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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung für ein qualitativ
hochwertiges Druckgusserzeugnis.
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HINTERGRUND
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In
jüngerer
Zeit gibt es einen allgemeinen Bedarf nach Gusserzeugnissen von
höherer
Qualität. Unter
diesem Gesichtspunkt wird in JP Patent Kokai JP-A-7-256422 eine
Gießvorrichtung
für ein
Metallerzeugnis vorgeschlagen. Diese Gießvorrichtung weist eine Druckgusseinheit
mit einer Druckkammer zum Halten eines metallischen Materials wie
beispielsweise eine Aluminiumlegierung in einem Koexistenzzustand
von fester und flüssiger
Phase und einen Gießhohlraum,
in den das metallische Material zum Ausbilden eines Gusserzeugnisses
fließt,
einen Druckzylinder zum Setzen des in der Druckkammer der Druckgusseinheit
bevorrateten metallischen Materials unter Druck, um das unter Druck
stehende Material dazu zu bringen, zum Ausbilden eines Gusserzeugnisses
in den Gießhohlraum
zu fließen,
und eine Trennklinge auf, die an die äußere Schicht des metallischen
und durch einen Druckkolben unter Druck stehenden Materials angrenzt,
um die äußere Schicht
zu entfernen.
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Die äußere Schicht
des metallischen Materials ist der Luft ausgesetzt, und demnach
unterliegt sie der Kontamination durch Verunreinigungen wie beispielsweise
Oxide. Weiterhin wird die äußere Schicht
des metallischen Materials durch die innere Wandoberfläche einer
Kammer für
geschmolzenes metallisches Material abgeschreckt, und deshalb ist es
möglich,
dass sie eine veränderte
Textur aufweist. Falls überdies
ein Gussbeschich tungsmittel zum Abschmieren oder als thermischer
Widerstand für
die innere Wandoberfläche
der Druckkammer verwendet wird, neigt das Gussbeschichtungsmittel
dazu, an der äußeren Schicht
des metallischen Materials anzuhaften. Verunreinigungen, eine veränderte Struktur oder
das Gussbeschichtungsmittel, falls es ihm gestattet ist, in den
Gießhohlraum
zu fließen,
sind für die
Qualität
des Gusserzeugnisses nachteilig. Somit wird bei der oben genannten
Gießvorrichtung
für ein Metallerzeugnis
beim Setzen unter Druck des Metallmaterials durch den Druckzylinder
zum Erzeugen eines Flusses in den Gießhohlraum die äußere Schicht des
Metallmaterials mit einer Abtragsschneide wie beispielsweise einer
Klinge abgetragen. Dies verhindert, dass die Verunreinigungen, die
veränderte Struktur
oder das Gussbeschichtungsmittel in das Gusserzeugnis gelangen,
um eine verbesserte Qualität
des Gusserzeugnisses zu erhalten.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER OFFENBARUNG
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Mittlerweile
gibt es einen großen
Bedarf an weiteren Verbesserungen. Bei der oben erläuterten Gießvorrichtung
für ein
Metallerzeugnis kommt die Abtragsschneide der Klingeneinheit mit
dem metallischen Material in Eingriff. Dies führt zu dem Ergebnis, dass es,
wenn der Vorgang des Abtragens der äußeren Schicht des metallischen
Materials zu einem Abschluss gekommen ist, nicht ohne weiteres möglich ist,
die Klingeneinheit von dem metallischen Material zu trennen.
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Deshalb
ist bei der oben genannten Druckschrift zusätzlich zu der mit der Druckgusseinheit
bereitgestellten Klingeneinheit an dem Druckkolben eine zweite Klingeneinheit
vorgesehen. Wenn der Abtragsvorgang der äußeren Schicht des metallischen
Materials zu einem Abschluss gekommen ist, wird das metallische
Material unter Einwirken der durch die innerhalb der Druckgusseinheit
angeordneten Klingeneinheit und durch die zweite Klingeneinheit
des Druckkolben ausgeübten
Scherkräfte
gestanzt und abgetrennt, wobei dadurch das metallische Material
und die Klingeneinheit vollständig
voneinander getrennt werden. In diesem Fall muß die zweite Klingeneinheit
an dem Druckkolben vorhanden sein, so dass die Rüstkosten möglicherweise erhöht sind.
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In
Anbetracht des oben genannten Standes der Technik gibt es großen Bedarf
an weiteren Verbesserungen. Demnach ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Gießvorrichtung
für ein Metallerzeugnis
des Typs zu schaffen, bei dem die Klingeneinheit zum Abtragen der äußeren Schicht des
metallischen Materials frei von den vorgenannten Nachteilen ist.
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Insbesondere
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gießvorrichtung
für ein
Metallerzeugnis zu schaffen, bei der nach Abschluss des Vorganges
des Abtragens der äußeren Schicht des
metallischen Materials eine erleichterte Trennung des metallischen
Materials und der Klingeneinheit Voneinander sichergestellt ist.
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Gemäß einer
ersten Umsetzung der vorliegenden Erfindung ist eine Gießvorrichtung
geschaffen, die eine Haupteinheit, welche eine Druckkammer zur Aufnahme
eines metallischen Materials in einem Koexistenzzustand von fester
und flüssiger
Phase oder in einem Zustand von flüssiger Phase und einen Gießhohlraum
umfasst, in den das metallische Material zum Ausbilden eines Gusserzeugnisses zum
Hineinfließen
veranlasst wird, eine Druckeinheit zum Setzen des in der Druckkammer
der Haupteinheit enthaltenen metallischen Materials unter Druck, um
das metallische Material in den Gießhohlraum zum Herstellen eines
Gusserzeugnisses zwangsweise zu überführen, und
eine zwi- schen der Druckkammer und dem Gießhohlraum vorhandene, mit einer Abtragsschneide
ausgestattete Klingeneinheit aufweist. Die Abtragsschneide ist dazu
eingerichtet, an der äußeren Schicht
des durch die Druckeinheit unter Druck stehenden metallischen Materials
anzuliegen, um die äußere Schicht
abzutragen. Die Klingeneinheit ist so eingerichtet, dass sie zwischen
einer Abtragsstellung, in der die Abtragsschneide der Klingeneinheit
an das metallische Material angrenzt, um dessen äußere Schicht abzutragen, und
einer Freigabestellung wechselt, in der die Abtragsschneide der
Klingeneinheit frei von einem Eingriff mit dem metallischen Material
ist. Die Gießvorrichtung
umfasst weiterhin eine erste Antriebseinheit zum Bewegen der Klingeneinheit
von der Abtragsstellung in die Freigabestellung.
