DE10233962A1

DE10233962A1 - Aktivspeisungsadapter

Info

Publication number: DE10233962A1
Application number: DE10233962A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Munz
Original assignee: Kurtz GmbH
Current assignee: Kurtz GmbH
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2003-03-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktivspeisungsadapter, insbesondere für das Niederdruckgießen, zur Trennung von Schmelzofen und Gießform unmittelbar nach der Formfüllung. DOLLAR A Der erfindungsgemäße Aktivspeisungsadapter zeichnet sich dadurch aus, dass in dem gegenüber der Atmosphäre abgeschlossenen Schmelzeweg durch den Aktivspeisungsadapter zumindest eine von der Schmelze passierbare Buchse (8, 21) angeordnet ist, die zumindest einen in ihrer Wandung angeordneten Kanal (13, 23) aufweist, wobei zumindest eine Kolbenanordnung (9, 20) passgenau in der Buchse (8, 21) aufnehmbar ist. Die Kolbenanordnung (9, 20) lässt sich dabei in der Buchse (8, 21) aus einer ersten Stellung, in der der Schmelzeweg vom Ofen über Schmelzezuleitung, Buchsenkanal (13, 23) und Buchse (8, 21) in die Gussform eröffnet ist, in eine weiter schmelzstromabwärts gelegene zweite Stellung verbringen, in der der Schmelzeweg aufgrund Überdeckung des Buchsenkanals (13, 23) durch die Kolbenanordnung (9, 20) unterbrochen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aktivspeisungsadapter, der sich zur Trennung des Formfüllvorgangs von der Aktivspeisung nach der Formfüllung eignet, insbesondere beim Niederdruckgießen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aktivspeisungsadapter der in Rede stehenden Art kommen insbesondere, jedoch keineswegs ausschließlich, bei der Herstellung von Gussstücken unter Anwendung des Niederdruck-Gießverfahrens zum Einsatz. Beim Niederdruck-Gießverfahren ist ein von der Atmosphäre abgeschlossener, gasdruckdichter Schmelz- bzw. Warmhalteofen über ein Steigrohr mit einer oberhalb des Ofens angeordneten Gießform bzw. Kokille verbunden, wobei die Formfüllung mittels Druckbeaufschlagung des Ofeninnenraums erfolgt.
Dadurch steigt die Schmelze durch das Steigrohr auf und füllt die Gießform beginnend von unten her, ohne dass dabei der Gussqualität abträgliche starke Strömungen oder Turbulenzen auftreten können. Nach dem Anfüllen der Form muss jedoch der im Ofen wirkende Gasdruck so lange aufrecht erhalten werden, bis die in der Gießform befindliche Schmelze vollständig erstarrt ist. Diese Erstarrungszeit, während der die gesamte Anlage stillsteht und der Ofen damit insbesondere nicht zur Erzeugung weiterer Gussteile einsetzbar ist, kann jedoch in Abhängigkeit der Masse des zu erzeugenden Gussstücks bis über 90 Prozent des gesamten Gießzyklus betragen, was zu einer äußerst ineffektiven Ofenausnutzung führt.
Es ist bereits versucht worden, Anlagen zum Niederdruckgießen mit einem Adapter bzw. mit einer Einrichtung zur Trennung der Gießform vom Ofen unmittelbar nach vollständiger Füllung der Form auszustatten, um so die Taktzeiten zu verkürzen und den Ofen bereits während der Erstarrungszeit eines ersten erzeugten Gussteils bereits wieder zur Erzeugung des nächsten Gussteils einsetzen zu können.
Aus der CH 415 972 ist es hierzu bekannt, eine Anlage zum Niederdruckgießen mit einem zwischen Gussform und Ofen bzw. zwischen Gussform und Ofensteigrohr angeordneten Abschlussventil sowie mit einem oberhalb des Abschlussventils angeordneten Speisertopf zur Aktivspeisung des oberhalb des Speisertopfs befindlichen Gussstücks zu versehen. Hierzu weist der Speisertopf eigens einen beweglichen volumenverdrängenden Kolben auf, durch den die im Speisertopf befindliche, flüssige Schmelze auch nach Abkopplung der mittels Ventil verschlossenen Gussform vom Ofen aktiv mit dem erforderlichen Speisungsdruck beaufschlagt werden kann, solange, bis die gesamte in der Gussform befindliche Schmelze erstarrt ist.
