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EINFÜHRUNG
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Das technische Gebiet bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren und Systeme für das Gießen von Strukturkomponenten, zu denen als nicht einschränkende Beispiele Motorblöcke, Zylinderköpfe, Aufhängungsteile wie Stoßdämpfer und Querlenker, Räder und Flugzeugtüren gehören. Insbesondere werden Verfahren und Systeme für das Gießen von Aluminium mit verringerter Porosität für solche Strukturbauteile bereitgestellt.
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Aluminiumgussteile werden wegen ihres guten Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht, ihrer guten Korrosionsbeständigkeit und ihrer relativ niedrigen Rohstoffkosten häufig in Konstruktionsanwendungen eingesetzt. Obwohl die Kosten im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren wettbewerbsfähig sind, kann das Gießverfahren bei Aluminiumlegierungen eine erhebliche Anzahl von Fehlern verursachen.
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Beispielsweise kann das geschmolzene Aluminium während des Gießens beim Abkühlen schrumpfen, was zur Bildung von Porosität in Teilen des Bauteils führt. Porosität in Gussteilen verschlechtert die mechanischen Eigenschaften des Materials, insbesondere die Ermüdungseigenschaften, erheblich. Bei bestimmten Anwendungen kann das poröse Gussteil durch Füllen der Poren gerettet werden, was in der Regel mit einem teuren Verfahren geschieht. In anderen Fällen muss das Gussteil entsorgt werden.
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In der Praxis gibt es viele Ansätze zur Verringerung von Gussfehlern in Aluminiumgussteilen, wie z. B. die ruhige Formfüllung mit Niederdruck oder einer elektrischen Magnetpumpe, die schnelle Erstarrung mit Schwermetallkokillen, Metallformen oder Ablationsverfahren sowie die Druckbeaufschlagung während der Erstarrung, z. B. beim Druckguss (HPDC) und Lost-Foam-Guss. Beim Sandguss, beim semipermanenten Formguss und beim Dauerformguss wurde jedoch noch keine wirksame Druckbeaufschlagungstechnik eingesetzt.
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Dementsprechend ist es wünschenswert, Verfahren und Systeme bereitzustellen, die sowohl für Sand- als auch für Metallformgussverfahren geeignet sind, um kontinuierlich verbesserte Aluminiumgussteile mit reduzierter Gussporosität und verbesserter Legierungsfestigkeit, Ermüdung und Korrosionsbeständigkeit herzustellen. Darüber hinaus ist es wünschenswert, solche Verfahren und Systeme bereitzustellen, die einen Stranggussprozess verwenden. Weitere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Ausführungsformen werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorstehenden technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
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EP 0 677 347 A1 betrifft ein Verfahren zum Gießen und Verdichten. Das Verfahren besteht aus den Schritten Füllen einer Form in einem Druckbehälter bis zu einem vorbestimmten Niveau mit geschmolzenem Metall und dann Erhöhen des Drucks in dem Behälter, so dass innerhalb des Metalls gebildete Hohlräume im Wesentlichen geschlossen werden.
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BESCHREIBUNG
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Es wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Metallgussteilen bereitgestellt. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Zuführen von geschmolzenem Metall in eine erste Form an einer Füllstation; das Aufrechterhalten einer Druckkammer mit erhöhtem Druck; das Bewegen der ersten Form in die Druckkammer, wobei das geschmolzene Metall in der ersten Form unter dem erhöhten Druck erstarrt; und das Entfernen der ersten Form aus der Druckkammer.
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In beispielhaften Ausführungsformen wird das Verfahren in einer Gießanlage durchgeführt, und die Druckkammer bewegt sich in der Gießanlage.
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In beispielhaften Ausführungsformen ist die Druckkammer stationär.
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In beispielhaften Ausführungsformen wird das Verfahren in einer Karussellgießanlage durchgeführt.
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In beispielhaften Ausführungsformen beträgt der erhöhte Druck mindestens 2 Atmosphären (atm).
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In beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Befüllen der Druckkammer mit einem hochleitfähigen Inertgas.
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In beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Druckkammer verschiedene Abschnitte, und das Verfahren umfasst die Aufrechterhaltung verschiedener Gasmedien in den verschiedenen Abschnitten.
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In beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Bewegen der ersten Form von der Füllstation zu einem Vorverdichtungskammer-Abschnitt; das Abdichten des Vorverdichtungskammer-Abschnitts; das Erhöhen des Drucks in dem Vorverdichtungskammer-Abschnitt; das Öffnen einer Fluidverbindung zwischen einem Druckkammer-Abschnitt und dem Vorverdichtungskammer-Abschnitt; und das Überführen der ersten Form von dem Vorverdichtungskammer-Abschnitt zu dem Druckkammer-Abschnitt. In beispielhaften Ausführungsformen umfasst dieses Verfahren ferner das Halten eines Druckentlastungskammer-Abschnitts auf dem erhöhten Druck; das Überführen der ersten Form aus dem Druckkammer-Abschnitt in den Druckentlastungskammer-Abschnitt; das Abdichten des Druckkammer-Abschnitts; und das Entfernen der ersten Form aus dem Druckentlastungskammer-Abschnitt. Ferner erstarrt bei den beispielhaften Verfahren das geschmolzene Metall in der ersten Form unter dem erhöhten Druck im Druckentlastungskammer-Abschnitt.
