DE102021131241A1

DE102021131241A1 - Mould, device and method for low-pressure casting

Info

Publication number: DE102021131241A1
Application number: DE102021131241.8A
Authority: DE
Inventors: Ernesto Bilotta; Michael Nünlist; Felix Schäfer; Lothar Hartmann; Constantin Kemmer
Original assignee: RONAL AG
Current assignee: RONAL AG
Priority date: 2021-11-29
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2023-06-01
Also published as: WO2023094469A1; EP4326460A1

Abstract

Erfindungsgemäß ist eine Kokille zum Niederdruckgießen vorgesehen. Diese Kokille umfasst einen Basisteil, einen Deckelteil, wobei das Basisteil und das Deckelteil einen Formraum begrenzen, und einen in den Formraum mündenden Steigrohranschluss. Das Deckelteil weist einen Deckel und ein Stempelelement auf, wobei das Stempelelement an der zum Formraum weisenden Seite des Deckels angeordnet ist, sodass es einen Teil des Formraums begrenzt. Das Basisteil und das Stempelelement weisen in einem geschlossenen Zustand zumindest einen Bereich auf, in dem sie einander kontaktieren und eine Kontaktfläche ausbilden. In der Kontaktfläche ist zumindest teilweise eine Entlüftungseinrichtung ausgebildet, die kommunizierend mit dem Formraum und mit einer Entlüftungsöffnung verbunden ist. Die Entlüftungsöffnung wird durch einen sich nach oben durch eine entsprechende Öffnung im Deckel des Deckelteils erstreckenden Kanalabschnitt begrenzt, wobei der Kanalabschnitt etwas an der Oberseite des Deckels des Deckelteils vorsteht.According to the invention, a mold for low-pressure casting is provided. This mold comprises a base part, a cover part, with the base part and the cover part delimiting a mold space, and a riser pipe connection opening into the mold space. The lid part has a lid and a stamping element, with the stamping element being arranged on the side of the lid which faces the mold space, so that it delimits part of the mold space. In a closed state, the base part and the plunger element have at least one region in which they contact one another and form a contact surface. A venting device is formed at least partially in the contact surface and is connected in a communicating manner to the mold space and to a venting opening. The vent opening is delimited by a channel section extending upwards through a corresponding opening in the lid of the lid part, the channel section protruding somewhat at the top of the lid of the lid part.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kokille, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Niederdruckgießen.The present invention relates to a mold, a device and a method for low-pressure casting.

Niederdruckgießen ist ein industrielles Gießverfahren zur Herstellung von Gussstücken. Dabei wird eine Metallschmelze, insbesondere Aluminium, aber auch Magnesium, Kupfer, Eisen und/oder Stahl mittels zumindest eines Steigrohrs von unten in einen Formhohlraum einer Gussform, meist eine Kokille (Dauerform), oder eine Sandform oder eine Feingussform (Schalenform) gedrückt. Eine entsprechende Aufwärtsbewegung des flüssigen Metalls entgegen der Schwerkraft erfolgt zumeist durch Gasdruckbeaufschlagung (Gasdruckprinzip) der Schmelze.Low-pressure casting is an industrial casting process for the production of castings. A molten metal, in particular aluminium, but also magnesium, copper, iron and/or steel, is pressed from below into a mold cavity of a casting mold, usually a chill mold (permanent mold), or a sand mold or an investment casting mold (shell mould) by means of at least one riser pipe. A corresponding upward movement of the liquid metal against the force of gravity usually takes place by subjecting the melt to gas pressure (gas pressure principle).

Eine entsprechende Vorrichtung zum Niederdruckgießen umfasst einen Ofenraum, in dem sich ein Schmelzetiegel befindet, eine Heizeinrichtung zum Erwärmen einer in dem Schmelzetiegel vorgehaltenen Schmelze. Weiterhin ist der Ofenraum mit einem Gas beaufschlagbar, wobei im Schmelzetiegel ein Steigrohr derart angeordnet ist, dass nach einer entsprechenden Beaufschlagung des Ofenraumes mit einem Gas, z.B. Druckluft, die Schmelze über ein Steigrohr in eine meist zweigeteilte Gussform (bewegliches Oberteil, festes Unterteil) gedrückt wird, und wobei ein Formhohlraum der Gussform durch die aufsteigende Schmelze gefüllt wird. Die Gussform kann einen Gießkolben (plunger) und pressluftgesteuerte Verschlüsse aufweisen.A corresponding device for low-pressure casting comprises a furnace chamber, in which a crucible is located, and a heating device for heating a melt held in the crucible. Furthermore, the furnace chamber can be charged with a gas, with a riser tube being arranged in the crucible in such a way that after the furnace chamber has been charged with a gas, e.g. compressed air, the melt is pressed via a riser tube into a mostly two-part mold (movable upper part, fixed lower part). is, and wherein a mold cavity of the mold is filled by the rising melt. The mold may include a plunger and air operated closures.

Durch die Gasdruckbeaufschlagung der Schmelze gelangt diese steigend über das Steigrohr in den Formhohlraum der Gussform. Nach der vollständigen Füllung der Gussform bleibt der Gasdruck aufrechterhalten, um eine Nachspeisung zum Ausgleich von Volumendefiziten (Lunkern) beim Übergang vom flüssigen in den festen Zustand sicherzustellen. Dabei ist eine gerichtete Erstarrung von oben nach unten erwünscht, um optimierte Materialkennwerte zu realisieren. Diese Technik begünstigt einen dichten und porenfreien Guss.By subjecting the melt to gas pressure, it rises up the riser pipe into the mold cavity of the casting mold. After the casting mold has been completely filled, the gas pressure is maintained in order to ensure replenishment to compensate for volume deficits (cavities) during the transition from the liquid to the solid state. Directional solidification from top to bottom is desirable in order to achieve optimized material properties. This technique favors a dense and pore-free casting.

Bei der Konstruktion der Gussform muss darauf geachtet werden, dass beim Gussprozess das flüssige Metall alle Formbereiche füllt, bevor in den vom Einguss entfernten und dünnwandigen Partien die Erstarrung einsetzt. Um das Entstehen von Volumendefiziten, die Bildung von Lunkern, zu verhindern, ist es meist erforderlich, bei bestimmten Bereichen des Gussstücks die Erstarrung entweder durch Isolation zu verzögern oder sie durch Kühlstifte zu beschleunigen. Nach dem Abkühlen wird die Form geöffnet und das Gussteil entnommen.When designing the mold, care must be taken to ensure that the liquid metal fills all mold areas during the casting process before solidification begins in the thin-walled areas remote from the gate. In order to prevent the development of volume deficits, the formation of cavities, it is usually necessary to delay solidification in certain areas of the casting either through insulation or to accelerate it through cooling pins. After cooling, the mold is opened and the cast part is removed.

Niederdruckgießanlagen bieten ein breites Anwendungsspektrum. Von kleinen Teilen mit nur wenigen kg Gewicht bis zu ganzen Gehäusen von 260 kg und mehr Gussgewicht ergibt sich eine breite Palette vom High-Tech-Prototypen-Einzelteil bis hin zur Großserienanwendung.Low-pressure casting systems offer a wide range of applications. From small parts weighing only a few kg to entire housings weighing 260 kg and more as a cast iron, there is a wide range from high-tech prototype individual parts to large-scale applications.

In der DE 199 36 973 A1 ist eine Vorrichtung zum Niederdruckgießen von Metallen offenbart. Diese umfasst einen Gießofen mit einer Einfüllkammer und ein Steigrohr, das endseitig über eine Gießdüse sukzessive mit Hohlräumen aufweisenden Gussformkästen verbindbar ist.In the DE 199 36 973 A1 discloses an apparatus for low pressure casting of metals. This comprises a pouring furnace with a filling chamber and a riser pipe, which can be connected at the end via a pouring nozzle successively to casting mold boxes having cavities.

Aus der DE 10 2008 051 998 A1 geht ein Gießverfahren hervor, bei dem flüssiges Gießmaterial aus einem Niederdruckofen und der Niederdruck über eine Eingusssäule entgegen der Schwerkraft zu einem Gusskörper in einem Gießbehälter transportiert wird. Hierbei ist vorgesehen, dass der Niederdruck am Niederdruckofen nach Beendigung des Gießens soweit abgesenkt wird, dass zumindest ein Teil des noch in der Eingusssäule befindlichen und noch flüssigen Gießmaterials in den Niederdruckofen zurückfließt.From the DE 10 2008 051 998 A1 describes a casting process in which liquid casting material is transported from a low-pressure furnace and the low pressure via a sprue column against the force of gravity to a cast body in a casting container. It is provided here that the low pressure in the low-pressure furnace is lowered after the end of the casting to such an extent that at least part of the still liquid casting material still in the pouring column flows back into the low-pressure furnace.

In der DE 10 2004 050 781 A1 ist ein Niederdruckvollformgießverfahren offenbart, bei der eine geregelte Formfüllung ermöglicht werden soll, wobei im Bereich einer Verbindungsöffnung eines Formbehälters das flüssige Metall durch ein eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisende Verbindungsstück transportiert wird. Infolgedessen soll eine gerichtete Erstarrung von unten nach oben und eine feinkörnige Struktur des Urstücks erreicht werden.In the DE 10 2004 050 781 A1 a low-pressure full mold casting method is disclosed, in which controlled filling of the mold is to be made possible, with the liquid metal being transported in the region of a connection opening of a mold container through a connection piece having a low thermal conductivity. As a result, a directional solidification from bottom to top and a fine-grained structure of the master should be achieved.

Weiterhin ist es bekannt, eine Kokille für das Niederdruckgießen mit zumindest einem Be- und Entlüftungskanal auszubilden, welcher mittels einer in den Kanal eingesetzten Schlitzdüse (oder auch einer Punktdüse) in den Formraum mündet. Die Schlitze der Schlitzdüse sind so schmal ausgebildet, dass nur Luft aber nicht Schmelze hindurchtreten kann. Ist die Schmelze noch sehr dünnflüssig, wenn sie in Kontakt mit der Schlitzdüse kommt, dann kann Schmelze in die Schlitzdüse eindringen und diese verstopfen. Die Schlitzdüse muss dann aus der Kokille entfernt und gereinigt bzw. durch eine neue Schlitzdüse ersetzt werden.Furthermore, it is known to form a mold for low-pressure casting with at least one ventilation channel, which opens into the mold space by means of a slot nozzle (or also a point nozzle) inserted into the channel. The slits of the slit die are designed so narrowly that only air but not melt can pass through. If the melt is still very fluid when it comes into contact with the slot die, melt can penetrate the slot die and clog it. The slot nozzle must then be removed from the mold and cleaned or replaced with a new slot nozzle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kokille und eine Vorrichtung zum Niederdruckgießen sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, mit der Gussteile zuverlässig und mit hoher Qualität herstellbar sind.The object of the present invention is to provide a mold and a device for low-pressure casting and a corresponding method with which castings can be produced reliably and with high quality.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kokille und eine Vorrichtung zum Niederdruckgie-ßen sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, die jeweils einfach handhabbar und sicher im Betrieb sind.Another object of the present invention is to provide a mold and a device for low-pressure casting and a corresponding one Provide methods that are each easy to use and safe to operate.

Eine oder mehrere dieser Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1, 15 und 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den davon abhängigen Unteransprüchen angegeben.One or more of these objects are solved by the features of independent claims 1, 15 and 16. Advantageous refinements are specified in the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist eine Kokille zum Niederdruckgießen vorgesehen. Die Kokille umfasst ein Basisteil, ein Deckelteil, wobei das Basisteil und das Deckelteil einen Formraum begrenzen und einen in den Formraum mündenden Steigrohranschluss. Die Kokille zeichnet sich dadurch aus, dass das Basisteil und das Deckelteil in einem geschlossenen Zustand zumindest einen Bereich aufweisen, in dem sie einander kontaktieren und eine Kontaktfläche ausbilden, wobei in der Kontaktfläche zumindest teilweise eine Entlüftungseinrichtung ausgebildet ist, die kommunizierend mit dem Formraum und mit mindestens einer Entlüftungsöffnung verbunden ist. According to the invention, a mold for low-pressure casting is provided. The mold comprises a base part, a cover part, the base part and the cover part delimiting a mold space and a riser pipe connection opening into the mold space. The mold is characterized in that, in a closed state, the base part and the cover part have at least one area in which they contact each other and form a contact surface, with a ventilation device being formed at least partially in the contact surface, which communicates with the mold space and with at least one vent is connected.

Das Basisteil und das Deckelteil sind im Bereich der Kontaktfläche derart eng beieinander liegend, dass keine Schmelze dazwischen eindringen kann, aber trotzdem weit genug voneinander entfernt, dass sie keinen Reibschluss verursachen. Ein solcher Reibschluss würde zu einer Beschädigung des Basisteils und des Deckelteils führen. Dringt doch etwas Schmelze in den Bereich der Kontaktfläche ein, dann wird sie sich aufgrund der geringen Menge schnell totlaufen und eine Gussfahne bilden.The base part and the cover part are so close together in the area of the contact surface that no melt can penetrate between them, but still far enough away from one another that they do not cause any frictional contact. Such a frictional connection would lead to damage to the base part and the cover part. If some melt penetrates into the area of the contact surface, it will quickly run dead due to the small amount and form a cast lug.

Das Deckelteil weist vorzugsweise einen Deckel und ein Stempelelement auf, wobei das Stempelelement an der zum Formraum weisenden Seite des Deckels angeordnet ist, so dass es einen Teil des Formraums begrenzt und wobei das Stempelelement an seiner radialen Außenseite die Entlüftungseinrichtung aufweist, die insbesondere kommunizierend mit dem Formraum und mit der mindestens einen Entlüftungsöffnung verbunden ist.The cover part preferably has a cover and a plunger element, with the plunger element being arranged on the side of the cover facing the mold space, so that it delimits part of the mold space, and with the plunger element having the venting device on its radial outside, which in particular communicates with the Form space and is connected to the at least one vent opening.