Dieser bekannte Adapter zur sog. Aktivspeisung einer Gussform im Niederdruck-Gießverfahren ist jedoch insbesondere aufgrund der eigens vorzusehenden und getrennt voneinander zu betätigenden Ventil- und Verdrängerkolbeneinrichtungen sehr aufwendig, daher teuer in Herstellung und Betrieb, und bringt zudem hohen Wartungs- und Reinigungsbedarf mit sich. Zudem führt der bei diesem Aktivspeisungsadapter notwendige separate und zumeist eigens zu beheizende Speisertopf zur unerwünschten Erhöhung des beim Gießens anfallenden Kreislaufmaterialanteils, was ebenfalls zusätzlichen Arbeitsaufwand und zusätzliche Kosten verursacht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Adapter zur Trennung von Formfüllung und Aktivspeisung, insbesondere für das Niederdruck-Gießverfahren zu schaffen, der die oben genannten Nachteile nicht aufweist, der insbesondere einfach aufgebaut ist und lediglich minimale Wartung erfordert, und mit dem sich darüber hinaus auch die Notwendigkeit zusätzlicher voluminöser Speisertöpfe eliminieren lässt.
Diese Aufgabe wird durch einen Aktivspeisungsadapter nach der Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Aktivspeisungsadapter gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich in an sich bekannter Weise zwischen dem gussformseitigen Austritt der Schmelzeleitung eines druckbeaufschlagbaren Schmelz- bzw. Warmhalteofens und einer Gießform anordnen, um damit die Gussform unmittelbar nach dem Anfüllen vom Ofen trennen zu können.
Erfindungsgemäß zeichnet sich der Aktivspeisungsadapter jedoch dadurch aus, dass in dem gegenüber der Atmosphäre abgeschlossenen Schmelzeweg durch den Aktivspeisungsadapter zumindest eine von der Schmelze passierbare Buchse angeordnet ist, die zumindest einen in ihrer Wandung angeordneten Kanal aufweist, wobei zumindest eine Kolbenanordnung passgenau in der Buchse aufnehmbar ist. Die Kolbenanordnung lässt sich dabei in der Buchse aus einer ersten Stellung, in der der Schmelzeweg vom Ofen über Schmelzezuleitung, Buchsenkanal und Buchse in die Gussform eröffnet ist, in eine weiter schmelzstromabwärts gelegene zweite Stellung verbringen, in der der Schmelzeweg aufgrund Überdeckung des Buchsenkanals durch die Kolbenanordnung unterbrochen ist.
Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Schmelze aus dem Ofen in der ersten Stellung der Kolbenanordnung in der Buchse mittels Druckbeaufschlagung des Ofeninnenraums sehr leicht durch die Schmelzezuleitung und den Buchsenkanal in die an das ofenabgewandte Ende der Buchse anschließende Gießform einströmen und so die Kavität der Form anfüllen kann. Durch Verbringen der Kolbenanordnung innerhalb der Buchse aus ihrer ersten in ihre zweite Stellung, das bei vollständig angefüllter Formkavität sowie bei noch unter Füll- bzw. Speisungsdruck stehender Schmelze erfolgt, wird ohne zusätzlich erforderliche Bauteile oder Ventile der Schmelzeweg vom Ofen zur Gussform unterbrochen. Dabei wird gleichzeitig jedoch der Füll- bzw. Speisungsdruck vollkommen unterbrechungsfrei aufrecht erhalten, was ganz entscheidend förderlich für die Formteil- und Gefügequalität eines dergestalt erzeugten Gussteils ist.
