DE102014015557B3 - Vertical gas pressure casting machine - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine mit einem Metallschmelze-Vorratsofen (2) für einen Metallschmelze-Vorrat (3), mit einer Gießform (6), in welcher Gießform (6) wenigstens ein Formnest (5) vorgesehen ist, mit wenigstens einem Steigkanal (4), der zum Befüllen den Metallschmelze-Vorratsofen (3) mit dem wenigstens einen Formnest (5) der Gießform (6) verbindet und der (4) über eine Angussöffnung (8) in dem wenigstens einen Formnest (5) mündet, und mit einem Schließkolben (9), der (9) relativ zur Gießform (6) zwischen einer Offenstellung und einer die Angussöffnung (8) verschließenden Schließstellung bewegbar ist, wobei der Metallschmelze-Vorratsofen (2) über wenigstens eine Gasleitung (11) mit einer Gasquelle (12) verbunden ist. Für die erfindungsgemäße Vertikal-Gasdruck-Metallgießmaschine (1) ist kennzeichnend, dass die Gießform (6) wenigstens eine Metallschmelze-Vorratshöhlung (27, 28) hat, die zur Aufnahme eines, in Schließstellung des Schließkolbens (9) druckbeaufschlagten Metallschmelze-Depots vorgesehen ist und die (27, 28) mit dem wenigstens einen Formnest (5) der Gießform (6) verbunden ist.The present invention relates to a vertical gas-pressure casting machine with a molten metal storage furnace (2) for a molten metal supply (3), with a mold (6), in which mold (6) at least one mold cavity (5) is provided with at least one riser channel (4) which for filling connects the molten metal storage furnace (3) to the at least one mold cavity (5) of the casting mold (6) and the (4) via a sprue opening (8) in the at least one mold cavity (5) opens, and with a closing piston (9), the (9) relative to the mold (6) between an open position and the gate (8) closing closing position is movable, wherein the molten metal storage furnace (2) via at least one gas line (11) connected to a gas source (12). It is characteristic of the vertical gas pressure metal casting machine (1) according to the invention that the casting mold (6) has at least one molten metal reservoir cavity (27, 28) which is provided for receiving a molten metal deposit pressurized in the closed position of the closing piston (9) and the (27, 28) is connected to the at least one mold cavity (5) of the mold (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine mit einem Metallschmelze-Vorratsofen für einen Metallschmelze-Vorrat, mit einer Gießform, in welcher Gießform wenigstens ein Formnest vorgesehen ist, mit wenigstens einem Steigkanal, der zum Befüllen den Metallschmelze-Vorratsofen mit dem wenigstens einen Formnest der Gießform verbindet und der über eine Angussöffnung in dem wenigstens einen Formnest mündet, und mit einem Schließkolben, der relativ zur Gießform zwischen einer Offenstellung und einer die Angussöffnung verschließenden Schließstellung bewegbar ist, wobei der Metallschmelze-Vorratsofen über wenigstens eine Gasleitung mit einer Gasquelle verbunden ist.The invention relates to a vertical gas-pressure casting machine with a molten metal storage furnace for a molten metal supply, with a mold, in which mold at least one mold cavity is provided, with at least one riser channel, for filling the molten metal storage furnace with the at least one mold cavity connects the mold and which opens via a gate in the at least one mold cavity, and with a closing piston which is movable relative to the mold between an open position and a closing position closing the gate, wherein the molten metal storage furnace is connected via at least one gas line to a gas source ,

Metallgießmaschinen sind bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt. Bei den vorbekannten Gießmaschinen wird ein Metallschmelze-Vorrat in einem beheizbaren Metallschmelze-Vorratsofen bevorratet. Dieser Metallschmelze-Vorratsofen ist über einen Steigkanal mit einer Gießform verbunden, die zumindest ein Formnest zum Formen des gewünschten Gussteiles hat. Der Steigkanal mündet über eine Angussöffnung im Formnest der Gießform. Die Gießform weist im Bereich ihres Formnestes wenigstens eine Entlüftungsöffnung auf, die zur Entlüftung des Formnestes beim Einfließen der Metallschmelze in das Formnest dient. Die Metallschmelze fließt durch eine Erhöhung des Gasdruckes im Metallschmelze-Vorratsofen in das Formnest. Nach Abschluss des Füll- beziehungsweise Gießvorganges wird der Gasdruck im Metallschmelze-Vorratsofen und damit der Formfülldruck weiter erhöht, um die beim Abkühlen und Erstarren der Metallschmelze auftretende Volumenreduzierung auszugleichen. Nachdem der Erstarrungsfortschritt die Angussöffnung erreicht hat, wird der Gasdruck im Metallschmelze-Vorratsofen und damit der Formfülldruck abgebaut, so dass eine Trennung des Gussstückes und der flüssigen Metallsäule im Steigrohr stattfindet. Das flüssige Metall fließt unter Mitnahme beziehungsweise mit Hilfe von Umgebungsluft in den Metallschmelze-Vorratsofen bis auf das Badniveau im Metallschmelze-Vorratsofen zurück. Die Metallschmelze wird dabei bei jedem Gießvorgang, bei der Vorlaufbewegung im Steigrohr, beim Befüllen des Formnestes sowie beim Rücklauf in den Metallschmelze-Vorratsofen einem intensiven Kontakt mit der Umgebungsluft ausgesetzt. Dabei kann die Metallschmelze durch Oxidbildung und Wasserstoff-Aufnahme erheblich verunreinigt werden.Metal casting machines are already known in various designs. In the previously known casting machines, a molten metal supply is stored in a heatable molten metal storage oven. This molten metal storage furnace is connected via a riser channel with a casting mold, which has at least one mold cavity for molding the desired casting. The riser opens via a gate in the mold cavity of the mold. In the region of its mold cavity, the casting mold has at least one vent opening which serves to vent the mold cavity when the molten metal flows into the mold cavity. The molten metal flows into the mold cavity by increasing the gas pressure in the molten metal storage furnace. After completion of the filling or casting process, the gas pressure in the molten metal storage furnace and thus the mold filling pressure is further increased to compensate for the occurring during cooling and solidification of the molten metal volume reduction. After the solidification progress has reached the gate, the gas pressure in the molten metal storage furnace and thus the mold filling pressure is reduced, so that a separation of the casting and the liquid metal column takes place in the riser. The liquid metal flows with entrainment or with the help of ambient air in the molten metal storage furnace back to the bath level in the molten metal storage furnace. The molten metal is exposed to intensive contact with the ambient air in each casting, in the forward movement in the riser, when filling the mold cavity and when returning to the molten metal storage furnace. The molten metal can be significantly contaminated by oxide formation and hydrogen uptake.

Aus der DE 10 2006 036 369 B4 kennt man bereits ein Schmelz-, Gieß- und Prellverfahren, das zur Herstellung von hochbelastbaren Bauteilen bestimmt ist. Bei dem vorbekannten Verfahren wird eine, auf eine geeignete Gießtemperatur überhitzte Metallschmelze durch Druckerhöhung im Schmelzofen in eine Gießform eingebracht. Das dort zunächst noch in einer Druckkammer befindliche und für den nächsten Schuss vorgesehene Metallschmelze-Volumen wird mittels einem in die Druckkammer vorrückenden Druckkolben in das Formnest der Gießform gedrückt, wobei der Druckkolben zunächst noch den vom Metallschmelze-Vorrat zur Gießform führenden Füllspalt verschließt. Die in das Formnest der Gießform eingefüllte Schmelze erstarrt dort unter hohem Druck im Zusammenspiel des Druckkolbens mit weiteren Pressbolzen unter Ausbildung einer dichten, feinkörnigen Gussgefügestruktur. Nach im wesentlichen abgeschlossener Erstarrung wird unter weiterer Druckerhöhung mit Hilfe der Pressbolzen bei zurückweichendem Druckkolben das erstarrte, aber noch weiche Bauteilgefüge zum Fließen gebracht. Damit soll es in wichtigen Bauteilbereichen zur Ausbildung einer Knetgefügestruktur mit deutlich erhöhten Festigkeits- und Dehnungseigenschaften kommen. Da bei dem vorbekannten Verfahren der Druckkolben nur partiell auf Teilbereiche der erstarrenden Schmelze einwirken kann, sind nur in wichtigen Bauteilbereichen solche Knetgefügestrukturen mit erhöhten Festigkeits- und Dehnungseigenschaften erreichbar.From the DE 10 2006 036 369 B4 One already knows a melting, casting and bouncing process, which is intended for the production of heavy-duty components. In the previously known method, a superheated to a suitable casting temperature molten metal is introduced by increasing the pressure in the furnace in a mold. The metal melt volume initially located there in a pressure chamber and intended for the next shot is forced into the mold cavity of the casting mold by means of a pressure piston advancing into the pressure chamber, wherein the pressure piston initially closes the filling gap leading from the molten metal supply to the casting mold. The melt introduced into the mold cavity of the casting mold solidifies there under high pressure in the interaction of the pressure piston with further extrusion bolts to form a dense, fine-grained casting structure. After substantially complete solidification, the solidified but still soft component structure is caused to flow with further pressure increase with the aid of the pressing bolts when the pressure piston recoils. This is to come in important component areas to form a Knetgefügestruktur with significantly increased strength and elongation properties. Since in the previously known method, the pressure piston can only partially act on portions of the solidifying melt, such Knetgefügestrukturen with increased strength and elongation properties can be achieved only in important component areas.

Aus der DE 10 2012 023 214 B3 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Druckgussbauteiles vorbekannt, bei dem die Kavität eines bereitgestellten Druckgießwerkzeugs unter Druck mit Metallschmelze befüllt wird und anschließend die Metallschmelze in der Kavität erstarrt und das Druckgussbauteil bildet, wobei das Druckgussbauteil wenigstens eine zur Erstarrungsporosität neigende Materialanhäufung in Form einer Gewindebuchse aufweisen soll. Bei dem vorbekannten Verfahren ist vorgesehen, dass während der Erstarrung lokal im Bereich der Gewindebuchse mithilfe einer Düse mit Richtcharakteristik gezielt Gas in die Kavität injiziert wird, welches zur Vermeidung von Erstarrungsporosität die zumindest noch teilweise flüssige Metallschmelze innerhalb der Gewindebuchse derart direkt verdichtet, dass das injizierte Gas in axialer Richtung zumindest teilweise eine Gasblase innerhalb der Gewindebuchse ausbildet, die dann in radialer Richtung eine Verdichtung zur Hülsenwandung bewirken soll.From the DE 10 2012 023 214 B3 already a method for producing a metallic die-cast component is already known, in which the cavity of a provided Druckgießwerkzeugs is filled under pressure with molten metal and then the molten metal solidifies in the cavity and the die-cast component forms, wherein the die-cast component at least one tendency to solidification porosity in the form of a threaded bushing should have. In the previously known method, it is provided that gas is injected into the cavity during solidification locally in the area of the threaded bushing by means of a nozzle with directional characteristic, which directly compresses the at least partially molten metal melt within the threaded bushing so as to prevent solidification porosity Gas in the axial direction at least partially forms a gas bubble within the threaded bush, which is then intended to effect a compression to the sleeve wall in the radial direction.

