DE3879119T2

DE3879119T2 - Verfahren zum giessen fluessigen metalles, insbesondere aluminiumlegierungen und magnesiumlegierungen und vorrichtung zu dessen durchfuehrung.

Info

Publication number: DE3879119T2
Application number: DE8888115342T
Authority: DE
Inventors: Claudio Frulla
Original assignee: TVA Holding SRL
Current assignee: BBS Motorsport and Engineering GmbH
Priority date: 1987-10-05
Filing date: 1988-09-19
Publication date: 1993-06-17
Anticipated expiration: 2008-09-20
Also published as: IT1222827B; DE3879119D1; IT8722148A0; GR3007299T3; EP0318655A2; ES2038728T3; EP0318655A3; ATE86536T1; EP0318655B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formgeißen von geschmolzenem Metall (Schmelze), vor allem von Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen, und eine Vorrichtung zur Durchführung desselben.
Es sind bereits verschiedene Systeme zur Herstellung von Formteilen aus Aluminium und/oder Magnesium und dazugehörigen Legierungen durch Formgießen in metallischen Gußformen bekannt, unter denen eines der üblichsten z.B. der Standguß ist, bei dem das Metall in die Gußform ohne Zuführungsdruck eingegossen wird, so daß der für eine korrekte Materialzufuhr für das Gußteil benötigte Druck mit Hilfe von Stiegern geschaffen wird. Ein anderes System ist der Niederdruckguß, bei dem ein Zuführungsdruck durch den Einguß etwa 0,6 Bar nicht übersteigen kann; dieser Druck wird auf die Oberfläche der in dem Ofen enthaltenen Flüssigkeit aufgebracht. Ein anderes auf diesem Gebiet häufig verwendetes System ist der Druckguß, bei dem die Legierung unter hohem Druck in die Gußform eingespritzt wird.
Weitere verwendete Systeme sind der Gegendruckguß, der praktisch eine Abwandlung des Niederdruckgusses ist, und der Schleuderguß, bei dem die Gußform während des Gießens gedreht wird.
Es gibt auch noch das sogenannte "Quetschguß"-System, bei dem ein Teil der Gußform mit einer bestimmten Menge an flüssigem Aluminium gefüllt und dann das Stempelement der Gußform in die Gußform selber eingeführt wird.
Diese Gußverfahren, die entsprechend der gewünschten Objektart und je nach der verwendeten Legierung unterschiedlich benutzt werden, weisen unter dem Gesichtpunkt der Herstellung und/oder dem mechanischen Gesichtspunkt nicht immer optimale Eigenschaften auf.
So neigt die Aluminium- oder die Magnesiumlegierung bei dem Druckguß dazu, aufgrund der hohen Einspritzgeschwindigkeit, die es der in der Gußform enthalten Luft nicht ermöglicht zu entweichen, einen gewissen Prozentsatz an Luft/Gas zu enthalten, mit dem Ergebnis, daß in dem fertigen Teil zerbrechliche Bereiche entstehen, da der Aufbau aufgrund der Mikroteilchen an Gas, die in dem geschmolzenen Metall eingebettet sind, unter Spannung bleibt.
Andererseits erhält man durch den Standguß zwar ein Material, das frei von inneren Spannungen ist, aber dieses Verfahren weist eine niedrige Produktivtät auf und liefert Gußteile mit einer niedrigeren strukturellen Kompaktheit, was eine Mikroporosität in dem Aufbau bewirkt; die niedrige Produktivität ist durch die lange Kühlzeit der Aluminium- oder Magnesiumlegierung innerhalb der Gußform bedingt, wohingegen die Nichtkompaktheit des Aufbaus und seine Mikroporosität hauptsächlich dadurch bedingt sind, daß während des Schritts der Erstarrung des Materials dieses über Steiger gespeist wird, die normalerweise aufgrund der Kosten des Gießens keine beträchlichen Abmessungen aufweisen können, und somit liefert die von Steigern kleiner Größen durchgeführte Einspeisung keine korrekte Gußeinspeisung.
Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Formgießen von geschmolzenem Metall sind in der EP-A-0 029 511 offenbart. Die Schmelze wird zuerst in eine Dosierkammer und erst danach in den Formhohlraum eingegossen, in dem sie einem mehrfachen, zeitaufwendigen, kombinierten pneumatisch-mechanischen Druckzuführungsprozeß unterworfen wird, der auch einen hohen Energieverbrauch voraussetzt.
