem der jeweiligen Einleitöffnung zugewandten Endbereich eine eckige, ellipsenartige oder ovale Form aufweisen. Es kann sowohl der Querschnitt des gesamten Gusskanals eckig, ellipsenartig oder oval sein als auch nur der Querschnitt des Gusskanals in dem der jeweiligen Einleitöffnung zugewandten Endbereich.
-
Es kann auch sein, dass sich die Querschnittsfläche des Gusskanals kontinuierlich von einer runden Form im direkt an den Hohlraum angrenzenden Bereich zu einer eckigen, ellipsenartigen oder ovalen Form im direkt an die Einleitöffnung angrenzenden Bereich ändert. Dies ist wiederum besonders vorteilhaft für einen besonders homogenen Materialfluss.
-
Die eckige, ellipsenartige oder ovale Form des Querschnitts des Gusskanals im Bereich nahe der Einleitöffnung der Formkavität führt dazu, dass ein sogenannter Pfropfen, der ebenfalls zum Materialverlust beiträgt, kleiner wird. Der Pfropfen entsteht während des Gießvorgangs dort, wo der Gusskanal nicht mehr beheizt wird. Das dort erkaltende Material erkaltet von außen nach innen. Bei einer runden Querschnittsform ist der Innenbereich relativ weit entfernt von der bereits erkaltenden Außenseite. Daher erfolgt die Erstarrung in dem Innenbereich erheblich später als die Erstarrung an der Außenseite. Unter anderem definiert die Zeitdifferenz die Länge des Pfropfens. Je größer die Zeitdifferenz ist, desto länger ist der Pfropfen. Bei einem eckigen, ovalen oder ellipsenartigen Querschnitt ist diese Zeitdifferenz geringer als bei einer runden Querschnittsform. Somit ist auch die Länge des Pfropfens geringer, wodurch weniger Material verloren geht. Außerdem ist eine eckige, ellipsenartige oder ovale Form vorteilhaft, um den Anguss besonders einfach, beispielsweise durch Stanzen, von dem Bauteil abtrennen zu können.
-
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung Mittel zum Ausgleich einer Wärmeausdehnung der Gusskanäle in einer Längsrichtung umfassen. Die Gusskanäle sind beheizbar und bevorzugter Weise aus einem Metall gefertigt. Wenn sie nun beheizt werden und/oder wenn heißes Gussmaterial wie beispielsweise flüssiges Aluminium oder Magnesium durch sie hindurchfließt, dehnen sie sich - vor allem in ihrer Längsrichtung - aus. Diese Wärmeausdehnung kann zu Verspannungen in der Vorrichtung führen. Ein Ausgleich der Wärmeausdehnung ist daher vorteilhaft, um solche Verspannungen zu vermeiden.
-
Die Wärmeausdehnung kann beispielsweise durch keilförmige Mittel ausgeglichen werden, auf denen beispielsweise eine Stütze für die Gusskanäle und/oder den Hohlraum angeordnet ist. Die keilförmigen Mittel weisen ein dickeres Ende und ein dünneres Ende auf. Zwischen dem dünneren Ende und dem dickeren Ende nimmt die Querschnittsfläche der keilförmigen Mittel kontinuierlich zu. Wenn die Gusskanäle nun erwärmt werden und sich ausdehnen, können die keilförmigen Mittel so verschoben werden, dass die Stütze für die Gusskanäle und/oder den Hohlraum sich weg von der Formkavität bewegt, sodass die wärmebedingte Ausdehnung der Gusskanäle ausgeglichen werden kann. Das gleiche gilt in umgekehrter Weise bei einer Erkaltung der Gusskanäle.
-
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann jeder der Gusskanäle eine Ausnehmung aufweisen. Außerdem können an jedem der Gusskanäle jeweils im Bereich der Ausnehmung Auffangmittel angeordnet sein. Die Auffangmittel können dazu ausgebildet sein, einen durch die jeweilige Ausnehmung austretenden Festkörper aufzufangen. Der Festkörper kann beispielsweise ein Pfropfen sein, wie er oben beschrieben wurde. Ein solcher Pfropfen bildet sich dort, wo der Gusskanal nicht mehr beheizt wird. Daher ist die Ausnehmung vorteilhafterweise dort angeordnet, wo der Gusskanal nicht mehr beheizbar ist. Der Pfropfen verbleibt also nach einem Gussvorgang am Übergang zwischen dem ersten Teil des Gusskanals und dem zweiten Teil des Gusskanals im Gusskanal. Damit dieser Pfropfen nicht beim nächsten Gussvorgang das Gießen beeinträchtigt oder den Gusskanal sogar verstopft, sind die Ausnehmung und die Auffangmittel vorgesehen. In den Auffangmitteln beeinträchtigt der Pfropfen nicht das Strömungsverhalten des Gussmaterials.