Aus der DE 10 2005 007 517 A1 kennt man bereits ein Gießverfahren zum Gießen metallischer Werkstücke, bei welchem an einer Gießstation Metallschmelze im Schwerkraft-Gussverfahren in eine Kokille eingegossen wird, wobei nach dem Eingießen der Metallschmelze die Eingussöffnung der Kokille verschlossen und die Metallschmelze im Inneren der Kokille mit Druck beaufschlagt wird, bevor die Kokille anschließend unter Beibehaltung der Druckbeaufschlagung von der Gießstation wegbewegt werden kann. Auf diese Weise wird ein Schwerkraft-Gussverfahren angestrebt, welches dem Niederdruckguss ähnlich ist.From the DE 10 2005 007 517 A1 already known is a casting method for casting metallic workpieces, in which at a casting station molten metal is poured by gravity casting into a mold, after pouring the molten metal, the sprue of the mold closed and the molten metal is pressurized in the interior of the mold with pressure before the mold can then be moved away while maintaining the pressurization of the casting station. In this way, a gravity casting method is sought, which is similar to the low-pressure casting.

In der DE 694 25 443 T2 ist bereits ein Gussverfahren vorbeschrieben, bei welchem Metallschmelze in einen kleineren Pumpofen überführt wird, der zum Drücken der Schmelze aus dem Pumpofen in die Gießkavität einer Gießform druckbeaufschlagbar ist, wobei die Metallschmelze beim Übertragungsschritt durch ein Rückschlagventil geleitet wird, welches ein Rückfließen der Metallschmelze aus dem Pumpofen heraus in Richtung zu dem in einem zuströmseitigen Halteofen befindlichen Metallschmelze-Vorrat verhindert. Mit diesem vorbekannten Gießverfahren sollen auch kleine Volumina flüssigen Metalls in Aufwärtsrichtung gegossen oder sonst wie abgegeben werden. Eine qualitative Verbesserung der gemäß dem vorbekannten Gießverfahren hergestellten Gussstücke ist demgegenüber nicht bezweckt. In the DE 694 25 443 T2 already described a casting method in which molten metal is transferred to a smaller pumping furnace, which is pressurizable to press the melt from the pump furnace into the casting cavity of a mold, wherein the molten metal is passed in the transfer step by a check valve, which is a backflow of the molten metal from the Pumping furnace out toward the molten metal supply located in an inflow-side holding furnace prevented. With this prior art casting method even small volumes of liquid metal to be poured in the upward direction or otherwise discharged. By contrast, a qualitative improvement of the castings produced according to the previously known casting method is not intended.

Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, eine Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche die Herstellung hochwertiger Gussteile erleichtert, ohne dass eine Qualitätsbeeinträchtigung aufgrund unerwünschter Wasserstoffaufnahme und Oxidbildung während des Gießvorganges befürchtet werden muss.There is therefore a particular object to provide a vertical gas pressure casting machine of the type mentioned, which facilitates the production of high-quality castings, without a quality impairment due to unwanted hydrogen absorption and oxide formation during the casting process must be feared.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass die Gießform zusätzlich zum mindestens einen Formnest wenigstens eine Metallschmelze-Vorratshöhlung hat, die zur Aufnahme eines, in Schließstellung des Schließkolbens druckbeaufschlagten Metallschmelze-Depots vorgesehen ist und die mit dem wenigstens einen Formnest der Gießform verbunden ist, dass in der wenigstens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung zur Bildung einer auf dem Metallschmelze-Depot aufliegenden Gasblase eine Gasleitung mündet, welche die wenigstens eine Metallschmelze-Vorratshöhlung mit einer Gasquelle verbindet, und dass das Volumen des in der wenigstens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung bevorrateten und von der Gasblase druckbeaufschlagten Metallschmelze-Depots größer ist als die Volumenreduzierung der in dem zumindest einen Formnest der Gießform befindlichen Metallschmelze während des Erstarrungsvorganges.The achievement of this object is in the vertical gas pressure casting machine of the type mentioned in particular that the mold in addition to at least one mold cavity has at least one molten metal storage cavity, which is provided for receiving a pressurized in the closed position of the closing piston molten metal deposits and connected to the at least one mold cavity of the mold such that in the at least one molten metal reservoir to form a gas bubble resting on the molten metal deposit, a gas conduit connecting the at least one molten metal reservoir to a gas source opens and the volume of the stored in the at least one molten metal storage cavity and pressurized by the gas bubble molten metal depot is greater than the volume reduction of located in the at least one mold cavity of the mold molten metal during the solidification process.

Die erfindungsgemäße Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine weist einen Metallschmelze-Vorratsofen auf, in welchem der für mehrere Gussteile benötigte Metallschmelze-Vorrat bevorratet und in flüssigem Zustand gehalten wird. Der Metallschmelze-Vorratsofen ist über wenigstens einen Steigkanal mit wenigstens einem Formnest verbunden, welches in einer Gießform ausgebildet ist. Das Formnest gibt in etwa die Form wieder, die die in der Gießform herzustellenden Gussteile aufweisen sollen. Der Steigkanal weist einen Metallschmelze-Einlass auf, der unterhalb des Niveaus oder der Oberfläche des im Metallschmelze-Vorratsofen befindlichen Metallschmelze-Vorrats liegt, und mündet über eine Angussöffnung in dem wenigstens einen Formnest der Gießform. Um nach dem Befüllen des wenigstens einen Formnestes die im Formnest befindliche und nun zum Gussteil abkühlende Metallschmelze von dem im Metallschmelze-Vorratsofen flüssig gehaltenen Metallschmelze-Vorrat zu trennen, ist ein Schließkolben vorgesehen, der relativ zur Gießform zwischen einer Offenstellung und einer die Angussöffnung verschließenden Schließstellung bewegbar ist. In der Schließstellung verhindert der Schließkolben ein Ausfließen der im Formnest befindlichen Metallschmelze und trennt gleichzeitig diese Metallschmelze von dem im Steigrohr anstehenden flüssig-heißen Metallschmelze-Vorrat, so dass die in der Gießform befindliche Metallschmelze schneller abkühlen und zum Gussteil erstarren kann. Um die im Metallschmelze-Vorratsofen befindliche Metallschmelze auch durch eine Druckbeaufschlagung des Metallschmelze-Vorratsofens in den zumindest einen Steigkanal pressen zu können, ist der Metallschmelze-Vorratsofen über wenigstens eine Gasleitung mit einer Gasquelle verbunden. Der im Metallschmelze-Vorratsofen befindliche Metallschmelze-Vorrat wird dort unter einer Schutzatmosphäre gehalten. Dabei kann mit Hilfe der Gasquelle ein derartiger Gasdruck aufgebaut werden, dass die Metallschmelze aus dem Metallschmelze-Vorrat über den Steigkanal und durch die Angussöffnung hindurch in das Formnest der Gießform fließt. Erfindungsgemäß weist die Gießform wenigstens eine Metallschmelze-Vorratshöhlung auf, die zur Aufnahme eines, in Schließstellung des Schließkolbens von einer Gasblase druckbeaufschlagten Metallschmelze-Depots vorgesehen ist. Dieses Metallschmelze-Depot ist mit dem wenigstens einen Formnest der Gießform derart verbunden, dass daraus der während des Erstarrungsvorgangs der im Formnest befindlichen Metallschmelze einhergehende Volumenschwund zumindest teilweise ausgeglichen wird. Durch den, auf die im Formnest befindliche Metallschmelze ausgeübten Gasdruck mittels der in der Metallschmelze-Vorratshöhlung eingeschlossenen Gasblase erfolgt eine gasdruckunterstützte Erstarrung der Metallschmelze. Abgestimmt auf den jeweiligen Anwendungsfall beschleunigen die entsprechenden, während des Erstarrungsvorganges aufgebrachten hohen Gasdrücke den Übergang der Schmelze von der Liquidus-Temperatur zur Solidus-Temperatur erheblich und ermöglichen ein besonders feinkörniges und duktiles Gefüge mit bestmöglichen physikalischen Eigenschaften. Dadurch lässt sich auch in Bereichen innerhalb des Gussteiles mit großen Volumen-Unterschieden, trotz des dort zum Teil verzögerten oder früheren Erstarrungsverlaufes, durch die gleichzeitig auf alle Bereiche wirkenden hohen Drücke ein gleichwertig feinkörniges und duktiles Gefüge und hohe physikalische Kernwerte erreichen. Durch den in der mindestens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung bereits anfänglich komprimierten Vordruck wird der Erstarrungsvorgang in der Metallschmelze beschleunigt eingeleitet.The vertical gas-pressure casting machine according to the invention has a molten metal storage furnace in which the molten metal supply required for a plurality of castings is stored and kept in a liquid state. The molten metal storage furnace is connected via at least one riser channel with at least one mold cavity, which is formed in a mold. The mold cavity roughly reproduces the shape that the castings to be produced in the casting mold should have. The riser channel has a molten metal inlet that is below the level or surface of the molten metal reservoir located in the molten metal reservoir and opens out via a gate in the at least one mold cavity of the mold. In order to separate after filling of the at least one mold cavity located in the mold cavity and now cooling to the casting molten metal from the molten metal supply tank held molten metal supply, a closing piston is provided which relative to the mold between an open position and a closing the gate opening position is movable. In the closed position, the closing piston prevents the molten metal in the mold cavity from flowing out and at the same time separates this molten metal from the liquid-hot molten metal supply in the riser, so that the molten metal in the mold can cool more quickly and solidify into the casting. In order to press the molten metal in the molten metal storage furnace also by pressurizing the molten metal storage furnace in the at least one riser, the molten metal storage furnace is connected via at least one gas line to a gas source. The molten metal supply in the molten metal storage furnace is kept there under a protective atmosphere. In this case, with the aid of the gas source, such a gas pressure can be built up that the molten metal flows from the molten metal supply via the riser channel and through the sprue opening into the mold cavity of the casting mold. According to the invention, the casting mold has at least one molten metal reservoir, which is provided for receiving a molten metal deposit pressurized by a gas bubble in the closed position of the closing piston. This molten metal depot is connected to the at least one mold cavity of the casting mold in such a way that it at least partially compensates for the shrinkage in volume during the solidification process of the molten metal present in the mold cavity. By means of the gas pressure exerted on the molten metal present in the mold cavity by means of the gas bubble enclosed in the molten metal reservoir, a gas-pressure-assisted solidification of the molten metal takes place. Coordinated to the particular application, the corresponding high gas pressures applied during the solidification process considerably accelerate the transition of the melt from the liquidus temperature to the solidus temperature and allow a particularly fine-grained and ductile microstructure with the best possible physical properties. In this way, even in areas within the casting with large volume differences, despite the sometimes delayed or earlier solidification course, the equally high-pressure and all-grained high pressures achieve an equally fine-grained and ductile microstructure and high physical core values. By already in the at least one molten metal Vorratshöhlung initially compressed pre-pressure, the solidification process is initiated accelerated in the molten metal.