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In beispielhaften Ausführungsformen wird das Verfahren in einer Gießanlage durchgeführt, die nacheinander eine Formmontagestation, eine Füllstation, einen Vorverdichtungskammer-Abschnitt, einen Druckkammer-Abschnitt, einen Druckentlastungskammer-Abschnitt und eine Gieß-/Formdemontagestation umfasst. In solchen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner Folgendes umfassen: Montieren der ersten Form an der Formmontagestation; Bewegen der ersten Form zur Füllstation, wo das geschmolzene Metall in die erste Form eingeleitet wird, und Montieren einer zweiten Form an der Formmontagestation; Bewegen der ersten Form zum Vorverdichtungskammer-Abschnitt und Bewegen der zweiten Form zur Füllstation, wo das geschmolzene Metall in die zweite Form eingeleitet wird; Abdichten des Vorverdichtungskammer-Abschnitts und Erhöhen des Drucks im Vorverdichtungskammer-Abschnitt auf den erhöhten Druck des Druckkammer-Abschnitts; Öffnen der Fluidverbindung zwischen dem Druckkammer-Abschnitt und dem Vorverdichtungskammer-Abschnitt und Überführen der ersten Form aus dem Vorverdichtungskammer-Abschnitt in den Druckkammer-Abschnitt; Abdichten des Druckkammer-Abschnitts; Bewegen der zweiten Form in den Vorverdichtungskammer-Abschnitt; Abdichten des Vorverdichtungskammer-Abschnitts und Erhöhen des Drucks in dem Vorverdichtungskammer-Abschnitt auf den erhöhten Druck des Druckkammer-Abschnitts; Öffnen der Fluidverbindung zwischen dem Druckkammer-Abschnitt und dem Vorverdichtungskammer-Abschnitt und Überführen der zweiten Form aus dem Vorverdichtungskammer-Abschnitt in den Druckkammer-Abschnitt; Öffnen der Fluidverbindung zwischen dem Druckkammer-Abschnitt und dem Druckentlastungskammer-Abschnitt und Überführen der ersten Form aus dem Vorverdichtungskammer-Abschnitt in den Druckentlastungskammer-Abschnitt; Überführen der ersten Form aus dem Druckentlastungskammer-Abschnitt in die Gieß-/Formdemontagestation; Abdichten des Druckentlastungskammer-Abschnitts und Erhöhen des Drucks in dem Druckentlastungskammer-Abschnitt auf den erhöhten Druck des Druckkammer-Abschnitts; Öffnen der Fluidverbindung zwischen dem Druckkammer-Abschnitt und dem Druckentlastungskammer-Abschnitt und Überführen der zweiten Form von dem Vorverdichtungskammer-Abschnitt zu dem Druckentlastungskammer-Abschnitt; Demontieren der ersten Form und des darin gebildeten ersten Gussteils an der Guss/Form-Demontagestation; Überführen der zweiten Form von dem Druckentlastungskammer-Abschnitt zu der Guss/Form-Demontagestation; und Demontieren der zweiten Form und des darin gebildeten zweiten Gussteils an der Guss/Form-Demontagestation.
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Ferner wird ein Inline-Gießsystem bereitgestellt. In einer Ausführungsform umfasst das System eine Formmontagestation zum Zusammenbau einer Form; eine Füllstation zum Füllen der Form mit geschmolzenem Metall; eine Druckbeaufschlagungsstation zum Verdichten des geschmolzenen und/oder halbfesten Metalls unter erhöhtem Druck; und eine Guss-/Formdemontagestation zum Demontieren der Form und eines darin geformten Gussteils.
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In beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Druckbeaufschlagungsstation einen Vorverdichtungskammer-Abschnitt, einen Druckkammer-Abschnitt und einen Druckentlastungskammer-Abschnitt.
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In beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Druckbeaufschlagungsstation einen Vorverdichtungskammer-Abschnitt, einen Druckkammer-Abschnitt und einen Druckentlastungskammer-Abschnitt, wobei der Druckkammer-Abschnitt unter einem konstanten, erhöhten Druck steht.
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In beispielhaften Ausführungsformen umfasst das System außerdem ein Druckmessgerät und ein Ventil, um den Druck in der Druckbeaufschlagungsstation zu überwachen und der Druckbeaufschlagungsstation selektiv ein Medium zuzuführen.
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In beispielhaften Ausführungsformen sind die Formmontagestation, die Füllstation, die Druckbeaufschlagungsstation und die Gieß-/Formdemontagestation in einer linearen Gießlinie angeordnet.
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In beispielhaften Ausführungsformen sind die Formmontagestation, die Füllstation, die Druckbeaufschlagungsstation und die Guss-/Formdemontagestation in einer Karussellgießanlage angeordnet.
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In beispielhaften Ausführungsformen umfasst das System ferner ein Steuermodul und einen Sensor, wobei der Sensor so angeordnet ist, dass er die Bereitschaft der Druckbeaufschlagungsstation überwacht, und wobei das Steuermodul die Befüllung der Form an der Füllstation anweist, wenn die Druckbeaufschlagungsstation bereit ist.
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In einer Ausführungsform umfasst ein Inline-Gießsystem eine Formmontagestation zum Zusammenbau einer Form; eine Füllstation zum Füllen der Form mit geschmolzenem Metall; eine Druckbeaufschlagungsstation zum Verdichten des geschmolzenen und/oder halbfesten Metalls unter erhöhtem Druck; eine Quelle für ein Medium mit hoher Wärmeleitfähigkeit, um die Druckbeaufschlagungsstation mit einem gewünschten Medium zu versorgen; und eine Gussstück/Formdemontagestation zum Demontieren der Form und eines darin geformten Gussstücks.
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Diese Zusammenfassung dient dazu, eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form vorzustellen, die weiter unten in der ausführlichen Beschreibung beschrieben werden. Diese Zusammenfassung soll nicht dazu dienen, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, noch soll sie als Hilfe bei der Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands dienen.
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Figurenliste
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Die beispielhaften Ausführungsformen werden im Folgenden in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
- 1 ist eine schematische Darstellung eines Inline-Gießsystems zur Verringerung der Gießporosität in einem Stranggussverfahren gemäß einer Ausführungsform hierin;
- 2 ist eine schematische Darstellung eines Inline-Gießsystems zur Verringerung der Gießporosität in einem Stranggussverfahren gemäß einer anderen Ausführungsform;
- 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 einer Ausführungsform des Systems der 1 oder 2;
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 einer anderen Ausführungsform des Systems von 1 oder 2;
- 5 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur kontinuierlichen Herstellung von gegossenen Metallkomponenten, das die Gussporosität in einem Stranggussverfahren gemäß einer Ausführungsform hierin reduziert; und
- 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Metallgussteilen veranschaulicht, das die Gussporosität in einem Stranggussverfahren in Übereinstimmung mit einer anderen hierin beschriebenen Ausführungsform reduziert.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die Anwendung und den Gebrauch nicht einschränken. Darüber hinaus besteht nicht die Absicht, durch ausdrückliche oder stillschweigende Theorien gebunden zu sein, die in dem vorangehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt sind. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff Steuermodul auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam, dediziert oder Gruppe) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bieten.