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Mit
der Gießvorrichtung
für ein
Metallerzeugnis gemäß der vorliegenden
Erfindung setzt die Druckeinheit das metallische Material in der
Druckkammer unter Druck, wenn die Klingeneinheit in der Abtragsstellung
ist. Das metallische Material in der Druckkammer wird dann zwangsweise
in den Gießhohlraum überführt, um
ein Gusserzeugnis zu bilden. Wenn (während) das metallische Material
in der Druckkammer auf diese Art und Weise zwangsweise in den Gießhohlraum überführt wird,
wird eine äußere Schicht
des metallischen Materials (gleichzeitig) durch die Abtragsschneide
der Klingeneinheit abgetragen. Dies verhindert, dass Verunreinigungen, Gussbeschichtungsmaterialien
oder veränderte Strukturen,
die an der äußeren Schicht
des metallischen Materials gebildet sind oder anhaften, zusammen
mit dem Metallerzeugnis in den Gießhohlraum überführt werden.
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Bei
der Gießvorrichtung
für ein
Metallerzeugnis gemäß der vorliegenden
Erfindung wird, wenn der Vorgang des Abtragens der äußeren Schicht
des metallischen Materials abgeschlossen ist, die Klingeneinheit
von der Abtragsstellung durch die erste Antriebseinheit in die Freigabestellung überführt. Dies gestattet
der Abtragsschneide, soweit sie mit dem metallischen Material in
Eingriff ist, von dem metallischen Material freizukommen. Durch
Trennen der Abtragsschneide der Klingeneinheit von dem metal lischen
Material kann das metallische Material in einfacher Weise von der
Druckkammer der Haupteinheit freigegeben werden. Bei einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
wird die Bewegung in die Freigabestellung durch eine axiale Bewegung
der Abtragsschneide durchgeführt.
Die Freigabebewegung kann jedoch in Abhängigkeit der Gestalt und Abmessung
des Gusserzeugnisses geeignet eingerichtet sein.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittansicht, die schematisch eine Gießvorrichtung für ein Metallerzeugnis darstellt
und insbesondere den Zustand vor dem Ansetzen eines Andockrohres
an einen Sitz einer Druckkammer zeigt.
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2 ist
eine Ansicht der Klingeneinheit von unten.
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3 ist
eine Schnittansicht, die schematisch eine Gießvorrichtung für ein Metallerzeugnis darstellt
und insbesondere den Zustand zeigt, bei dem das metallische Material
in der Druckkammer durch einen Druckkolben unter Druck gesetzt ist.
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4 ist
eine Schnittansicht, die schematisch eine Gießvorrichtung für ein Metallerzeugnis darstellt
und insbesondere den Zustand zeigt, bei dem die Sicherungseinheit
nach Beschicken des metallischen Materials in die Gießhohlräume entfernt worden
ist.
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5 ist
eine Schnittansicht, die schematisch eine Gießvorrichtung für ein Metallerzeugnis darstellt
und insbesondere den Zustand zeigt, bei dem die Klingeneinheit nach
Entfernen der Sicherungseinheit frei von einem Eingriff mit dem
metallischen Material ist.
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6 ist
eine Schnittansicht, die schematisch eine Gießvorrichtung für ein Metallerzeugnis gemäß einer
Abwandlung darstellt und insbesondere den Zustand zeigt, bei dem
das metallische Material in der Druckkammer durch einen Druckzylinder
unter Druck gesetzt ist.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
DER ERFINDUNG
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Das
in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendete metallische
Material ist in einem Koexistenzzustand von fester und flüssiger Phase
oder in einem Zustand flüssiger
Phase und kann beispielhaft durch Aluminiumlegierungen, Magnesiumlegierungen
und Zinklegierungen ausgeführt
sein. Der Koexistenzzustand von fester und flüssiger Phase steht für einen
Zustand, in dem festen Phase und flüssiger Phase gemeinsam existieren.
Das metallische Material in dem Koexistenzzustand von fester und
flüssiger
Phase kann beispielhaft durch ein derartiges metallisches Material
ausgeführt
sein, bei dem der Anteil von fester Phase zwischen 20 und 80% pro
Gewichtseinheit, und insbesondere zwischen 30 und 70% pro Gewichtseinheit,
und der Anteil von flüssiger
Phase zwischen 80 und 20% pro Gewichtseinheit, und insbesondere
zwischen 70 und 20% pro Gewichtseinheit, liegt. Diese Zusammensetzung
dient lediglich der beispielhaften Erläuterung und ist nicht dazu
bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wenn das metallische
Material in der flüssigen
Phase ist und das metallische Material in dieser flüssigen Phase
in die Druckkammer gebracht wird, wird das metallische Material
in dem Zustand flüssiger
Phase bei Kontakt mit der inneren Wandoberfläche der Druckkammer derart
gekühlt,
dass die äußere Schicht
nach und nach in feste Phase umgewandelt wird. Dadurch können die
in der äußeren Schicht vorhandenen
Verunreinigungen, die veränderte Struktur
oder das Gussbeschichtungsmittel durch Abtragen der äußeren Schicht
des metallischen Materials durch eine Schneide einer Abtragsklinge
entfernt werden.
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Die
Klingeneinheit grenzt an die äußere Schicht
des durch die Druckeinheit unter Druck stehenden metallischen Materials
zum Abtragen der äußeren Schicht
an. Die Klingeneinheit ist vorzugsweise in Bezug auf die Haupteinheit
austauschbar ausgeführt.