Um bei entsprechenden Voraussetzungen in der mindestens einen, mit dem wenigstens einen Formnest verbundenen Metallschmelze-Vorratshöhlung auch einen Inertgas-Injektionshochdruck bis weit über 1.000 bar Gasdruck zu erzeugen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in der wenigstens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung zur Bildung einer auf dem Metallschmelze-Depot aufliegenden Gasblase eine Gasleitung mündet, welche die wenigstens eine Metallschmelze-Vorratshöhlung mit einer Gasquelle verbindet. Da das Volumen des in der wenigstens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung bevorrateten und von einer Gasblase druckbeaufschlagten Metallschmelze-Depots größer ist als die Volumenreduzierung der in dem zumindest einen Formnest der Gießform befindlichen Metallschmelze während des Erstarrungsvorganges, kann der beim Abkühlen der im Formnest befindlichen Metallschmelze verbundene Schwund ausgeglichen werden.In order to produce an inert gas injection high pressure well above 1,000 bar gas pressure under appropriate conditions in the at least one molten metal Vorratshöhlung connected to the at least one mold cavity, the invention provides that in the at least one molten metal Vorratshöhlung to form a on the molten metal Depot lying gas bubble opens a gas line which connects the at least one molten metal Vorratshöhlung with a gas source. Since the volume of the molten metal deposit stored in the at least one molten pool reservoir cavity and pressurized by a gas bubble is greater than the volume reduction of the molten metal in the at least one mold cavity of the mold during the solidification process, the shrinkage associated with cooling the molten metal in the mold cavity can be reduced be compensated.

Dabei sieht eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass die das Metallschmelze-Depot in der wenigstens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung druckbeaufschlagende Gasblase mittels einem, die Metallschmelze vom Metallschmelze-Vorratsofen über den wenigstens einen Steigkanal in die Gießform drückenden Formfülldruckes gebildet ist. Bei dieser besonders einfachen Ausführungsform gemäß der Erfindung wird die in der Metallschmelze-Vorratshöhlung zur Druckbeaufschlagung eingeschlossene Gasblase mittels dem Formfülldruck erzeugt, der im Übrigen die Metallschmelze vom Metallschmelze-Vorratsofen über den wenigstens einen Steigkanal in die Gießform drückt.Here, a structurally particularly simple embodiment according to the invention provides that the molten metal depot in the at least one molten metal Vorratshöhlung pressurizing gas bubble is formed by a, the molten metal from the molten metal storage furnace via the at least one riser channel in the mold oppressive mold filling pressure. In this particularly simple embodiment according to the invention, the gas bubble enclosed in the molten metal reservoir cavity is generated by means of the mold filling pressure which, moreover, presses the molten metal from the molten metal reservoir into the casting mold via the at least one riser channel.

Um mit beginnender Erstarrung der im Formnest befindlichen Metallschmelze den durch die in der Metallschmelze-Vorratshöhlung befindliche Gasblase erzeugten Vordruck stufenlos noch weiter erhöhen zu können, sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass die das Metallschmelze-Depot in der wenigstens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung druckbeaufschlagende Gasblase mittels einer über den, die Metallschmelze vom Metallschmelze-Vorratsofen über den wenigstens einen Steigkanal in die Gießform drückenden Formfülldruckes hinausgehenden Gaszufuhr in die Gießform gebildet ist.In order to be able to continuously increase the initial pressure generated by the gas bubble located in the molten metal storage cavity with starting solidification of molten metal in the mold cavity, a preferred embodiment according to the invention provides that the molten metal deposit in the at least one molten metal storage cavity druckbeaufschlagende gas bubble by means of a, over the molten metal from the molten metal storage furnace via the at least one riser channel in the mold mold pressure pushing out addition gas supply is formed in the mold.

Damit ein Lufteintrag in den im Metallschmelze-Vorratsofen befindlichen Metallschmelze-Vorrat unterbunden und eine oberflächliche Oxidation der Metallschmelze verhindert werden kann, sieht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung gemäß der Erfindung vor, dass die mit dem Metallschmelze-Vorratsofen und/oder mit der wenigstens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung verbundene Gasquelle eine Inertgasquelle ist. Die im Metallschmelze-Vorratsofen und/oder in dem wenigstens einen Formnest der Gießform befindliche Metallschmelze wird dort mit einer Schutzatmosphäre aus Inertgas gehalten, die einen oberflächlichen Luftzutritt an die Metallschmelze verhindert.In order to prevent the entry of air into the molten metal supply in the molten metal storage furnace and to prevent superficial oxidation of the molten metal, a particularly advantageous development according to the invention provides that the molten metal storage furnace and / or the at least one molten metal Reservoir cavity connected gas source is an inert gas source. The molten metal present in the molten metal storage furnace and / or in the at least one mold cavity of the casting mold is held there with an inert gas protective atmosphere which prevents superficial admission of air to the molten metal.

Damit beim Einfließen der Metallschmelze in das wenigstens eine Formnest der Gießform das im Formnest zunächst noch enthaltene Gas nach und nach ausströmen kann, sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass die Gießform im Bereich des zumindest einen Formnestes mindestens eine Entlüftungsöffnung hat, und dass die mindestens eine Entlüftungsöffnung über eine Entlüftungsleitung mit einer Vakuum- oder Saugpumpe verbunden ist. Bei dieser weiterbildenden Ausführungsform gemäß der Erfindung kann in der Gießform ein Unterdruck oder ein Vakuum erzeugt werden, welches zum einen das Einfließen der Metallschmelze in das Formnest begünstigt und zum anderen auch hier einen Luftzutritt an die im Formnest befindliche Metallschmelze verhindert. Die mindestens eine Entlüftungsöffnung der Gießform ist dazu mit einer Saug- oder Vakuumpumpe verbunden. Bei jedem Gießvorgang findet im Steigrohr eine Füll- und eine Rücklaufbewegung der Metallschmelze statt. Beim Gießvorgang fließt das Inertgas dem Metall voraus und ersetzt noch vorhandene Umgebungsluft im Formnest. Damit ist sichergestellt, dass das flüssige Metall während des gesamten Gießvorganges keinen Kontakt zur Umgebungsluft hat. Durch das der Metallschmelze vorausfließende Inertgas wird praktisch ein Spülen des zumindest einen Formnestes der Gießform von Umgebungsluft erreicht. Da die für jeden Gießvorgang benötigte Teilmenge an Metallschmelze zum einen durch den Druck des Metallschmelze-Vorratsofen befindlichen Inertgases und zum anderen durch das Vakuum im Formnest der Gießform in das Formnest bewegt wird, ist zum einen im Metallschmelze-Vorratsofen ein vergleichsweise geringer Überdruck und zum anderen im Formnest der Gießform ein dementsprechend geringer Unterdruck erforderlich, um die Metallschmelze in das Formnest der Gießform zu bewegen. Da die Metallschmelze auf diese Weise leicht auch das gesamte Formnest in der Gießform gut ausfüllen kann, und da die Metallschmelze vom Metallschmelze-Vorrat aus bis zu der im Formnest befindlichen Teilmenge der Metallschmelze praktisch nicht der Umgebungsluft ausgesetzt ist, wird einer qualitätsmindernden Oxidation der Metallschmelze wirkungsvoll entgegengewirkt. Die in der erfindungsgemäßen Vertikal-Gasdruck-Metallgießmaschine hergestellten Gussteile zeichnen sich daher durch ihre hohe Gussqualität aus. Da die Formfüllung sehr schnell und praktisch laminar unter Schutzgas erfolgt, wird eine qualitätsmindernde Wasserstoffaufnahme und eine unerwünschte Oxidbildung im Gussteil vermieden.In order for the gas initially contained in the mold cavity to gradually flow out as the metal melt flows into the at least one cavity of the casting mold, a preferred embodiment according to the invention provides that the casting mold has at least one vent opening in the region of the at least one mold cavity the at least one vent is connected via a vent line with a vacuum or suction pump. In this further embodiment according to the invention, a negative pressure or a vacuum can be generated in the mold, which on the one hand favors the inflow of the molten metal into the mold cavity and on the other hand also prevents air from entering the molten metal present in the mold cavity. The at least one vent of the mold is for this purpose connected to a suction or vacuum pump. In each casting a filling and a return movement of the molten metal takes place in the riser. During the casting process, the inert gas flows in front of the metal and replaces existing ambient air in the mold cavity. This ensures that the liquid metal has no contact with the ambient air during the entire casting process. By inert gas flowing in front of the molten metal, flushing of the at least one mold cavity of the casting mold of ambient air is practically achieved. Since the required for each casting subset of molten metal is moved to one by the pressure of the molten metal storage furnace inert gas and the other by the vacuum in the mold cavity of the mold in the mold cavity, on the one hand in the molten metal storage furnace a comparatively low pressure and on the other in the mold cavity of the mold a correspondingly low negative pressure required to move the molten metal into the mold cavity of the mold. Since the molten metal can easily fill the entire mold cavity in the mold in this way as well, since the molten metal from the molten metal supply to the mold cavity in the molten metal is practically not exposed to the ambient air, a quality-reducing oxidation of the molten metal is effective counteracted. The castings produced in the vertical gas-pressure metal casting machine according to the invention are therefore characterized by their high casting quality. Since the mold filling is very fast and practically laminar under inert gas, a quality-reducing hydrogen absorption and avoided unwanted oxide formation in the casting.