Ein weiteres Verfahren und eine weitere Vorrichtung zum Formgießen von Schmelze werden in der Schrift BE-A- 887 135 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird das geschmolzene Metall zuerst in eine Dosierkammer eingegossen, die sich unterhalb des Formhohlraums befindet, und danach wird sie diesem Formhohlraum zugeführt, in dem die mechanische Druckzuführung vor allem in dem zentralen Bereich der Gußform vorgesehen ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Gußverfahren für Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen sowie eine Vorrichtung für dessen Durchführung vorzusehen, die ein Gußstück mit mechanischen Eigenschaften liefern können, die besser sind als diejenigen, die mit anderen, zur Zeit auf dem Markt bekannten Systemen erhaltenen werden können, und gleichzeitig eine Steigerung der Produktivität dieses Systems bewirken können.
Innerhalb des Rahmens dieses Zieles liegt eine Aufgabe der Erfindung darin ein System vorzusehen, bei dem die Gußform für eine viel höhere stündliche Produktion mit deutlichen Vorteilen in bezug auf Kosten und Produktionszeiten als herkömmliche Systeme verwendet werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzusehen, die konstruktionsmäßig einfacher aufgebaut ist und deshalb wirtschaftlicher als die entsprechenden bekannten Maschinen ist, und zwar in bezug auf die vorgesehene stündliche Produktionsrate, und trotzdem Teile mit besseren mechanischen Eigenschaften liefert.
Dieses Ziel, sowie diese und auch weitere Aufgaben, die im folgenden noch ersichtlich werden, werden durch ein Verfahren zum Formgießen von geschmolzenem Metall (Schmelze), vor allem Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen, mit den Schritten ereicht, die in dem Kennzeichenteil des Anspruchs 1 genannt sind. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann mit Hilfe einer Vorrichtung durchgeführt werden, die eine Gußformhaltestruktur umfaßt, die einen Formhohlraum bildet, der mit einer zentralen unteren Kammer in Verbindung steht, und die die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 5 offenbarten Merkmalen umfaßt.
Weitere Charakteristiken und Vorteile der Erfindung werden anhand der Beschreibung eines bevorzugten aber nicht ausschließenden Ausführungsbeispiels des Verfahrens nach der Erfindung und der Vorrichtung für das Durchführen des Verfahrens deutlich, die in den beigefügten Zeichnungen nur anhand von nicht eingrenzenden Beispielen verdeutlicht sind. Es zeigen
Fig. 1 eine seitliche Aufriß-Schnittansicht der Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung, die mit einer Gußform für Fahrzeugräder versehen ist.
Fig. 2 eine schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung während des Schrittes des Gießens, was in diesem Fall durch das Kippen der Vorrichtung durchgeführt wird,
Fig. 3 eine ähnliche Ansicht der Vorrichtung während des Schrittes der Druckzuführung,
Fig. 4 wiederum eine ähnliche Ansicht der Vorrichtung während des endgültigen Kompressionsschritts,
Fig. 5 eine vergrößerte Detailansicht eines Druckzuführungselements,
Fig. 6 eine weitere vergrößerte Detailansicht des Kompressionselements,
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Gußform, die an der Vorrichtung angebracht wird, und
Fig. 8 eine schematische seitliche Aufrißansicht eines der Gußformbetätigungszylinder.
Mit Bezug auf die oben beschriebenen Figuren besteht das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung im wesentlichen aus dem Eingießen des geschmolzenen Metalls, vor allem von Aluminiumliegierungen oder Magnesiumlegierungen, in eine Gußform 6 über einen Einguß 10, wobei die Gußform 6 während des Füllens vorzugsweise zuanfangs gekippt und dann langsam in ihre aufrechte Position zurückgebracht wird.
Die Gußform 6 ist mit einer unteren Kammer 12 verbunden, die ebenfalls mit geschmolzenem Metall gefüllt ist und in der ein Druckzuführungselement gleitet, das sofort nach dem Füllschritt oder vor Beendigung desselben betätigt wird. Das Druckzuführungslement 11 komprimiert die Schmelze innerhalb des Formhohlraums, wobei es diesem mit einem relativ hohen Druck und gleichzeitig mit einer ausreichend lagsamen Bewegung des Druckzuführungselements vollständig füllt, damit das in dem geschmolzenen Metall enthaltene Gas über geeignete Entlüftungsöffnungen entweichen kann, die sich oberhalb des Formhohlraums befinden.