Das Stempelelement wird im Allgemeinen auch als Oberstempel bezeichnet, der insbesondere fest mit dem Deckel des Deckteils verbunden ist und zusammen mit diesem bewegt wird. Beim Schließen der Kokille wird das Deckelteil auf das Basisteil gefahren und der Oberstempel wird gleichzeitig in den Formraum eingebracht. Die Form und Größe des Oberstempels definiert den Bereich des Formraums, der mit Schmelze gefüllt wird. Damit hat der Oberstempel maßgeblichen Einfluss darauf, welche Form das spätere Gussteil hat.The stamp element is generally also referred to as the upper stamp, which is in particular firmly connected to the cover of the cover part and is moved together with it. When the mold is closed, the cover part is moved onto the base part and the upper punch is simultaneously introduced into the mold space. The shape and size of the upper punch defines the area of the mold cavity that is filled with melt. The upper punch thus has a significant influence on the shape of the later cast part.

Die Entlüftungseinrichtung, die kommunizierend mit dem Formraum und mit der Entlüftungsöffnung verbunden ist, ermöglicht ein Entlüften des Formraums während des Niederdruckgießens. Auf diese Art und Weise werden eine Porenbildung und Lufteinschlüsse im späteren Gussteil vermieden.The venting device, which is communicatively connected to the mold space and to the vent opening, enables the mold space to be vented during low-pressure casting. In this way, the formation of pores and air inclusions in the later cast part are avoided.

Die Entlüftungseinrichtung ist vorzugsweise in einem Bereich der Kontaktfläche des Basisteils und des Stempelelements ausgebildet, der beim Öffnen der Kokille bzw. beim Trennen des Deckelteils mit dem Stempelelement vom Basisteil und einem damit verbundenen Entformen des Formraums vollkommen freigelegt wird. Die Entlüftungseinrichtung ist in diesem Zustand leicht zugänglich und überschüssiges Metall kann ohne viel Aufwand sicher und zuverlässig entfernt werden bzw. der Anguss vom Gussteil getrennt werden. Dadurch ist eine äußerst einfache und auch vollständige Reinigung der Entlüftungseinrichtung möglich.The venting device is preferably formed in an area of the contact surface of the base part and the stamping element which is completely exposed when the mold is opened or when the cover part with the stamping element is separated from the base part and the mold space is demolded as a result. The ventilation device is easily accessible in this state and excess metal can be removed safely and reliably without much effort or the sprue can be separated from the cast part. This allows extremely simple and also complete cleaning of the ventilation device.

Die Entlüftungseinrichtung kann einen oder vorzugsweise mehrere sich in vertikaler Richtung und/oder in horizontaler Richtung erstreckende Entlüftungskanäle aufweisen, wobei die Entlüftungskanäle im Querschnitt vorzugsweise in etwa halbkreisförmig und/oder rechteckförmig ausgebildet sind und/oder wobei die Entlüftungskanäle wellen-, mäander- oder zickzackförmig ausgebildet sind und wobei die Entlüftungskanäle zumindest mittelbar mit der Entlüftungsöffnung kommunizieren. Der mindestens eine Entlüftungskanal kann als Rille und/oder Nut ausgeformt sein. Die Form der Entlüftungskanäle kann dabei entsprechend der Form des Stempelentlüftungsabschnitts des Stempelelements angepasst sein.The venting device can have one or preferably several venting channels extending in the vertical direction and/or in the horizontal direction, the venting channels preferably having an approximately semicircular and/or rectangular cross section and/or the venting channels having a wave, meandering or zigzag shape and wherein the ventilation channels communicate at least indirectly with the ventilation opening. The at least one ventilation duct can be formed as a groove and/or channel. The shape of the venting channels can be adapted according to the shape of the stamp venting section of the stamp element.

Die Entlüftungskanäle sind in erster Linie dafür ausgelegt Luft, die beim Befüllen der Kokille mit Schmelze in Richtung der Entlüftungskanäle strömt, möglichst effektiv zur Entlüftungsöffnung zu leiten. Das bedeutet, dass die Entlüftungskanäle frei von Bauteilen und/oder Strukturen sind, die in die Entlüftungskanäle eingesetzt oder mit diesen verbunden sind.The venting channels are primarily designed to direct air that flows in the direction of the venting channels when the mold is being filled with melt to the venting opening as effectively as possible. This means that the ventilation ducts are free of components and/or structures that are inserted into or connected to the ventilation ducts.

Die Entlüftungseinrichtung kann benachbart zum Deckel des Deckelteils angeordnet sein und sich in etwa in vertikaler Richtung erstrecken, wobei die Entlüftungseinrichtung zumindest bereichsweise in einem Stempelentlüftungsabschnitt in einer in etwa radial umlaufenden Mantelwandung des Stempelelements, mithin an dessen radialer Außenseite ausgebildet ist. Der Stempelentlüftungsabschnitt des Stempelelements bezeichnet den Abschnitt der Mantelwandung des Stempelelements, der einen Abschnitt einer in etwa radial umlaufenden Innenwandung des Basisteils kontaktiert, wobei der Stempelentlüftungsabschnitt des Stempelelements und dieser Abschnitt des Basisteils die Kontaktfläche ausbilden.The venting device can be arranged adjacent to the cover of the cover part and extend approximately in the vertical direction, the venting device being formed at least in regions in a stamp venting section in an approximately radially circumferential jacket wall of the stamp element, hence on its radial outside. The stamp ventilation section of the stamp element refers to the section of the jacket wall of the stamp element that contacts a section of an approximately radially circumferential inner wall of the base part, the stamp ventilation section of the stamp element and this section of the base part forming the contact surface.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet benachbart zum Deckel des Deckelteils, dass die Entlüftungseinrichtung im Bereich des Deckelteils in einem in vertikaler Richtung oberen Bereich des Stempelelements ausgebildet ist. Dieser Bereich erstreckt sich in vertikaler Richtung in etwa über zumindest 10% bzw. zumindest 20% bzw. zumindest 30% einer Gesamthöhe des Formraums der Kokille.In the context of the present invention, adjacent to the lid of the lid part means that the venting device is formed in the area of the cover part in an upper area of the plunger element in the vertical direction. This area extends in the vertical direction approximately over at least 10% or at least 20% or at least 30% of a total height of the mold cavity of the mold.

Vorzugsweise weist die Entlüftungseinrichtung mindestens einen Stempelentlüftungsabschnitt auf, der in Umfangsrichtung verteilt an der radialen Außenseite des Stempelelements angeordnet ist, wobei insbesondere jeder Stempelentlüftungsabschnitt mindestens einen ersten Entlüftungskanal und mindestens einen zweiten Entlüftungskanal aufweist, der mit dem ersten Entlüftungskanal verbunden ist und wobei der erste Entlüftungskanal insbesondere im Wesentlichen senkrecht zum zweiten Entlüftungskanal angeordnet ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Stempelentlüftungsabschnitte über den Umfang der radialen Außenseite des Stempelelements gleichverteilt angeordnet.The venting device preferably has at least one stamp venting section, which is arranged distributed in the circumferential direction on the radial outside of the stamp element, with each stamp venting section having in particular at least one first venting channel and at least one second venting channel which is connected to the first venting channel and with the first venting channel in particular is arranged substantially perpendicular to the second vent channel. In an advantageous embodiment of the invention, a plurality of stamp venting sections are arranged evenly distributed over the circumference of the radial outside of the stamp element.

Der mindestens eine erste Entlüftungskanal des Stempelentlüftungsabschnitts kann mit dem Formraum verbunden sein und insbesondere an der zum Formraum zugewandten Stirnseite des Stempelelements aus diesem austreten. Dadurch kann die beim Gussprozess durch die heiße Schmelze verdrängte Luft im Formhohlraum über den ersten Entlüftungskanal aus dem Formraum ausgeleitet werden. Vorzugsweise weist jeder Stempelentlüftungsabschnitt mehrere erste Entlüftungskanäle auf, die parallel zueinander angeordnet sein können.The at least one first venting channel of the stamp venting section can be connected to the mold space and in particular exit from the mold space at the end face of the stamp element. As a result, the air in the mold cavity displaced by the hot melt during the casting process can be discharged from the mold cavity via the first ventilation channel. Each stamp venting section preferably has a plurality of first venting channels which can be arranged parallel to one another.

Der mindestens eine zweite Entlüftungskanal kann im Wesentlichen senkrecht zu dem ersten Entlüftungskanal angeordnet sein, insbesondere horizontal, höchst vorzugsweise mit einer Richtungskomponente in Umfangsrichtung, an der radialen Außenseite des Stempelelements angeordnet sein. Vorzugsweise weist der Stempelentlüftungsabschnitt genau einen zweiten Entlüftungskanal auf, der mit mindestens zwei, insbesondere mit sämtlichen ersten Entlüftungskanälen des Stempelentlüftungsabschnitts verbunden ist. In dieser Ausgestaltung ist der Stempelentlüftungsabschnitt mit seinen mehreren ersten Entlüftungskanälen und dem einen zweiten Entlüftungskanal kammähnlich ausgestaltet. Auf diese Weise kann heiße Luft, die aus dem Formraum in die insbesondere mehreren ersten Entlüftungskanäle aufsteigt, in einen einzigen zweiten Entlüftungskanal geleitet, dort gesammelt und von dort abgeleitet werden, was sich in einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung äußert. Höchst vorzugsweise ist ein einziger, über den gesamten Umfang der radialen Außenseite des Stempelelements angeordneter Stempelentlüftungsabschnitt vorgesehen, der mehrere erste und genau einen zweiten Entlüftungskanal aufweist.The at least one second venting channel can be arranged essentially perpendicularly to the first venting channel, in particular horizontally, most preferably with a directional component in the circumferential direction, on the radial outside of the plunger element. The stamp venting section preferably has precisely one second venting channel which is connected to at least two, in particular to all of the first, venting channels of the stamp venting section. In this embodiment, the plunger venting section with its several first venting channels and the one second venting channel is designed like a comb. In this way, hot air that rises from the mold space into the in particular several first venting channels can be directed into a single second venting channel, collected there and discharged from there, which is expressed in a structurally simple configuration. Most preferably, a single stamp venting section is provided, which is arranged over the entire circumference of the radial outside of the stamp element and has a plurality of first and precisely one second venting channel.

Die Entlüftungseinrichtung kann als einzelner Entlüftungsabschnitt vollständig radial umlaufend im Stempelentlüftungsabschnitt des Stempelelements oder als mehrere Entlüftungsabschnitte abschnittsweise radial umlaufend im Stempelentlüftungsabschnitt des Stempelelements ausgebildet sein, wobei die Entlüftungseinrichtung vorzugsweise mehrere Entlüftungsabschnitte umfasst, die jeweils mehrere Entlüftungskanäle aufweisen, und die Entlüftungskanäle eines jeden Entlüftungsabschnittes sich in vertikaler Richtung und/oder in horizontaler Richtung erstrecken und wobei die Entlüftungskanäle eines jeden Entlüftungsabschnittes mit zumindest einer Entlüftungsöffnung verbunden sind.The venting device can be designed as a single venting section that runs completely radially around the stamp venting section of the stamp element or as a plurality of venting sections that run radially around the stamp venting section of the stamp element in sections, with the venting device preferably comprising a plurality of venting sections that each have a plurality of venting channels, and the venting channels of each venting section are in a vertical position Direction and / or extend in the horizontal direction and wherein the venting channels of each venting section are connected to at least one vent opening.

Eine oder mehrere Entlüftungsöffnungen können pro Stempelentlüftungsabschnitt der Entlüftungseinrichtung vorgesehen sein. Je nach Form des Stempelelements kann es sinnvoll sein, die Entlüftungseinrichtung nur abschnittsweise, insbesondere als Stempelentlüftungsabschnitt, auszubilden. Dies reduziert die Fläche, die nach dem Entformen des Gussteils gereinigt werden muss.One or more vent openings may be provided per stamp venting section of the venting device. Depending on the shape of the plunger element, it can be useful to design the venting device only in sections, in particular as a plunger venting section. This reduces the area that needs to be cleaned after the casting is demoulded.

Die zumindest eine Entlüftungsöffnung kann ein, in etwa rohrförmiger, Kanal sein, der im Stempelelement ausgebildet ist. Die zumindest eine Entlüftungsöffnung ist vorzugsweise im Bereich des Übergangs vom Stempelelement zum Deckel des Deckelteils vorgesehen.The at least one ventilation opening can be an approximately tubular channel which is formed in the plunger element. The at least one ventilation opening is preferably provided in the area of the transition from the plunger element to the cover of the cover part.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass Luft aus dem Formraum zuerst in die Entlüftungskanäle der Entlüftungseinrichtung strömt. Da die Entlüftungskanäle in die mindestens eine Entlüftungsöffnung münden, strömt die Luft in die mindestens eine Entlüftungsöffnung und kann von dort an die Umgebung abgegeben werden, wobei die Luft insbesondere angesaugt, mithin aktiv entlüftet, werden kann.In the context of the present invention, provision is made for air to flow out of the mold space first into the venting channels of the venting device. Since the ventilation ducts open into the at least one ventilation opening, the air flows into the at least one ventilation opening and can be discharged from there to the environment, with the air being able to be sucked in, and therefore actively vented.