-
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann jeder der Gusskanäle in dem der jeweiligen Einleitöffnung zugewandten Endbereich eine Hinterschneidung aufweisen. Die Hinterschneidung ist bevorzugter Weise im zweiten nicht beheizbaren Teil des Gusskanals angeordnet. Die Hinterschneidung ist dazu ausgebildet, dass der Anguss auf der Auswerferseite der Formkavität bleibt, wenn die Formkavität geöffnet wird. Die Formkavität weist eine Düsenseite und eine Auswerferseite auf. Die Düsenseite ist die Seite der Formkavität, an der die Einleitöffnungen angeordnet sind. Bei einer Öffnung der Formkavität wird die Auswerferseite von der Düsenseite zumindest teilweise gelöst. Die Hinterschneidung ist nun so ausgebildet, dass bei der Öffnung der Formkavität der Anguss so abbricht, dass er sich auf der Auswerferseite befindet. Hierdurch wird sichergestellt, dass kein festes Material auf der Düsenseite oder im Gusskanal verbleibt. Dort verbliebenes Material würde nachfolgende Gießvorgänge stören. Da sich alles verfestigte Material auf der Auswerferseite befindet, wird es zusammen mit dem Bauteil aus der Formkavität ausgestoßen und die Formkavität kann direkt für einen weiteren Gießvorgang genutzt werden. Somit werden die oben beschriebenen Auffangmittel nicht benötigt.
-
Beim Abkühlen tritt Schwindung bei dem gegossenen Material auf, sodass das Bauteil inklusive Anguss aus der Formkavität ausgestoßen werden kann. Die Maße der Hinterschneidung werden also bevorzugter Weise so gewählt, dass die Hinterschneidung ein Ausstoßen nicht verhindert, wenn das Material aufgrund der Schwindung während des Erkaltens sich zusammengezogen hat.
-
Nach einer Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Gusskanäle schräg nach außen weg von dem Hohlraum. Dies schließt beispielsweise eine Y-artige Form zweier Gusskanäle ein. Unter einer Erstreckung schräg nach außen weg werden also insbesondere alle Richtungen verstanden, bei denen sich die Gusskanäle auch nur zum Teil nach außen weg von dem Hohlraum aus erstrecken. Eine solche Geometrie ist besonders vorteilhaft für einen kurzen Fließweg des Materials durch die Gusskanäle. Zusätzlich dazu kann die Wärmeausdehnung der Gusskanäle besonders effizient ausgeglichen werden.
-
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung Abstützmittel auf, die dazu ausgebildet sind, die Gusskanäle und den Hohlraum abzustützen. Die Mittel zum Ausgleich der Wärmeausdehnung können beispielsweise zwischen zwei Teilen der Abstützmittel angeordnet sein, sodass ein Abstand zwischen den beiden Teilen der Abstützmittel durch die Mittel zum Ausgleich der Wärmeausdehnung eingestellt werden kann. Dadurch lässt sich die Wärmeausdehnung der Gusskanäle ausgleichen. Ein Teil der Abstützmittel kann beispielsweise als massiver Metallblock ausgestaltet sein. Ein hohes Gewicht der Abstützmittel sorgt für eine hohe Stabilität der Vorrichtung, insbesondere während des Gießvorgangs.
-
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Heißkanalgießverfahren zur Herstellung eines Bauteils unter Verwendung einer Gussvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung. Dabei wird die Form des hergestellten Bauteils durch die Formkavität der Gussvorrichtung definiert. Zunächst wird ein Metall oder eine Legierung, welches zumindest im notwendigen thixotropen- oder Semi-Solid-Zustand erhitzt worden ist, durch den Hohlraum, die Gusskanäle und die Einleitöffnungen in die Formkavität eingespritzt. Beispielsweise können Aluminium- oder Magnesiumlegierungen, abhängig von den Legierungsbestandteilen mit Temperaturen zwischen 550°C und 660°C, eingespritzt werden. In diesem Bereich weisen Aluminium- oder Magnesiumlegierungen abhängig von den Legierungsbestandteilen thixotrope Eigenschaften auf. Es ist auch möglich, andere Metalle wie beispielsweise Zink einzuspritzen.