Wenn der Formhohlraum unter Druckeinwirkung vollständig gefüllt ist, und solange sich das Metall in einem pastösen Zustand befindet, wird das Teil mit Hilfe eines oberen Druckelements 23, 21 einem weiteren Druck ausgesetzt. Diese Druckaktion wird von dem oberen Druckelement bei einer relativ hohen Geschwindigkeit ausgeführt. Wenn die Temperatur erreicht wird, bei der das Teil erstarrt ist, wird die Gußform 6 geöffnet, wobei zuerst das Stempelelement 8 der Gußform von den gleichen Mitteln herausgezogen wird, die das obere Druckelement betätigen.
Dann werden die Halbschalen 7 der Gußform 6 geöffnet, und dann wird das fertige Teil ausgestoßen, wobei vorzugsweise das Druckzuführungslement 11 als Ejektor verwendet wird.
Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist es möglich, eine Vorrichtung zu verwenden, die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist, und die folgendes umfaßt: eine untere Gußformhaltestruktur 2, die nur teilweise dargestellt ist, eine obere Gußformhaltestruktur 3, einen unteren hydraulischen Zylinder 4, eine Gußformbasis 5, auf der die Gußform 6 ruht, wobei die Gußfornm 6 selber aus der Basis 6a, zwei Halbschalen 7 und einem Stempelelement 8 besteht, und die zwei Halbschalen 7 von zwei Zylindern 26 und 26a betätigt werden, und die obere Gußformhaltestruktur von einem Zylinder 27 oder von anderen Systemen wie z.B. von Antrieben mit kniehebelartigen Lenkern, Spindeltrieben, o. dgl. betätigt werden.
Die in den Figuren dargestellte Gußform wird zur Herstellung von Fahrzeugrädern verwendet, aber es kann je nach dem gewünschten Teil auch jegliche andere Gußform verwendet werden.
Das Stempelelement 8 ist der oberen Gußformhaltestruktur 3 zugeordnet, der die keilartigen Elemente 9 zugeordnet sind, die das Öffnen der Gußform während dem Schritt des Druckzuführ- und -kompressionsschritts der zwei Halbschalen 7 verhindern, was eintritt, wenn der Zylinder 27 mit einem hohen Druck betätigt wird, was im folgenden noch beschrieben wird.
In einem ersten Schritt des Befüllens des Formhohlraums 13 der Gußform 6 wird geschmolzenes Metall in einen Einguß 10 eingegossen, der in den Halbschalen 7 vorgesehen ist, die von den Zylindern 26 und 26a betätigt werden. Zweckmäßigerweise kann die Maschine in einer nicht dargestellten Art und Weise um eine horizontale Achse drehbar sein, die vorzugsweise durch den Einlaß des Eingusses 10 verläuft, damit der Eingußpunkt der Gußform nicht verändert werden muß, wie im folgenden beschrieben ist.
Unterhalb der Gußform 6 befindet sich ein Druckzuführungselement, das im Hinblick auf die Gußformbasis 5 vertikal verschiebbar ist und von dem unteren Zylinder 4 gesteuert wird. Das Druckzuführungselement ist in diesem Fall zweckmäßigerweise von einer Vielzahl von Kolben gebildet, die in einer axialen Richtung in dazugehörigen unteren Kammern gleiten können, die an der Gußformbasis 6a vorgesehen und mit dem Formhohlraum 13 verbunden sind. Das Druckelement kann je nach der Art des herzustellenden Teils auch andere Formen aufweisen; so kann es z.B. aus einer Reihe von Zylindern bestehen, die im allgemeinen an Umfangsbereichen der Gußform angeordnet sind und von anderen Systemen als dem Zylinder 4 betätigt werden, z.B. von Spindeltrieben, Antrieben mit kniehebelartigen Lenkern, etc..
Das Druckzuführungselement 11 ist mit dem unteren Zylinder 4 über Stangen 14 verbunden, die durch die Gußformbasis 5 hindurchgehen und das Druckzuführungselement 11 mit einer Platte 15 verbinden, die an dem oberen Teil des Zylinders 4 befestigt ist.
Zweckmäßigerweise umfaßt das Druckzuführungselement auch einen unteren Kolben 16, der entlang der zentralen Achse des unteren Zylinders angeordnet und auch der Platte 15 zugeordnet ist. Der Kolben 16 gleitet in einer unteren zylindrischen Kammer 15, die unterhalb des Formhohlraums 13 angeordnet ist.