Weiterhin kann der Stempelentlüftungsabschnitt mehrere insbesondere über den Umfang des Stempelelements angeordnete und/oder jeweils zumindest abschnittsweise horizontal, insbesondere radial angeordnete Entlüftungsöffnungen aufweisen. Somit ist eine effizientere und gleichmäßigere Entlüftung der Kokille möglich. Zudem wird dadurch für eine gleichmäßige Entlüftung der Schmelze gesorgt.Furthermore, the plunger venting section can have a plurality of venting openings arranged in particular over the circumference of the plunger element and/or arranged horizontally, in particular radially, at least in sections. Thus, a more efficient and more even venting of the mold is possible. This also ensures that the melt is evenly vented.

Die mindestens eine Entlüftungsöffnung kann jeweils einen ersten Entlüftungsöffnungsabschnitt und einen zweiten Entlüftungsöffnungsabschnitt umfassen, wobei der erste Entlüftungsöffnungsabschnitt mit dem zweiten Entlüftungsöffnungsabschnitt verbunden ist, wobei sich der erste Entlüftungsöffnungsabschnitt von der Entlüftungseinrichtung in etwa in horizontaler Richtung, insbesondere in radialer Richtung in das Stempelelement erstrecken kann, und wobei der zweite Entlüftungsöffnungsabschnitt in etwa in vertikaler Richtung zum ersten Entlüftungsöffnungsabschnitt verläuft und sich durch das Stempelelement und den Deckel des Deckelteils hindurch zu mindestens einem Anschluss erstreckt.The at least one vent may each comprise a first vent portion and a second vent portion, wherein the first vent portion is connected to the second vent portion, wherein the first vent portion differs from the The venting device can extend approximately in the horizontal direction, in particular in the radial direction, into the plunger element, and the second vent opening section runs approximately in the vertical direction to the first vent opening section and extends through the plunger element and the cover of the cover part to at least one connection.

Vorzugsweise ist jede Entlüftungsöffnung, insbesondere mit deren ersten Entlüftungsöffnungsabschnitt, mit einem Stempelentlüftungsabschnitt, insbesondere mit dessen zweiten Entlüftungskanal verbunden, um durch den Stempelentlüftungsabschnitt strömende heiße Luft aus dem Formraum über die Entlüftungsöffnung in die äußere Umgebung zu leiten. Each vent opening is preferably connected, in particular to its first vent opening section, to a punch vent section, in particular to its second vent channel, in order to conduct hot air flowing through the punch vent section from the mold space via the vent opening to the outside environment.

Die mindestens eine Entlüftungsöffnung wird vorzugsweise zumindest abschnittsweise durch mindestens einen insbesondere einstückig ausgebildeten und im Wesentlichen vertikalen Kanalabschnitt des Stempelelements begrenzt, wobei vorzugsweise der Kanalabschnitt den Deckel in einer Öffnung durchgreift und insbesondere dem Deckel vertikal übersteht.The at least one ventilation opening is preferably delimited at least in sections by at least one essentially vertical channel section of the plunger element which is in particular designed in one piece, the channel section preferably reaching through the cover in an opening and in particular protruding vertically from the cover.

Durch das Vorsehen eines solchen Kanalabschnittes, der sich ähnlich wie ein Schnorchel nach oben durch den Deckel des Deckelteils hindurch erstreckt, kann die Entlüftungsöffnung am Stempelelement ausgebildet sein und das Stempelelement im Gebrauch bzgl. des Deckels des Deckelteils bewegt werden, sodass auch ein kleiner Spalt zwischen dem Stempelelement und dem Deckel des Deckelteils mit dem Kanalabschnitt überbrückt wird.By providing such a channel section, which extends upwards through the lid of the lid part like a snorkel, the ventilation opening can be formed on the stamp element and the stamp element can be moved in relation to the lid of the lid part during use, so that there is also a small gap between the plunger element and the cover of the cover part is bridged with the channel section.

In dieser Anordnung wird insbesondere der zweite Entlüftungsöffnungsabschnitt der Entlüftungsöffnung vom durch die Öffnung im Deckelteil erstreckenden Kanalabschnitt des Stempelelements ummantelt.In this arrangement, in particular, the second vent opening section of the vent opening is encased by the channel section of the plunger element extending through the opening in the cover part.

Die eine oder mehreren Entlüftungsöffnungen können über die Anschlüsse mit einer gemeinsamen Pumpeneinrichtung verbunden sein, wobei die Pumpeneinrichtung zum Anlegen eines Über- und/oder eines Unterdrucks an den Formraum ausgebildet ist.The one or more ventilation openings can be connected to a common pump device via the connections, the pump device being designed to apply an overpressure and/or an underpressure to the mold space.

Somit ist vorzugsweise jede Entlüftungsöffnung über jeweils einen Anschluss mit der Pumpeneinrichtung verbunden. Dadurch ist nur eine Pumpeneinrichtung notwendig, um den Formraum mit einem Über- oder Unterdruck zu beaufschlagen. Thus, each ventilation opening is preferably connected to the pump device via a respective connection. As a result, only one pump device is necessary in order to apply an overpressure or underpressure to the mold space.

Zudem ist mit einer Pumpeneinrichtung ein einfacherer Wechsel von Über- auf Unterdruck innerhalb der Kokille möglich.In addition, a simpler change from positive to negative pressure within the mold is possible with a pump device.

Weiterhin kann ein Bereich, in dem das Basisteil und das Deckelteil einander in einem geschlossenen Zustand kontaktieren, eine Kontaktfläche ausbilden, wobei in der Kontaktfläche eine Entlüftungsrille ausgebildet ist, die kommunizierend mit dem Formraum und mit einer Entlüftungsöffnung verbunden ist. Insbesondere werden eine Kontaktfläche im Basisteil, die im Folgenden als Basisteilkontaktfläche bezeichnet wird, und eine Kontaktfläche im Deckelteil, die im Folgenden als Deckelteilkontaktfläche bezeichnet wird, ausgebildet. Die Entlüftungsrille, die kommunizierend mit dem Formraum und der Entlüftungsöffnung verbunden ist, ermöglicht ein Entlüften des Formraums während des Niederdruckgießens. Auf diese Weise werden eine Porenbildung und Lufteinschlüsse im Gussteil vermieden.Further, a portion where the base member and the lid member contact each other in a closed state may form a contact surface, and in the contact surface, a vent groove communicating with the mold space and with a vent port is formed. In particular, a contact surface in the base part, which is referred to below as the base part contact surface, and a contact surface in the cover part, which is referred to below as the cover part contact area, are formed. The vent groove, which is communicatively connected to the mold cavity and the vent opening, allows the mold cavity to be vented during low-pressure casting. In this way, the formation of pores and air pockets in the cast part are avoided.

Beim Gießen dringt Schmelze in die Entlüftungsrille im Bereich der Kontaktfläche ein und läuft sich tot. Das heißt, dass sie zu einem Anguss erstarrt, bevor die Schmelze die Entlüftungsöffnung erreicht und diese verstopfen kann. In den Bereichen, in welchen keine Entlüftungsrille ausgebildet ist, kontaktieren sich das Deckelteil und das Basisteil derart, dass möglichst keine Schmelze eindringt oder lediglich so wenig Schmelze eindringt, dass eine nicht zum Gussteil gehörende Gussfahne entsteht. Die Kontaktflächen liegen somit außerhalb des Formraums. Eine solche Gussfahne kann später rückstandslos vom Gussteil entfernt werden.During casting, melt penetrates into the vent groove in the area of the contact surface and runs dead. This means that it solidifies into a sprue before the melt reaches the vent opening and can clog it. In the areas in which no ventilation groove is formed, the cover part and the base part contact each other in such a way that as little melt as possible penetrates or only so little melt penetrates that a casting lug not belonging to the cast part is formed. The contact surfaces are thus outside the mold space. Such a casting flag can later be removed from the cast part without leaving any residue.

Da die Entlüftungsrille in der Kontaktfläche ausgebildet ist, ist die Entlüftungsrille beim Öffnen der Kokille bzw. beim Trennen des Deckelteils vom Basisteil und einem damit verbundenen Entformen des Formraums vollkommen freigelegt. Die Entlüftungsrille ist in diesem Zustand leicht zugänglich und überschüssiges Metall kann ohne viel Aufwand sicher und zuverlässig entfernt werden bzw. der Anguss vom Gussteil getrennt werden. Dadurch ist eine äußerst einfache und auch vollständige Reinigung der Entlüftungsrille möglich.Since the venting groove is formed in the contact surface, the venting groove is completely uncovered when the mold is opened or when the cover part is separated from the base part and the mold space is removed from the mold associated therewith. The ventilation groove is easily accessible in this state and excess metal can be removed safely and reliably without much effort or the sprue can be separated from the cast part. As a result, the ventilation groove can be cleaned extremely easily and completely.

Die Entlüftungsrille kann in einer Basisteilkontaktfläche des Basisteils oder in einer Deckelteilkontaktfläche des Deckelteils ausgebildet sein. Die Entlüftungsrille ist im Querschnitt vorzugsweise in etwa halbkreisförmig ausgebildet. In lateraler Richtung nach außen kann die Entlüftungsrille durch eine Wandung des Basisteils oder des Deckelteils geschlossen sein. Somit kann die Entlüftungsrille im Basisteil und/oder im Deckelteil vorgesehen sein.The vent groove may be formed in a base part contacting surface of the base part or in a lid part contacting surface of the lid part. The ventilation groove is preferably approximately semicircular in cross section. The ventilation groove can be closed in a lateral outward direction by a wall of the base part or the cover part. Thus, the ventilation groove can be provided in the base part and/or in the cover part.

Die Entlüftungsrille bildet einen freien Durchgang vom Formraum zur Entlüftungsöffnung. Das bedeutet die Entlüftungsrille ist frei von Bauteilen und/oder Strukturen die in die Entlüftungsrille eingesetzt oder mit dieser verbunden sind. Bei herkömmlichen Kokillen mit Entlüftungsöffnungen sind Schlitz- oder Punktdüsen an der Mündung zum Formraum vorgesehen. In der vorliegenden Entlüftungsrille sind keine derartigen Bauteile, wie beispielsweise Schlitz- oder Punktdüsen, und/oder sonstige Strukturen angeordnet.The vent groove forms a free passage from the mold space to the vent opening. This means that the ventilation groove is free of components and/or structures that are inserted into or connected to the ventilation groove. In conventional molds with ventilation openings, there are slot or point nozzles at the mouth of the mold space intended. No such components, such as slot or point nozzles, and/or other structures are arranged in the present ventilation groove.

Es ist auch möglich, dass jeweils ein Entlüftungsrillenabschnitt im Basisteil und ein Entlüftungsrillenabschnitt im Deckelteil vorgesehen ist, sodass die Entlüftungsrillenabschnitte im geschlossenen Zustand direkt aufeinanderliegen und einen im Querschnitt in etwa kreisförmigen Kanal zur Entlüftung ausbilden.It is also possible for a ventilation groove section to be provided in the base part and a ventilation groove section in the cover part, so that the ventilation groove sections lie directly on top of one another in the closed state and form an approximately circular cross-section channel for ventilation.

Anstelle einer Halbkreisform kann die Entlüftungsrille im Querschnitt auch kreissegmentförmig oder auch vieleckig ausgebildet sein sofern sich daraus eine leicht zu reinigenden Struktur ohne Kanten oder Hinterschnitte ergibt. Die Entlüftungsrille kann auch in ihrer Längsrichtung wellenförmig ausgebildet sein, um den Weg der Schmelze ähnlich einer Labyrinthdichtung zu verlängern.Instead of a semi-circular shape, the ventilation groove can also be designed in the form of a segment of a circle or also polygonal in cross section, provided this results in an easy-to-clean structure without edges or undercuts. The ventilation groove can also be designed in a wavy manner in its longitudinal direction, in order to lengthen the path of the melt, similar to a labyrinth seal.

Der Steigrohranschluss ist ausgebildet, um die Kokille über ein Steigrohr mit einem Schmelzetiegel einer Vorrichtung zum Niederdruckgießen derart zu verbinden, dass der Formraum mit einer Schmelze gemäß einem Niederdruckgießverfahren befüllbar ist.The riser pipe connection is designed to connect the mold via a riser pipe to a crucible of a device for low-pressure casting in such a way that the mold space can be filled with a melt using a low-pressure casting process.

Die Entlüftungsrille kann sich in etwa in lateraler, insbesondere in etwa in horizontaler Richtung, vom Formraum nach außen erstrecken, wobei die Kokille eine oder mehrere Seitenwandungen aufweist, und wobei vorzugsweise vier Seitenwandungen vorgesehen sind, und wobei pro Seitenwandung eine Entlüftungsrille vorgesehen ist, die jeweils mit einer im Deckelteil ausgebildeten Entlüftungsöffnung verbunden ist.The venting groove can extend outwards from the mold space approximately in the lateral, in particular approximately in the horizontal direction, with the mold having one or more side walls, and with preferably four side walls being provided, and with one venting groove being provided for each side wall, each is connected to a vent opening formed in the lid part.

Die Basisteilkontaktfläche und auch die Entlüftungsrille kann vom Formraum in lateraler Richtung nach außen auch unter einem vorbestimmten Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt sein. Vorzugsweise ist hierbei vorgesehen, dass die Basisteilkotaktfläche und somit die Entlüftungsrille vom Formraum in lateraler Richtung nach außen ansteigend ausgebildet ist. Gleiches gilt für eine Anordnung der Entlüftungsrille in der Deckelteilkontaktfläche und/oder in der Basisteilkontaktfläche.The base part contact surface and also the vent groove can also be inclined at a predetermined angle to the horizontal in the lateral direction outwards from the mold space. It is preferably provided here that the base part contact surface and thus the ventilation groove is designed to rise outwards from the mold space in the lateral direction. The same applies to an arrangement of the ventilation groove in the cover part contact area and/or in the base part contact area.