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Das hier verwendete Wort „beispielhaft“ bedeutet „als Beispiel, Instanz oder Illustration dienend“. Wie hier verwendet, bedeutet „ein“, „ein“ oder „die“ ein oder mehrere, sofern nicht anders angegeben. Der Begriff „oder“ kann konjunktiv oder disjunktiv sein. Offene Begriffe wie „einschließen“, „einschließlich“, „enthalten“, „enthaltend“ und dergleichen bedeuten „umfassend“. In bestimmten Ausführungsformen können Zahlen in dieser Beschreibung, die Mengen, Verhältnisse von Materialien, physikalische Eigenschaften von Materialien und/oder die Verwendung angeben, so verstanden werden, dass sie durch das Wort „etwa“ modifiziert werden. Der Begriff „ungefähr“, wie er in Verbindung mit einem Zahlenwert und den Ansprüchen verwendet wird, bezeichnet ein Genauigkeitsintervall, das dem Fachmann bekannt und akzeptabel ist. Im Allgemeinen beträgt dieser Genauigkeitsbereich ±10 %. Alle Zahlen in dieser Beschreibung, die Mengen, Verhältnisse von Materialien, physikalische Eigenschaften von Materialien und/oder die Verwendung angeben, können als durch das Wort „ungefähr“ modifiziert verstanden werden, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
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Wie hierin verwendet, bezieht sich „%“ oder „Prozent“ in der vorliegenden Offenlegung auf den Gewichtsprozentsatz, sofern nicht anders angegeben. Ein Element, das hier als „Material“ bezeichnet wird, enthält mindestens 50 Gew.-% des angegebenen Materials. Wie hierin verwendet, ist ein Element, das als „hauptsächlich Material“ bezeichnet wird, ein Material, das mindestens 90 Gew.-% des erwähnten Materials enthält.
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Ferner werden Begriffe wie „oben“, „unten“, „über“, „unter“, usw. zur Beschreibung der Figuren verwendet und stellen keine Einschränkungen des Umfangs des Gegenstands dar, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Alle numerischen Bezeichnungen wie „erste“ oder „zweite“ dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Umfang des Gegenstands in keiner Weise einschränken. Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen zwar im Hinblick auf Anwendungen in der Automobilindustrie beschrieben werden, dass aber Fachleute ihre breitere Anwendbarkeit erkennen werden.
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Die hier vorgestellten Ausführungsformen beziehen sich auf Verfahren und Systeme zur Verringerung der Porosität von Gussteilen unter Verwendung einer Inline-Druckkammer während der Erstarrung. Porosität in Metallgussteilen verschlechtert die mechanischen Eigenschaften des Materials, insbesondere die Ermüdungseigenschaften, erheblich. Wie hierin beschrieben, kann die Porosität durch Anwendung von Druck während der Erstarrung reduziert werden. Beim Präzisionssandguss eines Motorblocks kann beispielsweise ein absoluter Druck von etwa 3 Atmosphären (atm) die Porosität um mehr als 50 % verringern. Dies ist nur ein Beispiel für die Druckbeaufschlagung für ein bestimmtes Verfahren und ein bestimmtes Gussteil, wobei jedes geeignete Druckbeaufschlagungsprotokoll verwendet werden kann. Der Mindestdruck, der erforderlich ist, um ein Gussteil mit ausreichend geringer Porosität zu erhalten, kann berechnet werden. Eine solche Berechnung kann mit jeder im Handel erhältlichen Software zur Simulation von Gießprozessen durchgeführt werden. Außerdem können der Druck und die Dauer der Druckbeaufschlagung auf der Grundlage der Gussgeometrie, der Formbedingungen und der Anforderungen an die Gussqualität berechnet werden. Beim Sandgussverfahren kann die Sanddurchlässigkeit zur Bestimmung der Druckaufbauzeit an der Schnittstelle zwischen Gussteil und Form verwendet werden, d. h. der Zeitdauer der Druckbeaufschlagung.
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Die vorgestellten Verfahren und Systeme sind in der Lage, Gussteile mit sehr dünnen, sehr dicken oder sehr komplizierten Geometrien herzustellen, wie es die Konstruktion erfordert. Beispielhafte Gussteile sind hochintegrierte, schrumpfungsfreie Gussteile, die mit minimalem Speisereinsatz und somit verbesserter Materialausbeute hergestellt werden.
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In beispielhaften Ausführungsformen können das Verfahren und das System einen erhöhten (absoluten) Druck von mehr als 1,5, z. B. mehr als 1,75, z. B. mehr als 2, z. B. mehr als 2,25, z. B. mehr als 2,5, z. B. mehr als 2,75, z. B. mehr als 3, z. B. mehr als 3,25 atm, z. B. mehr als 2, z. B. mehr als 2,25 atm ausüben. In beispielhaften Ausführungsformen können das Verfahren und das System einen erhöhten (absoluten) Druck von weniger als 4,5, beispielsweise weniger als 4,25, beispielsweise weniger als 4, beispielsweise weniger als 3,75, beispielsweise weniger als 3,5, beispielsweise weniger als 3,25, beispielsweise weniger als 3, beispielsweise weniger als 2,75 atm, beispielsweise weniger als 2,5, beispielsweise weniger als 2,25 atm anwenden.
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In beispielhaften Ausführungsformen können das Verfahren und das System die Porosität in Gussstücken um mindestens 20 %, z. B. um mindestens 30 %, z. B. um mindestens 40 %, z. B. um mindestens 50 %, z. B. um mindestens 60 %, verringern, verglichen mit Gussstücken, die unter den gleichen Gussbedingungen, aber bei Umgebungsdruck hergestellt wurden.