Die obere Gußformhaltestruktur 3, die von dem Zylinder 27 gesteuert wird, umfaßt einen beweglichen Träger 18, der im Hinblick auf diese Struktur verschoben werden kann und von einer Hydraulikeinrichtung 19 über die Stangen 25 gesteuert wird. Der bewegliche Träger 18 hält das Stempelelement 8 nach unten und begrenzt dessen Schließhub mit Hilfe eines mechanischen Anschlagelements auf den beiden Halbschalen 7. Dies wird erreicht, wenn der Zylinder 27 mit einem niedrigen Druck betätigt wird. Mit dem System kann folgendes erreicht werden: Das Herausziehen das Stempelelements 8 aus dem Gußteil und eine Kompression des Metalls mit dem Zylinder 27 mittels der Stangen 24 bei einem hohen Druck und mit dem zentralen Kolben 20 während des Erstarrungsschrittes. Der bewegliche Träger 18 und das Stempelelement 8 haben eine zylindrische Aufnahme an der zentalen Achse, innerhalb der der Kolben 20 verschiebbar angeordnet und fest der oberen Struktur 3 zugeordnet ist. Der Kolben 20 weist ein Ende 21 auf, das entsprechend dem gewünschten Teil geformt ist, das das Stempelelement 8 in dem mittleren Bereich vervollständigt und im Hinblick auf das Stempelelement bewegt werden kann.
Zwischen dem Stempelelement 8 und den beiden Halbschalen 7 sind an der oberen Umfangskannte des Formhohlraums eine oder mehrere obere Kammern 22 vorgesehen und von den dazugehörigen Kolben 23 besetzt, die entlang der vertikalen Achse und innerhalb der Kammer 22 verschiebbar und mit Hilfe der Stangen 24 fest mit der oberen Struktur 3 verbunden sind. Die Kolben 23 können durch ein Element ersetzt werden, das je nach der Form der Gußform eine andere Form aufweist und in einer anderen Form angeordnet sein kann.
Das Gußverfahren wird wie folgt durchgeführt:
Zuerst werden bei der für das Gießen bereiten Vorrichtung die beiden seitlichen Halbschalen 7 geschlossen, die von dem Zylinder 27 betätigte obere Struktur 3 wird die einem niedrigen Druck herabgelassen, das Stempelelement 8, das die Gußform 6 schließt, befindet sich in der unteren Position relativ zu dem Zylinder 19, und der untere Zylinder 4 befindet sich ebenfalls in der unteren Position, wie dies in Fig. 1 verdeutlicht ist; selbstverständlich sind der Formhohlraum 13 und die Kammern 12 sowie auch die Kammern 22 leer.
Die Vorrichtung kann so gedreht werden, daß sie sich in einem zur Durchführung eines korrekten Füllens der Gußform geeigneteren Winkel befindet (Fig. 2). An diesem Punkt wird das geschmolzene Metall in den Formhohlraum über den Einguß 10 in der benötigten Menge eingegossen.
Während des Füllschrittes dreht sich die Maschine zu einer vertikalen Position zurück. Diese Rotation der Vorrichtung wird vorzugsweise gleichzeitig mit dem Vorgang des Eingießens von geschmolzenem Metall durchgeführt, und zu diesem Zweck fällt die horizontale Drehachse zweckmäßigerweise mit dem Einlaß des Eingusses zusammen, der das Stoppen des Betrags der an in die Gußform einzugießenden Menge an Aluminium bestimmt.
Der untere Zylinder 4 wird betätigt, und mit einer langsamen einstellbaren Bewegung drückt er die Kolben 11 und den unteren Kolben 16 nach oben, die das jeweils in den Kammern 12 und in der unteren Kammer 17 vorhandene geschmolzene Metall in den Formhohlraum drücken und dessen Füllen, falls notwendig, vollenden, und gleichzeitig führen sie die Kompression des flüssigen Aluminiums innerhalb des Gußformteils durch, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Dieser Zuführschritt sorgt für das Füllen des Formhohlraums bei einem relativ hohen Druck, aber gleichzeitig bewegt sich der untere Zylinder so langsam, daß während des Zuführens des Gußteils in dem Erstarrungsschritt jegliches Schrumpfen kompensiert werden kann. Geeignete Lüftungsöffnungen, die auf dem oberen Teil der Gußform angeordnet sind, sind außerdem zum Entweichen von Gasen innerhalb des Formhohlraums vorgesehen. mit dem Gußschritt durchgeführt werden kann; z.B. kann die nach oben gerichtete Bewegung des unteren Zylinders 4 gleichzeitig mit dem Eingießen des geschmolzenen Metalls und mit der Rotation der Maschine gestartet werden.