-
Nach dem Einspritzvorgang kühlt der Werkstoff ab, sodass er von der flüssigen in die feste Phase übergeht. Anschließend wird die Formkavität geöffnet, das aus dem Werkstoff gefertigte Bauteil entnommen und der mit dem Bauteil verfahrensbedingt stoffschlüssig verbundene Anguss abgestanzt.
-
Es kann auch vorgesehen sein, dass vor und während des Einspritzvorgangs und während des Erkaltens ein Ausgleich der Wärmeausdehnung der Gusskanäle erfolgt. Dies kann beispielsweise durch eine oben beschriebene Keilführung erfolgen.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Merkmale oder Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Darin zeigen
- 1 eine schematische Perspektivansicht einer Gussvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine schematische Perspektivansicht von Teilen einer Gussvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
- 3 eine schematische Teilansicht eines Ausschnittes aus 2;
- 4 A und B schematische Darstellungen einer Funktionsweise von Mitteln zum Ausgleich einer Wärmeausdehnung der Gusskanäle; und
- 5 A bis C schematische Darstellungen einer Hinterschneidung in einem Endbereich eines Gusskanals.
-
In 1 ist eine Gussvorrichtung 100 nach einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Gussvorrichtung 100 umfasst eine Formkavität 101, die die Form eines herzustellenden Bauteils definiert. Die Formkavität 101 ist über nicht dargestellte Einleitöffnungen mit Gusskanälen 102 verbunden. Durch die Gusskanäle 102 kann ein flüssiges Material in die Formkavität 101 eingeleitet werden. Die Gusskanäle 102 sind in einem Teilbereich von Heizmitteln 104 umgeben, sodass sie in diesem Teilbereich beheizbar sind. Außerdem ist die Gussvorrichtung 100 an Zuleitungen 106 angeschlossen. Über diese Zuleitungen 106 kann das flüssige Material in die Gussvorrichtung 100 eingeleitet werden.
-
Ferner umfasst die Gussvorrichtung 100 Mittel 108 zum Ausgleich einer Wärmeausdehnung der Gusskanäle 102. Wenn heißes Material durch die Gusskanäle 102 fließt oder wenn die Gusskanäle 102 durch die Heizmittel 104 beheizt werden, dehnen sie sich - vor allem in ihrer Längsrichtung, die parallel zur Flussrichtung des durch die Gusskanäle 102 fließenden Materials ist - aus. Diese Ausdehnung könnte zu Verspannungen innerhalb der Gussvorrichtung 100 führen.
-
Die Mittel 108 zum Ausgleich der Wärmeausdehnung der Gusskanäle 102 sind zwischen einem ersten Teil 110 von Abstützmitteln und einem zweiten Teil 112 der Abstützmittel angeordnet. Außerdem sind die Mittel 108 keilförmig ausgebildet. Wenn nun die keilförmigen Mittel 108 zwischen den beiden Teilen 110 und 112 der Abstützmittel verschoben werden, verändert sich der Abstand der Teile 110 und 112 aufgrund der sich ändernden Dicke der keilförmigen Mittel 108 im Bereich zwischen den beiden Teilen 110 und 112. Wenn ein relativ dicker Bereich der keilförmigen Mittel 108 zwischen den beiden Teilen 110 und 112 angeordnet ist, ist der Abstand zwischen den beiden Teilen 110 und 112 relativ groß. Umgekehrtes gilt, wenn ein relativ dünner Bereich der keilförmigen Mittel 108 zwischen den beiden Teilen 110 und 112 angeordnet ist.
-
Durch die Veränderung des Abstands der beiden Teile 110 und 112 lässt sich eine Längenänderung der Gusskanäle 102 ausgleichen, sodass es Verspannungen innerhalb der Gussvorrichtung 100 aufgrund von Längenänderungen der Gusskanäle 102 vermieden werden.
-
Die Gussvorrichtung 100 ist besonders vorteilhaft, da ein Anguss (in 1 nicht dargestellt) nicht innerhalb des herzustellenden Bauteils angeordnet ist. Der Anguss lässt sich nach dem Gussvorgang in einfacher Weise, beispielsweise durch Stanzen, von dem hergestellten Bauteil lösen.