Unabhängig von einer Ausbildung entsprechender Seitenwandungen oder Seitenwandungsabschnitte der Kokille ist bzw. sind die Entlüftungsrillen in einem in vertikaler Richtung oberen Bereich der Kokille, insbesondere im oberen Bereich des Stempelelements, ausgebildet. Das bedeutet eine Entlüftungsrille ist mit ihrer Mündung zum Formraum in etwa in einem in vertikaler Richtung oberen Bereich der Kokille angeordnet, wobei sich dieser Bereich von in etwa über 75% bzw. 80% bzw. bzw. 85% bzw. 90% bzw. 95% einer Gesamthöhe des Formraumes der Kokille in vertikaler Richtung nach oben erstreckt. Je weiter oben die Mündung der Entlüftungsrillen zum Formraum in der Kokille angeordnet sind, desto weniger Schmelze kann eintreten, da die Schmelze beim Erreichen des oberen Bereichs der Kokille schon etwas abgekühlt ist und die Erstarrung bereits begonnen hat.Irrespective of the formation of corresponding side walls or side wall sections of the mold, the venting grooves are formed in an upper region of the mold in the vertical direction, in particular in the upper region of the stamping element. This means that a ventilation groove is arranged with its mouth to the mold space approximately in a vertically upper area of the mold, with this area increasing from approximately over 75% or 80% or 85% or 90% or 95% to % of a total height of the mold space of the mold in the vertical direction upwards. The further up the mouth of the ventilation grooves to the mold space in the mold are arranged, the less melt can enter, since the melt has already cooled down a little by the time it reaches the upper area of the mold and solidification has already begun.

Die Entlüftungsrille kann vorzugsweise eine Breite von zumindest 0,05 mm bis 0,5 mm bzw. 0,6 mm und vorzugsweise von 0,2 mm und eine Tiefe von zumindest 0,05 mm bis 0,5 mm bzw. 0,6 mm und vorzugsweise von 0,2 mm aufweisen. Im Falle einer im Querschnitt in etwa halbkreisförmigen Entlüftungsrille weist diese dann einen Durchmesser von zumindest 0,05 mm bis 0,3 mm und vorzugsweise von in etwa 0,05mm auf.The ventilation groove can preferably have a width of at least 0.05 mm to 0.5 mm or 0.6 mm and preferably 0.2 mm and a depth of at least 0.05 mm to 0.5 mm or 0.6 mm and preferably of 0.2 mm. In the case of a ventilation groove with an approximately semicircular cross section, this then has a diameter of at least 0.05 mm to 0.3 mm and preferably of approximately 0.05 mm.

Die Entlüftungsöffnung kann einen langgestreckten rohrförmigen Kanal bilden, der sich durch das Deckelteil der Kokille erstreckt. Mit jeweils einer Entlüftungsrille pro Seitenwandung ist eine effizientere Entlüftung der Kokille möglich. Zudem wird dadurch eine gleichmäßige Entlüftung der Schmelze ermöglicht.The vent opening may form an elongate tubular channel extending through the lid portion of the mould. With one ventilation groove per side wall, more efficient ventilation of the mold is possible. This also enables the melt to be evenly vented.

Die eine oder mehreren Entlüftungsöffnungen können über Anschlüsse bzw. Leitungen mit einer gemeinsamen Pumpeneinrichtung verbunden sein, und wobei die Pumpeneinrichtung zum Anlegen eines Über- und/oder eines Unterdrucks an den Formraum ausgebildet ist. Somit ist jede Entlüftungsöffnung über jeweils einen Anschluss mit der Pumpeneinrichtung verbunden. Dadurch ist nur eine Pumpeneinrichtung notwendig, um den Formraum mit einem Über- oder Unterdruck zu beaufschlagen. Zudem ist mit einer Pumpeneinrichtung ein einfacherer Wechsel von Über- auf Unterdruck innerhalb der Kokille möglich.The one or more ventilation openings can be connected to a common pump device via connections or lines, and the pump device is designed to apply an overpressure and/or an underpressure to the mold space. Each ventilation opening is thus connected to the pump device via a respective connection. As a result, only one pump device is necessary in order to apply an overpressure or underpressure to the mold space. In addition, a simpler change from positive to negative pressure within the mold is possible with a pump device.

Mittels der Pumpeneinrichtung ist eine Beaufschlagung der Schmelze während des Befüllvorgangs mit einem vorbestimmten Unter- und/oder Überdruck möglich. Beispielsweise kann zu Beginn des Befüllens der Kokille die Schmelze mit Überdruck beaufschlagt werden. Der dabei entstehende Gegendruck bewirkt, dass die Schmelze zusammengedrückt und verdichtet und oder nachverdichtet (Squeezen) wird, sodass in der Schmelze eingeschlossene Luft aus der Schmelze herausgedrückt wird.The pump device can be used to apply a predetermined negative and/or positive pressure to the melt during the filling process. For example, at the beginning of the filling of the mold, the melt can be subjected to excess pressure. The resulting back pressure causes the melt to be compressed and compressed and/or recompressed (squeezing), so that air trapped in the melt is pressed out of the melt.

Mittels der Pumpeneinrichtung kann durch Anlegen des Unterdrucks zum Beginn des Befüllvorgangs die Luft aus der Kokille abgesaugt werden. Auf diese Weise werden eine Bildung von Luftpolstern und die Entstehung von Poren in der Schmelze verhindert. Somit ist ein sicheres und zuverlässiges Entlüften des Form(hohl)raumes möglich. Durch das Anlegen eines Unterdrucks ist zudem ein schnelles Befüllen des Formraumes möglich.By means of the pump device, the air can be sucked out of the mold by applying the negative pressure at the beginning of the filling process. This prevents the formation of air pockets and the formation of pores in the melt. Safe and reliable venting of the mold (cavity) space is thus possible. By the Applying a vacuum also allows the mold space to be filled quickly.

Das Anlegen eines Unterdrucks und/oder eines Überdrucks an den Formraum kann jeweils alleine oder auch in Kombination miteinander erfolgen. Eine Kombination aus Überdruck zu Beginn des Befüllvorgangs und Unterdruck zum Ende des Befüllvorgangs, sorgt für ein effizientes Entfernen von eingeschlossener Luft in der Schmelze und für ein effizientes Absaugen der Luft aus der Kokille. Damit wird verhindert, dass Lufteinschlüsse in der Schmelze verbleiben und es wird erreicht, dass sich im fertigen Gussteil keine Luftpolster, Fehlstellen bzw. Poren befinden. Dies erhöht die Qualität der hergestellten Gussteile deutlich.A negative pressure and/or a positive pressure can be applied to the mold space alone or in combination with one another. A combination of positive pressure at the beginning of the filling process and negative pressure at the end of the filling process ensures efficient removal of trapped air in the melt and efficient suction of air from the mold. This prevents air pockets from remaining in the melt and ensures that there are no air pockets, defects or pores in the finished cast part. This significantly increases the quality of the cast parts produced.

An einer den Formraum begrenzenden inneren Mantelwandung der Kokille, die sich in etwa in vertikaler Richtung erstreckt, kann ein Funktionsabschnitt ausgeformt sein, wobei der Funktionsabschnitt sich in vertikaler Richtung und/oder in horizontaler Richtung erstreckende Funktionselemente aufweist, und wobei die Funktionselemente wellen-, mäander- oder zickzackförmig ausgebildet sind und Sekundärentlüftungsrillen ausbilden, die in die Entlüftungsrillen münden, und wobei der Funktionsabschnitt in vertikaler Richtung oben in der Kokille ausgebildet ist und sich in etwa über zumindest 25% bzw. zumindest 33% bzw. zumindest 50% einer Gesamthöhe des Formraums in vertikaler Richtung erstreckt.A functional section can be formed on an inner jacket wall of the mold that delimits the mold space and extends approximately in the vertical direction, the functional section having functional elements extending in the vertical direction and/or in the horizontal direction, and the functional elements having corrugated, meandering - or are designed in a zigzag shape and form secondary venting grooves that open into the venting grooves, and wherein the functional section is formed in the vertical direction at the top of the mold and extends approximately over at least 25% or at least 33% or at least 50% of a total height of the mold space extends in the vertical direction.

Alternativ könnte auch vorgesehen sein, dass sich die Entlüftungsrillen im Wesentlichen über die gesamte Höhe der Kokille erstrecken. Zweckmäßiger ist jedoch eine vorstehende aufgezeigte Anordnung der Sekundärentlüftungsrillen in einem in vertikaler Richtung oberen Bereich, da die Luft von der Schmelze vorangetrieben wird und nach oben hin verdichtet wird.Alternatively, it could also be provided that the ventilation grooves extend essentially over the entire height of the mold. However, it is more expedient for the secondary venting grooves to be arranged as shown above in an upper region in the vertical direction, since the air is driven forward by the melt and is compressed in the upward direction.

Das Vorsehen von Funktionselementen in der den Formraum begrenzenden inneren Mantelwandung der Kokille trägt dazu bei, beim Befüllen der Kokille die Bildung von Lufteinschlüssen in der Schmelze zu verhindern. Weiterhin werden die Funktionselemente beim Befüllvorgang ebenfalls mit Schmelze befüllt, was dafür sorgt, dass die eigentliche Gussform vollständig befüllt ist und Fehlstellen vermieden werden. Die Funktionselemente sind derart im Formraum angeordnet, dass die zusätzlich angegossenen Elemente am eigentlichen Gussteil keinen Einfluss auf die spätere Funktion des Gussteils haben. Die Funktionselemente können insbesondere als zickzack- oder wellenartig ausgebildete Sekundärentlüftungsrillen ausgebildet sein, die sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung erstrecken. Die Sekundärentlüftungsrillen können eine Breite von in etwa zumindest 0,05 mm bzw. 0,1 mm bzw. 0,15 mm bzw. 0,25 mm aufweisen. Zudem können die Sekundärentlüftungsrillen eine Tiefe von in etwa zumindest 0,05 mm bzw. 0,1 mm bzw. 0,15 mm bzw. 0,25 mm aufweisen.The provision of functional elements in the inner jacket wall of the mold delimiting the mold space helps to prevent the formation of air inclusions in the melt when the mold is being filled. Furthermore, the functional elements are also filled with melt during the filling process, which ensures that the actual mold is completely filled and defects are avoided. The functional elements are arranged in the mold space in such a way that the additional cast-on elements on the actual cast part have no influence on the subsequent function of the cast part. The functional elements can in particular be designed as zigzag or wave-like secondary ventilation grooves which extend essentially in the vertical direction. The secondary ventilation grooves can have a width of approximately at least 0.05 mm, 0.1 mm, 0.15 mm or 0.25 mm. In addition, the secondary ventilation grooves can have a depth of approximately at least 0.05 mm or 0.1 mm or 0.15 mm or 0.25 mm.

Das Basisteil kann eine Bodenwandung und eine oder mehrere, insbesondere vier Seitenwandungen aufweisen, die den Formraum begrenzen, wobei die Seitenwandungen insbesondere zum Öffnen des Formraums in lateraler Richtung nach außen verschiebbar sind, und wobei vorzugsweise Führungselemente zum Führen der Seitenwandungen vorgesehen sind, oder dass das Deckelteil eine Deckenwandung und zumindest einen oder mehrere Abschnitte der Seitenwandungen aufweist. Die Bodenwandung bildet vorzugsweise eine feststehende Grundplatte der Kokille aus, in der der zumindest eine Steigrohranschluss ausgebildet ist. Das Deckelteil bildet vorzugsweise eine bewegliche obere Platte der Kokille aus.The base part can have a bottom wall and one or more, in particular four, side walls that delimit the mold space, the side walls being displaceable laterally outwards in particular to open the mold space, and guide elements preferably being provided for guiding the side walls, or that the Lid part has a top wall and at least one or more sections of the side walls. The bottom wall preferably forms a stationary base plate of the mold, in which the at least one riser pipe connection is formed. The cover part preferably forms a movable upper plate of the mould.

Das Basisteil kann eine quadratische Bodenwandung und vier Seitenwandungen aufweisen, die den Formraum begrenzen, wobei die Seitenwandungen insbesondere zum Öffnen des Formraums in lateraler Richtung nach außen verschiebbar sind. The base part can have a square bottom wall and four side walls which delimit the mold space, the side walls being displaceable in the lateral direction outwards in particular to open the mold space.

Aufgrund der beweglichen Seitenwandungen ist ein leichtes Entformen des fertigen Gussteils aus der Kokille möglich. Ein Einsatz von beweglichen Seitenwandungen ist hierbei auf einfache Art und Weise möglich, da das Niederdruckgießen geringere Anforderungen an die Kokille bezüglich der Dichtigkeit stellt. Die Führungselemente können durch seitliche Abschnitte von an der Bodenwandung angeformten und als sich in vertikaler Richtung erstreckenden Säulen ausgebildet seinDue to the movable side walls, the finished cast part can be easily removed from the mold. A use of movable side walls is possible here in a simple manner, since low-pressure casting places fewer demands on the mold in terms of tightness. The guide elements can be designed as lateral sections of columns which are integrally formed on the bottom wall and extend in the vertical direction

Alternativ ist es möglich, dass zumindest ein oder mehrere Abschnitte der Seitenwandungen oder ganze Seitenwandungen am Deckelteil befestigt sind. Entsprechend ist das Basisteil dann als Platte ausgebildet. Sofern nur Abschnitte der Seitenwandungen am Deckelteil befestigt sind, sind entsprechende weitere Abschnitte der Seitenwandung am Basisteil angeformt. In dieser Ausgestaltungsform ist die Entlüftungsrille beispielsweise in einer Kontaktfläche bzw. einer Basisteilkontaktfläche und/oder einer Deckelteilkontaktfläche zwischen zwei Abschnitten der jeweiligen Seitenwandungen ausgebildet.Alternatively, it is possible that at least one or more sections of the side walls or entire side walls are attached to the cover part. Accordingly, the base part is then designed as a plate. If only sections of the side walls are attached to the cover part, corresponding further sections of the side wall are formed on the base part. In this embodiment, the ventilation groove is formed, for example, in a contact surface or a base part contact surface and/or a cover part contact surface between two sections of the respective side walls.