Die Druckzuführung kann auch einige Sekunden, bevor die Maschine wieder vollständig in ihre vertikale Position zurückgedreht worden ist, immer mit Hilfe des Zylinders 4 beginnen.
Wenn das Befüllen des Formhohlraums vollendet ist, und wenn sich das Metall in einem pastösen Zustand befindet, wird das Teil, wie in Fig. 4 gezeigt, mit Hilge der Kolben 23 und dem Ende 21 des oberen Kolbens 20 einem weiteren Kompressiondruck ausgesetzt, wobei sich der Kolben 27 unter Hochdruck befindet.
Die Kompression wird durch Betätigen des Kolbens 27 des oberen Zylinders wie oben beschrieben bei Hochdruck durchgeführt, was die nach unten gerichtete Bewegung der Anordnung der Kolben 23 und des Kolben 20 bewirkt, wohingegen das Stempelelement 8, welches relativ zu dem Kolben 20 und dem oberen Träger 3 verschiebbar ist, bewegungslos gehalten wird.
Wenn die Temperatur, bei der das Teil erstarrt, erreicht ist, ist die Maschine in Bereitschaft, den Schritt des Herausziehens der Gußformteile aus dem Gußteil durchzuführen, und dies geschieht folgendermaßen:
Erster Schritt: Trennen des Stempelelements 8 von dem Gußteil durch Betätigen des Zylinders 19 nach oben.
Zweiter Schritt: Beabstanden der oberen Struktur 3, die das Stempelelement 8, den Kolben 20 und den beweglichen Träger 18 trägt, durch Betätigen des Kolbens 27 des oberen Zylinders.
Dritter Schritt: Öffnen der beiden Halbschalen 7 mittels der beiden Zylinder 26 und 26a.
Das Herausziehen des Teils von der Basis der Gußform wird durch die Kolben 11 und 16 durchgeführt. Tatsächlich wird der untere Zylinder 4 erneut betätigt, um die Kolben 11 und den Kolben 16 nach oben zu heben, die das fertige Teil nach oben drücken, das in einer bekannten Art und Weise ergriffen und aus der Vorrichtung ausgestoßen werden kann.
An diesem Punkt ist die Ausführung des Formgießens beendet, und die Maschine ist für einen neuen Formgießvorgang bereit. Die beiden Halbschalen 7 werden mit Hilfe der Zylinder 26 und 26a wieder geschlossen, der Kolben des oberen Zylinders 27 wird herabgelassen, wobei er das Stempelelement 8 zwischen den Halbschalen 7 bewegt, und in ähnlicher Weise befinden sich die Keile 9 an den beiden Halbschalen 7, der Zylinder 4 wird herabgelassen und ebenso der Zylinder 19, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
Es ist somit beobachtet worden, daß es mit dem Verfahren nach der Erfindung möglich ist, vor allem aus Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen Teile herzustellen, die im Gegensatz zu bereits bekannten Systemen hervorragende mechanische Eigenschaften und eine hohe Produktivität und deshalb eine höhere Wirtschaflichkeit aufweisen. Das Verfahren liefert außerdem ein viel kompakteres Formteil, das fast vollständig frei von Feinporigkeit ist.
In der Tat kann durch den Schritt des Zuführens durch eine Unterdruckkammer aufgrund des Hochdrucks folgendes erzielt werden: ein korrektes Befüllen der Gußform, eine größere Kompaktheit des Gußteils, sowie auch eine größere Resistenz des Gußteils selber und eine kürzere Kühlzeit, wobei dies eine Folge des Druckes ist, der auf das Metall ausgeübt wird, was die intermolekulare Entfernung der Struktur des Gußteils reduziert. Zur gleichen Zeit werden Gaseinschlüsse innerhalb des Hohlraums 13 vermieden, da das Befüllen der Gußform langsam durchgeführt wird, und Mikroporositäten und Gaseinschlüsse aufgrund des Erstarrungsschritts werden vermieden, da das Gußteil in diesem Schritt mit unter Druck stehendem flüssigen Aluminium gespeist wird, das von den Kammern kommt, die von den Kolben 11 und 16 gebildet werden.