-
In 2 ist dargestellt, dass die beiden Gusskanäle 102 mit einem Hohlraum 200 verbunden sind. Über den Hohlraum 200 gelangt das flüssige Material in die Gusskanäle. Das flüssige Material kann beispielsweise geschmolzenes Metall oder eine geschmolzene Legierung sein. Die Gusskanäle erstrecken sich nach außen weg von dem Hohlraum 200 hin zu der Formkavität 101.
-
Es ist zu beachten, dass bei der hier dargestellten Ausführungsform der Gussvorrichtung 100 lediglich zwei Gusskanäle 102 vorgesehen sind. Eine Gussvorrichtung mit mehr als zwei Gusskanälen, die sich ebenfalls nach außen weg von dem Hohlraum 200 erstrecken, kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass zwei weitere Gusskanäle den Hohlraum 200 mit zwei weiteren Seiten der Formkavität 101 verbinden.
-
Die Querschnittsfläche der Gusskanäle 102 verringert sich vom Hohlraum 200 bis zu den Einleitöffnungen der Formkavität 101 um mehr als 30%, bevorzugter Weise beträgt die Summe der Querschnittsflächen der Gusskanäle 102 im Endbereich nahe der Einleitöffnungen der Formkavität 101 noch 30% bis 50% der Summe der Querschnittsflächen der Gusskanäle 102 im Endbereich nahe des Hohlraums 200. Durch die Verringerung der Querschnittsfläche wird ein besonders homogenes Fließverhalten des Materials erreicht. Außerdem wird relativ wenig Material beim Abstanzen des Angusses verloren. Zudem lässt sich der Anguss bei einem geringeren Querschnitt leichter von dem hergestellten Bauteil trennen.
-
Zudem ändert sich die Querschnittsform der Gusskanäle 102. Im Bereich nahe des Hohlraums 200 weisen die Gusskanäle 102 eine runde Querschnittsfläche auf, wohingegen sie im Bereich nahe der Einleitöffnungen der Formkavität 101 eine eckige Querschnittsfläche aufweisen. Sie können anstatt der eckigen Querschnittsfläche auch eine ovale oder ellipsenartige Querschnittsfläche aufweisen.
-
Außerdem ist in 2 jeweils eine Gabelung 202 in einem Endbereich jedes Gusskanals 102 dargestellt. Diese Gabelung 202 führt dazu, dass die Anzahl der Gusskanäle 102 im Bereich nahe des Hohlraums 200 halb so groß ist wie die Anzahl der Gusskanäle 102 im Bereich nahe der Einleitöffnungen der Formkavität 101.
-
Der in 2 mit A gekennzeichnete Ausschnitt ist im Detail in 3 dargestellt. Dort ist die Gabelung 202 besonders deutlich zu erkennen. Die Gabelung 202 führt dazu, dass das flüssige Material durch doppelt so viele Einleitöffnungen in die Formkavität 101 eingespritzt wird. Dies wiederum hat zur Folge, dass ein besonders homogener Materialfluss erreicht wird und Mikroporositäten des Materials vermieden werden.
-
In 3 sind außerdem Auffangmittel 300 dargestellt. Diese dienen dazu, dass ein Pfropfen, der sich beim Erkalten des Materials in dem Bereich des Gusskanals 102 bildet, der nicht beheizt ist, aufgefangen wird und nicht in die Formkavität 101 gelangt.
-
Durch die oben mit Bezugnahme auf 2 erwähnte Änderung der Querschnittsfläche von rund zu eckig im Verlaufe der Gusskanäle 102 wird erreicht, dass die Länge des Pfropfens verkürzt wird. Bei einem eckigen Querschnitt erkaltet der Innenbereich des Pfropfens schneller als bei einem runden Querschnitt. Somit ist die Zeitdifferenz zwischen dem Erkalten des äußeren Bereichs und dem Erkalten des Innenbereichs geringer, wodurch sich ebenfalls die Länge des Pfropfens verringert.