Die Seitenteile, welche die Form freigeben, können somit auch am Deckelteil angeordnet sein. Ein Öffnen des Formraums erfolgt dabei nach dem gleichen Prinzip. Entsprechende Führungselemente können ebenfalls vorgesehen sein. Es kann auch sein, dass eine Aufteilung vorliegt, d. h. Schieber können in vertikaler Richtung unten und/oder oben angeordnet sein.The side parts that release the mold can thus also be arranged on the cover part. The mold space is opened according to the same principle. Corresponding guide elements can also be provided. It may also be that there is a division, i. H. Sliders can be arranged at the bottom and/or at the top in the vertical direction.

Das Deckelteil kann ein im Formraum anordbares Stempelelement bzw. einen Gießkolben (plunger) aufweisen, wobei das Stempelelement vorzugsweise in vertikaler Richtung verschiebbar ausgebildet ist und eine Verschiebung in etwa bis zu 5 mm oder mehr beträgt. Eine entsprechende Verschiebung hängt auch von der Größe und Ausbildung eines Stempels ab. Die Entlüftungsrille kann auch an der durch das Stempelelement ausgebildeten Kontaktfläche zum Basisteil vorgesehen sein. Das im Deckelteil angeordnete Stempelelement ist in vertikaler Richtung verschiebbar und ausgebildet den Formraum zu begrenzen. Das Stempelelement dient dazu einen zusätzlichen Druck (Nachdrücken bzw. Squeezen) auf die Schmelze innerhalb der Kokille auszuüben, sobald die Kokille vollständig mit Schmelze befüllt ist. Durch ein entsprechendes Nachdrücken wird noch einmal Luft aus der Schmelze gepresst und ggfs. wird die Schmelze zuverlässig in alle Bereiche der Gussform gedrückt, was die Qualität des fertigen Gussteils erhöht. Das Stempelelement kann mittels einer Stempelverfahreinrichtung in vertikaler Richtung verschiebbar sein.The cover part can have a plunger element or a plunger that can be arranged in the mold space, the plunger element preferably being designed to be displaceable in the vertical direction and a displacement being approximately up to 5 mm or more. A corresponding shift also depends on the size and design of a stamp. The ventilation groove can also be provided on the contact surface formed by the plunger element with the base part. The stamping element arranged in the cover part can be displaced in the vertical direction and is designed to delimit the mold space. The stamp element serves to exert additional pressure (pressing down or squeezing) on the melt within the mold as soon as the mold is completely filled with melt. Air is pressed out of the melt again by pressing it down accordingly and, if necessary, the melt is reliably pressed into all areas of the mold, which increases the quality of the finished cast part. The stamp element can be displaceable in the vertical direction by means of a stamp displacement device.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Niederdruckgießen mit der vorstehend erläuterten, erfindungsgemäßen Kokille umfasst eine Heizeinrichtung zum Erwärmen eines Schmelzetiegels, wobei der Schmelzetiegel zum Vorhalten von Schmelze ausgebildet ist, und wobei der Schmelzetiegel über ein Steigrohr mit einem Steigrohranschluss der Kokille verbunden ist, eine Gasdruckbeaufschlagungseinrichtung, um die Schmelze in dem Schmelzetiegel mit einem Gasdruck derart zu beaufschlagen, dass die Schmelze aus dem Schmelzetiegel über das Steigrohr der Kokille zuführbar ist.A device according to the invention for low-pressure casting with the mold according to the invention explained above comprises a heating device for heating a melting pot, wherein the melting pot is designed to store melt, and wherein the melting pot is connected via a riser pipe to a riser pipe connection of the mold, a gas pressure application device, to To apply melt in the crucible with a gas pressure such that the melt can be fed from the crucible via the riser of the mold.

Der Schmelzetiegel und die Heizeinrichtung sind vorzugsweise Bestandteil eines entsprechenden Ofens. Der Schmelzeiegel kann auch ein Tiegelofen, oder auch ein gemauerter Ofen sein.The crucible and the heating device are preferably part of a corresponding furnace. The crucible can also be a crucible furnace or a brick furnace.

Weiterhin ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Niederdruckgießen mit der vorstehend erläuterten Vorrichtung vorgesehen, umfassend die folgenden Schritte, Befüllen eines Formraumes einer Kokille mit Schmelze, Anlegen eines Unterdrucks an den Formraum mittels einer Pumpeneinrichtung, wobei der Unterdruck vorzugsweise angelegt wird, wenn ein Volumen des Formraums in etwa zu zumindest 50% bzw. zu zumindest 65% bzw. zu zumindest 80% mit Schmelze gefüllt ist. Der Unterdruck kann auch angelegt werden, wenn der Formraums in vertikaler Richtung in etwa bis zu einer Höhe von zu zumindest 50% bzw. zu zumindest 65% bzw. zu zumindest 80% mit Schmelze gefüllt ist. Das Volumen entspricht in etwa ohnehin der Menge an verdrängte Luft.Furthermore, a method according to the invention for low-pressure casting with the device explained above is provided, comprising the following steps: filling a mold space of a mold with melt, applying a negative pressure to the mold space by means of a pump device, the negative pressure preferably being applied when a volume of the mold space in is about at least 50% or at least 65% or at least 80% filled with melt. The negative pressure can also be applied when the mold space is filled with melt in the vertical direction approximately to a height of at least 50% or at least 65% or at least 80%. The volume roughly corresponds to the amount of displaced air anyway.

Das vorstehend aufgezeigten Verfahren kann zusätzlich und/oder alternativ insbesondere den weiteren Schritt umfassen, Anlegen eines Gegendrucks an die Schmelze mittels der Pumpeneinrichtung, wobei der Gegendruck vorzugsweise zu Beginn des Befüllens des Formraums angelegt wird, bis ein Volumen des Formraums in etwa zu zumindest 50% bzw. zumindest 65% bzw. zumindest 80% bzw. zumindest 90% bis zu 100% befüllt ist.The method described above can additionally and/or alternatively include the additional step of applying a counter-pressure to the melt by means of the pump device, with the counter-pressure preferably being applied at the beginning of the filling of the mold space until the volume of the mold space is approximately at least 50% or at least 65% or at least 80% or at least 90% up to 100% is filled.

Der Gegendruck kann zu Beginn des Befüllens des Formraums angelegt werden, wenn der Formraum in vertikaler Richtung bis zu einer Höhe von in etwa zu zumindest 50% bzw. zumindest 65% bzw. zumindest 80% bzw. zumindest 90% bis zu 100% befüllt ist.The counter-pressure can be applied at the beginning of the filling of the mold space when the mold space is filled in the vertical direction to a height of at least 50% or at least 65% or at least 80% or at least 90% up to 100% .

Die vorstehend anhand der Kokille und der Vorrichtung zum Niederdruckgießen beschriebenen Vorteile gelten analog für das erfindungsgemäße Verfahren zum Niederdruckgießen.The advantages described above with reference to the mold and the device for low-pressure casting apply analogously to the method for low-pressure casting according to the invention.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der Beschreibung und dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ersichtlich, das in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. Diese zeigen:

1 eine schematische, seitlich geschnittene Darstellung einer erfindungsgemäßen Kokille zum Niederdruckgießen mit einer Detailansicht,
2 eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Kokille, geschnitten entlang der Linie A-A,
3 eine schematische, seitlich geschnittene Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Niederdruckgießen,
4 eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kokille zum Niederdruckgießen in einer schematischen, seitlich geschnittenen Darstellung,
5 das Stempelelement der Kokille gemäß 4 in einer perspektivischen Ansicht und
6 einen Teilbereich des Stempelelements gemäß 5 in einem Längsschnitt durch eine Entlüftungsöffnung des Stempelelements.

Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description and exemplary embodiment illustrated in the accompanying drawings. These show:

1 a schematic, laterally sectioned representation of a mold according to the invention for low-pressure casting with a detailed view,
2 a schematic plan view of the mold according to the invention, sectioned along the line AA,
3 a schematic, laterally sectioned representation of a device according to the invention for low-pressure casting,
4 a further embodiment of the mold according to the invention for low-pressure casting in a schematic, laterally sectioned representation,
5 according to the stamping element of the mould 4 in a perspective view and
6 according to a portion of the stamping element 5 in a longitudinal section through a vent opening of the stamp element.

Im Folgenden wird eine Kokille 1 zum Niederdruckgießen beispielhaft anhand Ausführungsbeispiele näher beschrieben (1-6). Die erfindungsgemäße Kokille 1 umfasst ein Basisteil 2 und ein Deckelteil 3. Das Basisteil 2 und das Deckelteil 3 begrenzen einen Formraum (Formhohlraum) 4. Der Formraum 4 ist in einer Draufsicht von oben beziehungsweise in einem horizontalen Querschnitt in etwa kreisförmig ausgebildet. Es kann aber auch jede andere entsprechend dem herzustellenden Gussteil ausgebildete Form vorgesehen sein.In the following, a mold 1 for low-pressure casting is described in more detail by way of example using exemplary embodiments ( 1-6 ). The mold 1 according to the invention comprises a base part 2 and a cover part 3. The base part 2 and the cover part 3 delimit a mold space (mold cavity) 4. The mold space 4 is approximately circular in plan view from above or in a horizontal cross section. However, any other shape designed according to the cast part to be produced can also be provided.

Ein äußerer horizontaler Querschnitt der Kokille 1 ist in etwa rechteckförmig, insbesondere quadratisch ausgebildet. Auch hier kann beispielsweise ein kreisförmiger Querschnitt vorgesehen sein. Das Basisteil 2 weist eine Bodenwandung 5 auf, die eine Grundplatte der Kokille 1 ausbildet. In der Bodenwandung 5 ist ein Steigrohranschluss 6 zum Verbinden mit einem Steigrohr 25 eines Schmelzetiegels 23 einer Vorrichtung 21 zum Niederdruckgießen vorgesehen. Das Basisteil 2 ist als feststehendes Unterteil der Kokille 1 ausgeführt.An outer horizontal cross section of the mold 1 is approximately rectangular, in particular square. A circular cross section can also be provided here, for example. The base part 2 has a bottom wall 5 which forms a base plate of the mold 1 . A riser pipe connection 6 for connection to a riser pipe 25 of a crucible 23 of a device 21 for low-pressure casting is provided in the bottom wall 5 . The base part 2 is designed as a fixed lower part of the mold 1.

An Ecken der Bodenwandung 5 sind sich in vertikaler Richtung 8 erstreckende, im Querschnitt in etwa quaderförmige Säulen 7 angeformt. Im Bereich zwischen den Säulen 7 sind den Formraum 4 begrenzende Seitenwandungen 9 angeordnet. Die sich in etwa in vertikaler Richtung 8 erstreckenden Seitenwandungen 9 sind zum Öffnen des Formraums 4 in lateraler Richtung 10 verschiebbar ausgebildet. Eine Verschiebung der Seitenwandungen 9 kann manuell oder mittels einer automatisierten Seitenwandverfahreinrichtung 27 erfolgen.Columns 7 extending in the vertical direction 8 and having an approximately cuboid cross-section are integrally formed at corners of the bottom wall 5 . In the area between the columns 7, the mold space 4 delimiting side walls 9 are arranged. The side walls 9 extending approximately in the vertical direction 8 are designed to be displaceable in the lateral direction 10 in order to open the mold space 4 . The side walls 9 can be displaced manually or by means of an automated side wall displacement device 27 .

Im Bereich zwischen den Säulen 7 und den Seitenwandungen 9 und/oder der Bodenwandung 5 und/oder des Deckelteils 3 sind Führungselemente (nicht dargestellt) vorgesehen, die eine Führung der Seitenwandung 9 entlang eines vorgegebenen Weges bewirken. Die Führung der Seitenwandung 9 kann beispielsweise dadurch ausgebildet sein, dass an den Säulen 7 im Bereich der Seitenwandungen 9 jeweils zumindest eine vorstehende Profilschiene angeordnet ist, wobei die Seitenwandungen 9 entsprechend korrespondierend ausgebildete Hohlschienen aufweisen. Die Profilschienen sind einseitig offen und vorzugsweise mit einem Rastmittel ausgebildet. Die offene Seite der Profilschienen weist vom Formraum 4 weg. Die Profilschienen können beispielsweise als T-Profil oder als andere geeignete Führungs- oder Passverbindungen ausgebildet sein.In the area between the columns 7 and the side walls 9 and/or the bottom wall 5 and/or the cover part 3, guide elements (not shown) are provided which cause the side wall 9 to be guided along a predetermined path. The guidance of the side wall 9 can be formed, for example, in that at least one protruding profile rail is arranged on the columns 7 in the region of the side walls 9, the side walls 9 having correspondingly formed hollow rails. The profile rails are open on one side and are preferably designed with a latching means. The open side of the profile rails points away from the mold space 4 . The profile rails can be designed, for example, as a T-profile or as other suitable guide or fitting connections.