Die verkürzte Abkühlzeit führt zu einem Anstieg der Anzahl von Teilen, die pro Zeiteinheit aufgrund der verringerten Verweildauer des Gußteiles in der Gußform produziert werden.
Dies führt zu einem weiteren wichtigen Vorteil, der in einer längeren Lebensdauer der Gußform liegt. Es ist bekannt, daß flüssiges Aluminium eine chemische Reaktion mit der normalerweise aus Stahl oder Gußeisen hergestellten Gußform bewirkt, so daß das Leben der Gußform um so kürzer ist, je länger die Verweilzeit des geschmolzenen Metalls in der Gußform ist.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, daß die Extraktion des Teils so ausgeführt wird, daß die Installation von weiteren Ejektoren vermieden wird, indem man die unteren Kolben 11 und 16 verwendet, die außerdem eine verteilte Aktion entlang des gesamten Umfangs des Teils ausüben, wodurch die Gefahr der Verformung des Teils aufgrund der Aktion von örtlichen Kräften ausgeschalten wird.
Ein nicht geringer Vorteil liegt in der Tatsache, daß der Kolben des oberen Zylinders 27, abgesehen von der Durchführung einer normalen Gußformschließ- und -öffnungsfunktion, auch die Endkompression des Metalls in dem Erstarrungsschritt durchführt. Tatsächlich liegt die Funktion bei niedrigem Druck in dem Schließen der Gußform und bei Hochdruck in der Kompression.
Die Vorrichtung nach der Erfindung weist außerdem vielfältige Anwendungsmöglichkeiten auf, da die Anzahl an Elementen, die ausgetauscht werden können, um sie an verschiedene Gußformformen anzupassen, begrenzt ist.
Ein weiterer wichtiger Vorteil liegt letztendlich darin, daß die Vorrichtung aufgrund ihrer konstruktiven Einfachheit relativ geringe Kosten aufweist und mit einer hohen Produktivität kombiniert ist.
Ein weiterer wichtiger Vorteil des Systems liegt darin, daß die Verwendung eines einzigen Ofens genügt, um eine Vielzahl von Maschinen zu befüllen.
Der so konzipierte Vorgang sowie die Vorrichtung zu dessen Durchführung können vielzähligen Modifikationen und Variationen unterzogen werden, die alle im Rahmen der erfinderischen Idee liegen. Außerdem können alle Details durch technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden. So können z.B. die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigten oberen und unteren hydraulischen Zylinder durch mechanische Betätigungselemente wie z.B. Antriebe mit kniehebelartigen Lenkern, Spindeltrieben, Schrauben, etc. ersetzt werden.
In der Praxis können die verwendeten Materialien sowie auch die Abmessungen den Anforderungen und dem Stand der Technik entsprechend ausgewählt werden.
Wenn auf die in den Ansprüchen erwähnten technischen Merkmale Bezugszeichen folgen, so sind diese Bezugszeichen nur zu dem einzigen Zweck der besseren Verständlichkeit der Ansprüche eingefügt worden, und folglich haben diese Bezugszeichen keine einschränkende Wirkung auf den Bereich des jeweiligen, als Beispiel durch solch ein Bezugszeichen gekennzeichneten Elements.

Claims

1. Verfahren zum Formgießen von geschmolzenem Metall (Schmelze), vor allem von Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen, wobei eine Hochdruckkompression des Metalls sowohl während des Einfüllschritts als auch während des Erstarrungsschritts ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren nacheinander die folgenden Schritte umfaßt:

- Eingießen des geschmolzenen Metalls direkt in einen in einer Gußform (6) gebildeten Formhohlraum (13) und in eine Vielzahl von Kammern (12, 17), die mit diesem Hohlraum in Verbindung stehen und darunter angeordnet sind,

- Druckzuführung zu diesem Formhohlraum (13), um dessen Füllen zu vollenden, und gleichzeitig Druckzuführung zu dem Hohlraum (13) sowohl an seinen mittleren Bereichen als auch an seinen umfangsseitigen Bereichen während des Erstarrungschritts,

- Durchführung einer Hochdruckkompression des Metalls während des Erstarrungsschrittes von der Oberseite des Formhohlraums her in seinen mittleren und umfangsseitigen Bereichen,

- Ausstoßen des Gußteils aus dem Formhohlraum (13) durch Ausübung eine zentral und umfangsseitig verteilten Drucks von der Unterseite des Gußteils her.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Eingießens des geschmolzenen Metalls in den Formhohlraum (13) langsam und durch anfängliches Kippen der Gußform (6) und darauffolgendes Geraderichten derselben durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzuführungsschritt vor dem Ende des Schrittes des Eingießens des geschmolzenem Metalls in den Formhohlraum (13) und in die Kammer beginnt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzuführungsschritt an Ende des Schrittes zum Eingießen des geschmolzenen Metalls in den Formhohlraum (13) und in die Kammer (12) beginnt.