-
In den 4A und 4B ist die Funktionsweise der keilförmigen Mittel 108 zum Ausgleich der Wärmeausdehnung der Gusskanäle 102 dargestellt. Aus Übersichtlichkeitsgründen wurde das erste Teil 110 der Abstützmittel nicht dargestellt. In 4A liegt das zweite Teil 112 der Abstützmittel auf einem relativ dünnen Teilbereich der keilförmigen Mittel 108 auf. Wenn nun der Gusskanal 102 - durch Aufheizung mittels der Aufheizmittel 104 oder wegen des Durchflusses von heißem Material - sich ausdehnt, können die keilförmigen Mittel 108 so bewegt werden, dass das zweite Teil 112 der Abstützmittel auf einem dickeren Teilbereich der keilförmigen Mittel 108 aufliegt. Dabei liegen die keilförmigen Mittel 108 immer auf dem in den 4A und 4B nicht dargestellten ersten Teil 110 der Abstützmittel auf.
-
In 4B ist die Situation dargestellt, wenn der zweite Teil 112 der Abstützmittel auf einem dickeren Bereich der keilförmigen Mittel 108 aufliegt. Zwischen dem Gusskanal 102 und der Formkavität 101 ist nun eine Lücke, da in 4B zur Verdeutlichung des Effekts nicht die wärmebedingte Ausdehnung des Gusskanals 102 dargestellt ist. Die Anhebung des Gusskanals 102 durch Verschiebung der keilförmigen Mittel 108 lässt sich so mit der wärmebedingten Ausdehnung des Gusskanals 102 abstimmen, dass wärmebedingte Spannungen innerhalb der Gussvorrichtung 100 verringert oder sogar ganz vermieden werden.
-
Die keilförmigen Mittel 108 können außerdem in umgekehrter Weise dazu verwendet werden, eine Verkürzung der Gusskanäle beim Erkalten auszugleichen.
-
5A zeigt einen Gusskanal 102. Eine Schnittansicht entlang der in 5A dargestellten Schnittlinie A-A ist in 5B dargestellt. Dort ist ein Teil 500 des Angusses dargestellt. Der Anguss ist außerhalb des herzustellenden Bauteils angeordnet. In 5B ist gezeigt, dass eine Hinterschneidung 502 auf der Auswerferseite 504 der Formkavität 101 angeordnet ist. Der Teil 500 des Angusses füllt die Hinterschneidung aus, sodass beim Öffnen der Formkavität 101 entlang der in 5B dargestellten Linie 508, die die Auswerferseite 504 von der Düsenseite 506 trennt, der Anguss auf der Auswerferseite 504 verbleibt. Durch die Hinterschneidung 502 wird also sichergestellt, dass der Anguss auf jeden Fall auf der Auswerferseite 504 verbleibt. Falls der Anguss auf der Düsenseite 506 verbliebe, würde dies die Herstellung eines weiteren Bauteils mit der Gussvorrichtung 100 behindern.
-
Bei Verwendung der Hinterschneidung 502 können Auffangmittel 300 wie sie beispielsweise in 3 dargestellt sind, weggelassen werden.
-
In 5C ist der Teil 500 des Angusses nach dem Erkalten dargestellt. Aufgrund der niedrigen Temperatur hat eine Schwindung stattgefunden, sodass der Teil 500 des Angusses nun nicht mehr die Hinterschneidung 502 ausfüllt. Anstatt dessen ist dort ein Hohlraum 510 angeordnet. Dies führt dazu, dass das Bauteil inklusive Anguss aus der Auswerferseite 504 der Formkavität 101 ausgestoßen werden kann. Aufgrund der temperaturbedingten Schwindung stellt die Hinterschneidung 502 kein Hindernis für das Auswerfen dar. Es ist daher zu beachten, dass die Abmaße der Hinterschneidung so gewählt werden, dass die Schwindung dafür ausreicht, dass das Bauteil mit dem Anguss aus der Auswerferseite 504 der Formkavität 101 ausgestoßen werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Gussvorrichtung
- 101
- Formkavität
- 102
- Gusskanäle
- 104
- Heizmittel
- 106
- Zuleitung
- 108
- Mittel zum Ausgleich einer Wärmeausdehnung
- 110
- erstes Teil von Abstützmitteln
- 112
- zweites Teil von Abstützmitteln
- 200
- Hohlraum
- 202
- Gabelung
- 300
- Auffangmittel
- 500
- Teil des Angusses
- 502
- Hinterschneidung
- 504
- Auswerferseite
- 506
- Düsenseite
- 508
- Linie
- 510
- Hohlraum
- A
- Ausschnitt