In diesem Fall kann die Klingeneinheit bei Beschädigung ausgetauscht werden,
was ein optimales Entfernen der äußeren Schicht
des metallischen Materials sicherstellt. Eine derartiges Entfernen
der äußeren Schicht
des metallischen Materials wird üblicherweise
so ausgeführt,
dass entlang einer (vollständigen)
Umfangslinie der äußeren Schicht des
metallischen Materials abgetragen wird. Alternativ können ein
Bereich oder Bereiche der äußeren Schicht
des metallischen Materials, an denen bevorzugt Verunreinigungen
oder veränderte
Strukturen ausgebildet oder bevorzugt Gussbeschichtungsmittel abgelagert
werden, abgetragen werden.
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Die
Klingeneinheit ist zwischen der Abtragsstellung zum Abtragen der äußeren Schicht
des metallischen Materials unter Anliegen der Klingeneinheit gegen
das metallische Material und der nicht abtragenden Freigabestellung
bewegbar, in der die Abtragsschneide der Klingeneinheit frei von
einem Eingriff mit dem metallischen Material ist. Dementsprechend
ist eine erste Antriebseinheit zum Bewegen der Klingeneinheit von
der Abtragsstellung in die nicht abtragende Freigabestellung vorhanden.
Die erste Antriebseinheit kann beispielhaft durch eine mit einem
unter Druck stehenden Fluid betriebene Zylindervorrichtung beziehungsweise
eine Motorvorrichtung ausgeführt
sein. Die mit einem unter Druck stehenden Fluid betriebene Zylindervorrichtung
kann beispielhaft durch eine hydraulische betriebene Zylindervorrichtung
oder eine pneumatisch betriebene Zylindervorrichtung ausgeführt sein.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
eine Sicherungseinheit vorhanden, die, wenn die Klingeneinheit in
der Abtragsstellung ist, an der Unterseite der Abtragsschneide der
Klingeneinheit angeordnet ist. Durch Anordnen der Sicherungseinheit an
der Unterseite der Abtragsschneide der Klingeneinheit ist die Klingeneinheit
zum Verbessern der Lastaufnahmeeigenschaft der Klingeneinheit unterstützbar, und
zwar dadurch, dass bei Abtragen der äußeren Schicht des metallischen
Materials durch die Abtragsklinge der Klingeneinheit die Klingeneinheit
davor geschützt
wird, unbeabsichtigt verschoben zu werden, um einen optimalen, hochgradig
zuverlässigen
Abtragsvorgang der äußeren Schicht
sicherzustellen.
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Vorzugsweise
ist die Sicherungseinheit zum Bewegen zwischen der Sicherungsstellung,
in der die Sicherungseinheit an der Unterseite der Abtragsklinge
der Klingeneinheit zum Stützen
der Klingeneinheit angeordnet ist, und einer beabstandeten Stellung,
in der die Sicherungseinheit von der Unterseite der Klingeneinheit
mit einem Abstand entfernt ist. Dementsprechend ist vorzugsweise
eine zweite Antriebseinheit zum Bewegen der Sicherungseinheit zwischen
der Sicherungsstellung und der beabstandeten Stellung vorgesehen.
Die zweite Antriebseinheit kann beispielhaft durch eine mit einem
unter Druck stehenden Fluid betriebene Zylindervorrichtung oder
eine Motorvorrichtung ausgeführt
sein. Die mit einem unter Druck stehenden Fluid betriebene Zylindervorrichtung
kann beispielhaft durch eine hydraulische betriebene Zylindervorrichtung
oder eine pneumatisch betriebene Zylindervorrichtung ausgeführt sein.
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Die
Sicherungseinheit kann mit Kühlmitteln zum
Kühlen
der Klingeneinheit über
die Sicherungseinheit ausgestattet sein. Da die Sicherungseinheit durch
die Kühlmittel
gekühlt
wird, kann die Klingeneinheit über
die Sicherungseinheit in ihren Wärmeabfuhreigenschaften
verbessert werden, so dass thermische Schäden oder Beeinträchtigungen
der Klingeneinheit vermieden sind.
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Die
Haupteinheit verfügt
vorzugsweise über eine
Aufnahmekammer für
Abtragsstücke
(oder Abfälle)
zum Aufnehmen von abgetragenen Abtragsstücken der äußeren Schicht des metallischen
Materials. Die Abtragsstückeaufnahmekammer
ist vorzugsweise direkt unterhalb der oder von der Klingeneinheit
in der Richtung nach unten angeordnet. In diesem Fall werden die
durch Abtragen der äußeren Schicht
des metallischen Materials erzeugten abgetragenen Abtragsstücke unmittelbar
in der Abtragsstückeaufnahmekammer
gesammelt.
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Mit
Bezug auf 1 bis 5 wird ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert. In 1 weist
eine Gießvorrichtung
für Metallerzeugnisse
gemäß des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
eine Haupteinheit (Grundkörper) 1,
eine Druckeinheit 3 und eine Klingeneinheit 4 auf.
Die Haupteinheit 1 ist aus einem äußeren Metallgussrahmen 10 aus
einem metallischen Material M und einem Gießwerkzeug 12 aufgebaut, das
in einer eingebetteten Art und Weise in einer Ausnehmung (Innenraum) 10a des äußeren Metallgussrahmens 10 angeordnet
ist. Der äußere Metallgussrahmen 10 umfasst
eine zylinderartig ausgebildete Druckkammer 14 zum Aufnehmen
eines fest/flüssigen
metallischen Materials M, in dem die feste Phase und die flüssige Phase
koexistieren. Üblicherweise
wird ein Wärmewiderstands-
oder schmierendes Gussbeschichtungsmittel auf die innere Wandoberfläche 14f der
Druckkammer 14 aufgebracht. Das Gießwerkzeug 12 weist
eine Anzahl von Gießhohlräumen 16,
in das das metallische Material M zum Ausbilden eines Gusserzeugnisses überführt wird,
und eine Anzahl von Übergangshohlräumen 17 auf,
die mit den unteren Bereichen der jeweiligen Gießhohlräume 16 in Verbindung
stehen. Die Gießhohlräume 16 sind
von dem Typ der Beschickung von unten, bei dem das metallische Material
M von der unteren Seite der Gießhohlräume 16 einfließt. Die Haupteinheit 1 umfasst
eine Abtragsstückeaufnahmekammer 18 zum
Aufnehmen von abgetragenen Abtragsstücken (oder Abfällen) M3
(siehe 4), die beim Abtragen der äußeren Schicht des metallischen Materials
M anfallen, und eine Führungsfläche 19 zum
Führen
der Klingeneinheit 4. Die Abtragsstückeaufnahmekammer 18 ist
unterhalb der Klingeneinheit 4 zur Verbindung mit der Druckkammer 14 angeordnet
und in einer kreisförmigen
(oder ringförmigen) Anordnung
um die Druckkammer 14 ausgebildet. Die Abtragsstückeaufnahmekammer 18 ist
mit einem Ausstoßstift 18k ausgestattet,
um die abgetragenen Abtragsstücke
M3 auszustoßen.