5. Vorrichtung zum Formgießen von geschmolzenem Metall, vor allem von Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen, mit einer Gußformhaltestruktur (2, 3), die einen Formhohlraum (13) bildet, der mit einer zentralen unteren Kammer (17) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem zumindest eine untere Kammer (12) umfaßt, die mit dem Hohlraum (13) in Verbindung steht und auf dem Umfangsbereich davon und zu der Gußform (6) nach unten gerichtet angeordnet ist, wobei die Kammer (12) erste Druckzuführ- und -kompressionsmittel (11) zur Ausübung eines Drucks auf das Metall in dem Formhohlraum (13) sowohl während der Füll- als auch während der Erstarrungsschritte umfaßt, wobei zweite Kompressionsmittel (20, 23) über dem Formhohlraum (13) in zentralen und umfangsseiten Positionen angeordnet sind, um Druck auf das darin enthaltene Metall auszuüben, wobei das erste Kompressionsmittel (11) desweiteren so ausgelegt ist, daß es das Gußteil ausstoßen kann, wenn die Gußform (6) geöffnet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Zuführmittel (11) periphere Kolbenmittel (11), die axial in der unteren Kammer (12) verschiebbar sind, die mit dem Formhohlraum (13) in Verbindung steht, und ein erstes Kolbenelement (16) umfassen, das im wesentlichen entlang der zentralen Achse der Gußform (6) sowie unterhalb davon angeordnet ist, wobei erste Betätigungsmittel (4) für die ersten Kompressionsmittel vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsseitigen Kolbenelemente (11) eine Vielzahl von peripheren Kolben (11) umfassen, die in dazugehörigen Kammern (12) hin- und herbewegt werden können, die unter Gußform (6) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Kompressionsmittel eine Vielzahl von oberen Kolben (23), die in zugeordneten oberen Kammern (22) hin- und herbewegt werden können, die über dem Formhohlraum (13) gebildet sind und damit in Verbindung stehen, und ein zweites Kolbenelement (20) umfaßt, das im wesentlichen entlang der zentralen Achse der Gußform (6) und oberhalb davon angeordnet ist, wobei zweite Betätigungsmittel (25, 27) für das zweite Kompressionsmittel (20, 23) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Betätigungsmittel (25, 27) mit einem Stempelelement (8) verbunden sind, das den unteren Bereich der Gußform (6) bildet, wobei die zweiten Betätigungsmittel auf dieses Stempelelement einwirken und dadurch das Herausziehen des Stempelelements (8) aus dem fertigen Teil ermöglichen.

10. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen 8, 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten und ersten Betätigungsmittel (25, 27, 4) jeweils aus zumindest einem Kolben (20) eines oberen Zylinders (27) und aus einem unteren Zylinder (4) gebildet sind.

11. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen 9, 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stempelelement (8) mit den zweiten Betätigungsmitteln (25, 27) mittels dritter Betätigungsmittel (19) verbunden ist, die so ausgelegt sind, daß sie ein Hin- und Herbewegen des Stempelelements (8) relativ zu den zweiten Kompressionsmitteln (20, 23) in einer im wesentlichen vertikalen Richtung ermöglichen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Betätigungsmittel (19) hydraulisch sind.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Druckzuführ- und -kompressionsmittel (11) ein erstes ringartiges Element umfaßt, das sich axial in der unteren Kammer (12) hin- und herbewegen kann, die eine im wesentlichen ringförmige Form aufweist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Kompressionsmittel (23) ein zweites ringartiges Element umfassen, das sich in der Kammer (22) hin- und herbewegen kann, die eine im wesentlichen ringförmige Form aufweist.