Nach dem Verbringen der Kolbenanordnung in der Buchse aus ihrer ersten in ihre zweite Stellung kann durch fortgesetzte bzw. zusätzliche Kraftbeaufschlagung des Kolbens die dann durch das Zusammenwirken von Buchse und Kolbenboden in der Gussform vollkommen ab- bzw. eingeschlossene Schmelze bis zur Erstarrung mit dem gewünschten Speisungsdruck beaufschlagt werden. Im Gegensatz zu den bekannten Niederdruckgießverfahren lässt sich der Speisungsdruck dabei gegebenenfalls praktisch beliebig hoch einstellen, wodurch sich die Gussteilqualität weiter erhöhen lässt. Gleichzeitig kann bereits der Schmelz- bzw. Warmhalteofen, nach einem Druckausgleich mit der Atmosphäre, vollständig von Form und Aktivspeisungsadapter abgekoppelt werden, was zur gewünschten vollständigen Trennbarkeit zwischen Gießform und Ofen führt, während die Schmelze in der Form noch flüssig ist. Der Ofen lässt sich dann unmittelbar wieder zu Erzeugung des nächsten Gussteils einsetzen, ohne dass zunächst die Erstarrung der Schmelze des zuvor erzeugten Gussteils abgewartet werden müsste.
Die räumliche Anordnung und axiale Ausrichtung des Aktivspeisungsadapters, insbesondere der Kolbenanordnung und der Buchse, ist für die erfindungsgemäße Funktion zunächst nicht wesentlich. Insbesondere beim Einsatz des Aktivspeisungsadapters in einer Anlage zum Niederdruckgießen ist es jedoch vorteilhaft, wie dies gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, wenn sich der Anstich der Form im Wesentlichen unmittelbar an den Buchsenausgang anschließt und außerdem die Achse der Kolbenanordnung bzw. der Buchse im Wesentlichen lotrecht verläuft.
Auf diese Weise lässt sich die Gießform turbulenzarm, entgegen der Schwerkraft von unten nach oben, und durch den vorzugsweise am räumlichen und/oder thermischen Zentrum des Gussteils angesetzten Anschnitt auf dem kürzesten und direktesten Wege anfüllen. Bei einer derartigen Anordnung und Ausrichtung des Aktivspeisungsadapters wirkt somit nach dem Verbringen des Kolbens von seiner ersten in seine zweite Stellung die durch den Kolben auf die in der Gussform befindliche Schmelze aufbringbare Kraft unmittelbar auf das thermische Zentrum des Gussteils, wodurch insbesondere zusätzliche Speiservolumina stark reduziert werden, ja sogar gänzlich entfallen können.
Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verläuft die Konturlinie der Durchdringung von Buchsenkanal und Buchse zumindest in ihrem der Gussform zugewandten Bereich großenteils unter einem spitzen Winkel zur Längsachse der Buchse. Eine derartige Formgebung im gussformseitigen Bereich des Buchsenkanals führt dazu, dass das Abreißen der Schmelzeströmung durch den Buchsenkanal beim Verbringen des Kolbens von seiner ersten in seine zweite Stellung nicht schlagartig durch Abquetschen des gesamten Restquerschnitts der Schmelzeströmung erfolgt, sondern dass die noch strömende Schmelze vielmehr allmählich bzw. mit einem gleichmäßigen, stufenlosen Übergang zum Stillstand kommt. Hierdurch werden insbesondere schlagartige Änderungen der Druckbelastung sowohl der Gussform als auch der gesamten Gießanlage minimiert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt der stromabwärts gelegene Boden der Kolbenanordnung eine konvexe, insbesondere hügelartig geformte Kontur. Eine dergestalt ausgebildete Oberfläche des der Gussform zugewandten Kolbenbodens dient einerseits der Optimierung der Schmelzeströmung beim Einströmen in die Gussform und erleichtert andererseits das Entformen des erstarrten Gussteils aus der Gussform, insbesondere im Bereich von Buchse und Kolbenanordnung.