Zur Lösung der oben stehenden Aufgabe sieht ein weiterer Vorschlag von eigener schutzwürdiger Bedeutung bei der Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine der eingangs erwähnten Art zusätzlich oder stattdessen vor, dass der Schließkolben in seinem die Angussöffnung verschließenden Teilbereich eine Kavität hat, die über wenigstens eine, in der Kavität mündende Gasleitung mit einer Inertgasquelle verbunden ist. Bei diesem Vorschlag gemäß der Erfindung weist der Schließkolben in einem die Angussöffnung verschließenden Teilbereich eine Kavität oder eine Einsenkung auf, die über wenigstens eine, in der Kavität mündende Gasleitung mit einer Inertgasquelle verbunden ist. In dieser Kavität kann sich beim Nachfließen der vom Metallschmelze-Vorrat kommenden Metallschmelze ein Polster aus Inertgas bilden, welches Gaspolster nicht nur den in der Kavität mündenden Inertgas-Auslass der mit der Inertgasquelle verbundenen Gasleitung vor der Metallschmelze schützt, sondern auch eine thermische und physikalische Entkopplung zwischen dem Schließkolben und der im Formnest befindlichen Metallschmelze begünstigt. Bei jedem Gießvorgang findet im Steigrohr eine Füll- und eine Rücklaufbewegung der Metallschmelze statt. Auch der Rücklaufvorgang erfolgt bei diesem Erfindungsvorschlag unter Ausschluss der Umgebungsluft, ausschließlich durch Zufuhr von Inertgas, vorzugsweise von Stickstoff. Der abgesenkte Metallspiegel im Steigrohr ist dabei bis zur Oberkante der Angussöffnung des Formnestes ausschließlich mit Inertgas angefüllt. Beim anschließenden Gießvorgang fließt das Inertgas der Metallschmelze voraus und ersetzt die noch vorhandene Umgebungsluft im Formnest. Auch dadurch wird sichergestellt, dass das flüssige Metall während des gesamten Gießvorganges keinen Kontakt zur Umgebungsluft hat.To achieve the above object, a further proposal of own worthy of protection in the vertical gas pressure casting machine of the type mentioned additionally or instead, that the closing piston in its the gate opening closing portion has a cavity which has at least one, in the Cavity opening gas line is connected to an inert gas source. In this proposal according to the invention, the closing piston has a cavity or a depression in a partial area closing off the gate opening, which cavity is connected to an inert gas source via at least one gas line opening in the cavity. In this cavity, a pad made of inert gas can form when the metal melt coming from the molten metal supply flows, which gas cushion not only protects the inert gas outlet opening in the cavity of the gas line connected to the inert gas source from the molten metal, but also a thermal and physical decoupling favors between the closing piston and the molten metal located in the mold cavity. In each casting a filling and a return movement of the molten metal takes place in the riser. The return operation is also carried out in this proposal of the invention excluding the ambient air, exclusively by supplying inert gas, preferably nitrogen. The lowered metal mirror in the riser is filled to the upper edge of the gate of the mold cavity exclusively with inert gas. During the subsequent casting process, the inert gas flows in front of the molten metal and replaces the remaining ambient air in the mold cavity. This also ensures that the liquid metal has no contact with the ambient air during the entire casting process.

Um den beim Abkühlen der im Formnest befindlichen Metallschmelze verbundenen Volumenschwund noch zusätzlich ausgleichen zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn zusätzlich zu der oben beschriebenen, zumindest einen Metallschmelze-Vorratshöhlung der Schließkolben zwei relativ zueinander verschiebliche Schließkolben-Teile hat, von denen ein erstes Schließkolben-Teil in Schließstellung dicht am Umfangsrandbereich der Angussöffnung anliegt, während ein zweites Schließkolben-Teil zur Druckbeaufschlagung eines Metallschmelze-Depots während des Erstarrungsvorganges im Formnest relativ zum ersten Schließkolben-Teil verschieblich geführt ist, und wenn das Metallschmelze-Depot einerseits über die Angussöffnung mit dem Steigrohr und andererseits über wenigstens einen Angusskanal mit dem zumindest einen Formnest der Gießform verbunden ist.In order to additionally compensate for the volume shrinkage associated with the cooling of the metal melt located in the mold cavity, it may be advantageous if, in addition to the above-described, at least one molten metal storage cavity, the closing piston has two closing piston parts which are displaceable relative to one another, of which a first closing piston Part in the closed position abuts tightly against the peripheral edge region of the sprue, while a second closing piston part for pressurizing a molten metal depot during the solidification process in the mold cavity relative to the first locking piston part is displaceably guided, and if the molten metal deposit on the one hand via the gate with the Riser and on the other hand connected via at least one sprue with the at least one mold cavity of the mold.

Als Inertgas kann jedes geeignete Gas verwendet werden, das eine Oxidbildung der Metallschmelze entgegenwirkt.As the inert gas, any suitable gas can be used which counteracts oxide formation of the molten metal.

Damit das in der Kavität des Schließkolbens befindliche Inertgas nicht über den Inertgas-Auslass der mit der Gasquelle verbundenen Gasleitung zurückströmen –, sondern stattdessen in der Kavität des Schließkolbens ein Gaspolster bilden kann, ist in die Schließkolben-Gasleitung ein Rückflussverhinderer und insbesondere ein Rückschlagventil zwischengeschaltet.So that the inert gas located in the cavity of the closing piston does not flow back through the inert gas outlet of the gas line connected to the gas source, but instead can form a gas cushion in the cavity of the closing piston, a non-return valve and in particular a non-return valve is interposed in the closing piston gas line.

Als Inertgas kann jedes geeignete Gas verwendet werden, das eine Oxidbildung der Metallschmelze entgegenwirkt. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführung, bei der als Inertgas Stickstoff vorgesehen ist.As the inert gas, any suitable gas can be used which counteracts oxide formation of the molten metal. However, preference is given to an embodiment in which nitrogen is provided as the inert gas.

Um die aus den Gießformen entweichenden Gase kontrolliert zusammenfassen und neutralisiert abführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Entlüftungsöffnung und die Vakuum- oder Saugpumpe über eine Entlüftungsleitung verbunden sind, in welcher Entlüftungsleitung eine Gasreinigungs- oder Gasfiltereinrichtung zwischengeschaltet ist.In order to be able to summarize in a controlled manner the gases escaping from the casting molds and to be able to remove them in neutralized form, it is advantageous if the at least one venting opening and the vacuum or suction pump are connected via a venting line in which venting line a gas cleaning or gas filter device is interposed.

Zusätzlich oder stattdessen kann eine solche Gasreinigungs- oder Gasfiltereinrichtung auch auf der Druckseite der Vakuum- oder Saugpumpe angeordnet sein.Additionally or instead, such a gas cleaning or gas filter device may also be arranged on the pressure side of the vacuum or suction pump.

Die erfindungsgemäße Vertikal-Gasdruck-Metallgießmaschine ist mit einer mehrfach verwendbaren Dauerform oder auch mit einer verlorenen Form vorteilhaft einsetzbar. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform, bei der die Gießform eine, in festgelegte Gießform-Teile teilbare, wiederverwendbare Gießform ist.The vertical gas pressure metal casting machine according to the invention can advantageously be used with a reusable permanent mold or with a lost mold. However, preferred is an embodiment in which the mold is a reusable mold divisible into specified mold parts.

Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen in Verbindung mit den Zeichnungen sowie der Beschreibung. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles noch näher beschrieben.Further developments according to the invention will become apparent from the claims in conjunction with the drawings and the description. The invention will be described in more detail below with reference to a preferred embodiment.

Es zeigt:It shows:

1 eine mit ihren wesentlichen Bestandteilen im Längsschnitt dargestellte Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine, die einen beheizbaren Metallschmelze-Vorratsofen sowie eine, mit dem Metallschmelze-Vorratsofen über einen Steigkanal verbundene Gießform aufweist, wobei der Steigkanal über eine Angussöffnung in einem Formnest der Gießform mündet, welche Angussöffnung mittels einem Schließkolben verschließbar ist, der an seinem der Angussöffnung zugewandten Teilbereich eine Kavität aufweist, 1 a vertical gas pressure casting machine shown in longitudinal section with its essential components, which has a heatable molten metal storage furnace and a connected to the molten metal storage furnace via a riser duct mold, wherein the riser via a gate opening in a mold cavity of the mold opens, which gate can be closed by means of a closing piston, which has a cavity at its portion facing the sprue opening,

2 die Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine aus 1 in einem vergrößerten Teil-Längsschnitt im Bereich ihrer Gießform, wobei sich der Schließkolben in der Offenstellung mit Abstand oberhalb der Angussöffnung befindet, 2 the vertical gas pressure casting machine off 1 in an enlarged partial longitudinal section in the region of its casting mold, wherein the closing piston is in the open position at a distance above the gate,

3 die ebenfalls in einem vergrößerten Teil-Längsschnitt gezeigte Gasdruck-Metallgießmaschine aus 1 und 2 in einem vergrößerten Detail-Längsschnitt in dem mit „Y” gekennzeichneten Bereich aus 2, wobei sich der Schließkolben hier in seiner Offenstellung befindet, 3 also shown in an enlarged partial longitudinal section gas pressure metal casting machine 1 and 2 in an enlarged detail longitudinal section in the marked "Y" area 2 with the closing piston here in its open position,

4 die Vertikal-Gasdruck-Metallgießmaschine aus den 1 bis 3 in einem vergrößerten Detail-Längsschnitt in dem mit „Y” gekennzeichneten Bereich aus 2, wobei sich der Schließkolben hier aber in seiner Schließstellung befindet, 4 the vertical gas pressure metal casting machine from the 1 to 3 in an enlarged detail longitudinal section in the marked "Y" area 2 , but here the closing piston is in its closed position,

5 die Vertikal-Gasdruck-Metallgießmaschine aus den 1 bis 4 in einem vergrößerten Detail-Längsschnitt in dem mit „X” gekennzeichneten Bereich aus 2, wobei hier eine Metallschmelze-Vorratshöhlung mit einem Formnest der Gießform verbunden ist, in der sich ein von einer Gasblase druckbeaufschlagtes Metallschmelze-Depot befindet, 5 the vertical gas pressure metal casting machine from the 1 to 4 in an enlarged detail longitudinal section in the marked "X" area 2 wherein here a molten metal storage cavity is connected to a mold cavity of the mold, in which there is a molten metal deposit pressurized by a gas bubble,

6 die Vertikal-Gasdruck-Metallgießmaschine aus den 1 bis 5 in dem mit „X” gekennzeichneten Bereich aus 2, wobei die in der Metallschmelze-Vorratshöhlung eingeschlossene Gasblase den während des Erstarrungsvorgangs aufgetretenen Volumenschwund durch Eindrücken einer Teilmenge des Metallschmelze-Depots in das Formnest der Gießform ausgeglichen hat, 6 the vertical gas pressure metal casting machine from the 1 to 5 in the area marked "X" 2 in which the gas bubble trapped in the molten metal reservoir cavity has compensated for the volume shrinkage which has occurred during the solidification process by impressing a portion of the molten metal deposit into the mold cavity of the casting mold,

7 die Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine aus den 1 bis 6 in einem vergrößerten Detail-Längsschnitt in dem mit „W” gekennzeichneten Bereich aus 2, wobei auch hier eine in einem Randbereich des Formnestes angeordnete Metallschmelze-Vorratshöhlung mit dem Formnest der Gießform verbunden ist und wobei auch hier sich in der Metallschmelze-Vorratshöhlung ein von einer Gasblase druckbeaufschlagtes Metallschmelze-Depot befindet, 7 the vertical gas pressure casting machine from the 1 to 6 in an enlarged detail longitudinal section in the marked "W" area 2 wherein here also a molten metal storage cavity arranged in an edge region of the mold cavity is connected to the mold cavity of the casting mold and wherein here too a molten metal deposit pressurized by a gas bubble is located in the molten metal reservoir cavity,