Durch Vorschieben des Ausstoßstiftes 18k in
Richtung der Abtragsstückeaufnahmekammer 18 können die
innerhalb der Abtragsstückeaufnahmekammer 18 befindlichen
abgetragenen Abtragsstücke
M3 mit einem höheren Wirkungsgrad
entfernt werden, so dass der Ausstoßstift 18k als ein
Fördermittel
zum Entfernen von Abtragsstücken
betreibbar ist.
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Die
Druckeinheit 3 setzt das in der Druckkammer 14 der
Haupteinheit 1 vorliegende metallische Material M unter
Druck und weist ein Andockrohr 30, das abnehmbar in einen
Sitz 14m der Druckkammer 14 eingefügt ist,
und einen Druckkolben 32 auf, der verschiebbar innerhalb
des Andockrohres 30 angebracht ist.
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Die
Klingeneinheit 4 ist zwischen der Druckkammer 14 und
den Gießhohlräumen 16 der
Haupteinheit 1 angeordnet. An der unteren Oberfläche 4a der
Klingeneinheit 4 ist eine Abtragsschneide 41 ausgebildet.
Die Abtragsschneide 41 grenzt an die äußere Schicht M2 des durch den
Druckkolben 32 der Druckeinheit 3 unter Druck
stehenden metallischen Materials M an, um die äußere Schicht M2 des metallischen
Materials M abzutragen. Mit Bezug auf 2 weist
die Klingeneinheit 4 eine umfängliche ringartige Gestalt
auf, so dass sie eine Mittellinie P der Druckkammer 14 umschließt, und
ist aus einem Paar von zur Hälfte
aufgeteilten Teilen 43 gebildet, von denen jedes die Gestalt
eines halben Ringes mit einer aufgespaltenen Oberfläche 43a aufweist.
Die Abtragsschneide 41 ist als ein Ring ausgebildet, so dass
sie die Mittellinie P der Druckkammer 14 umschließt. Die Klingeneinheit 4 ist
eine von der Haupteinheit 1 separate Einheit und austauschbar.
Falls die Klingeneinheit 4 irgendeinen Defekt erleidet,
kann sie somit gegen eine neue ausgetauscht werden. Die Klingeneinheit 4 ist
aus Metallen, wie beispielsweise. wärmebeständigem Stahl oder wärmebeständiger Keramik hergestellt.
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Mit
Bezug auf 1 weist die Gießvorrichtung
für metallische
Gegenstände
gemäß des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
als eine erste Antriebseinheit eine erste mit einem unter Druck
stehenden Fluid betriebene Zylindervorrichtung 51 auf.
Die erste mit einem unter Druck stehenden Fluid betriebene Zylindervorrichtung 51 weist
eine an einem feststehenden, nicht dargestellten Bereich angebrachte erste
Zylinderhauptkörpereinheit 52 und
eine mit der ersten Zylinderhauptkörpereinheit 52 verbundene erste
Zylinderstange 53 als Arbeitsmittel auf, um, wie durch
die Pfeile Y1 und Y2 angedeutet, in vertikaler Richtung eine Hin- und Herbewegung
durchzuführen.
Der hälftig
aufgeteilte Bereich 43 der Klingeneinheit 4 ist
mit einem distalen Ende 53c der ersten Zylinderstange 53 durch
ein nicht dargestelltes Verbindungshilfsmittel verbunden. Da die
Klingeneinheit 4 durch ein Paar von aufgespaltenen Oberflächen 43a gebildet
ist, sind zwei erste mit einem unter Druck stehenden Fluid betriebene
Zylindervorrichtungen 51 vorhanden. Wenn die jeweilige
erste mit einem unter Druck stehenden Fluid betriebene Zylindervorrichtungen 51 derart
in Betrieb ist, dass, wie durch den Pfeil Y2 angedeutet, die erste
Zylinderstange 53 in einer von der Druckkammer 14 wegweisenden
Richtung bewegt wird, wird die Klingeneinheit 4 entlang der
Führungsfläche 19 angehoben,
um von einer unteren Abtragsstellung A1 (siehe 1)
zu einer oberen, nicht abtragenden Freigabestellung A2 (5) bewegt
wird. Wenn die erste mit einem unter Druck stehenden Fluid betriebene
Zylindervorrichtungen 51 in umgekehrter Weise betrieben
wird, so dass die Zylinderstange 53, wie durch den Pfeil
Y2 angedeutet, in einer sich der Druckkammer 14 nähernden
Rich tung bewegt wird, bewegt sich die Klingeneinheit 4 entlang
der Führungsfläche 19 derart,
dass sie von der oberen nicht abtragenden Freigabestellung A2 (siehe 5)
in die untere Abtragsstellung A1 (siehe 1) bewegt
wird. Anders ausgedrückt,
die Klingeneinheit 4 ist so ausgebildet und eingerichtet,
dass sie wechselweise zwischen der Abtragsstellung A1, in der die
Abtragsschneide 41 der Klingeneinheit 4 an das
metallischen Material M angrenzt, um die äußere Schicht des metallischen
Materials M abzutragen (siehe 1), und
der nicht abtragenden Freigabestellung A2 bewegbar ist, in der die
Abtragsschneide 41 der Klingeneinheit 4 frei von
einem Eingriff mit dem metallischen Material M (siehe 5)
ist.