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Wie hier beschrieben, kann die Anwendung des hier beschriebenen Verfahrens und Systems die Gussporosität, den Gussausschuss und die Garantiekosten reduzieren. Darüber hinaus können Gussteile, die mit dem hier beschriebenen Verfahren und System hergestellt werden, verbesserte mechanische Eigenschaften und Gussleistungen aufweisen. Außerdem kann das hier beschriebene Verfahren und System eine geringere Speisergröße, eine höhere Metallausbeute und geringere Herstellungskosten ermöglichen.
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In beispielhaften Ausführungsformen werden die Verfahren und Systeme zur Verringerung der Gussporosität in einem kontinuierlichen Präzisionssandgussverfahren eingesetzt. In anderen beispielhaften Ausführungsformen werden die Verfahren und Systeme zur Verringerung der Gussporosität in einem kontinuierlichen Gießverfahren mit semi-permanenter Form (SPM) eingesetzt. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen werden die Verfahren und Systeme zur Verringerung der Gussporosität in einem Stranggussverfahren mit Dauerform (PM) eingesetzt. Für jedes der Verfahren Sandguss, SPM-Gießen und PM-Gießen kann eine eigene Druckkammer verwendet werden.
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In beispielhaften Ausführungsformen kann die Druckkammer auch ein unter Druck stehendes Gasmedium enthalten, das aus Luft besteht. In anderen Ausführungsformen besteht das unter Druck stehende Gasmedium aus Nebel (Luft und Wasser). In anderen Ausführungsformen besteht das unter Druck stehende Gasmedium aus Inertgas. Beispielsweise kann das Druckgasmedium zu mindestens 50 %, beispielsweise zu mindestens 60 %, beispielsweise zu mindestens 70 %, beispielsweise zu mindestens 80 %, beispielsweise zu mindestens 90 %, beispielsweise zu mindestens 92 %, beispielsweise zu mindestens 94 %, beispielsweise zu mindestens 95 %, beispielsweise zu mindestens 96 %, beispielsweise zu mindestens 97 %, beispielsweise zu mindestens 98 % oder zu mindestens 99 % aus einem Inertgas oder einer Mischung von Inertgasen bestehen. Es wurde festgestellt, dass die Verwendung eines Mediums mit hoher Wärmeleitfähigkeit die Feinheit des Gefüges verringern kann.
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Ein geeignetes Inertgas kann eine hohe Wärmeleitfähigkeit haben, d. h. eine Wärmeleitfähigkeit, die größer ist als die Wärmeleitfähigkeit von Luft (>0,026 W/mK @ 300K). Das Inertgas kann beispielsweise Helium sein, das eine Wärmeleitfähigkeit von 0,151 W/mK @ 300K aufweist. In einer beispielhaften Ausführungsform hat das unter Druck stehende Gasmedium eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 0,03, z. B. mehr als 0,05, z. B. mehr als 0,1, z. B. mehr als 0,12, z. B. mehr als 0,14 oder mehr als 0,15 W/mK bei 300 K.
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Es ist bekannt, dass verschiedene Gasmedien zu verschiedenen Zeitpunkten des Prozesses in die Druckkammer eingeleitet werden können, um die Abkühlgeschwindigkeit weiter zu verbessern. So kann beispielsweise ein Medium mit hoher Wärmeleitfähigkeit an einer bestimmten Stelle eingeleitet werden, um die Wärmeübertragungsrate des Gussteils zu erhöhen und so eine schnellere Erwärmung und/oder eine schnellere Abkühlung zu erreichen.
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Die Druckkammer kann stationär sein oder sich in den Gießlinien bewegen.
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In beispielhaften Ausführungsformen werden die hierin beschriebenen Verfahren und Systeme zur Herstellung von Gussstücken aus Aluminiumlegierungen verwendet, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Al-Si-Basislegierungen wie A356, A357, 319, 355 und dergleichen; Al-Cu-Basislegierungen wie 206, 242 und dergleichen; Al-Mg-Basislegierungen wie 515, 535 und dergleichen; und Al-Zn-Basislegierungen wie 707, 710 und dergleichen.
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In beispielhaften Ausführungsformen der hier beschriebenen Verfahren und Systeme beträgt der während des beschriebenen Druckbeaufschlagungsprozesses angewendete Druck nicht mehr als 500 psi. In beispielhaften Ausführungsformen beträgt der während des beschriebenen Druckbeaufschlagungsprozesses angewendete Druck zwischen 30 psi (2 atm) und 150 psi (-10 atm). Der Druck kann während eines Teils des Verfestigungsprozesses oder während des gesamten Prozesses angewendet werden. Beispielsweise kann die vollständige Verfestigung eines Motorblocks 600 Sekunden und die vollständige Verfestigung eines Zylinders zwischen 400 und 500 Sekunden dauern. Es wird davon ausgegangen, dass der Druckbeaufschlagungsprozess nicht gestoppt werden sollte, bis produktkritische Stellen wie Schottwände im Motorblock und Stirnflächen im Zylinderkopf verfestigt sind. Typischerweise kann die Erstarrungszeit 150 bis 250 Sekunden für einen Motorblockschottbereich und 100 bis 200 Sekunden für einen Zylinderkopfdeckbereich betragen.
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In beispielhaften Ausführungsformen der hier beschriebenen Verfahren und Systeme umfasst das Gießen das Gießen von flüssigem Metall bei einer vom Legierungstyp abhängigen Temperatur. Typischerweise liegt die Überhitzung (Temperatur über dem Legierungsliquidus) bei Motorblock und Zylinderkopf während der Formfüllung zwischen 100 und 200 °C. Für ein beispielhaftes Druckmedium kann die Temperatur zwischen Raumtemperatur und 50°C liegen.