Die Seitenwandungen 9 können jeweils derart zwischen zwei Säulen 7 geschoben werden, dass die Seitenwandungen 9 den Formraum 4 in lateraler Richtung 10 begrenzen. Die Seitenwandungen 9 können jeweils an einer dem Formraum 4 zugewandten Innenwandung 11 einen Funktionsabschnitt 12 aufweisen. Die Funktionsabschnitte 12 können in vertikaler Richtung 8 in einem oberen Bereich in den Seitenwandungen 9 ausgeformt sein und sich in etwa über zumindest 25% bzw. zumindest 33% bzw. zumindest 50% einer Höhe des Formraums 4 in vertikaler Richtung 8 erstrecken.The side walls 9 can each be pushed between two columns 7 in such a way that the side walls 9 delimit the mold space 4 in the lateral direction 10 . The side walls 9 can each have a functional section 12 on an inner wall 11 facing the mold space 4 . The functional sections 12 can be formed in the vertical direction 8 in an upper area in the side walls 9 and can extend approximately over at least 25% or at least 33% or at least 50% of a height of the mold space 4 in the vertical direction 8 .

Vorzugsweise weisen die Funktionsabschnitte 12 sich in vertikaler Richtung 8 erstreckende Funktionselemente auf. Die Funktionselemente sind vorzugsweise zickzackförmig ausgebildet und bilden Sekundärentlüftungsrillen 31 aus. Die Sekundärentlüftungsrillen 31 können jeweils in eine Entlüftungsrille 13 münden. Weiterhin können die Sekundärentlüftungsrillen 31 auch gerade oder mäander- oder wellenförmig ausgebildet sein.The functional sections 12 preferably have functional elements extending in the vertical direction 8 . The functional elements are preferably designed in a zigzag shape and form secondary ventilation grooves 31 . The secondary ventilation grooves 31 can each open into a ventilation groove 13 . Furthermore, the secondary ventilation grooves 31 can also be straight or meandering or wavy.

Weiterhin können die Sekundärentlüftungsrillen 31 eine Breite von in etwa zumindest 0,05 mm bzw. 0,1 mm bzw. 0,15 mm bzw. 0,25 mm aufweisen. Eine Tiefe der Sekundärentlüftungsrillen 31 kann in etwa zumindest 0,05 mm bzw. 0,1 mm bzw. 0,15 mm bzw. 0,25 mm betragen. Zusätzlich und/oder alternativ können sich die Entlüftungsrillen 13 auch, zumindest abschnittsweise, in horizontaler Richtung erstrecken oder ggfs. auch als Erhebungen bzw. als Entlüftungsstrukturen ausgeführt sein.Furthermore, the secondary ventilation grooves 31 can have a width of approximately at least 0.05 mm or 0.1 mm or 0.15 mm or 0.25 mm. A depth of the secondary ventilation grooves 31 can be approximately at least 0.05 mm or 0.1 mm or 0.15 mm or 0.25 mm. Additionally and/or alternatively, the venting grooves 13 can also extend, at least in sections, in the horizontal direction or, if necessary, also be designed as elevations or as venting structures.

Das Deckelteil 3 (obere Platte Kokille) ist in etwa plattenförmig ausgebildet. Das Basisteil 2 ist als bewegliches Oberteil der Kokille 1 ausgeführt. Im Deckelteil 3 ist ein in vertikaler Richtung 8 verschiebbar ausgebildetes Stempelelement (Gießkolben, plunger) 20 vorgesehen. Das Stempelelement 20 begrenzt den Formraum 4 und kann zum (Nach-)Verdichten (Squeezen) der Schmelze 24 vorgesehen sein. Das Stempelelement 20 kann mittels einer Stempelverfahreinrichtung 29 einer Auswerfereinrichtung 30 verschiebbar sein.The cover part 3 (upper plate mold) is approximately plate-shaped. The base part 2 is designed as a movable upper part of the mold 1. In the cover part 3 there is a plunger element (piston, plunger) 20 designed to be displaceable in the vertical direction 8 . The plunger element 20 delimits the mold space 4 and can be provided for (re)compacting (squeezing) the melt 24 . The stamp element 20 can be displaceable by means of a stamp displacement device 29 of an ejector device 30 .

Weiterhin kann auch eine Verschiebung des Stempelelements 20 in vertikaler Richtung 8 von in etwa bis zu 5 mm auch während und/oder nach dem Befüllen des Formraums 4 vorgesehen sein, um die Schmelze 24 nachzuverdichten und einem Gussteil seine endgültige Form zu geben. Das Basisteil 2 und das Deckelteil 3 können im geschlossenen Zustand in einem Bereich, in dem die Seitenwandungen 9 und das Deckelteil 3 einander kontaktieren, jeweils eine Kontaktfläche 14 ausbilden. Die Kontaktfläche 15 des Basisteils 2 wird im Folgenden als Basisteilkontaktfläche 15 und die Kontaktfläche 16 des Deckelteils 3 wird im Folgenden als Deckelteilkontaktfläche 16 bezeichnet.Furthermore, a displacement of the stamping element 20 in the vertical direction 8 of approximately up to 5 mm can also be provided during and/or after the filling of the mold space 4 in order to recompact the melt 24 and to give a cast part its final shape. In the closed state, the base part 2 and the cover part 3 can each form a contact surface 14 in an area in which the side walls 9 and the cover part 3 contact one another. The contact area 15 of the base part 2 is referred to below as the base part contact area 15 and the contact area 16 of the cover part 3 is referred to as the cover part contact area 16 below.

In den Basisteilkontaktflächen 15 kann pro Seite jeweils eine sich in lateraler Richtung 10 nach außen erstreckende Entlüftungsrille 13 eingebracht sein. Die Entlüftungsrillen 13 können in etwa mittig in den Basisteilkontaktflächen 15 ausgebildet sein. Zudem können die Entlüftungsrillen 13 zum Formraum 4 hin offen ausgebildet und in lateraler Richtung 10 nach außen durch einen entsprechenden Abschnitt einer Seitenwandung 9 der Kokille 1 geschlossen sein.A ventilation groove 13 extending outwards in the lateral direction 10 can be introduced into the base part contact surfaces 15 on each side. The ventilation grooves 13 can be formed approximately centrally in the base part contact surfaces 15 . In addition, the ventilation grooves 13 can be designed to be open towards the mold space 4 and can be closed outwards in the lateral direction 10 by a corresponding section of a side wall 9 of the mold 1 .

Die Entlüftungsrillen 13 können im Querschnitt in etwa derart halbkreisförmig ausgebildet sein, dass sie in einem geöffneten Zustand der Kokille 1, bzw. von Basisteil 2 und Deckelteil 3, freiliegen. Im Deckelteil 3 können im Bereich eines lateralen Endbereichs der Entlüftungsrillen 13 sich in etwa in vertikaler Richtung 8 erstreckende Entlüftungsöffnungen 17 vorgesehen sein. Im geschlossenen Zustand von Basisteil 2 und Deckelteil 3 können die Entlüftungsrillen 13 somit in jeweils in eine der Entlüftungsöffnungen 17 münden und bilden einen kommunizierenden Durchgang von außerhalb der Kokille 1 bis in den Formraum 4.The venting grooves 13 can be approximately semicircular in cross section in such a way that they are exposed when the mold 1 or base part 2 and cover part 3 are in an open state. In the cover part 3 can in the area of a late ral end region of the ventilation grooves 13 extending approximately in the vertical direction 8 ventilation openings 17 may be provided. In the closed state of base part 2 and cover part 3, the ventilation grooves 13 can thus each open into one of the ventilation openings 17 and form a communicating passage from outside the mold 1 into the mold space 4.

Die Entlüftungsöffnungen 17 können im Querschnitt in etwa kreisförmige Durchgangskanäle, die in etwa orthogonal zu den Entlüftungsrillen 13 angeordnet sind, sein. Die Entlüftungsöffnungen 17 können außerhalb des Deckelteils 3 über jeweils einen Anschluss 18 mit einer gemeinsamen Pumpeneinrichtung 19 verbunden sein. Die Pumpeneinrichtung 19 ist zum Anlegen eines Über- und/oder Unterdrucks an den Formraum 4 ausgebildet. Die Entlüftungsrillen 13 können in ihrer Längsrichtung in der Draufsicht und/oder in der Seitenansicht wellenförmig ausgebildet sein, um den Weg bis zur Entlüftungsöffnung 17 zu verlängern. Hierdurch wird sichergestellt, dass Schmelze, die in die Entlüftungsrille 13 eintritt, sich totläuft und einen einfach zu entfernenden Anguss am Gussteil bildet.The ventilation openings 17 can be approximately circular through-channels in cross section, which are arranged approximately orthogonally to the ventilation grooves 13 . The ventilation openings 17 can be connected to a common pump device 19 via a respective connection 18 outside of the cover part 3 . The pump device 19 is designed to apply an overpressure and/or underpressure to the mold space 4 . The ventilation grooves 13 can be designed in a wavy manner in their longitudinal direction in a top view and/or in a side view in order to lengthen the path up to the ventilation opening 17 . This ensures that melt entering the vent groove 13 runs dead and forms a sprue on the casting that is easy to remove.

Die erfindungsgemäße Kokille 1 gemäß 4 weist in einem Bereich, in dem das Basisteil 2 und das Stempelelement 20 einander in einem geschlossenen Zustand kontaktieren und eine Kontaktfläche 33 ausbilden, eine Entlüftungseinrichtung 34 auf. Das Deckelteil 3 weist einen Deckel 35 und das an der zum Formraum 4 weisenden Seite des Deckels 35 angeordnete Stempelelement 20 auf. Das Stempelelement 20 ist in etwa zylinderförmig ausgebildet. Mittels der Stempelverfahreinrichtung 29 der Auswerfereinrichtung 30 ist das Stempelelement 20 verschiebbar. Die Auswerfereinrichtung 30 kann eine Kolben-/Zylindereinheit sein. Ist das Stempelelement 20 im geschlossenen Zustand im Formraum 4 angeordnet, resultiert als Formraum 4 ein Raum zwischen dem Stempelelement 20 und den Seitenwandungen 9 bzw. zwischen dem Stempelelement 20 und der Bodenwandung 5.The mold 1 according to the invention 4 has a venting device 34 in a region in which the base part 2 and the plunger element 20 contact one another in a closed state and form a contact surface 33 . The cover part 3 has a cover 35 and the stamping element 20 arranged on the side of the cover 35 facing towards the mold space 4 . The stamp element 20 is approximately cylindrical. The stamp element 20 can be displaced by means of the stamp displacement device 29 of the ejector device 30 . The ejector device 30 can be a piston/cylinder unit. If the stamping element 20 is arranged in the closed state in the mold space 4, the resulting mold space 4 is a space between the stamping element 20 and the side walls 9 or between the stamping element 20 and the bottom wall 5.

Im geschlossenen Zustand weisen das Basisteil 2 und das Stempelelement 20 einen Bereich auf, in dem ein Abschnitt einer in etwa radial umlaufenden Mantelwandung 36 des Stempelelements 20, mithin ein Abschnitt von dessen radialer Außenseite 36, und ein Abschnitt der in etwa radial umlaufenden Innenwandung 11 des Basisteils 2 einander kontaktieren und die Kontaktfläche 33 ausbilden. Dieser Bereich ist benachbart zum Deckel 35 des Deckelteils 3 in einem in vertikaler Richtung 8 oberen Bereich der Kokille 1 ausgebildet.In the closed state, the base part 2 and the plunger element 20 have an area in which a section of an approximately radially encircling casing wall 36 of the plunger element 20, and therefore a section of its radial outer side 36, and a section of the approximately radially encircling inner wall 11 of the Base part 2 contact each other and the contact surface 33 form. This area is formed adjacent to the cover 35 of the cover part 3 in an upper area of the mold 1 in the vertical direction 8 .

In diesem Bereich bildet der Abschnitt der Mantelwandung 36 des Stempelelements 20 einen Stempelentlüftungsabschnitt 37 aus, in dem zumindest bereichsweise die Entlüftungseinrichtung 34 vorgesehen ist. Gemäß 5 weist das Stempelelement 20 nur einen einzigen Stempelentlüftungsabschnitt 37 auf, wobei im Rahmen der Erfindung mehrere Stempelentlüftungsabschnitte 37, an der radialen Außenseite 36 des Stempelelements 20, vorgesehen sein können. Der Stempelentlüftungsabschnitt 37 ist als Entlüftungseinrichtung 34 kommunizierend mit dem Formraum 4 und mit mindestens einer Entlüftungsöffnung 38 verbunden. Der Stempelentlüftungsabschnitt 37 des Stempelelements 20 weist mehrere, im Wesentlichen vertikal ausgerichtete, über die Mantelfläche 36 des Stempelelements 20 in Umfangsrichtung gleichverteilt angeordnete und als Rillen ausgestaltete erste Entlüftungskanäle 37a auf, die alle in einen einzigen, horizontal, insbesondere in Umfangsrichtung verlaufenden zweiten Entlüftungskanal 37b des Stempelentlüftungsabschnitts 37 münden, wobei der zweite Entlüftungskanal 37b als Rille ausgestaltet ist. Die ersten Entlüftungskanäle 37a sind jeweils senkrecht zum zweiten Entlüftungskanal 37b angeordnet. Vorzugsweise sind die Entlüftungskanäle 37a, 37b im Querschnitt in etwa halbkreisförmig ausgebildet.In this area, the section of the casing wall 36 of the stamp element 20 forms a stamp venting section 37 in which the venting device 34 is provided at least in certain areas. According to 5 the stamp element 20 has only a single stamp venting section 37, it being possible within the scope of the invention to provide a plurality of stamp venting sections 37 on the radial outside 36 of the stamp element 20. The stamp ventilation section 37 is connected as a ventilation device 34 in a communicating manner to the mold space 4 and to at least one ventilation opening 38 . The stamp venting section 37 of the stamp element 20 has a plurality of first venting channels 37a, which are aligned essentially vertically, are distributed evenly over the lateral surface 36 of the stamping element 20 in the circumferential direction and are designed as grooves, all of which flow into a single second venting channel 37b running horizontally, in particular in the circumferential direction Stamp venting section 37 open, wherein the second venting channel 37b is designed as a groove. The first ventilation channels 37a are each arranged perpendicular to the second ventilation channel 37b. Preferably, the venting channels 37a, 37b are approximately semicircular in cross section.