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Mit
Bezug auf 1 weist die Gießvorrichtung
für einen
metallischen Gegenstand gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wie in 1 dargestellt eine metallische Sicherungseinheit 7 auf. Wenn
sich die Klingeneinheit 4 in der Abtragsstellung A1 befindet,
ist die Sicherungseinheit 7 an einer rückseitigen Oberfläche 4f der
Abtragsschneide 41 der Klingeneinheit 4 angeordnet,
um die Klingeneinheit 4 zu stützen. Die Sicherungseinheit 7 kann
wechselweise zwischen einer Sicherungsstellung C1, in der die Sicherungseinheit 7 zum
Stützen
der Klingeneinheit 4 an der rückseitigen Oberfläche 4f der
Abtragsklinge 41 der Klingeneinheit 4 angeordnet
ist (siehe 1), und einer beabstandeten
Stellung C2 bewegt werden, in der die Sicherungseinheit 7 in
horizontaler Richtung (das heißt
quer zu der Bewegungsrichtung Y1 und Y2) bewegt und somit von der
rückseitigen Oberfläche 4f der
Klingeneinheit 4 beabstandet (siehe 4) ist.
Typischerweise wird die Abtragsschneide 41 quer (typischerweise
rechtwinklig) zu der Fließrichtung
des metallischen Materials M angeordnet.
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Die
Gießvorrichtung
für das
Metallerzeugnis des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist weiterhin
als eine zweite Antriebseinheit eine zweite mit einem unter Druck
stehenden Fluid betriebe ne Zylindervorrichtung 61 auf.
Die zweite mit einem unter Druck stehenden Fluid betriebene Zylindervorrichtung 61 weist
eine an einem feststehenden, nicht dargestellten Bereich angebrachte
zweite Zylinderhauptkörpereinheit 62 und
eine mit der zweiten Zylinderhauptkörpereinheit 62 verbundene
zweite Zylinderstange 63 als Arbeitsmittel auf, um, wie
durch die Pfeile X1 und X2 angedeutet, in horizontaler Richtung
eine Hin- und Herbewegung durchzuführen. Die (das) Sicherungseinheit
(-teil) 7 ist mit einem distalen Ende 63c der
zweiten Zylinderstange 63 verbunden. Wenn sich die zweite
Zylinderstange 63 der zweiten mit einem unter Druck stehenden
Fluid betriebene Zylindervorrichtung 61 zum Annähern an
die Klingeneinheit 4, wie durch den Pfeil X1 angedeutet,
nach innen bewegt, wird die Sicherungseinheit 7 in die
Sicherungsstellung C1 bewegt (siehe 1). Wenn sich
die zweite Zylinderstange 63 der zweiten mit einem unter
Druck stehenden Fluid betriebene Zylindervorrichtung 61,
wie durch den Pfeil X2 angedeutet, von der Klingeneinheit 4 nach
außen
(das heißt radial)
weg bewegt, wird die Sicherungseinheit 7 von der Sicherungsstellung
C1 in die beabstandete Stellung C2 bewegt (siehe 4).
Das heißt,
dass die zweite mit einem unter Druck stehenden Fluid betriebene
Zylindervorrichtung 61 dazu eingerichtet ist, die Sicherungseinheit 7 zwischen
der Sicherungsstellung C1 und der beabstandeten Stellung C2 zu bewegen.
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Bei
Benutzung der Metallgießvorrichtung wird
die erste Zylinderstange 53 der ersten mit einem unter
Druck stehenden Fluid betriebene Zylindervorrichtung 51 nach
unten (in die durch den Pfeil Y2 angedeutete Richtung) in Richtung
der Druckkammer 14 bewegt, bis die Klingeneinheit 4,
wie in 1 dargestellt, in der Abtragsstellung A1 ist.
Dann wird die zweite Zylinderstange 63 der zweiten mit
einem unter Druck stehenden Fluid betriebene Zylindervorrichtung 61 nach
innen (in die durch den Pfeil X1 angedeuteten Richtung) zum Annähern an
die Klingeneinheit 4, zum Bewegen der Sicherungseinheit 7 in
die Sicherungsstellung C1 und zum Anordnen der Sicherungseinheit 7 an
der rückseitigen
Oberfläche 4f der Klingeneinheit 4 bewegt.
Die Sicherungseinheit 7 ist bei Anordnung in der Sicherungsstellung
C1 an einer Hemmfläche 1w der
Haupteinheit 1 gezwungenermaßen in ihrer Bewegung gehemmt
und damit von dem Durchführen
irgendeiner weiteren Bewegung nach oben ausgeschlossen.
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Beim
Gießen
wird eine erforderliche Menge des metallischen Materials M in dem
Koexistenzzustand von fester und flüssiger Phase innerhalb eines Andockrohres 30 bevorratet.
Die äußere Schicht
M2 des in dem Andockrohr 30 enthaltenen metallischen Materials
M wird durch die innere Wandoberfläche 30f des Andockrohres 30 abgekühlt, so
dass die Schicht von verfestigtem Material M in der Dicke nach und
nach zunimmt. Das metallische Material M ist beispielsweise ein
Material auf der Grundlage einer Aluminiumlegierung und wird beispielsweise
bei 550 bis 600°C
gehalten.
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In
diesem Zustand wird, wie in 3 dargestellt,
dass Andockrohr 30 zum Einpassen des Andockrohres 30 in
einen Sitz 14m der Druckkammer 14 bewegt, während der
Druckkolben 32 zum Ausüben
eines Druckes in einer Aufwärtsrichtung
(in der durch den Pfeil Y1 angedeuteten Richtung) bewegt wird, um
das metallische Material M in die Druckkammer 14 zu überführen. Die äußere Schicht
M2 des in der Druckkammer 14 enthaltenen metallischen Materials
M wird durch die innere Wandoberfläche 14f der Druckkammer 14 gekühlt, so
dass die verfestigte Schicht in der Dicke nach und nach zunimmt.