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In 1 ist eine Ausführungsform eines Inline-Gießsystems 100 zur Verringerung der Gießporosität in einem Stranggussverfahren dargestellt. Wie bereits erwähnt, kann das Gießverfahren ein Sandguss-, SPM- oder PM-Gießverfahren sein. Der Stranggussprozess wird in 1 entlang einer linearen Produktionslinie 110 sequentiell durchgeführt. Wie dargestellt, umfasst das System 100 eine Form-Montagestation 120 zum Zusammenbau einer Form. Ferner umfasst das System 100 eine Füllstation oder Gießstation 130 zum Befüllen der Form mit geschmolzenem Material, z. B. einem geschmolzenen Metall wie Aluminium, einschließlich Aluminiumlegierungen.
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Wie dargestellt, umfasst das System 100 eine Druckbeaufschlagungsstation 140 zur Verdichtung des geschmolzenen und/oder halbfesten Materials unter erhöhtem Druck. Die Verdichtungsstation 140 kann als Druckkammer betrachtet werden. Eine beispielhafte Druckerzeugungsstation 140 kann gegenüber der Umgebung abgedichtet sein, so dass in der Druckerzeugungsstation 140 ein hoher Druck aufrechterhalten werden kann. Ferner umfasst das System 100 eine Gussstück-/Formdemontagestation 150 zur Demontage der Form und des darin geformten Gussstücks.
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In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Druckkammer 140 drei Kammerabschnitte: einen Vorverdichtungskammer-Abschnitt 141, einen Druckkammer-Abschnitt 142 und einen Druckentlastungskammer-Abschnitt 143. Die Endkammerabschnitte 141 und 143 können gegenüber der Umgebung selektiv abgedichtet werden, so dass die Drücke darin je nach Wunsch erhöht, aufrechterhalten oder gesenkt werden können. Der zentrale Kammerabschnitt 142 kann gegenüber den Endkammerabschnitten 141 und 143 selektiv abgedichtet werden, so dass der gewünschte erhöhte Druck in dem Kammerabschnitt 142 effektiv und konstant aufrechterhalten wird.
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Wie in 1 dargestellt, sind in jedem Kammerabschnitt 141, 142 bzw. 143 ein Druckmesser und ein Ventil 161, 162 bzw. 163 vorgesehen, um den gewünschten Druck darin zu überwachen und aufrechtzuerhalten. Von jedem Druckmesser und Ventil 161 - 163 kann Druck auf den Gießereieinlass, die offenen Speiser und/oder die Gießform ausgeübt werden, abhängig von den Formwerkstoffen. Bei nichtmetallischen Formen kann der Druck auf den Anschnitteinlass, die offenen Steigrohre und die Gussform aufgebracht werden. Beim Gießen von Metallformen, z. B. beim semipermanenten Gießen, kann der Druck direkt auf den Anschnitteinlass und die offenen Steigrohre ausgeübt werden.
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Wie dargestellt, umfasst das System 100 außerdem ein Steuermodul 170 zur Steuerung des Stranggussverfahrens. Des Weiteren umfasst das System einen Sensor 175 zur Erfassung der Bereitschaft der Druckbeaufschlagungsstation 140. Insbesondere kann der Sensor 175 feststellen, wann die Druckbeaufschlagungsstation 140 für eine zusätzliche Form bereit ist oder kurz davor steht, für eine zusätzliche Form bereit zu sein - z. B. innerhalb von 30 Sekunden, 20 Sekunden, 10 Sekunden oder 5 Sekunden, bevor sie für eine zusätzliche Form bereit ist.
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Wie in 1 dargestellt, sind die Positionen 180, einschließlich 181, 182, 183, 184, 185, 186, 187 und 188, für die Positionierung der Formzellen 190 während der Verarbeitung vorgesehen. Obwohl jede Station 120, 130, 140 und 150 mit einer beliebigen Anzahl von Positionen 180 ausgestattet sein kann, haben die Stationen 120, 130 und 150 in der dargestellten Ausführungsform jeweils eine Position 180 und die Station 140 eine Vielzahl von Positionen. Insbesondere enthält der Vorverdichtungskammer-Abschnitt 141 eine Stelle 183, der Druckkammer-Abschnitt 142 enthält drei Stellen 184-186 und der Druckentlastungskammer-Abschnitt 143 enthält eine Stelle 187. Die Anzahl der Stellen 180 in jedem der Kammerabschnitte 141, 142 und 143 kann optimiert werden, um für das herzustellende Gussteil eine angemessene Zeitspanne unter Druck zu gewährleisten.
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In 2 ist das Inline-Gießsystem 100 zur Verwendung mit einer Karussell- oder Rotationsgießanlage in einem Stranggussverfahren dargestellt. Auch hier kann das Gießverfahren ein Sandguss-, SPM- oder PM-Gießverfahren sein. Das Stranggussverfahren wird nacheinander entlang der rotierenden Produktionslinie 210 in 2 durchgeführt. Wie dargestellt, umfasst das System 100 eine Form-Montagestation 120 zum Zusammenbau einer Form. Ferner umfasst das System 100 eine Füllstation oder Gießstation 130 zum Befüllen der Form mit geschmolzenem Material, z. B. einem geschmolzenen Metall wie Aluminium, einschließlich Aluminiumlegierungen.
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Wie dargestellt, umfasst das System 100 eine Druckbeaufschlagungsstation 140 zur Verdichtung des geschmolzenen und/oder halbfesten Materials unter erhöhtem Druck. Die Verdichtungsstation 140 kann als Druckkammer betrachtet werden. Eine beispielhafte Druckerzeugungsstation 140 kann gegenüber der Umgebung abgedichtet sein, so dass in der Druckerzeugungsstation 140 ein hoher Druck aufrechterhalten werden kann. Ferner umfasst das System 100 eine Gussstück-/Formdemontagestation 150 zur Demontage der Form und des darin geformten Gussstücks.
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In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Druckkammer 140 drei Kammerabschnitte: einen Vorverdichtungskammer-Abschnitt 141, einen Druckkammer-Abschnitt 142 und einen Druckentlastungskammer-Abschnitt 143. Die Endkammerabschnitte 141 und 143 können selektiv gegenüber der Umgebung abgedichtet werden, so dass die Drücke darin je nach Wunsch erhöht, aufrechterhalten oder gesenkt werden können. Der zentrale Kammerabschnitt 142 kann gegenüber den Endkammerabschnitten 141 und 143 selektiv abgedichtet werden, so dass der gewünschte erhöhte Druck in dem Kammerabschnitt 142 effektiv und konstant aufrechterhalten wird.