8 die Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine aus den 1 bis 7 in dem vergrößerten Detail-Längsschnitt in dem mit „W” gekennzeichneten Bereich aus 2, wobei die in der Metallschmelze-Vorratshöhlung eingeschlossene Gasblase eine Teilmenge des Metallschmelze-Depots zum Ausgleich des während der Erstarrungsphase eingetretenen Volumenschwunds in das Formnest der Gießform gedrückt hat, 8th the vertical gas pressure casting machine from the 1 to 7 in the enlarged detail longitudinal section in the area marked "W" 2 in which the gas bubble enclosed in the molten metal reservoir cavity has pressed a subset of the molten metal deposit into the mold cavity of the casting mold to compensate for the volume shrinkage which has occurred during the solidification phase,

9 einen hier aus zwei relativ zueinander verschieblichen Schließkolben-Teilen bestehenden Schließkolben einer mit den 1 bis 8 vergleichbaren Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine in einem Detail-Längsschnitt, wobei ein erstes Schließkolben-Teil in der hier gezeigten Offenstellung des Schließkolbens mit Abstand oberhalb der Angussöffnung angeordnet ist, während ein zweites Schließkolben-Teil zur Druckbeaufschlagung eines Metallschmelze-Depots während des Erstarrungsvorganges im Formnest relativ zum ersten Schließkolben-Teil verschieblich geführt ist, 9 one here from two relatively displaceable closing piston parts existing closing piston with the 1 to 8th Comparable vertical gas pressure casting machine in a detail longitudinal section, wherein a first closing piston part in the open position of the closing piston shown here is spaced above the gate, while a second closing piston part for pressurizing a molten metal depot during the solidification process in the mold cavity is displaceably guided relative to the first closing piston part,

10 den Schließkolben aus 9 in der seiner Schließstellung, in der das erste Schließkolben-Teil dicht am Umfangsrandbereich der Angussöffnung anliegt, und 10 off the closing piston 9 in its closed position, in which the first closing piston part bears tightly against the peripheral edge region of the sprue opening, and

11 eine mit den 1 bis 8 vergleichbar ausgestaltete Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine mit einer Gießform, die zur Herstellung von, als Hohlkörper ausgebildeten Armaturengehäusen vorgesehen ist und die dazu in den Hohlräumen der Hohlkörper verlorene Gießform-Teile verwendet. 11 one with the 1 to 8th comparably configured vertical gas pressure casting machine with a casting mold, which is provided for the production of, designed as a hollow body fitting housings and uses the lost in the cavities of the hollow body mold parts.

In 1 ist eine Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine 1 dargestellt, die einen Metallschmelze-Vorratsofen 2 aufweist, in welchem der für mehrere Gussteile benötigte Metallschmelze-Vorrat 3 bevorratet und in flüssigem Zustand gehalten wird. Der Metallschmelze-Vorratsofen 2 ist über wenigstens einen Steigkanal 4 mit wenigstens einem Formnest 5 verbunden, welches in einer Gießform 6 ausgebildet ist. Das Formnest 5 gibt in etwa die Form wieder, die die in der Gießform 6 herzustellenden Gussteile aufweisen sollen. Nur beispielhaft ist hier gezeigt, dass die Vertikal-Gasdruck-Metallgießmaschine zur Herstellung eines KFZ-Leichtmetallrades dienen kann.In 1 is a vertical gas pressure casting machine 1 showing a molten metal storage oven 2 in which of the molten metal supply required for several castings 3 stored and kept in a liquid state. The molten metal storage oven 2 is via at least one riser 4 with at least one mold nest 5 connected, which in a casting mold 6 is trained. The mold nest 5 Gives roughly the same shape as in the mold 6 should have to be produced castings. For example only, it is shown here that the vertical gas pressure metal casting machine can be used to produce a motor vehicle light metal wheel.

Der Steigkanal 4 weist einen Metallschmelze-Einlass 7 auf, der unterhalb des Niveaus oder der Oberfläche des im Metallschmelze-Vorratsofen 2 befindlichen Metallschmelze-Vorrats 3 liegt, und mündet über eine Angussöffnung 8 in dem mindestens einen Formnest 5 der Gießform 6. In den 9 und 10 ist besonders gut erkennbar, dass in die Flüssigkeitsführung der Metallschmelze zwischen der Angussöffnung 8 und dem zumindest einen Formnest 5 der Gießform 6 ein hier umlaufendes Filtersieb 31 zwischengeschaltet werden kann, das die eventuell in der Metallschmelze befindlichen Schmutzpartikel an einem Eindringen in das zumindest eine Formnest 5 hindert. Das Filtersieb 31 ist als ,verlorenes' Teil bestimmt und wird nach dem Erkalten mit dem Anguss vom Gussstück getrennt.The riser 4 has a molten metal inlet 7 lying below the level or surface of the molten metal storage oven 2 located molten metal supply 3 lies, and flows through a gate 8th in the at least one mold nest 5 the mold 6 , In the 9 and 10 is particularly well recognizable that in the liquid flow of the molten metal between the gate 8th and the at least one mold nest 5 the mold 6 a here around filter sieve 31 can be interposed, which may be located in the molten metal particles of dirt from entering the at least one mold cavity 5 prevents. The filter screen 31 is determined as a 'lost' part and is separated after cooling with the sprue from the casting.

Um nach dem Befüllen des wenigstens einen Formnestes 5 die im Formnest 5 befindliche und nun zum Gussteil abkühlende Metallschmelze von dem im Metallschmelze-Vorratsofen 2 flüssig gehaltenen Metallschmelze-Vorrat 3 zu trennen, ist ein Schließkolben 9 vorgesehen, der relativ zur Gießform zwischen einer in den 2 und 3 gezeigten Offenstellung und einer in 4 dargestellten Schließstellung bewegbar ist, in welcher Schließstellung der Schließkolben 9 die Angussöffnung 8 verschließt. In dieser Schließstellung verhindert der Schließkolben 9 ein Ausfließen der im Formnest 5 befindlichen Metallschmelze und trennt gleichzeitig diese Metallschmelze von dem im Steigkanal 4 anstehenden, flüssig-heißen Metallschmelze-Vorrat 3, so dass die in der Gießform 6 befindliche Metallschmelze abkühlen und zum Gussteil erstarren kann.To after filling the at least one mold cavity 5 the in the mold nest 5 located and now cooling to the casting molten metal from the molten metal storage furnace 2 liquid held molten metal supply 3 to separate is a closing piston 9 provided, which is relative to the casting mold between one in the 2 and 3 shown open position and a in 4 shown closed position is movable in which closed position of the closing piston 9 the gate 8th closes. In this closed position prevents the closing piston 9 an outflow in the mold nest 5 located molten metal and simultaneously separates this molten metal from the riser 4 upcoming, liquid-hot molten metal supply 3 so that in the mold 6 Cool down the molten metal and solidify the casting.

Damit beim Einfließen der Metallschmelze in das Formnest 5 der Gießform 6 das im Formnest 5 noch enthaltene Gas nach und nach ausströmen kann, weist die Gießform, die hier als mehrfach verwendbare Dauerform ausgebildet ist, im Bereich des Formnestes 5 zumindest eine Entlüftungsöffnung 10 auf. Um die im Metallschmelze-Vorratsofen 2 befindliche Metallschmelze auch durch eine Druckbeaufschlagung des Vorratsofen-Innenraums in den zumindest einen Steigkanal 4 pressen zu können, ist der Metallschmelze-Vorratsofen 2 über wenigstens eine Gasleitung 11 mit einer Gasquelle 12 verbunden.Thus, when flowing the molten metal into the mold cavity 5 the mold 6 that in the mold nest 5 Gas still contained can flow out gradually, the mold, which is designed here as a reusable permanent mold, in the region of the mold cavity 5 at least one vent 10 on. To the in the molten metal storage oven 2 molten metal also by pressurizing the storage oven interior in the at least one riser channel 4 To press, is the molten metal storage oven 2 via at least one gas line 11 with a gas source 12 connected.

Damit ein Lufteintrag in dem im Metallschmelze-Vorratsofen 2 befindlichen Metallschmelze-Vorrat 3 unterbunden und eine oberflächliche Oxidation der Metallschmelze verhindert wird, ist die mit dem Metallschmelze-Vorratsofen 2 über die wenigstens eine Gasleitung 11 verbundene Gasquelle 12 als Inertgasquelle 12 ausgebildet. Als Inertgasquelle dient hier eine Stickstoffquelle.So that an air entry in the molten metal storage oven 2 located molten metal supply 3 is prevented and a superficial oxidation of the molten metal is prevented, with the molten metal storage furnace 2 over the at least one gas line 11 connected gas source 12 as an inert gas source 12 educated. The inert gas source used here is a nitrogen source.

Der im Metallschmelze-Vorratsofen 2 befindliche Metallschmelze-Vorrat 3 wird dort unter einer Druckatmosphäre aus Inertgas gehalten, die einen oberflächlichen Luftzutritt an die Metallschmelze verhindert. Dabei kann mit Hilfe der Inertgasquelle ein derartiger Gasdruck aufgebaut werden, dass die Metallschmelze aus dem Metallschmelze-Vorrat 3 über den Steigkanal 4 und durch die Angussöffnung 8 hindurch in das mindestens eine Formnest 5 der Gießform 6 fließt. Um in der Gießform 6 einen Unterdruck oder ein Vakuum zu erzeugen, welches zum einen das Einfließen der Metallschmelze in das zumindest eine Formnest 5 begünstigt, und zum anderen auch hier einen Luftzutritt an die in den Formnestern 5 befindliche Metallschmelze verhindert, ist die mindestens eine Entlüftungsöffnung 10 über eine Entlüftungsleitung 20 mit einer Saug- oder Vakuumpumpe 13 verbunden.The in molten metal storage oven 2 metal melt stock 3 is held there under an inert gas pressure atmosphere, which prevents superficial air access to the molten metal. In this case, with the aid of the inert gas source, such a gas pressure can be built up that the molten metal from the molten metal supply 3 over the riser channel 4 and through the gate 8th through into the at least one mold nest 5 the mold 6 flows. To be in the mold 6 generate a negative pressure or a vacuum, which on the one hand, the inflow of the molten metal into the at least one mold cavity 5 favors, and on the other hand also here an air access to the in the Formnestern 5 prevents molten metal is the at least one vent 10 via a vent line 20 with a suction or vacuum pump 13 connected.