Mittlerweile tritt es häufig
auf, dass Verunreinigungen wie Oxide oder Gussbeschichtungsmittel
für die
innere Wandoberfläche 14f der
Druckkammer 14 in der verfestigten Schicht enthalten sind.
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Beim Überführen des
metallischen Materials M in die Gießhohlräume 16 wird der Druckkolben 32 in
einer Richtung zum Verringern des Volumens der Druckkammer 14 bewegt,
das heißt
in einer durch den Pfeil Y1 angedeuteten Richtung. Dies zwingt das metallische
Material M in der Druckkammer 14 zu einer Bewegung in Richtung
der Gießhohlräume 16,
so dass es über
die Übergangshohlräume 17 in
die Gießhohlräume 16 fließt. Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird das metallische Material M gezwungen, von unten nach oben in
die Gießhohlräume 16 zu
fließen.
Auf diese Art und Weise wird das metallische Material M in die Gießhohlräume 16 gebracht.
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Nachdem
das metallische Material M in die Gießhohlräume 16 gebracht worden
ist, wird für
eine vorbestimmte Zeitdauer das Unter-Druck-Setzen durch den Druckkolben 32 fortstehend.
Mit zunehmender Verfestigung des metallischen Materials M, das in
die Gießhohlräume 16 geflossen
ist, wird ein Gusserzeugnis erhalten.
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Wenn
das in der Druckkammer 14 vorliegende metallische Material
M in die Gießhohlräume 16 fließt, kommt
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die äußere Schicht
M2 des metallischen Materials M mit der Abtragsschneide 41 der
Abtragseinheit 4 in Kontakt und wird durch die Abtragsschneide 41 abgetragen.
Die abgetragenen Abtragsstücke
M3 werden zu der Außenseite
der Abtragsschneide 41 der Abtragseinheit 4 überführt und,
wie in 4 dargestellt, gezwungenermaßen in das Innere der Abtragsstückeaufnahmekammer 18 gebracht.
Demzufolge wird verhindert, dass die Verunreinigungen, Bereiche
mit veränderter
Textur oder die Gussbeschichtungsmittel, die in der äußeren Schicht
M2 des metallischen Materials M erzeugt worden sind oder an dieser
anhaften, in die Gießhohlräume 16 mitgeführt werden,
so dass sich die Qualität
des in den Gießhohlräumen 16 ausgebildeten
Gusserzeugnisses verbessert.
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Wenn
die äußere Schicht
M2 des metallischen Materials M durch die Abtragsschneide 41 der Abtragseinheit 4 abgetragen
wird, erfolgt eine Beaufschlagung der Abtragseinheit 4 mit
einer erheblichen äußeren Kraft.
Wenn die äußere Schicht
M2 des metallischen Materials M durch die Abtragsschneide 41 der
Abtragseinheit 4 abgetragen wird, wird bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
wie in 3 dargestellt, die Sicherungseinheit 7 in
die Sicherungsstellung C1 bewegt und an der rückseitigen Oberfläche 4f der
Klingeneinheit 4 zum Stützen
der Klingeneinheit 4 angeordnet, um Belastungswiderstandseigenschaften
der Klingeneinheit 4 zu verbessern. Demzufolge wird die
Klingeneinheit 4 davon abgehalten, sich während der
Zeitdauer des Abtragsvorganges unbeabsichtigt zu bewegen, so dass
der Abtragsvorgang der äußeren Schicht
M2 des metallischen Materials M mit hoher Präzision durchgeführt wird.
Es sei angemerkt, dass während
des Abtragens das metallische Material M mit der Abtragsschneide 41 der
Klingeneinheit 4 in wenigstens einen oberflächlichen
(oder aber auch verhältnismäßig tiefen) Eingriff
kommt.
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Wenn
der oben erläuterte
Abtragsvorgang zu einem Abschluss gekommen ist, wird die zweite
Zylinderstange 63 der zweiten mit einem unter Druck stehenden
Fluid betriebenen Zylindervorrichtung 61, wie in 4 dargestellt,
in der von der Klingeneinheit 4 wegweisenden Richtung,
das heißt
nach außen
(in der durch den Pfeil X2 angedeuteten Richtung) bewegt. Dies legt
die Sicherungseinheit 7 von der rückseitigen Oberfläche 4f der
Klingeneinheit 4 zum Durchführen der Bewegung von der Sicherungsstellung
C1 in die beabstandete Stellung C2 frei. Die erste mit einem unter
Druck stehenden Fluid betriebene Zylindervorrichtung 51 wird
dann zum Bewegen der ersten Zylinderstange 53 in die von
der Druckkammer 14 wegweisenden Richtung, das heißt nach oben
(in der durch den Pfeil Y1 angedeuteten Richtung), angetrieben.
Dies veranlasst die Klingeneinheit 4 zur Bewegung in einer
von der Druckkammer 14 wegweisenden Richtung, das heißt nach
oben (in der durch den Pfeil Y1 angedeuteten Richtung), so dass
sie in einer oberen nicht abtragenden Freigabestellung A2 angeordnet
ist. Demzufolge ist die Abtragsschneide 41 der Klingeneinheit 4,
die bislang mit dem metallischen Material M in Eingriff war, frei
von einem Eingriff mit dem metallischen Material M.
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Wenn
die Abtragsschneide 41 der Klingeneinheit 4 wie
oben erläutert
frei von einem Eingriff mit dem metallischen Material M ist, wird
der Zustand des Eingriffs zwischen der Abtragsschneide 41 und dem
metallischen Material M beendet, und somit kann der verbleibende
Teil des metallischen Materials M in verhältnismäßig einfacher Art und Weise
aus der Haupteinheit 1 entformt werden.