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Wie in 2 dargestellt, sind in jedem Kammerabschnitt 141, 142 bzw. 143 ein Druckmesser und ein Ventil 161, 162 und 163 vorgesehen, um den gewünschten Druck darin zu überwachen und aufrechtzuerhalten. Von jedem Druckmessgerät und Ventil 161, 162 und 163 kann Druck auf den Gießerei einlass, die offenen Speiser und/oder die Gießform ausgeübt werden, je nach dem Material der Form. Bei nichtmetallischen Formen kann der Druck auf den Anschnitteinlass, die offenen Steigrohre und die Gussform aufgebracht werden. Beim Gießen von Metallformen, z. B. beim semipermanenten Gießen, kann der Druck direkt auf den Anschnitteinlass und die offenen Steigrohre ausgeübt werden.
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Wie dargestellt, umfasst das System 100 außerdem ein Steuermodul 170 zur Steuerung des Stranggussverfahrens. Des Weiteren umfasst das System einen Sensor 175 zur Erfassung der Bereitschaft der Druckbeaufschlagungsstation 140. Insbesondere kann der Sensor 175 feststellen, wann die Druckbeaufschlagungsstation 140 für eine zusätzliche Form bereit ist oder kurz davor steht, für eine zusätzliche Form bereit zu sein - z. B. innerhalb von 30 Sekunden, 20 Sekunden, 10 Sekunden oder 5 Sekunden, bevor sie für eine zusätzliche Form bereit ist.
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Wie in 2 dargestellt, sind die Positionen 80, einschließlich 181, 182, 183, 184, 185, 186, 187 und 188, für die Positionierung der Formzellen 190 während der Verarbeitung vorgesehen. Obwohl jede Station 120, 130, 140 und 150 mit einer beliebigen Anzahl von Positionen 180 ausgestattet sein kann, haben die Stationen 120, 130 und 150 in der dargestellten Ausführung jeweils eine Position 180 und die Station 140 eine Vielzahl von Positionen. Insbesondere umfasst der Vorverdichtungskammer-Abschnitt 141 einen Platz 180, der Druckkammer-Abschnitt 142 drei Plätze 180 und der Druckentlastungskammer-Abschnitt 143 eine Station. Die Anzahl der Stellen 180 in jedem der Kammerabschnitte 141, 142 und 143 kann optimiert werden, um für das herzustellende Gussteil eine angemessene Zeitspanne unter Druck zu gewährleisten.
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In jeder der Ausführungsformen von 1 und 2 befindet sich die Druckbeaufschlagungsstation 140 unmittelbar nach der Füllstation 130 in der Gießanlage, so dass das gegossene Gussteil unter Druck gesetzt werden kann, sobald der Füllvorgang abgeschlossen ist. In bestimmten Ausführungsformen wird der Zeitpunkt der Einführung des gegossenen Gussteils gesteuert, um Toleranzen bei den Gussabmessungen und Probleme bei der Oberflächenqualität zu vermeiden.
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Es wird darauf hingewiesen, dass bei SPM- oder PM-Gießverfahren die Druckbeaufschlagung durch Anbringen eines versiegelten Deckels über der Oberseite des offenen Speisers oder Anschnittsystems einer entsprechenden Formzelle 190 erfolgen kann.
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Zur Veranschaulichung einer beispielhaften Ausführungsform wird in 3 eine Querschnittsansicht von 1 oder 2 entlang der Linie 3-3 in beiden Abbildungen gezeigt. Wie dargestellt, enthält die Formzelle 190 eine Form 191 und ein Gussteil 192, das darin erstarrt. Die Form 190 wird direkt vom Transferband 195 der Gießanlage 110 oder 210 getragen.
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Zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform wird nun auf 4 verwiesen, eine Querschnittsansicht von 1 oder 2, die entlang der Linie 3-3 in jeder der beiden Abbildungen aufgenommen wurde. Wie dargestellt, enthält die Formzelle 190 eine Form 191, ein Gussteil 192, das darin erstarrt, und einen Träger 193, der die Form 191 stützt. Wie gezeigt, ist die Formzelle 190 über dem Transferband 195 der Gießanlage 110 oder 210 aufgehängt.
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Die hier vorgestellten Ausführungen sehen ferner die Durchführung der Kühlung oder der Extraktion der Einsätze innerhalb der Druckbeaufschlagungsstation 140 und insbesondere innerhalb des Druckkammer-Abschnitts 142 vor.
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Die 3-4 veranschaulichen, dass das Messgerät und das Ventil 162 in Fluidverbindung mit einer Medienquelle 165 stehen, um die Druckbeaufschlagungsstation mit einem gewünschten Medium wie Luft, Nebel, einem Gas mit hoher Wärmeleitfähigkeit oder einer Mischung davon zu versorgen. Während in den nur das Messgerät und das Ventil 162 dargestellt sind, wird darauf hingewiesen, dass jedes Messgerät und jedes Ventil 161-163 in Fluidverbindung mit einer Medienquelle 165 stehen kann, um die Druckbeaufschlagungsstation mit einem gewünschten Medium zu versorgen, entweder mit demselben Medium oder mit verschiedenen Medien für ein oder mehrere Messgeräte und Ventile.
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Unter Bezugnahme auf 5 und mit Querverweis auf 1 und 2 wird ein Verfahren 500 zur kontinuierlichen Herstellung von Metallgussteilen dargestellt, das die Gussporosität in einem Stranggussverfahren reduziert. Wie gezeigt, umfasst das Verfahren 500 die Zuführung von geschmolzenem Material, wie z. B. geschmolzenes Metall wie eine Aluminiumlegierung, in eine Form an einer Füllstation 130 im Aktionsblock 510. Ferner umfasst das Verfahren 500 die Aufrechterhaltung eines erhöhten Drucks in einer Druckkammer im Aktionsblock 520. Nach dem Einfüllen des geschmolzenen Materials in die Form umfasst das Verfahren das Bewegen der Form in die Druckkammer in Aktionsblock 530. Das geschmolzene Metall erstarrt in der Form unter dem erhöhten Druck. Das Verfahren 500 umfasst ferner das Entfernen der Form aus der Druckkammer in Aktionsblock 540.