Wie auch aus den Detail-Längsschnitten gemäß den 3 und 4 deutlich wird, weist der Schließkolben 9 in seinem die Angussöffnung 8 verschließenden Teilbereich eine Kavität 14 oder Einsenkung auf, in der ein erster Inertgasauslass 15 mündet. Die Kavität 14 weist mit ihrer offenen Stirnfläche in Richtung zur Angussöffnung 8 des Steigrohres 4 beziehungsweise in Richtung nach unten. Damit der in der Kavität 14 mündende Inertgas-Auslass 15 nicht mit der Metallschmelze in Kontakt kommt, ist das Volumen der Kavität 14 im Schließkolben 9 größer als die Volumenreduzierung des eingeschlossenen Gasvolumens durch in Schließstellung aufgebrachte Metalldrücke im Steigrohr 4. In dieser Kavität 14 kann sich beim Nahfließen der vom Metallschmelze-Vorrat 3 kommenden Metallschmelze ein Polster aus Inertgas bilden, welches Gaspolster 16 nicht nur den Inertgas-Auslass 15 vor der Metallschmelze schützt, sondern auch eine thermische und physikalische Entkopplung zwischen dem Schließkolben 9 und der in den Formnestern 5 befindlichen Metallschmelze bewirkt.As well as from the detail longitudinal sections according to the 3 and 4 becomes clear, points the closing piston 9 in his the gate 8th closing portion of a cavity 14 or sinking, in which a first inert gas outlet 15 empties. The cavity 14 points with its open end face towards the gate 8th of the riser 4 or down. So that in the cavity 14 opening inert gas outlet 15 is not in contact with the molten metal, is the volume of the cavity 14 in the closing piston 9 greater than the volume reduction of the trapped gas volume by metal pressures in the riser pipe applied in the closed position 4 , In this cavity 14 may be in the near flow of the molten metal supply 3 forming a cushion of inert gas, which gas cushion 16 not just the inert gas outlet 15 protects against molten metal, but also a thermal and physical decoupling between the closing piston 9 and the one in the form nests 5 located molten metal causes.

Bei jedem Gießvorgang findet im Steigrohr 4 eine Füll- und eine Rücklaufbewegung der Metallschmelze statt. Der Rücklaufvorgang erfolgt unter Ausschluss der Umgebungsluft, ausschließlich durch Zufuhr von Inertgas, vorzugsweise von Stickstoff. Der abgesenkte Metallspiegel im Steigrohr 4 ist dabei bis zur Oberkante der Angussöffnung 8 des Formnestes 5 ausschließlich mit Inertgas angefüllt. Beim anschließenden Gießvorgang fließt das Inertgas dem Metall voraus und ersetzt noch vorhandene Umgebungsluft im Formnest 5. Damit ist sichergestellt, dass das flüssige Metall während des gesamten Gießvorganges keinen Kontakt zur Umgebungsluft hat.At every casting process takes place in the riser 4 a filling and a return movement of the molten metal instead. The return process takes place under exclusion of the ambient air, exclusively by supplying inert gas, preferably nitrogen. The lowered metal mirror in the riser 4 is up to the top of the gate 8th of the mold nest 5 filled exclusively with inert gas. In the subsequent casting process, the inert gas flows in front of the metal and replaces existing ambient air in the mold cavity 5 , This ensures that the liquid metal has no contact with the ambient air during the entire casting process.

Damit das in der Kavität 14 befindliche Inertgas nicht über den Inertgas-Auslass 15 zurückströmen, sondern stattdessen in der Kavität 14 das Gaspolster 16 bilden kann, ist in die zum Inertgas-Auslass 15 führende Schließkolben-Gasleitung 22 ein Rückschlagventil 17 zwischengeschaltet. Dieses Rückschlagventil 17 wird hier durch einen kugelförmigen Ventilkörper 18 gebildet, der mittels einer Druckfeder 19 gegen eine zuströmseitig vorgeschaltete Leitungsöffnung der Schließkolben-Gasleitung 22 gepresst wird. Beim Nachströmen des Inertgases durch die Schließkolben-Gasleitung 22 wird der kugelförmige Ventilkörper 18 gegen die Rückstellkraft der Druckfeder 19 in seiner Offenstellung bewegt, so dass das nachströmende Inertgas über das Rückschlagventil 17 und dem Inertgas-Auslass 15 in die Kavität 14 des Schließkolbens 9 strömen kann.So that in the cavity 14 Inert gas is not above the inert gas outlet 15 backflow, but instead in the cavity 14 the gas cushion 16 is in the to the inert gas outlet 15 leading closing piston gas line 22 a check valve 17 interposed. This check valve 17 is here by a spherical valve body 18 formed by means of a compression spring 19 against a upstream upstream line opening of the closing piston gas line 22 is pressed. When the inert gas flows through the closing piston gas line 22 becomes the spherical valve body 18 against the restoring force of the compression spring 19 moved in its open position, allowing the inflowing inert gas through the check valve 17 and the inert gas outlet 15 into the cavity 14 of the closing piston 9 can flow.

In 1 ist erkennbar, dass die zumindest eine Entlüftungsöffnung 10 und die Vakuumpumpe 13 über eine Entlüftungsleitung 20 verbunden sind, in welche Entlüftungsleitung 20 eine Gasreinigungs- oder Gasfiltereinrichtung 21 zwischengeschaltet ist.In 1 it can be seen that the at least one vent 10 and the vacuum pump 13 via a vent line 20 are connected, in which vent line 20 a gas cleaning or gas filter device 21 is interposed.

Aus den 5 bis 8 wird deutlich, dass das wenigstens eine Formnest 5 der Gießform 6 mit mindestens einer und hier mit wenigstens zwei Metallschmelze-Vorratshöhlungen 27, 28 verbunden ist. Zum Druckbeaufschlagen des in der mindestens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung 27, 28 befindlichen Metallschmelze-Depots mit Inertgas mündet in jeder Metallschmelze-Vorratshöhlung 27, 28 jeweils zumindest ein zweiter Inertgas-Auslass 29. Dabei ist das Volumen der Metallschmelze-Vorratshöhlungen 27, 28 größer als die Volumenreduzierung der in dem betreffenden Formnest 5 befindlichen Metallschmelze während des Erstarrungsvorgangs.From the 5 to 8th becomes clear that the at least one mold nest 5 the mold 6 with at least one and here with at least two molten metal Vorratshöhlungen 27 . 28 connected is. To pressurize the in the at least a molten metal storage cavity 27 . 28 located in molten metal deposits with inert gas flows into each molten metal Vorratshöhlung 27 . 28 in each case at least one second inert gas outlet 29 , Here is the volume of molten metal storage cavities 27 . 28 greater than the volume reduction in the mold cavity concerned 5 molten metal during the solidification process.

Durch das in den Metallschmelze-Vorratshöhlungen 27, 28 jeweils befindliche Metallschmelze-Depot kann der während des Erstarrungsvorganges der Metallschmelze im Formnest einhergehende Volumenschwund zumindest teilweise ausgeglichen werden. Durch den auf die im Formnest befindliche Metallschmelze ausgeübten Gasdruck mittels der in den Metallschmelze-Vorratshöhlungen 27, 28 eingeschlossenen Gasblasen 40 erfolgt eine gasdruckunterstützte Erstarrung der Metallschmelze. Die durch die Gasblasen 40 aufgebrachten hohen Gasdrücke beschleunigen während des Erstarrungsvorganges den Übergang der im Formnest befindlichen Schmelze von der Liquidus-Temperatur zur Solidus-Temperatur erheblich und ermöglichen ein besonders feinkörniges und duktiles Gefüge mit bestmöglichen physikalischen Eigenschaften. Dadurch lässt sich auch in Bereichen innerhalb des Gussteiles mit großen Volumen-Unterschieden, trotz des dort zum Teil verzögerten oder früheren Erstarrungsverlaufes, durch die gleichzeitig auf alle Bereiche wirkenden hohen Drücke ein gleichwertig feinkörniges und duktiles Gefüge und hohe physikalische Kennwerte erreichen. Durch den in den Metallschmelze-Vorratshöhlungen 27, 28 komprimierten Vordruck der Gasblasen 40 wird der Erstarrungsvorgang in der Metallschmelze beschleunigt eingeleitet. Mit beginnender Erstarrung der im Formnest 5 befindlichen Metallschmelze kann dieser Vordruck durch Inertgas-Injektionshochdruck in die Metallschmelze-Vorratshöhlungen 27, 28 der Gießform 6 noch zusätzlich stufenlos weiter erhöht werden.By in the molten metal storage cavities 27 . 28 In each case located molten metal depot can be compensated at least partially during the solidification process of the molten metal in the mold cavity associated volume shrinkage. By the gas pressure applied to the molten metal in the mold cavity by means of the molten metal reservoir cavities 27 . 28 enclosed gas bubbles 40 there is a gas pressure assisted solidification of the molten metal. The gas bubbles 40 applied high gas pressures accelerate during the solidification process, the transition of the melt located in the mold cavity from the liquidus temperature to the solidus temperature considerably and allow a particularly fine-grained and ductile structure with the best possible physical properties. As a result, it is possible to achieve an equally fine-grained and ductile microstructure and high physical characteristics even in regions within the casting with large volume differences, despite the partially retarded or earlier solidification course due to the high pressures acting simultaneously on all regions. By in the molten metal storage cavities 27 . 28 compressed form of the gas bubbles 40 the solidification process in the molten metal is accelerated. With beginning solidification in the mold nest 5 located molten metal, this form by inert gas injection high pressure in the molten metal Vorratshöhlungen 27 . 28 the mold 6 additionally be further increased continuously.

Das Befüllen der Gießform 6 erfolgt durch Druckbeaufschlagung der im Metallschmelze-Vorratsofen 2 befindlichen Metallschmelze, wobei auf die Gießform 6 gleichzeitig auch ein Unterdruck aufgebracht wird. Nach Abschluss des Formfüll- beziehungsweise Gießvorganges wird der Gasdruck im Metallschmelze-Vorratsofen 2 derart weiter erhöht, dass zusätzliche, zur Nachspeisung vorgesehene und als Metallschmelze-Depot dienende Metallschmelze in die Metallschmelze-Vorratshöhlungen 27, 28 der jeweiligen Formnester 5 gedrückt wird. Dabei wird das in der jeweiligen Metallschmelze-Vorratshöhlung 27, 28 eingeschlossene Inertgas in Abhängigkeit des Flüssigmetalldruckes komprimiert. Unter Beibehaltung dieses Druckes kann anschließend die Angussöffnung 8 mit dem Schließkolben 9 verschlossen werden, wobei durch Einleiten von Inertgas in die Kavität 14 des Schließkolbens 9 die im Steigrohr 4 befindliche Metallsäule von den in den Formnestern 5 hergestellten Gussteilen thermisch und physikalisch abgekoppelt wird.Filling the mold 6 takes place by pressurizing the molten metal storage oven 2 located molten metal, wherein the casting mold 6 at the same time a negative pressure is applied. After completion of the mold filling or casting process, the gas pressure in the molten metal storage furnace 2 so further increased that additional, provided for make-up and serving as a molten metal depot molten metal into the molten metal Vorratshöhlungen 27 . 28 the respective mold nest 5 is pressed. This is the in the respective molten metal Vorratshöhlung 27 . 28 enclosed inert gas in dependence of the liquid metal pressure compressed. While maintaining this pressure can then the gate 8th with the closing piston 9 be closed, whereby by introducing inert gas into the cavity 14 of the closing piston 9 in the riser 4 located metal column of those in the mold cavities 5 produced castings is thermally and physically decoupled.