Der horizontal verlaufende zweite Entlüftungskanal 37b ist mit mehreren Entlüftungsöffnungen 38, die über den Umfangs des Stempelelements 20 gleichverteilt angeordnet sind, verbunden. Im Folgenden wird auf die Ausgestaltung der Entlüftungsöffnung 38 gemäß den 4 und 6 eingegangen, wobei jede Entlüftungsöffnung 38 der 5 analog hierzu ausgestaltet ist. Die Entlüftungsöffnung 38 gemäß den 4 und 6 umfasst einen ersten Entlüftungsöffnungsabschnitt 39 und einen zweiten Entlüftungsöffnungsabschnitt 40. Der erste Entlüftungsöffnungsabschnitt 39 erstreckt sich in etwa in horizontaler Richtung von der Entlüftungseinrichtung 34, insbesondere von deren Stempelentlüftungsabschnitt 37, radial nach innen in das Stempelelement 20.The horizontally running second venting channel 37b is connected to a plurality of venting openings 38 which are distributed evenly over the circumference of the plunger element 20 . In the following, the configuration of the ventilation opening 38 according to FIG 4 and 6 received, each vent opening 38 of 5 is designed analogously to this. The vent opening 38 according to 4 and 6 comprises a first vent opening section 39 and a second vent opening section 40. The first vent opening section 39 extends approximately in the horizontal direction from the venting device 34, in particular from its stamp venting section 37, radially inwards into the stamp element 20.

Der zweite Entlüftungsöffnungsabschnitt 40 ist mit dem ersten Entlüftungsöffnungsabschnitt 39 verbunden und verläuft in etwa in vertikaler Richtung 8 zum ersten Entlüftungsöffnungsabschnitt 39. Der zweite Entlüftungsöffnungsabschnitt 40 erstreckt sich durch das Stempelelement 20 und durch eine Öffnung 41 des Deckels 34 des Deckelteils 3 hindurch zum Anschluss 18 und wird von einem Kanalabschnitt 42 des Stempelelements 20 begrenzt. Der Kanalabschnitt 42 stellt somit eine Art rohrförmigen „Schnorchel“ dar, der die Entlüftungsöffnung 38 begrenzt und sich durch den Deckel 34 erstreckt. Der Kanalabschnitt 42 des Stempelelements 2 und der zweite Entlüftungsöffnungsabschnitt 40 der Entlüftungsöffnung 38 durchgreifen den Deckel 34 in dessen Öffnung 41 und stehen etwas an der Oberseite des Deckels 3 hervor.The second vent opening section 40 is connected to the first vent opening section 39 and runs approximately in the vertical direction 8 to the first vent opening section 39. The second vent opening section 40 extends through the plunger element 20 and through an opening 41 in the cover 34 of the cover part 3 to the connection 18 and is delimited by a channel section 42 of the stamping element 20 . The channel section 42 thus represents a kind of tubular "snorkel" which delimits the ventilation opening 38 and extends through the cover 34 . The channel section 42 of the plunger element 2 and the second vent opening section 40 of the vent opening 38 pass through the lid 34 in its opening 41 and protrude somewhat at the top of the lid 3 .

Der Stempelentlüftungsabschnitt 37 des Stempelelements 20 ist vorzugsweise ein parallel zur Horizontalen verlaufender Wandungsabschnitt. Der Stempelentlüftungsabschnitt 36 des Stempelelements 20 erstreckt sich in etwa über zumindest 10% bzw. zumindest 20% bzw. zumindest 30% der Höhe des Formraums 4 in vertikaler Richtung 8.The stamp ventilation section 37 of the stamp element 20 is preferably a wall section running parallel to the horizontal. The stamp ventilation section 36 of the stamp element 20 extends approximately over at least 10% or at least 20% or at least 30% of the height of the mold space 4 in the vertical direction 8.

Nachfolgend wird eine Vorrichtung 21 zum Niederdruckgießen gemäß der vorliegenden Erfindung beispielhaft erläutert, die eine der vorstehend beschriebenen Kokillen 1 umfasst.A device 21 for low-pressure casting according to the present invention, which comprises one of the molds 1 described above, is explained below by way of example.

Die Vorrichtung 21 umfasst neben der Kokille 1, einen Ofen 22 und eine Gasdruckbeaufschlagungseinrichtung 26 (Gasdruckprinzip). Der Ofen 22 weist einen Schmelzetiegel 23, ein Steigrohr 25 und eine Heizeinrichtung auf. Der Schmelzetiegel 23 ist der Heizeinrichtung erwärmbar und ist zum Erwärmen und Vorhalten einer Schmelze 24 ausgebildet. Das Steigrohr 25 ist zum Verbinden des Schmelzetiegels 23 mit der Kokille 1 über den Steigrohranschluss 6 der Kokille vorgesehen. Mittels der Gasdruckbeaufschlagungseinrichtung 26 ist die im Schmelzetiegel 23 vorgehaltene Schmelze 24 über das Steigrohr 25 von unten bzw. in vertikaler Richtung 8 nach oben in den Formraum 4 der Kokille 1 überführbar.The device 21 comprises, in addition to the mold 1, a furnace 22 and a gas pressure application device 26 (gas pressure principle). The furnace 22 has a crucible 23, a riser 25 and a heater. The crucible 23 can be heated by the heating device and is designed for heating and holding a melt 24 . The riser pipe 25 is provided for connecting the crucible 23 to the mold 1 via the riser pipe connection 6 of the mold. The melt 24 held in the crucible 23 can be transferred via the riser pipe 25 from below or upwards in the vertical direction 8 into the mold space 4 of the mold 1 by means of the gas pressure application device 26 .

Die Gasdruckbeaufschlagungseinrichtung 26 ist somit ausgebildet, um die Schmelze 24 mit einem Gasdruck derart zu beaufschlagen, dass die Schmelze 24 über das Steigrohr 25 entgegen der Schwerkraft in den Formraum 4 der Kokille 1 gedrückt wird. Die Vorrichtung 21 umfasst zudem eine Vertikalverfahreinrichtung 28 und eine Stempelverfahreinrichtung 29, die Bestandteil der Auswerfereinrichtung 30 sind. Die Auswerfereinrichtung 30 umfasst entsprechende Führungszylinder zur vertikalen Führung und eine Auswerferplatte (nicht dargestellt) mit einem Auswerferzylinder (nicht dargestellt) .The gas pressure application device 26 is thus designed to apply a gas pressure to the melt 24 in such a way that the melt 24 is pressed via the riser tube 25 against the force of gravity into the mold space 4 of the mold 1 . The device 21 also includes a vertical displacement device 28 and a stamp displacement device 29 which are part of the ejector device 30 . The ejector device 30 includes corresponding guide cylinders for vertical guidance and an ejector plate (not shown) with an ejector cylinder (not shown).

Die Vertikalverfahreinrichtung 28, die Stempelverfahreinrichtung 29 und die Seitenwandverfahreinrichtung 27 sind vorzugsweise als Kolben-/Zylindereinheiten ausgeführt. Die Vertikalverfahreinrichtung 28 ist ausgebildet das bewegliche Deckelteil 3 in vertikaler Richtung 8 bzgl. des Basisteils 2 zu verfahren, um den Formraum 4 zu öffnen oder zu verschließen.The vertical displacement device 28, the stamp displacement device 29 and the side wall displacement device 27 are preferably designed as piston/cylinder units. The vertical movement device 28 is designed to move the movable cover part 3 in the vertical direction 8 with respect to the base part 2 in order to open or close the mold space 4 .

Die Stempelverfahreinrichtung 29 ist ausgebildet das Stempelelement 20 des Deckelteils 3 in vertikaler Richtung 8 in den Formraum 4 zu verschieben und ggfs. auch ein Nachpressen der Schmelze 24 im Formraum 4 zu ermöglichen. Die Seitenwandverfahreinrichtung 27 ist ausgebildet die Seitenwandungen 9 zwischen den Säulen 7 in lateraler Richtung 10 zu verfahren, um den Formraum 4 zu öffnen und zu schließen. Zudem umfasst die Vorrichtung 21 eine prozessgesteuerte Druckregelungseinrichtung 31 für die Pumpeneinrichtung 19 und eine prozessgesteuerte Druckregelungseinrichtung 31 für die Gasdruckbeaufschlagungseinrichtung 26.The ram movement device 29 is designed to move the ram element 20 of the cover part 3 in the vertical direction 8 into the mold cavity 4 and, if necessary, also to enable the melt 24 to be re-pressed in the mold cavity 4 . The side wall moving device 27 is designed to move the side walls 9 between the columns 7 in the lateral direction 10 in order to open and close the mold space 4 . In addition, the device 21 comprises a process-controlled pressure control device 31 for the pump device 19 and a process-controlled pressure control device 31 for the gas pressure application device 26.

Sämtliche Bauteile der Vorrichtung können mit einer entsprechenden Steuereinrichtung angesteuert werden.All components of the device can be controlled with a corresponding control device.

Insbesondere ist das Stempelelement 20 zum Nachdrücken (Squeezen) vorgesehen. Dieses Squeezen kann aber auch durch einen zusätzlichen Stempel (nicht dargestellt) oder direkt durch den Deckelteil bzw. durch daran angeformte Elemente erfolgen.In particular, the stamping element 20 is provided for repressing (squeezing). However, this squeezing can also be effected by an additional stamp (not shown) or directly by the cover part or by elements formed thereon.

Nachfolgend wird ein Verfahren zum Niederdruckgießen gemäß der vorliegenden Erfindung mittels der vorstehend aufgezeigten Vorrichtung 21 beispielhaft erläutert.In the following, a method for low-pressure casting according to the present invention using the device 21 shown above will be explained by way of example.

Die Seitenwandungen 9 des Basisteils 2 sind mittels der Seitenwandverfahreinrichtung 27 derart zwischen den Säulen 7 angeordnet, dass die Seitenwandungen 9 den Formraum 4 in lateraler Richtung 10 begrenzen. Die Kokille 1 befindet sich im geschlossenen Zustand. Die Entlüftungsöffnungen 38 und gegebenenfalls die Entlüftungsöffnungen 17 des Deckelteils 2 sind über die Anschlüsse 18, die als Druckluftleitungen ausgebildet sind, mit der Pumpeneinrichtung 19 verbunden. Die Kokille 1 ist über den Steigrohranschluss 6 und das Steigrohr 25 mit dem Schmelzetiegel 23 des Ofens 22 verbunden.The side walls 9 of the base part 2 are arranged between the columns 7 by means of the side wall displacement device 27 in such a way that the side walls 9 delimit the mold space 4 in the lateral direction 10 . The mold 1 is in the closed state. The ventilation openings 38 and optionally the ventilation openings 17 of the cover part 2 are connected to the pump device 19 via the connections 18 which are designed as compressed air lines. The mold 1 is connected to the crucible 23 of the furnace 22 via the riser pipe connection 6 and the riser pipe 25 .

Der Ofen 22 erwärmt den Schmelzetiegel 23 und die darin angeordnete Schmelze 24, sodass im Schmelzetiegel 23 flüssige Schmelze 24 vorgehalten wird. Mittels der Gasdruckbeaufschlagungseinrichtung 26 wird die flüssige Schmelze 24 im Schmelzetiegel 23 derart mit Gasdruck beaufschlagt, dass die Schmelze 24 über das Steigrohr 25 entgegen der Schwerkraft in vertikaler Richtung 8 nach oben in den Formraum 4 der Kokille 1 gedrückt wird. Der Formraum 4 wird mit Schmelze 24 aus dem Schmelzetiegel 23 beaufschlagt.The furnace 22 heats the crucible 23 and the melt 24 arranged therein, so that liquid melt 24 is kept available in the crucible 23 . Gas pressure is applied to the liquid melt 24 in the crucible 23 by means of the gas pressure application device 26 in such a way that the melt 24 is pressed upwards in the vertical direction 8 against the force of gravity via the riser pipe 25 into the mold space 4 of the mold 1 . The mold space 4 is charged with melt 24 from the crucible 23 .

Sobald die Schmelze 24 in den Formraum 4 der Kokille 1 eintritt, wird mittels der Pumpeneinrichtung 19 ein Überdruck an den Formraum 4 angelegt. Der Überdruck darf dabei den Gasdruck der Gasdruckbeaufschlagungseinrichtung 26 nicht übersteigen. Der Überdruck im Formraum 4 sorgt dafür, dass die Schmelze 24 beim Befüllen des Formraums 4 einen Widerstand überwinden muss bzw. dass ein Luftpolster im Formraum gebildet wird, sodass sich die Schmelze gleichmäßiger im Formraum 4 verteilt und ggfs. geringfügig verdichtet wird. Wenn der Formraum 4 in etwa zu 70% bis 75% mit Schmelze 24 befüllt ist, wird die Beaufschlagung der Schmelze 24 mit Überdruck beendet.As soon as the melt 24 enters the mold space 4 of the mold 1 , an overpressure is applied to the mold space 4 by means of the pump device 19 . The overpressure must not exceed the gas pressure of the gas pressure application device 26 . The overpressure in the mold space 4 ensures that the melt 24 has to overcome a resistance when the mold space 4 is filled or that an air cushion is formed in the mold space so that the melt is distributed more evenly in the mold space 4 and, if necessary, is slightly compressed. When the mold space 4 is about 70% to 75% with melt 24 is filled, the application of overpressure to the melt 24 is terminated.