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In einer beispielhaften Ausführungsform wird das Verfahren 500 in einer sich bewegenden Gießanlage durchgeführt, und die Druckkammer bewegt sich in der Gießanlage. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform ist die Druckkammer stationär.
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Wie oben beschrieben, kann das Verfahren 500 in einer linearen Gießanlage oder in einer Karussellgießanlage durchgeführt werden. Ferner kann das Verfahren, wie oben beschrieben, die Aufrechterhaltung eines erhöhten (absoluten) Drucks von mehr als 1,5, beispielsweise mehr als 1,75, beispielsweise mehr als 2, beispielsweise mehr als 2,25, beispielsweise mehr als 2,5, beispielsweise mehr als 2,75, beispielsweise mehr als 3, beispielsweise mehr als 3,25 atm, beispielsweise mehr als 2, beispielsweise mehr als 2,25 atm umfassen. In beispielhaften Ausführungsformen können das Verfahren und das System einen erhöhten (absoluten) Druck von weniger als 4,5, beispielsweise weniger als 4,25, beispielsweise weniger als 4, beispielsweise weniger als 3,75, beispielsweise weniger als 3,5, beispielsweise weniger als 3,25, beispielsweise weniger als 3, beispielsweise weniger als 2,75 atm, beispielsweise weniger als 2,5, beispielsweise weniger als 2,25 atm anwenden.
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Wie oben beschrieben, kann das Verfahren das Befüllen und Aufrechterhalten der Druckkammer mit einem unter Druck stehenden Gasmedium mit einer ausgewählten Zusammensetzung umfassen. Das Druckgasmedium kann z. B. aus Luft bestehen oder diese enthalten, aus Nebel (Luft und Wasser) bestehen oder diesen enthalten oder aus einem Inertgas, wie z. B. Helium, bestehen oder diesen enthalten. Ferner kann das Verfahren 500 den Wechsel des Druckgasmediums während des Erstarrungsprozesses eines Gussteils in der Druckkammer umfassen. Zum Beispiel kann das Verfahren 500 das Einführen eines anderen Druckgasmediums an einer ausgewählten Stelle der Druckkammer umfassen.
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6, mit Querverweis auf 1 und 2, zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens 600 zur kontinuierlichen Herstellung von Metallgussteilen, das die Gussporosität in einem Stranggussverfahren reduziert.
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In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Verfahren 600 das Entwerfen, Bauen und Testen der Kammerabschnitte 141, 142 und 143 für den gewünschten Gießprozess und das gewünschte Gussteil im Aktionsblock 602 umfassen. Ferner kann das Verfahren 600 die Simulation des Gießens des Gussteils umfassen, um das Druckprofil und den maximalen Druck, der in der Druckbeaufschlagungsstation 140 im Allgemeinen und in den Abschnitten 141, 142 und 143 im Besonderen angewendet werden soll, entsprechend dem zu verwendenden Gasmedium oder den zu verwendenden Gasmedien anzupassen und zu optimieren (Aktionsblock 604).
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Das Verfahren 600 kann auch den Zusammenbau einer Form an der Form-Montagestation 120 im Aktionsblock 606 umfassen. Ferner kann das Verfahren 600 beinhalten, dass die zusammengebaute Form im Aktionsblock 608 zur Füllstation bewegt wird.
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In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Verfahren die Überwachung der Druckbeaufschlagungsstation 140 im Aktionsblock 612. Zum Beispiel kann das Verfahren 600 die Bereitschaft der Druckbeaufschlagungsstation 140 im Allgemeinen und der Kammerabschnitte 141, 142 und 143 im Besonderen daraufhin überwachen, ob das Druckprofil und das Medium wünschenswert sind.
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Bei der Abfrage 614 stellt ein Steuermodul fest, ob die Druckbeaufschlagungsstation 140 zur Aufnahme einer weiteren Form und eines Gussstücks bereit ist; wenn nicht, wird Aktionsblock 612 wiederholt. Wenn die Druckbeaufschlagungsstation 140 für die Aufnahme einer weiteren Form und eines weiteren Gussteils vorbereitet ist, wird das Verfahren mit der Zuführung von geschmolzenem Material, z. B. geschmolzenem Metall wie einer Aluminiumlegierung, in die Form an der Füllstation 130 in Aktionsblock 616 fortgesetzt. Somit ermöglicht die Abfrage 614 die Steuerung des Zeitplans für die Ausführung des Aktionsblocks 616 auf der Grundlage der Bereitschaft der Druckbeaufschlagungsstation 140 im Allgemeinen und der Kammerabschnitte 141, 142 und 143 im Besonderen.
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Das Verfahren 600 umfasst ferner das Öffnen eines Vorverdichtungskammer-Abschnitts 141 der Druckbeaufschlagungsstation 140 im Aktionsblock 618. Das Verfahren 600 umfasst auch das Bewegen der gefüllten Form, d.h. der Form und des darin befindlichen Gussteils, von der Füllstation 130 zu dem geöffneten Vorverdichtungskammer-Abschnitt 141 der Druckbeaufschlagungsstation 140 in Aktionsblock 622. Das Verfahren umfasst ferner das Verschließen des Vorverdichtungskammer-Abschnitts 141 im Aktionsblock 624.
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In beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren 600 die Erhöhung und Aufrechterhaltung des Drucks im Vorverdichtungskammer-Abschnitt 141, beispielsweise auf den erhöhten Druck des Druckkammer-Abschnitts 142 mit einem gewünschten Druckgasmedium, im Aktionsblock 626.