Auf welche Weise die Kolbenanordnung zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Stellung hin- und herbewegt wird, ist für die Erfindung zunächst ohne Belang. So kann hierfür beispielsweise ein elektrischer Spindelantrieb oder Pneumatik in Betracht kommen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Bewegung der Kolbenanordnung zwischen ihren beiden Stellungen jedoch durch hydraulischen Antrieb, wodurch sich sowohl Position als auch Kraftbeaufschlagung des Kolbens genau sowie in weitem Bereich steuern lassen.
Dabei sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zumindest ein Teilbereich der Schmelzezuleitung sowie Buchse, Kolbenanordnung und hydraulischer Antrieb in einem gemeinsamen Maschinenrahmen zusammengefasst und angeordnet. Hierdurch werden Handhabung, Betrieb und Wartung des Aktivspeisungsadapters entscheidend erleichtert. Besonders bevorzugt weist dabei der Maschinenrahmen Schnellverschlusseinrichtungen zur Verbindung mit dem Schmelzofen und/oder mit dem Formenaufbau auf, durch die sich insbesondere das je hergestelltem Formteil notwendige Lösen und Wiederverbinden des Aktivspeisungsadapters mit dem Ofen erleichtern und beschleunigen lässt.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Kolbenanordnung als Hohlkolben ausgebildet, der zumindest eine kolbenradial verlaufende Ausströmöffnung aufweist. Gleichzeitig ist der zumindest eine Buchsenkanal als den Boden des Hohlkolbens umgreifender Überströmkanal ausgebildet ist, wobei der Schmelzeweg von der Schmelzezuleitung durch Hohlkolben, Ausströmöffnung und Überströmkanal in die Form verläuft. Hierdurch wird ein auf besonders kurzem und direktem Weg sowie besonders turbulenzarm erfolgendes Einströmen der Schmelze in die Formkavität erzielt.
Dabei ist besonders bevorzugt der Hohlkolben an einem Durchbruch eines mit dem Schmelzofen bzw. mit der Schmelzezuleitung verbindbaren ersten Trägerelements und die Buchse im Bereich eines Durchbruchs eines am ersten Trägerelement zur Anlage bringbaren, mit der Gießform verbindbaren zweiten Trägerelements angeordnet. Die Bewegung des Hohlkolbens zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung kann dann durch Relativbewegung von erstem und zweitem Trägerelement erfolgen.
Um der Schmelze ein besonders gleichmäßiges und rasches Einströmen in die Gussform zu ermöglichen und der Schmelzeleitung vom Ofen zur Gussform einen möglichst großen und kaum Turbulenzen erzeugenden Strömungsquerschnitt zu verleihen, ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Hohlkolben zwei bis sechs, besonders bevorzugt drei Ausströmöffnungen und die Buchse ebenso viele Überströmkanäle aufweist. Dabei sind Ausströmöffnungen bzw. Überströmkanäle bevorzugt gleichmäßig am Kolbenmantel bzw. Buchsenmantel verteilt angeordnet.
Für die Erfindung ist es nicht wesentlich, auf welche Weise korrekte Überdeckung zwischen den am Hohlkolben angeordneten Ausströmöffnungen und den mit den Ausströmöffnungen korrespondierenden Überströmkanälen der Buchse jeweils gewährleistet wird. Um für eine stets korrekte Ausrichtung des Hohlkolbens in der Buchse zu sorgen, bzw. um die fehlerfreie Montage der beiden Trägerelemente des Aktivspeisungsadapters, beispielsweise nach einem Reinigungsvorgang, zu gewährleisten, ist es gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass sowohl der Hohlkolben als auch die Buchse jeweils eine achsparallele Abflachung aufweisen, wobei die am Hohlkolben angeordnete Abflachung und die an der Buchse angeordnete Abflachung zueinander formkomplementär ausgebildet sind. Dies führt mit anderen Worten dazu, dass sich der Hohlkolben ausschließlich in derjenigen Ausrichtung in die Buchse einführen lässt, in der die korrekte und optimale Überdeckung von Ausströmöffnung und Überströmkanal gewährleistet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispielen darstellender Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 in seitlicher, teilweise geschnittener Darstellung ein Ausführungsbeispiel für einen Aktivspeisungsadapter mit hydraulischem Kolbenantrieb;