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Durch
das oben erläuterte
Gießen
wird ein gegossener Gegenstand hergestellt, der das in den Gießhohlräumen 16 ausgebildete
und durch die in den Übergangshohlräumen 17 ausgebildete
Verbindung zusammengehaltenes Gusserzeugnis aufweist. Da der Eingriff
der Abtragsschneide 41 mit dem metallischen Material M
beendet worden ist, kann das Gusserzeugnis in verhältnismäßig einfacher
Art und Weise aus der Haupteinheit 1 entformt werden. Nach Abschluss
des Gießvorganges
werden die in die Abtragsstückeaufnahmekammer 18 gebrachten
Abtragsstücke
M3 aus der Abtragsstückeaufnahmekammer 18 entfernt.
Wenn der Ausstoßstift 18k in Richtung
der Abtragsstückeaufnahmekammer 18 bewegt
wird, können
die Abtragsstücke
M3 in verhältnismäßig einfacher
Art und Weise aus der Abtragsstückeaufnahmekammer 18 entfernt
werden. Falls die Abtragsstücke
M3 verhältnismäßig einfach
aus der Abtragsstückeaufnahmekammer 18 entfernbar sind,
kann auf den Ausstoßstift 18k verzichtet
werden. Wenn der Gießvorgang
zu einem Abschluss gekommen ist, wird das Andockrohr 30 zu
dem Zeitpunkt von der Druckkammer 14 abgenommen, bei dem
der Druckkolben 32 in seiner ursprünglichen Stellung ist.
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Wenn
der nächste
Gießvorgang
durchgeführt
werden soll, wird die erste Zylinderstange 53 der mit einem
unter Druck stehen den Fluid betriebenen Zylindervorrichtung 51 in
der mit den Pfeil Y2 angedeuteten Richtung auf die Druckkammer 14 zu
bewegt, bis die Klingeneinheit 4 in der unteren Abtragstellung
A1 angeordnet ist. Dann wird die zweite Zylinderstange 63 der
zweiten mit einem unter Druck stehenden Fluid betriebenen Zylindervorrichtung 61 in
die durch den Pfeil X1 angedeuteten Richtung bewegt, um die Sicherungseinheit 7 in
die Sicherungsstellung C1 zu verschieben, bis die Sicherungseinheit 7 an
der rückseitigen
Oberfläche 4f der
Abtragsschneide 41 der Klingeneinheit 4 angeordnet
ist. Das Andockrohr 30 wird in den Sitz 14m der
Druckkammer 14 eingefügt,
während
das metallische Material M in dem Koexistenzzustand von fester und
flüssiger Phase
in die Druckkammer 14 überführt wird.
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Wenn
das Abtragen der äußeren Schicht
M2 des metallischen Materials M abgeschlossen worden ist, wird die
Klingeneinheit 4 bei dem vorliegenden, oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel
durch die erste mit einem unter Druck stehenden Fluid betriebene
Zylindervorrichtung 51 in die obere nicht abtragende Freigabestellung
A2 gebracht. Auf diese Art und Weise können die Abtragsschneide 41 der
Klingeneinheit 4 und das metallische Material M, soweit sie
sich miteinander in Eingriff befinden, verhältnismäßig einfach voneinander getrennt
werden. Durch Lösen
des Eingriffs der Abtragsschneide 41 der Klingeneinheit 4 mit
dem metallischen Material M, welches bis dahin mit der Abtragsschneide 41 der
Klingeneinheit 4 in Eingriff war, kann das metallische
Material M verhältnismäßig einfach
aus der Druckkammer 14 der Haupteinheit 1 gelöst werden.
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Wenn
die äußere Schicht
M2 des metallischen Materials M durch die Abtragsschneide 41 der Klingeneinheit 4 abgetragen
wird, wird die Klingeneinheit 4 mit einer erheblichen äußeren Kraft
beaufschlagt. Beim Abtragen der äußeren Schicht
M2 des metallischen Materials M durch die Abtragsschneide 41 der
Klingeneinheit 4 wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die
Sicherungseinheit 7 zuvor nach innen in die Sicherungsstellung
C1 bewegt und, wie in 3 dargestellt, an der rückseitigen
Oberfläche 4f der
Klingeneinheit 4 angeordnet, um die Klingeneinheit 4 zu
stützen
und die Belastungswiderstandseigenschaften der Klingeneinheit 4 zu
verbessern. Demzufolge wird die Klingeneinheit 4 davon
abgehalten, sich während
der Zeitdauer des Abtragens unbeabsichtigt zu bewegen, während der
Abtragsvorgang der äußeren Schicht
M2 des metallischen Materials M präzise durchgeführt wird.
Falls keine Notwendigkeit des Stützens
der Klingeneinheit 4 besteht, kann die zweite Zylinderstange 63 der
zweiten mit einem unter Druck stehenden Fluid betriebenen Zylindervorrichtung 61 in
einer von der Klingeneinheit 4 wegweisenden Richtung, das
heißt
in der durch den Pfeil X2 angedeuteten Richtung, zum Bewegen der
Sicherungseinheit 7 von der Sicherungsstellung C1 in die
beabstandete Stellung C2 bewegt werden. Demzufolge behindert die
Sicherungseinheit 7 nicht die Bewegung der Klingeneinheit 4 ausgehend
von der Abtragsstellung A1 in Richtung der nicht abtragenden Freigabestellung
A2.
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Wenn
weiterhin bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 3 dargestellt,
die Sicherungseinheit 7 in der Sicherungsstellung C1 angeordnet
ist, steht die Sicherungseinheit 7 in Kontakt mit der rückseitigen
Oberfläche 4f der
Klingeneinheit 4, so dass die Wärmeenergie in der Sicherungseinheit 7 in
die Klingeneinheit 4 geleitet wird. Demzufolge kann die
mit dem erwärmten
metallischen Material M in Kontakt stehende Klingeneinheit 4 auf
schnellere Art und Weise gekühlt
werden, um Beeinträchtigungen
der Klingeneinheit 4 durch Hitze zu unterdrücken.