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Danach umfasst das Verfahren 600 das Öffnen der Fluidverbindung zwischen dem Druckkammer-Abschnitt 142 und dem Vorverdichtungskammer-Abschnitt 141 im Aktionsblock 628. Außerdem umfasst das Verfahren 600 das Überführen der Form aus dem Vorverdichtungskammer-Abschnitt 141 in den Druckkammer-Abschnitt 142 im Aktionsblock 632. Das Verfahren 600 umfasst ferner das Abdichten des Druckkammer-Abschnitts 142 im Aktionsblock 634.
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In beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren 600 die Aufrechterhaltung des Druckkammer-Abschnitts 142 auf dem erhöhten Druck mit einem gewünschten Druckgasmedium im Aktionsblock 636. Ferner umfasst das Verfahren 600 das Erstarren des geschmolzenen Metallgussstücks in der Form unter dem erhöhten Druck in dem unter Druck stehenden Kammerabschnitt 142 im Aktionsblock 638. In beispielhaften Ausführungsformen wird ein erheblicher Teil des Gussteils im Druckkammer-Abschnitt 142 verfestigt, beispielsweise mehr als 80 %, z. B. mehr als 90 %, wie etwa 95 % des Gussteils.
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In beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren 600 die Aufrechterhaltung eines Druckentlastungskammer-Abschnitts 143 auf dem erhöhten Druck mit einem gewünschten Druckgasmedium im Aktionsblock 642.
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Das Verfahren 600 umfasst das Öffnen der Fluidverbindung zwischen dem Druckkammer-Abschnitt 142 und dem Druckentlastungskammer-Abschnitt 143 im Aktionsblock 644. Ferner umfasst das Verfahren 600 die Überführung der Form aus dem Druckkammer-Abschnitt 142 in den Druckentlastungskammer-Abschnitt 143 in Aktionsblock 646. Während das Gussteil im Druckkammer-Abschnitt 142 vollständig verfestigt sein kann, ist das Gussteil in der Form in beispielhaften Ausführungsformen nahezu vollständig verfestigt, wenn es in den Druckentlastungskammer-Abschnitt 143 überführt wird, beispielsweise zu mehr als 80 %, z. B. zu mehr als 90 %, wie etwa 95 % verfestigt. Das Verfahren 600 umfasst auch das Verschließen des Druckkammer-Abschnitts 142 im Aktionsblock 648.
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In beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren 600 das Halten des Druckentlastungskammer-Abschnitts 143 auf dem erhöhten Druck mit einem gewünschten Druckgasmedium im Aktionsblock 652.
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Das Verfahren 600 kann den Abschluss der Verfestigung des Gussteils im Druckentlastungskammer-Abschnitt 143 bei erhöhtem Druck im Aktionsblock 654 umfassen. Ferner umfasst das Verfahren 600 das Öffnen des Druckentlastungskammer-Abschnitts 143 und das Entfernen des vollständig erstarrten Gussteils und der Form aus dem Druckentlastungskammer-Abschnitt 143 im Aktionsblock 656. Das Verfahren 600 umfasst auch das Abkühlen des Gussteils und der Form im Aktionsblock 658. Das Verfahren 600 umfasst ferner die Demontage der Form und des darin gebildeten Gussteils an der Guss-/Formdemontagestation 150 in Aktionsblock 662.
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Für die Druckbeaufschlagung in jedem der Kammerabschnitte kann der Druck je nach Formwerkstoff auf den Gießereieinlass, die offenen Speiser und/oder die Gießform aufgebracht werden. Bei nichtmetallischen Formen wird der Druck auf den Anschnitteinlass, die offenen Speiser und die Gussform aufgebracht. Beim Gießen von Metallformen, z. B. beim semipermanenten Gießen, kann der Druck direkt auf den Anschnitteinlass und die offenen Steigrohre ausgeübt werden.
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Das Verfahren 600 ist für die kontinuierliche Herstellung von Gussteilen gedacht. Wenn sich also eine erste Form, d. h. eine stromabwärts gelegene Form, von einer aktuellen Station zu einer nächsten Station bewegt, bewegt sich eine zweite Form, d. h. eine stromaufwärts gelegene Form, als Ersatz an der aktuellen Station. Innerhalb der Druckbeaufschlagungsstation kann eine zweite Form oder können zusätzliche Formen in den Druckkammerabschnitt bewegt werden und die stromabwärts liegenden Formen begleiten, bis die stromabwärts liegenden Formen aus dem Druckkammerabschnitt entfernt werden.
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Die Verwendung des Vorverdichtungskammer-Abschnitts 141 und des Druckentlastungskammer-Abschnitts 143 ermöglicht das Öffnen des Druckkammer-Abschnitts 142, um stromaufwärts gelegene Formen einzuführen und stromabwärts gelegene Formen zu entfernen, ohne dass der Druck im Druckkammer-Abschnitt 142 verloren geht.
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In beispielhaften Ausführungsformen wird das Druckprofil der Kammerabschnitte in den Aktionsblöcken 602 und 604 mittels integrierter rechnergestützter Werkstofftechnik auf das zu gießende Material und die Form sowie den Gießprozess zugeschnitten und optimiert.
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Jeder der Aktionsblöcke 626, 636, 642 und 652 kann das Einleiten verschiedener Gasmedien umfassen, um eine gewünschte Wärmeübertragungsrate zu erzielen, und/oder die Durchführung von Kühlung oder Einsatzentnahme.
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Durch die Überwachung der Bereitschaft der Druckbeaufschlagungsstation 140 ermöglicht das Verfahren 600 die automatische und digitale Steuerung der Bearbeitung nachfolgender Gussteile während eines kontinuierlichen Prozesses.
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Obwohl in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung mindestens eine beispielhafte Ausführungsform vorgestellt wurde, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass es eine Vielzahl von Varianten gibt. Es sollte auch gewürdigt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Offenbarung in irgendeiner Weise zu begrenzen. Vielmehr soll die vorstehende detaillierte Beschreibung dem Fachmann einen praktischen Leitfaden für die Umsetzung der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen an die Hand geben. Es versteht sich von selbst, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne dass der Umfang der Offenbarung, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren gesetzlichen Entsprechungen dargelegt ist, verlassen wird.