Der Rückfluss der im Steigrohr 4 befindlichen Metallschmelze in den Metallschmelze-Vorratsofen 2 erfolgt ausschließlich durch kontrollierte Zufuhr von Inertgas über den dafür vorgesehenen ersten Inertgas-Auslass 15 in der Kavität 14 des zentralen Schließkolbens 9. Bei beginnender Metallerstarrung der in den Formnestern 5 befindlichen Metallschmelze kann der vorhandene Druck in den Metallschmelze-Vorratshöhlungen 27, 28 über den zur Nachspeisung üblicherweise eingesetzten Druck hinaus durch Gasinjektions-Hochdruck über die zweiten Inertgas-Auslässe 29 bis an die Festigkeitsgrenzen erhöht werden. Dabei sind Inertgas-Drücke von bis weit über 1000 bar möglich.The reflux of the riser 4 molten metal in the molten metal storage furnace 2 takes place exclusively by controlled supply of inert gas via the first inert gas outlet provided for this purpose 15 in the cavity 14 of the central locking piston 9 , At the beginning of metal solidification in the mold cavities 5 molten metal present, the existing pressure in the molten metal Vorratshöhlungen 27 . 28 beyond the pressure normally used for make-up, by gas injection high pressure via the second inert gas outlets 29 increased to the strength limits. Inert gas pressures of up to well over 1000 bar are possible.

Abgestimmt auf den jeweiligen Anwendungsfall, beschleunigen die entsprechenden, während des Erstarrungsvorganges aufgebrachten hohen Gasdrücke die Erstarrung der in den Formnestern 5 befindlichen Metallschmelze. Mit Hilfe der hier dargestellten Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine 1 lassen sich Gussteile in einer hohen Qualität aus einer nahezu oxidfreien Metallschmelze herstellen. Dabei wird der Gießprozess in der hier dargestellten Vertikal-Gasdruck-Metallgießmaschine 1 durch eine Inertgas-Atmosphäre im Metallschmelze-Vorratsofen 2 und im Bereich der Angussöffnung 8 und durch ein Vakuum im Formnest 5 praktisch hermetisch abgeschlossen. In der hier dargestellten Vertikal-Gasdruck-Metallgießmaschine 1 sind praktisch alle Aluminium-Gusslegierungen, Knetlegierungen und Schmiedelegierungen verwendbar. Die für jedes Gussteil benötigte Metallschmelze kann bis zum Abschluss der Erstarrung im Formnest 5 praktisch wasserstoff- und oxidfrei gehalten werden. Da die im Formnest 5 befindliche Metallschmelze durch die im Schließkolben 9 vorgesehene Kavität und das darin befindliche Gaspolster von dem flüssig-heißen Metallschmelze-Vorrat 3 im Metallschmelze-Vorratsofen 2 thermisch abgekoppelt werden kann und da sich der in der hier dargestellten Vertikal-Gasdruck-Metallgießmaschine 1 bewerkstelligte Gießvorgang durch eine vergleichsweise schnelle Formfüllung und Erstarrung auszeichnet, sind extrem niedrige Gießtemperaturen möglich, was bessere Materialqualitäten bis im Stahlbereich bewirkt. Die Formfüllung des Formnestes 5 erfolgt durch ein laminares Einfließen der Metallschmelze in die Gießform 6 schnell und kontrolliert. Der Erstarrungsprozess der im Formnest 5 befindlichen Metallschmelze erfolgt unter Druck, wobei sich die Höhe der verwendeten Drück jedoch nur nach den Möglichkeiten der Werkzeug-Zuhaltekräfte sowie gegebenenfalls der Festigkeit bei Einsatz von Gießkernen richtet. Aufgrund der geringeren Metalltemperaturen der verwendeten Metallschmelze sind extrem kurze Erstarrungszeiten möglich. Die hohe Gießleistung wird durch die schnelle Formfüllung, die Abtrennung der im Formnest 5 befindlichen Metallschmelze von dem im Steigkanal anstehenden Metallschmelze-Vorrat 3 sowie durch geeignete Formkühlsysteme noch zusätzlich begünstigt. Da sämtliche aus der Schmelze sowie den Gießkernen entweichenden Gase kontrolliert zusammengefasst und neutralisiert abgeführt werden können, können beispielsweise auch mit organischen Bindemitteln hergestellte Gießkerne beziehungsweise verlorene Gießkerne verwendet werden. Dies sei anhand des in 11 dargestellten Ausführungsbeispieles verdeutlicht, das eine Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine 1 zeigt, die in ihrer Gießform Formnester hat, in denen die zur Herstellung einer Sanitärarmatur benötigten hohlen Armaturenkorpusse ausgeformt werden können. Dabei sind im Inneren der in den Korpussen gebildeten Hohlräume verlorene Gießkerne vorgesehen.Tailored to the particular application, the corresponding high gas pressures applied during the solidification process accelerate the solidification in the mold cavities 5 located molten metal. With the help of the vertical gas pressure casting machine shown here 1 High-quality castings can be produced from an almost oxide-free molten metal. In this case, the casting process in the illustrated here vertical gas pressure metal casting machine 1 by an inert gas atmosphere in the molten metal storage furnace 2 and in the area of the gate 8th and by a vacuum in the mold cavity 5 practically hermetically sealed. In the illustrated here vertical gas pressure metal casting machine 1 Virtually all aluminum casting alloys, wrought alloys and forged alloys can be used. The molten metal needed for each casting can remain in the mold cavity until solidification is complete 5 be kept virtually hydrogen and oxide free. Since those in the mold nest 5 located molten metal through the closing piston 9 provided cavity and the gas cushion located therein from the liquid-hot molten metal supply 3 in the molten metal storage oven 2 can be thermally decoupled and since in the illustrated here vertical gas pressure metal casting machine 1 accomplished casting is characterized by a relatively fast mold filling and solidification, extremely low casting temperatures are possible, resulting in better material qualities up in the steel area. The mold filling of the mold nest 5 takes place by a laminar inflow of the molten metal into the casting mold 6 fast and controlled. The solidification process of the mold nest 5 located molten metal is under pressure, the amount of pressure used, however, depends only on the possibilities of tool locking forces and, where appropriate, the strength when using cores. Due to the lower metal temperatures of the molten metal used, extremely short solidification times are possible. The high casting performance is due to the fast mold filling, the separation of the mold cavity 5 molten metal from the upcoming in the riser channel molten metal supply 3 and additionally favored by suitable mold cooling systems. Since all gases escaping from the melt and from the casting cores can be collected and neutralized in a controlled manner, it is also possible, for example, to use casting cores or lost casting cores produced with organic binders. This is based on the in 11 illustrated embodiment illustrates that a vertical gas pressure casting machine 1 shows that has in its mold cavity, in which the required for the production of a sanitary fitting hollow Armaturenkorpusse can be formed. In this case, lost cores are provided inside the cavities formed in the carcasses.

In den 9 und 10 ist ein Schließkolben 9 gezeigt, der zwei relativ zueinander verschiebliche Schließkolben-Teile 23, 24 hat, von denen ein erstes Schließkolben-Teil 24 in Schließstellung dicht am Umfangsrandbereich der Angussöffnung 8 anliegt, während ein zweites Schließkolben-Teil 23 zur Druckbeaufschlagung eines Metallschmelze-Depots während des Erstarrungsvorganges in Formnest 5 relativ zum ersten Schließkolben-Teil 24 verschieblich geführt ist. Mit Hilfe des Schließkolbens 9 und seiner Schließkolben-Teile 23, 24 kann die in dem Formnest 5 der Gießform 6 der Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine 1 eingefüllte Metallschmelze noch zusätzlich druckbeaufschlagt werden.In the 9 and 10 is a closing piston 9 shown, the two relatively displaceable closing piston parts 23 . 24 has, of which a first closing piston part 24 in the closed position close to the peripheral edge region of the sprue opening 8th abuts while a second closing piston part 23 for pressurizing a molten metal depot during the solidification process in mold cavity 5 relative to the first closing piston part 24 slidably guided. With the help of the closing piston 9 and its closing piston parts 23 . 24 can the in the mold nest 5 the mold 6 the vertical gas pressure casting machine 1 filled molten metal are additionally pressurized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Metallgießmaschinemetal casting machine
22
Metallschmelze-VorratsofenMolten metal storage furnace
33
Metallschmelze-VorratMolten metal storage
44
Steigrohrriser
55
Formnestcavity
66
Gießformmold
77
Metallschmelze-EinlassMolten metal inlet
88th
Angussöffnunggate
99
Schließkolbenclosing piston
1010
Entlüftungsöffnungvent
1111
Gasleitunggas pipe
1212
Gasquellegas source
1313
Vakuumpumpevacuum pump
1414
Kavitätcavity
1515
erster Inertgas-Auslassfirst inert gas outlet
1616
Gaspolstergas cushion
1717
Rückschlagventilcheck valve
1818
Ventilkörpervalve body
1919
Druckfedercompression spring
2020
Entlüftungsleitungvent line
2121
GasfiltereinrichtungGas filter device
2222
Schließkolben-GasleitungClosing piston-gas line
2323
erstes Schließkolben-Teilfirst closing piston part
2424
zweites Schließkolben-Teilsecond closing piston part
2525
Metallschmelze-DepotMolten metal depot
2626
Angusskanalrunner
2727
Metallschmelze-VorratshöhlungMolten metal Vorratshöhlung
2828
Metallschmelze-VorratshöhlungMolten metal Vorratshöhlung
2929
zweiter Inertgas-Auslasssecond inert gas outlet
3030
Saugleitungsuction
3131
Filtersiebfilter screen
4040
Gasblasegas bubble

Claims (11)

Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine (1) mit einem Metallschmelze-Vorratsofen (2) für einen Metallschmelze-Vorrat (3), mit einer Gießform (6), in welcher Gießform (6) wenigstens ein Formnest (5) vorgesehen ist, mit wenigstens einem Steigkanal (4), der zum Befüllen den Metallschmelze-Vorratsofen (3) mit dem wenigstens einen Formnest (5) der Gießform (6) verbindet und der (4) über eine Angussöffnung (8) in dem wenigstens einen Formnest (5) mündet, und mit einem Schließkolben (9), der relativ zur Gießform (6) zwischen einer Offenstellung und einer die Angussöffnung (8) verschließenden Schließstellung bewegbar ist, wobei der Metallschmelze-Vorratsofen (2) über wenigstens eine Gasleitung (11) mit einer Gasquelle (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (6) zusätzlich zum mindestens einen Formnest (5) wenigstens eine Metallschmelze-Vorratshöhlung (27, 28) hat, die zur Aufnahme eines, in Schließstellung des Schließkolbens (9) druckbeaufschlagten Metallschmelze-Depots vorgesehen ist und die mit dem wenigstens einen Formnest (5) der Gießform (6) verbunden ist, dass in der wenigstens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung (27, 28) zur Bildung einer auf dem Metallschmelze-Depot aufliegenden Gasblase (40) eine Gasleitung mündet, welche die wenigstens eine Metallschmelze-Vorratshöhlung (27, 28) mit einer Gasquelle verbindet, und dass das Volumen des in der wenigstens eine Metallschmelze-Vorratshöhlung (27, 28) bevorrateten und von der Gasblase (40) druckbeaufschlagten Metallschmelze-Depots größer ist als die Volumenreduzierung der in dem zumindest einen Formnest (5) der Gießform (6) befindlichen Metallschmelze während des Erstarrungsvorganges.Vertical gas pressure casting machine ( 1 ) with a molten metal storage furnace ( 2 ) for a molten metal supply ( 3 ), with a casting mold ( 6 ), in which casting mold ( 6 ) at least one mold nest ( 5 ) is provided, with at least one riser channel ( 4 ), for filling the molten metal storage furnace ( 3 ) with the at least one mold nest ( 5 ) of the casting mold ( 6 ) and the ( 4 ) via a gate ( 8th ) in the at least one mold nest ( 5 ), and with a closing piston ( 9 ), which is relative to the casting mold ( 6 ) between an open position and a gate ( 8th ) closing closing position is movable, wherein the molten metal storage furnace ( 2 ) via at least one gas line ( 11 ) with a gas source ( 12 ), characterized in that the casting mold ( 6 ) in addition to the at least one mold nest ( 5 ) at least one molten metal storage cavity ( 27 . 28 ), which for receiving a, in the closed position of the closing piston ( 9 ) is provided with pressurized molten metal depots and with the at least one mold cavity ( 5 ) of the casting mold ( 6 ), that in the at least one molten metal storage cavity ( 27 . 28 ) to form a gas bubble resting on the molten metal deposit ( 40 ) opens a gas line, which the at least one molten metal Vorratshöhlung ( 27 . 28 ) connects to a gas source, and that the volume of the in the at least one molten metal Vorratshöhlung ( 27 . 28 ) and from the gas bubble ( 40 ) pressurized molten metal depots is greater than the volume reduction in the at least one mold cavity ( 5 ) of the casting mold ( 6 ) molten metal during the solidification process. Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die das Metallschmelze-Depot in der wenigstens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung (27, 28) druckbeaufschlagende Gasblase mittels einem, die Metallschmelze vom Metallschmelze-Vorratsofen (2) über den wenigstens einen Steigkanal (4) in die Gießform (6) drückenden Formfülldruckes gebildet ist.Vertical gas pressure casting machine according to claim 1, characterized in that the molten metal deposit in the at least one molten metal storage cavity ( 27 . 28 ) pressurizing gas bubble by means of one, the Molten metal from molten metal storage furnace ( 2 ) over the at least one riser channel ( 4 ) in the mold ( 6 ) is formed pressing mold filling pressure. Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die das Metallschmelze-Depot in der wenigstens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung (27, 28) druckbeaufschlagende Gasblase mittels einer über den die Metallschmelze vom Metallschmelze-Vorratsofen (2) über den wenigstens einen Steigkanal (4) in die Gießform (6) drückenden Formfülldruck hinausgehenden Gaszufuhr in die Gießform gebildet ist.Vertical gas pressure casting machine according to claim 1 or 2, characterized in that the molten metal depot in the at least one molten metal storage cavity ( 27 . 28 ) pressurizing gas bubble by means of an over which the molten metal from the molten metal storage furnace ( 2 ) over the at least one riser channel ( 4 ) in the mold ( 6 ) pressing mold filling pressure beyond gas supply is formed in the mold. Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Metallschmelze-Vorratsofen (2) und/oder der wenigstens einen Metallschmelze-Vorratshöhlung (27 28) verbundene Gasquelle eine Inertgasquelle ist.Vertical gas pressure casting machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the with the molten metal storage furnace ( 2 ) and / or the at least one molten metal storage cavity ( 27 28) connected gas source is an inert gas source. Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (6) im Bereich des zumindest einen Formnestes (5) mindestens eine Entlüftungsöffnung hat, und dass die mindestens eine Entlüftungsöffnung über eine Entlüftungsleitung mit einer Vakuum- oder Saugpumpe verbunden ist.Vertical gas pressure casting machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the casting mold ( 6 ) in the region of the at least one mold cavity ( 5 ) has at least one vent opening, and that the at least one vent opening is connected via a vent line with a vacuum or suction pump. Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (6) eine, in festgelegte Gießform-Teile teilbare wiederverwendbare Dauerform ist.Vertical gas pressure casting machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the casting mold ( 6 ) is a reusable permanent mold divisible into specified mold parts. Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkolben (9) in seinem die Angussöffnung (8) verschließenden Teilbereich eine Kavität (14) hat, die (14) über wenigstens eine, in der Kavität (14) mündende Gasleitung mit einer Inertgasquelle verbunden ist.Vertical gas pressure casting machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the closing piston ( 9 ) in its the gate ( 8th ) closing portion of a cavity ( 14 ) has the ( 14 ) over at least one, in the cavity ( 14 ) opening gas line is connected to an inert gas source. Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkolben (9) zwei relativ zueinander verschiebliche Schließkolben-Teile (23, 24) hat, von denen ein erstes Schließkolben-Teil (24) in Schließstellung dicht am Umfangsrandbereich der Angussöffnung (8) anliegt, während ein zweites Schließkolben-Teil (23) zur Druckbeaufschlagung eines Metallschmelze-Depots während des Erstarrungsvorganges im Formnest (5) relativ zum ersten Schließkolben-Teil (24) verschieblich geführt ist, und dass das Metallschmelze-Depot einerseits über die Angussöffnung (8) mit dem Steigrohr (4) und andererseits über wenigstens einen Angusskanal (26) mit dem zumindest einen Formnest (5) verbunden ist.Vertical gas pressure casting machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the closing piston ( 9 ) two relatively displaceable closing piston parts ( 23 . 24 ), of which a first closing piston part ( 24 ) in the closed position close to the peripheral edge region of the gate ( 8th ), while a second closing piston part ( 23 ) for pressurizing a molten metal depot during the solidification process in the mold cavity ( 5 ) relative to the first closing piston part ( 24 ) is displaceably guided, and that the molten metal deposit on the one hand on the gate ( 8th ) with the riser ( 4 ) and on the other hand via at least one sprue ( 26 ) with the at least one mold nest ( 5 ) connected is. Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Inertgas Stickstoff vorgesehen ist.Vertical gas pressure casting machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that nitrogen is provided as the inert gas. Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (6) eine in festgelegte Gießform-Teile teilbare wiederverwendbare Dauerform ist.Vertical gas pressure casting machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the casting mold ( 6 ) is a reusable permanent mold divisible into specified mold parts. Vertikal-Gasdruck-Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der wenigstens einen, über mindestens eine Entlüftungsöffnung (10) mit dem Formnest (5) oder den Formnestern (5) der Gießform (6) verbundenen Entlüftungsleitung eine Gasreinigungs- oder Gasfiltereinrichtung (21) zwischengeschaltet ist.Vertical gas pressure casting machine according to one of claims 1 to 10, characterized in that in the at least one, via at least one vent opening ( 10 ) with the mold nest ( 5 ) or the molding nests ( 5 ) of the casting mold ( 6 ) connected to a gas cleaning or gas filter device ( 21 ) is interposed.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115258019A (en) * 2022-09-28 2022-11-01 宁波百易东和汽车部件有限公司 Aluminum frame and forming equipment thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1267801B (en) * 1964-11-23 1968-05-09 Edmund Quincy Sylvester Gassing device for the mold of a low-pressure casting system
DE3409995C1 (en) * 1984-03-19 1985-03-14 Norsk Hydro Magnesiumgesellschaft mbH, 4300 Essen Feed tube, in particular for a low-pressure casting apparatus
DE69425443T2 (en) * 1993-11-11 2001-03-29 Papervision Ltd CASTING METHOD AND DEVICE
DE102005007517A1 (en) * 2005-02-17 2006-08-31 Senator Technology Gmbh Casting device and casting machine
DE102006036369B4 (en) * 2006-08-02 2009-04-09 Kahn, Friedhelm, Prof. Dr. Ing. Method and device for producing components by integrated melting, casting and forming
DE102012023214B3 (en) * 2012-11-28 2014-04-03 Audi Ag Producing metallic die-cast component, comprises filling cavity of die-cast tool under pressure with molten metal and solidifying molten metal in cavity

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2912728A (en) * 1956-02-14 1959-11-17 Griffin Wheel Co Casting method and apparatus
JP3012881B2 (en) * 1989-10-28 2000-02-28 旭テック株式会社 Low pressure casting method and low pressure casting device
JPH04187342A (en) * 1990-11-21 1992-07-06 Hitachi Ltd Metallic mold for casting
US5238216A (en) * 1991-08-30 1993-08-24 Amsted Industries Incorporated Apparatus for modifying thermal gradient for casting in graphite molds
DE102009051879B3 (en) * 2009-11-04 2011-06-01 Baumgartner, Heinrich G. Metal die-casting machine
DE102011110176B4 (en) * 2011-08-12 2013-06-06 Heinrich G. Baumgartner Die casting machine and die casting process

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1267801B (en) * 1964-11-23 1968-05-09 Edmund Quincy Sylvester Gassing device for the mold of a low-pressure casting system
DE3409995C1 (en) * 1984-03-19 1985-03-14 Norsk Hydro Magnesiumgesellschaft mbH, 4300 Essen Feed tube, in particular for a low-pressure casting apparatus
DE69425443T2 (en) * 1993-11-11 2001-03-29 Papervision Ltd CASTING METHOD AND DEVICE
DE102005007517A1 (en) * 2005-02-17 2006-08-31 Senator Technology Gmbh Casting device and casting machine
DE102006036369B4 (en) * 2006-08-02 2009-04-09 Kahn, Friedhelm, Prof. Dr. Ing. Method and device for producing components by integrated melting, casting and forming
DE102012023214B3 (en) * 2012-11-28 2014-04-03 Audi Ag Producing metallic die-cast component, comprises filling cavity of die-cast tool under pressure with molten metal and solidifying molten metal in cavity

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115258019A (en) * 2022-09-28 2022-11-01 宁波百易东和汽车部件有限公司 Aluminum frame and forming equipment thereof
CN115258019B (en) * 2022-09-28 2022-12-27 宁波百易东和汽车部件有限公司 Aluminum frame and forming equipment thereof

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