Fig. 2 in schematischer, isometrischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Aktivspeisungsadapter mit oberem und unterem Trägerelement;
Fig. 3 in vergrößerter, schematischer isometrischer Darstellung einen Schnitt durch den Aktivspeisungsadapter gemäß Fig. 2 entlang der Schnittlinie C-C in Fig. 2;
Fig. 4 in schematischer, seitlicher Ansicht den Schnitt durch den Aktivspeisungsadapter gemäß Fig. 2 und 3; und
Fig. 5 in schematischer Darstellung den Aktivspeisungsadapter gemäß Fig. 2 bis 4 in Draufsicht.
In Fig. 1 erkennt man einen Aktivspeisungsadapter, der einen durch Plattenelemente 1, 2 und Stangenelemente 3, 4, 5, gebildeten Maschinenrahmen umfasst. In dem Maschinenrahmen ist ein Teil einer Schmelzezuleitung 6 angeordnet, die bei 7 mit der Schmelzeleitung eines nicht dargestellten Niederdruckofens dicht verbunden werden kann. Ferner enthält der Maschinenrahmen eine Buchse 8 und eine in der Buchse 8 axialbewegliche Kolbenanordnung 9. Die Position der Kolbenanordnung 9 lässt sich über einen Kolbenstangenanordnung 10, Wippe 11 und Hydraulikzylinder 12 umfassenden Antrieb steuerbar innerhalb der Buchse zeichnungsbezogen auf- und abbewegen. Die Buchse 8 weist einen seitlich in der Buchsenwandung angeordneten Durchbruch bzw. Kanal 13 auf, der eine Fortsetzung der Schmelzezuleitung 6 in den Innenraum der Buchse 8 bildet. Die Kolbenstangenanordnung 10 ist teilbar ausgebildet, um eine einfache Montage und Demontage der Kolbenanordnung 9 zu ermöglichen.
Dargestellt ist der Aktivspeisungsadapter mit Kolben 9 in der Füllposition, in der der Schmelzeweg vom (nichtdargestellten) Ofen bei 7 über Schmelzezuleitung 6, Buchsenkanal 13 und Buchse 8 in die (ebenfalls nicht dargestellte) Gussform eröffnet ist, die sich bei 14 am Plattenelement 2 anordnen lässt. In dieser Position des Kolbens 9 lässt sich die Gussform mittels Druckbeaufschlagung des Ofens - wodurch Schmelze in der Schmelzeleitung des Ofens aufsteigt, bei 7 in die Schmelzezuleitung 6 und durch Buchsenkanal 13 und Buchse 8 bei 14 in die Form einströmt - mit Schmelze vollständig sowie turbulenzarm anfüllen.
Ist die Form dergestalt mit Schmelze angefüllt, so wird der Kolben 9 mittels Hydraulikzylinder 12, Wippe 11 und Kolbenstangenanordnung 10 in eine durch punktierte Linie bei 15 angedeutete zweite Position bewegt. Dabei wird zunächst der Schmelzeweg durch Überdeckung des Buchsenkanals 13 durch den Kolben 9 unterbrochen. Durch weitere Kraftbeaufschlagung des Kolbens 9 wird sodann der Speisungsdruck in der Form aufgebaut und solange gehalten, bis die Schmelze in der Formkavität vollständig erstarrt ist. Die dabei auftretende Erstarrungsschwindung wird durch Nachdrücken des Kolbens 9 kompensiert, was die durch strichlierte Linie angedeutete Position 16 des Kolbenbodens versinnbildlicht. Auf diese Weise werden lunkerfreie Gussteile mit optimaler Gefügestruktur erhalten. Während der Druckspeisung durch den Kolben 9 zwischen den Positionen 15 und 16 kann der Überdruck im Ofen bereits abgebaut werden, wodurch die noch in der Schmelzezuleitung 6 befindliche Schmelze in den Ofen zurückläuft, und wonach der Ofen bereits vollständig von Gussform und Aktivspeisungsadapter getrennt werden kann, um sofort zur Herstellung weiterer Gussteile in weiteren Gussformen zur Verfügung zu stehen.