Mittels der Pumpeneinrichtung 19 wird nun ein Unterdruck von in etwa 120 mbar bis 20 mbar bzw. bis zu 10 mbar an den Formraum 4 der Kokille 1 angelegt. Der Unterdruck darf nicht zu hoch sein und nicht zu früh anliegen, da sonst Teile der Schmelze 24 abgerissen werden und dadurch ungewollte Turbulenzen respektive Inhomogenitäten der Schmelze 24 entstehen. Der Unterdruck sorgt dafür, dass die Luft, die sich im Formraum 4 befindet und vor der Schmelze 24 hergeschoben wird, abgesaugt wird. Die Luft wird dabei über die Entlüftungseinrichtung 34 und die Entlüftungsöffnungen 38 und gegebenenfalls über die Sekundärentlüftungsrillen 31, die Entlüftungsrillen 13 und die Entlüftungsöffnungen 17 und dann über die Anschlüsse 18 und die Pumpeneinrichtung 19 aus dem Formraum 4 abgeführt. Dadurch wird weitgehend vermieden, dass der Formraum 4 zum Ende des Befüllens vollständig mit Schmelze 24 ausgefüllt ist und sich keine Luftpolster und/oder Poren innerhalb der Schmelze 24 befinden. Die ersten und zweiten Entlüftungskanäle 37a, 37b der Entlüftungseinrichtung 34, die im Stempelentlüftungsabschnitt 37 des Stempelelements 20 der Kokille 1 gemäß den 4 und 5 ausgebildet sind und die in die Entlüftungsöffnung 38 münden, und gegebenenfalls die Funktionselemente der Funktionsabschnitte 12, die im vertikal oberen Bereich der Seitenwandungen 9 als Sekundärentlüftungsrillen ausgebildet sind und die in die Entlüftungsrillen 13 münden, sorgen dafür, dass die Luft noch effizienter abgeführt wird.A negative pressure of approximately 120 mbar to 20 mbar or up to 10 mbar is now applied to the mold space 4 of the mold 1 by means of the pump device 19 . The negative pressure must not be too high and must not apply too early, since otherwise parts of the melt 24 will be torn off and unwanted turbulence or inhomogeneities in the melt 24 will arise as a result. The negative pressure ensures that the air that is in the mold space 4 and is pushed in front of the melt 24 is sucked out. The air is discharged from the mold space 4 via the venting device 34 and the venting openings 38 and optionally via the secondary venting grooves 31 , the venting grooves 13 and the venting openings 17 and then via the connections 18 and the pump device 19 . This largely avoids the mold space 4 being completely filled with melt 24 at the end of filling and there being no air cushions and/or pores within the melt 24 . The first and second ventilation ducts 37a, 37b of the ventilation device 34, which are in the stamp ventilation section 37 of the stamp element 20 of the mold 1 according to the 4 and 5 are formed and which open into the ventilation opening 38, and possibly the functional elements of the functional sections 12, which are formed as secondary ventilation grooves in the vertically upper area of the side walls 9 and which open into the ventilation grooves 13, ensure that the air is discharged even more efficiently.

Da der zweite Entlüftungsöffnungsabschnitt 40 der Entlüftungsöffnung 38 durch den Kanalabschnitt 42 des Stempelelements 2, der sich mit durch die Öffnung 41 des Deckels 35 des Deckelteils 3 erstreckt, ummantelt ist, wird auch ein kleiner Spalt zwischen dem Stempelelement 2 und dem Deckel 35 des Deckelteils 3 durch den Kanalabschnitt 42 überbrückt, wenn das Stempelelement 2 bzgl. des Deckels 35 des Deckelteils 3 bewegt wird. Ist der Formraum 4 vollständig mit Schmelze 24 befüllt, wird mittels der Stempelverfahreinrichtung 29 das Stempelelement 20 des Deckelteils 3 auf die Schmelze 24 gedrückt, um diese nachzuverdichten. Die Schmelze 24 wird dadurch verdichtet und eventuelle Restluft wird entfernt bzw. aus der Schmelze 24 gedrückt. Das Gussteil erhält dabei seine endgültige Form.Since the second vent opening section 40 of the vent opening 38 is encased by the channel section 42 of the plunger element 2, which also extends through the opening 41 of the cover 35 of the cover part 3, there is also a small gap between the plunger element 2 and the cover 35 of the cover part 3 bridged by the channel section 42 when the plunger element 2 is moved with respect to the cover 35 of the cover part 3 . If the mold space 4 is completely filled with melt 24, the stamp element 20 of the lid part 3 is pressed onto the melt 24 by means of the stamp displacement device 29 in order to recompact it. The melt 24 is thus compressed and any residual air is removed or pressed out of the melt 24 . The cast part is given its final shape.

Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis die Schmelze 24 ausgehärtet ist. Durch das Entformen des fertigen Gussteils, durch Öffnen des Deckelteils 3 und der Seitenwandungen 9 und dem damit verbundenen Öffnen der Kokille 1, werden die Entlüftungseinrichtung 34 und gegebenenfalls die Entlüftungsrillen 13 freigelegt und können dann auf einfache Weise von Schmelzerückständen befreit werden bzw. Angüsse, die sich in den Entlüftungskanälen der Entlüftungseinrichtung 34 und gegebenenfalls in den Entlüftungsrillen 13 ausbilden, können einfach vom Gussteil getrennt werden.This condition is maintained until the melt 24 is solidified. By removing the finished casting from the mold, by opening the cover part 3 and the side walls 9 and the associated opening of the mold 1, the venting device 34 and, if necessary, the venting grooves 13 are exposed and can then easily be freed from melt residues or sprues that that form in the ventilation channels of the ventilation device 34 and possibly in the ventilation grooves 13 can be easily separated from the cast part.

Im Rahmen der Erfindung kann das Deckelteil 3 mehrteilig ausgebildet sein, insbesondere mit einem zentralen, vertikal beweglichen Teil und einem stationären Umfangsteil. Das zentrale Teil kann dann als Stempelelement 20 zum Verdichten der Schmelze dienen. Eine Kokille 1 mit der Entlüftung und dem Stempelelement 20 ist besonders vorteilhaft zum Herstellen von Gussteilen, welche sich radial nach außen erstreckende stab- oder speichenförmige Abschnitte aufweisen, wie z.B. bei Fahrzeugrädern. Bei derart komplexen Formen besteht eine hohe Gefahr, dass der Formraum 4 nicht vollständig im Niederdruckgießverfahren mit Schmelze 24 ausgefüllt wird. Durch die Kombination des aktiven Entlüftens und Verdichtens mittels des Stempelelementes 20 wird sichergestellt, dass auch langgestreckte Kanäle im Formraum 4 vollständig mit Schmelze 24 ausgefüllt werden.Within the scope of the invention, the cover part 3 can be designed in several parts, in particular with a central, vertically movable part and a stationary peripheral part. The central part can then serve as a plunger element 20 for compressing the melt. A mold 1 with the ventilation and the stamping element 20 is particularly advantageous for the production of castings which have radially outwardly extending rod- or spoke-shaped sections, such as in vehicle wheels. With such complex shapes, there is a high risk that the mold space 4 will not be completely filled with melt 24 in the low-pressure casting process. The combination of active venting and compression by means of the stamp element 20 ensures that elongated channels in the mold space 4 are also completely filled with melt 24 .

Insbesondere sind Gussteile, wie z.B. (Fahrzeug-)Räder bzw. Radträger mit der vorliegenden Erfindung herstellbar. Grundsätzlich können aber eine Vielzahl von Gussteilen mit der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Der Formraum 4 ist entsprechend nahezu beliebig an andere Bauteilgeometrien anpassbar.In particular, castings such as (vehicle) wheels or wheel carriers can be produced with the present invention. In principle, however, a large number of castings can be produced using the present invention. Accordingly, the mold space 4 can be adapted to other component geometries in almost any way.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 19936973 A1 [0007]
DE 102008051998 A1 [0008]
DE 102004050781 A1 [0009]

Claims

Mold (1) for low-pressure casting, comprising a base part (2) and a cover part (3), the base part (2) and the cover part (3) delimiting a mold space (4) and a riser pipe connection (6) opening into the mold space (4). , characterized in that the base part (2) and the cover part (3) in a closed state have at least one area in which they contact each other and form a contact surface (33), wherein in the contact surface (33) at least partially a ventilation device ( 34) which communicates with the mold space (4) and is connected to at least one ventilation opening (38).

Mold (1) according to claim 1 , characterized in that the cover part (3) has a cover (35) and a plunger element (20), the plunger element (20) being arranged on the side of the cover (35) facing the mold space (4), so that it has a Part of the mold space (4) and wherein the stamping element (20) has the ventilation device (34) on its radial outside.

Mold (1) according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the ventilation device (34) has one or preferably several ventilation channels (37a, 37b) extending in the vertical direction (8) and/or in the horizontal direction (10), the ventilation channels (37a, 37b) preferably having a cross section are approximately semicircular and/or rectangular in shape and/or wherein the ventilation channels are in the form of waves, meanders or zigzags and the ventilation channels communicate at least indirectly with the ventilation opening (38).

Mold (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the venting device (34) has at least one plunger venting section (37) which is distributed in the circumferential direction on the radial outside of the plunger element (20), with each plunger venting section (37) having at least one first venting channel (37a) and at least has a second venting channel (37b) which is connected to the first venting channel (37a) and wherein the first venting channel (37a) is arranged in particular substantially perpendicularly to the second venting channel (37b).

Mold (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the at least one vent opening (38) comprises a first vent opening section (39) and a second vent opening section (40), the first vent opening section (39) being connected to the second vent opening section (40), the first vent opening section ( 39) extends from the venting device (34) approximately in a horizontal direction into the plunger element (20), and wherein the second vent opening section (40) runs approximately in a vertical direction (8) to the first vent opening section (39) and extends through the plunger element ( 20) and the cover (35) of the cover part (3) through to at least one connection (18).

Mold (1) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the at least one ventilation opening (38) is delimited at least in sections by at least one channel section (42) of the plunger element (20), which is in particular formed in one piece and is oriented substantially vertically, with the channel section (42) preferably having the cover (35) in passes through an opening (41) and in particular projects vertically over the cover (35).

Mold (1) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the one or more ventilation openings (38) are connected to a common pump device (19) via the connections (18), and the pump device (19) for applying an overpressure and/or an underpressure to the mold space ( 4) is trained.

Mold (1) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the ventilation device (34) of the contact surface (14) is designed as a ventilation groove (13) which is connected to the mold space (4) and to the ventilation opening (17) in a communicating manner.

Mold (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the ventilation groove (13) extends outwards from the mold space (4) approximately in the lateral direction (10), and wherein the ventilation groove (13) is in a base part contact surface (15) of the base part (2) and/or in a cover part contact surface (16) of the cover part (3), the venting groove (13) preferably having an approximately semicircular cross section and being closed outwards in the lateral direction (10).

Mold (1) according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the mold (1) has one or more side walls (9), four side walls (9) preferably being provided, and each side wall (9) a ventilation groove (13) is provided, and wherein each ventilation groove (13) is connected to a ventilation opening (17) formed in the cover part (3).

Mold (1) according to one of Claims 1 until 10 , characterized in that the one or more ventilation openings (17) are connected to the common pump device (19) via the connections (18), and the pump device (19) for applying an overpressure and/or an underpressure to the mold space ( 4) is trained.

Mold (1) according to one of Claims 1 until 11 , characterized in that a functional section (12) is formed on an inner wall (11) of the mold (1) which delimits the mold space (4) and extends approximately in the vertical direction (8), the functional section (12) being has functional elements extending in the vertical direction (8) and/or in the horizontal direction (10), and the functional elements are designed in waves, meanders or zigzags and form secondary venting grooves (32) that open into the venting grooves (13), the functional section (12) is formed in the vertical direction (8) at the top of the mold (1) and extends approximately over at least 50% or at least 33% or at least 25% of a height of the mold space (4) in the vertical direction (8). .

Mold (1) according to one of Claims 1 until 12 , characterized in that the base part (2) has a bottom wall (5) and one or more, in particular four, side walls (9) which delimit the mold space (4), the side walls (9) for opening the mold space (4) can be displaced outwards in the lateral direction (10), or that the cover part (3) has a top wall and at least one or more sections of the side walls (9) or the side walls (9), and guide elements are provided for guiding the side walls (9). are.

Mold (1) according to one of Claims 1 until 13 , characterized in that the cover part (3) has the stamping element (20) which can be arranged in the mold space (4), the stamping element (20) preferably being designed to be displaceable in the vertical direction (8) and a displacement being approximately 5mm.

Device (21) for low-pressure casting with a mold (1) according to one of Claims 1 until 14 , comprising a heating device (22) for heating a crucible (23), wherein the crucible (23) is designed to hold melt (24) and wherein the crucible (23) has a riser pipe (25) with a riser pipe connection (6) the mold (1), and a gas pressure application device (26) to apply a gas pressure to the melt (24) in the crucible (23) in such a way that the melt (24) from the crucible (23) via the riser pipe ( 25) of the mold (1) can be fed.

Method for low-pressure casting, in particular with a device (21) according to claim 15 , comprising the following steps, filling a mold space (4) of a mold (1) with melt (24) and applying a negative pressure to the mold space (4) by means of a pump device (19), the negative pressure preferably being applied when the mold space ( 4) is approximately at least 50% or at least 65% or at least 80% full.

Method for low-pressure casting according to one of Claims 15 or 16 , comprising the further step that at the beginning of the filling of the mold space (4) the melt (24) is subjected to a counter-pressure by means of the pump device (19) until the mold space (4) is approximately at least 50% or at least 65% or at least 80% filled.