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(abgewandeltes Ausführungsbeispiel)
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6 zeigt
eine Abwandlung. Diese Abwandlung beruht im wesentlichen auf den
gleichen Strukturen wie das vorherige Ausführungsbeispiel und führt im wesentlichen
den gleichen Vorgang durch beziehungsweise erhält das gleiche Ergebnis. Die
nachfolgende Erläuterung
ist auf die Bereiche der vorliegenden Abwandlung abgestellt, die
verschieden von dem vorherigen Ausführungsbeispiel sind. Bei dieser
in 6 dargestellten Abwandlung ist in der metallischen
Sicherungseinheit 7B als Abkühlmittel eine Kühlungsverbindung 7x ausgebildet,
der durch ein Kühlungsmittel
wie ein Kühlmedium
(Wasser oder Kühlluft)
durchströmt
wird. Wenn die Sicherungseinheit 7B in der Sicherungsstellung
C1 angeordnet ist, ist die Sicherungseinheit 7B in Kontakt
mit der rückseitigen
Oberfläche 4f der
Klingeneinheit 4. Demzufolge kann die Klingeneinheit 4,
die aufgrund des Eingriffs mit dem erwärmten metallischen Material
M dazu neigt, sich auf eine höhere
Temperatur zu erwärmen,
beschleunigt auf schnellere Art und Weise gekühlt werden, um thermische Beschädigungen
der Klingeneinheit 4 zu vermeiden als auch deren Haltbarkeit
zu verbessern.
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Bei
den voranstehend erläuterten
Ausführungsbeispielen
ist für
das metallische Material M ein Material auf der Grundlage einer
Aluminiumlegierung verwendet. Dies erfolgt jedoch lediglich beispielhaft, insbesondere
da Materialien auf der Grundlage einer Magnesiumlegierung, Materialien
auf der Grundlage einer Zinklegierung oder auf anderen Legierungen beruhende
Materialien ebenfalls verwendet werden können. Auch wenn das metallische
Material M des Typs eines Materials mit koexistierenden festen und flüssigen Phasen
ist, kann das metallische Material M auch ein Material mit einer
flüssigen
Phase sein. Auch wenn bei den voranstehend erläuterten Ausführungsbeispielen
zusätzlich
zu den Gießhohlräumen 16 Übergangshohlräume 17 vorhanden
sind, brauchen funktional keine Gießhohlräume 17 vorgesehen sein,
wobei es in diesem Fall dem metallischen Material M ermöglicht ist,
direkt in die Gießhohlräume 16 zu
fließen.
Auch wenn beim Beschicken mit dem metallischen Material M das metallische
Material M dazu eingerichtet ist, von unten nach oben in die Gießhohlräume 16 zu
fließen,
ist auch dies nur beispielhaft, da das metallische Material M auch
dazu eingerichtet sein kann, von oben nach unten oder entlang einer Querrichtung
in die Gießhohlräume 16 zu
fließen.
Die Sicherungseinheit 7,/B, die bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen
metallisch ist, kann auch aus keramischen Materialien hergestellt
sein. Die Druckkammer 14, die bei den oben erläuterten
Ausführungsbeispielen
zylinderartig ausgebildet ist, kann auch rechteckig röhrenartig
ausgebildete sein. Die vorliegende Erfindung kann auch mit entsprechenden Änderungen
innerhalb des der Erfindung zuzurechnenden Bereiches abgewandelt
sein, ohne durch die oben erläuterten
Ausführungsbeispiele
beschränkt
zu sein.
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Die
besonders erwähnenswerten
positiven Effekte der vorliegenden Erfindung seien wie folgt zusammengefasst.
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Aus
der vorangehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass bei der Gießvorrichtung
für Metallerzeugnisse
gemäß der vorliegenden
Erfindung nach Abschluss des Abtragsvorgangs der äußeren Schicht des
metallischen Materials M die erste Antriebseinheit betätigt wird,
um die Klingeneinheit 4 von der Abtragsstellung A1 in die
nicht abtragende Freigabestellung A2 zu überführen. Dies ermöglicht es,
die Abtragsschneide 41 der Klingeneinheit 4 und
das metallische Material M, soweit sie sich in einem Eingriff befinden,
in verhältnismäßig einfacher
Art und Weise voneinander zu trennen. Sobald die Abtragsschneide 41 der
Klingeneinheit 4 und das metallische Material M auf diese
Art und Weise voneinander getrennt sind, kann das metallische Material
M in der Druckkammer 14 der Haupteinheit 1 aus
der Druckkammer 14 entformt werden.
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Falls
weiterhin die Sicherungseinheit 7,/B vorgesehen ist, wird
diese Sicherungseinheit 7,/B zu Beginn in die Sicherungsstellung
C1 bewegt, wenn die äußere Schicht
M2 des metalli schen Materials M mit der Abtragsschneide 41 der
Klingeneinheit 4 abgetragen wird, so dass die Belastungswiderstandseigenschaften
der Klingeneinheit 4 verbessert sind. Dies führt zu dem
Ergebnis, dass unbeabsichtigtes Verschieben oder Versetzen der Klingeneinheit 4 während der
Zeitdauer des Abtragsvorganges unterdrückbar sind, um einen hochgradig
präzisen
Abtragsvorgang für
die äußere Schicht
M2 des metallischen Materials M sicherzustellen. Wenn weiterhin die
zweite Antriebseinheit zum Bewegen der Klingeneinheit 4 in
die beabstandete Stellung vorgesehen ist und es keine Notwendigkeit
für ein
Stützen
gibt, kann die Sicherungseinheit 7,/B durch die zweite
Antriebseinheit von der Sicherungsstellung C1 in die beabstandete
Stellung C2 gebracht werden, so dass die Sicherungseinheit 7,/B
für die
Bewegung der Klingeneinheit 4 von der Abtragsstellung A1
in die nicht abtragende Freigabestellung A2 nicht hinderlich ist.
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Es
sei angemerkt, dass sich weitere Gegenstände, Merkmale und Aspekte der
vorliegenden Erfindung aus der gesamten Offenbarung der Erfindung ergeben
und dass Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne die wesentlichen
Grundgedanken und den Bereich der vorliegenden Erfindung, wie hiermit
offenbart und beansprucht, zu verlassen.
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Es
sei ebenfalls angemerkt, dass jegliche Kombinationen von offenbarten
und/oder beanspruchten Elementen, Inhalten und/oder Gegenständen unter
die vorgenannten Abwandlungen fallen können.