Die in Fig. 2 dargestellte weitere Ausführungsform eines Aktivspeisungsadapters umfasst ein erstes Trägerelement 17 und ein zweites Trägerelement 18. Man erkennt das obere Ende der die Trägerelemente 17, 18 durchdringenden durchbruchartigen Ausnehmung 19, die den Schmelzeweg vom unterhalb des ersten Trägerelements 17 angeordneten, nicht dargestellten Schmelz- bzw. Warmhalteofen durch den Aktivspeisungsadapter zu der oberhalb des zweiten Trägerelements 18 angeordneten, ebenfalls nicht dargestellten Gießform bildet.
Fig. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung den Aktivspeisungsadapter gemäß Fig. 2, geschnitten entlang der Schnittlinie C-C in Fig. 2. Man erkennt wiederum zunächst das untenliegende erste Trägerelement 17 und das obenliegende zweite Trägerelement 18, sowie den beide Trägerelemente 17, 18 durchdringenden Schmelzeweg bzw. Durchbruch 19. Dabei lässt sich das obere Trägerelement 18 mit der Unterseite einer nicht dargestellten Gießform verbinden dergestalt, dass das obere Ende des Durchbruchs 19 in einen Anschnitt für die Füllung der Gussform mit Schmelze mündet. Das untere Trägerelement 17 hingegen kann an einen an sich bekannten Schmelz- bzw. Warmhalteofen, der mit einem gewissen Überdruck beaufschlagt werden kann, dicht angedockt werden, so dass aus der Schmelzezuleitung des an das Trägerelement 17angedockten Ofens durch die Ausnehmung 19 ein Weg für die im Ofen befindliche Schmelze zur Gießform eröffnet wird.
Der Weg der Schmelze durch erstes Trägerelement 17, Hohlkolben 20, Buchse 21 bzw. zweites Trägerelement 18 in die oberhalb des Trägerelements 18 befindliche, nicht dargestellte Gießform geht aus der Schnittdarstellung der Fig. 4 hervor.
Bei der dargestellten Ausführungsform des Aktivspeisungsadapters besitzt der Hohlkolben 20 drei Ausströmöffnungen 22 und die Buchse 21 dieselbe Anzahl an Überströmkanälen 23, von denen in der Schnittdarstellung der Fig. 4 lediglich jeweils zwei sichtbar sind.
In Fig. 4 befindet sich der Hohlkolben 20 in seiner ersten Relativstellung innerhalb der Buchse 21, wodurch der Schmelzeweg, durch die drei Ausströmöffnungen 22 des Hohlkolbens 20 hindurch, und vorbei am Hohlkolbenboden 24 durch die drei Überströmkanäle 23 der Buchse 21, eröffnet wird. In dieser Relativstellung von Hohlkolben 20 und Buchse 21 kann somit durch Druckbeaufschlagung des im Ofen befindlichen Schmelzebads die Schmelze durch die Schmelzezuleitung des Ofens und durch den offenen Aktivspeisungsadapter in die Gießform eingeleitet werden. Ist die Gießform dann vollständig mit Schmelze angefüllt, so kann mittels Relativbewegung zwischen erstem Trägerelement 17 und zweitem Trägerelement 18 der Hohlkolben 20 tiefer in die Buchse 21 eingeschoben werden, bis er seine zweite Stellung erreicht, in welcher der Schmelzeweg vom Ofen in die Gussform unterbrochen ist. Dies ist durch die strichlierte Linie 25 angedeutet, die die Position der gussformseitigen Oberfläche des Hohlkolbenbodens 24 in der zweiten Stellung des Hohlkolbens 20 markiert.
Man erkennt, dass in dieser zweiten Position 25 des Hohlkolbens 20 der nach oben in die Buchse 21 verschobene Hohlkolbenboden 24 die Überströmkanäle 23 der Buchse 21 rundum dicht abschließt, so dass keine weitere Schmelze von unten aus dem Ofen in die obenliegende Gussform gefördert werden kann, jedoch gleichzeitig auch die in der Gussform befindliche Schmelze dicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist.
In dieser zweiten Position 25 des Hohlkolbens 20 kann sodann der Überdruck im unten liegenden Ofen auf Umgebungsdruck abgesenkt werden, wobei auch etwa noch im Hohlkolben 20 befindliche überschüssige Schmelze in das Schmelzebad im Ofen zurückfließen kann. Sodann lässt sich der auf Umgebungsdruck gebrachte Ofen vom unteren Trägerelement 17 des Aktivspeisungsadapters vollständig abkoppeln, und steht sofort zur Fertigung weiterer Gussteile bzw. zur Speisung weiterer Gussformen zur Verfügung.
Der lediglich noch mit der gefüllten Gussform verbundene Aktivspeisungsadapter sorgt nun dafür, dass die in der Gussform befindliche Schmelze bis zur vollständigen Erstarrung unter dem erforderlichen Speisungsdruck gehalten wird. Hierzu wird bis zur vollständigen Erstarrung der Schmelze eine externe Kraft auf den Hohlkolben 20 bzw. auf das mit dem Hohlkolben 20 verbundene untere Trägerelement 17 aufgebracht. Insbesondere lässt sich auf diese Weise problemlos ein nahezu beliebig hoher Speisungsdruck erzeugen, was bei der bekannten Ofenspeisung aufgrund der begrenzten Druckbelastbarkeit des Ofens nicht möglich war. Ein erhöhter Speisungsdruck kommt insbesondere der Qualität der erzeugten Gussteile zugute.
Nach dem Erstarren der Schmelze und dem Abkühlen des Gussteils in der Form kann das Gussteil sehr leicht, beispielsweise nach vertikal oben aus der Gussform entfernt werden, wobei gleichzeitig der im oberen Ende der Ausnehmung 19 gebildete Anguss aus der Ausnehmung 19 entfernt wird. Anschließend steht die gesamte Vorrichtung, insbesondere der Aktivspeisungsadapter, ohne jegliche Notwendigkeit zu separater Reinigung wieder zur Herstellung weiterer Gussteile zur Verfügung.
Schließlich erkennt man in Fig. 4 noch die spitzwinklig zur Längsachse von Hohlkolben 20 bzw. Buchse 21 verlaufende gussformseitige Kontur 26 der Durchdringung von Überströmkanal 23 und Buchse 21, die zu einem nicht abrupten, sondern vielmehr mit gleichmäßigem Übergang stattfindenden Abquetschen der Schmelzeströmung durch den Überströmkanal 23, beim Verbringen des Hohlkolbens 20 von seiner ersten in seine zweite Stellung führt.
Fig. 5 zeigt den Aktivspeisungsadapter gemäß Fig. 2 bis 4 in der Draufsicht. Man erkennt einerseits die gleichmäßige Verteilung der Ausströmöffnungen 22 sowie der Überströmkanäle 23, jeweils entlang der Umfänge von Hohlkolben 20 bzw. Buchse 21. Außerdem geht aus Fig. 5 hervor, dass der Hohlkolben 20 auf einer Seite eine parallel zu seiner Längsachse verlaufende Abflachung 27, und die Buchse 21 eine zur Abflachung 27 des Hohlkolbens 20 formkomplementäre Abflachung 28 besitzt. Aufgrund der zueinander formkomplementären Abflachungen 27 und 28 von Hohlkolben 20 und Buchse 21 lässt sich der Hohlkolben 20 lediglich in derjenigen Stellung in die Buchse 21 einführen, in welcher eine optimale Überdeckung der Ausströmöffnungen 22 des Hohlkolbens 20 und der Überströmkanäle 23 der Buchse 21 gewährleistet ist.
Im Ergebnis wird deutlich, dass es dank der Erfindung möglich wird, den Durchsatz einer Niederdruck-Gießanlage ganz bedeutend zu steigern, ohne dass hierdurch die Qualität der erzeugten Gussteile leidet oder sich die Komplexität der Anlage wesentlich erhöht. Vielmehr wird es dank der mit dem erfindungsgemäßen Aktivspeisungsadapter unmittelbar im thermischen Zentrum der Gussform durchführbaren Druckspeisung möglich, Gussteile von besonders hoher Qualität bei gleichzeitig geringstmöglichem Anteil von Kreislaufmaterial zu produzieren.

Claims

1. Aktivspeisungsadapter zur Trennung von Formfüllung und Aktivspeisung beim Niederdruck-Gießen, gekennzeichnet durch zumindest eine im geschlossenen Schmelzeweg zwischen einem Niederdruckofen und einem Formenaufbau angeordnete, von der Schmelze passierbare Buchse (8, 21) mit zumindest einem in der Buchsenwandung angeordneten Kanal (13, 23) und zumindest eine passgenau in der Buchse (8, 21) aufnehmbare Kolbenanordnung (9, 20), die in der Buchse (8, 23) aus einer ersten Stellung, in der der Schmelzeweg vom Ofen über eine Schmelzezuleitung, Buchsenkanal (13, 23) und Buchse (8, 21) in die Gussform eröffnet ist, in eine weiter stromabwärts gelegene zweite Stellung verbringbar ist, in der der Schmelzeweg aufgrund Überdeckung des Buchsenkanals (13, 23) durch die Kolbenanordnung (9, 20) unterbrochen ist.

2. Aktivspeisungsadapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formanstich im Wesentlichen unmittelbar an den Buchsenausgang (14) anschließt und dass die Achse der Kolbenanordnung (9, 20) bzw. der Buchse (8, 21) im Wesentlichen lotrecht verläuft.

3. Aktivspeisungsadapter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturlinie (26) der Durchdringung von Buchsenkanal (13, 23) und Buchse (8, 21) zumindest in ihrem der Gussform zugewandten Bereich großenteils unter einem spitzen Winkel zur Längsachse der Buchse (8, 21) verläuft.

4. Aktivspeisungsadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der stromabwärts gelegene Boden der Kolbenanordnung (9, 20) eine konvexe, insbesondere hügelartige Kontur aufweist.

5. Aktivspeisungsadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Kolbenanordnung (9, 20) zwischen ihren beiden Stellungen durch einen hydraulischen Antrieb (12) erfolgt.

6. Aktivspeisungsadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilbereich der Schmelzezuleitung sowie Buchse (8, 21), Kolbenanordnung (9, 20) und hydraulischer Antrieb (12) in einem gemeinsamen Maschinenrahmen (1-5) angeordnet sind.

7. Aktivspeisungsadapter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenrahmen (1-5) Schnellverschlusseinrichtungen zur Verbindung mit dem Schmelzofen und/oder mit dem Formenaufbau aufweist.

8. Aktivspeisungsadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenanordnung als Hohlkolben (20) mit zumindest einer kolbenradial verlaufenden Ausströmöffnung (22) und der zumindest eine Buchsenkanal als den Kolbenboden umgreifender Überströmkanal (23) ausgebildet ist, wobei der Schmelzeweg von der Schmelzezuleitung durch den Hohlkolben (20) verläuft.

9. Aktivspeisungsadapter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkolben (20) an einem Durchbruch eines mit dem Schmelzofen bzw. mit der Schmelzezuleitung verbindbaren ersten Trägerelements (17) und die Buchse (21) im Bereich eines Durchbruchs eines am ersten Trägerelement (17) zur Anlage bringbaren, mit der Gießform verbindbaren zweiten Trägerelements (18) angeordnet ist.

10. Aktivspeisungsadapter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkolben (20) bevorzugt zwei bis sechs, besonders bevorzugt drei Ausströmöffnungen (22) und die Buchse (21) ebenso viele Überströmkanäle (23) aufweist.

11. Aktivspeisungsadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Kolbenanordnung (9, 20) und Buchse (8, 21) jeweils achsparallele Abflachungen (27, 28) aufweisen, die zueinander formkomplementär ausgebildet sind.