DE602004007162T2

DE602004007162T2 - Giessen von metallartefakten

Info

Publication number: DE602004007162T2
Application number: DE602004007162T
Authority: DE
Inventors: Marie Thomas Gilles Raffle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2024-11-25
Also published as: ZA200605259B; EA200601051A1; ES2293361T3; PL1704008T3; EA009004B1; EP1704008A1; AU2004292502A1; ATE365088T1; KR20060109961A; US20070102131A1; EP1704008B1; BRPI0416225A; WO2005051571A1; CA2546742A1; IL175653A0; JP2007512144A; CN1882404A; DE602004007162D1

Description

Diese Erfindung betrifft das Gießen von Metallprodukten. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Gießen eines Metallprodukts, eine Gießanordnung zum Gießen von Metallprodukten und eine Gussvorrichtung oder Installation zum Gießen eines Metallprodukts, welche alle insbesondere geeignet sind zum Gießen von Leichtmetallprodukten. Wie hierin verwendet, umschließt der Begriff Leichtmetall sowohl Leichtmetalle als solche als auch Legierungen daraus, in denen ein oder mehrere Leichtmetalle den Hauptanteil von mehr als 50 Gew.-% ausbilden, wobei Leichtmetalle solche sind, welche eine Dichte von weniger als 2,7 g/cm³ aufweisen. Leichtmetalle haben gewöhnlich niedrige Schmelzpunkte von 660°C oder weniger.
Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren zum Gießen eines Metallgegenstandes durch Füllen einer Kokille oder Form mit geschmolzenem Metall und Veranlassen oder Erlauben eines Verfestigens des Metalls in der Kokille oder Form um den Gegenstand zu bilden, wobei das Verfahren vor dem Füllen der Kokille oder Form mit dem geschmolzenen Metall den Schritt des Heizens der Kokille oder Form durch Induktionsheizen auf eine erhöhte Temperatur aufweist, wobei das Füllen der Kokille oder Form bei der erhöhten Temperatur stattfindet, wobei das Induktionsheizen verwendet wird, um die Oberfläche des Inneren der Kokille oder Form mit einem gewünschten Temperaturprofil zu versehen, wobei die innere Oberfläche der Kokille oder Form unterschiedliche Teile oder Zonen im Kontakt mit dem in die Kokille oder Form gefüllten geschmolzenen Metall mit voneinander oder zueinander verschiedenen Temperaturen aufweist, um dadurch gewünschte Abkühl- und Verfestigungsraten in unterschiedlichen Teilen des in die Kokille oder Form gefüllten Metalls zu befördern, und das Füllen der Kokille oder Form von einer Schmelzvorrichtung mit einer Kapazität ausgeführt wird, die ausreicht, eine komplette Füllung geschmolzenen Metalls zu erzeugen, die im Volumen mit der Kapazität oder dem Volumen der Kokille oder Form abgestimmt ist, wobei das Füllen der Kokille oder Form mit ausreichend geschmolzenem Metall ausgeführt wird, um einen einzelnen Gegenstand herzustellen, und das Füllen in Gänze dazu dient, eine komplette von der Schmelzvorrichtung erzeugte Schmelzfüllung zu verbrauchen, wobei die Heizanordnung der Schmelz vorrichtung eine Induktionsheizungsanordnung mit wenigstens einer Induktionsspule ist, bereitgestellt.
Das Verfahren kann den Schritt des Spülens der Kokille oder Form, vor dem Heizen, beinhalten, so dass das Gießen des Produkts unter einer gewünschten Atmosphäre stattfindet. Stattdessen oder zusätzlich kann das Spülen während des Heizens der Kokille oder Form ausgeführt werden. Folglich kann das Verfahren, in anderen Worten, den Schritt beinhalten, vor dem Befüllen der Kokille oder Form die Kokille oder Form mit einem Spülgas zu spülen, wobei das Befüllen unter einer Atmosphäre stattfindet, die durch das Spülgas bereitgestellt wird. Vorzugsweise wird das Spülen sowohl vor als auch während des Heizens der Kokille oder Form ausgeführt, wobei das Spülen unterbrochen wird bevor das Befüllen stattfindet. Das Spülgas kann aus der Gruppe bestehend aus Argon, Kohlenstoffdioxid und Mischungen daraus ausgewählt werden. Stattdessen kann das Spülen mittels eines Gases, wie Sulfurhexafluorid (SF6) durchgeführt werden, welches als ein Flussmittel wirken kann.
Das Verfahren kann, vor dem Befüllen der Kokille oder Form mit dem geschmolzenen Metall, den Schritt beinhalten, die Kokille oder Form abzudichten. Zusätzlich hierzu kann das Verfahren den Schritt des Abtrennens der Versorgung des Spülgases zu der Kokille oder Form vor dem Befüllen der Kokille oder Form mit dem geschmolzenen Metall beinhalten. Typischerweise wird die Versorgung des Spülgases unterbrochen, wenn die Kokille oder Form ihre Betriebstemperatur erreicht. Das Befüllen der Kokille oder Form wird typischerweise ausgeführt, um die Kokille oder Form auf ihre volle Kapazität zu füllen.
Das Befüllen kann unter Druck ausgeführt werden, um zu bewirken, dass die Kokille oder Form auf ihre volle Kapazität gefüllt wird. Insbesondere und vorzugsweise wird das Befüllen der Kokille oder Form mit der geschmolzenen Füllung unter einem mittleren Druck durchgeführt, welcher weder das ist, was im Stand der Technik als Niederdruckspritzguss bekannt ist, noch das ist, was im Stand der Technik als Hochdruckspritzguss bekannt ist. Insbesondere kann das Befüllen durch Spritzgießen bei einem mittleren Druck im Bereich 50 kPa–30 MPa ausgeführt werden. Es wird erkannt werden, dass Routineversuche ausgeführt werden können, um einen gewünschten oder optimalen mittleren Druck zu bestimmen, bei dem die Kokille oder Form mit der geschmolzenen Füllung gefüllt werden sollte.
Das Verfahren kann beinhalten, als Metall ein Metall, welches aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Magnesium, Lithium, Zink und Legierungen daraus gewählt ist, zu verwenden. Vorzugsweise beinhaltet das Verfahren das Verwenden, als Metall eines Leichtmetalles, welches aus der Gruppe bestehend aus Magnesium, Aluminium und Legierungen daraus gewählt ist.
Es wird erwartet, dass das Verfahren insbesondere nützlich ist beim Gießen von Leichtmetall- oder Legierungsprodukten, die aus der Gruppe bestehend aus Radfelgen, wie Aluminium- oder Magnesium-Legierungsradfelgen, Automobilgetriebegehäusen, Lenkrädern, Steuersäulengehäusen, Bremshilfsteilen oder -elementen und Automobilmotoren, Marine- und Luftfahrzeugsteile oder Elementen gewählt ist. Typischerweise wird das Verfahren im Gießen von Aluminium- und Magnesium-Legierungsradfelgen verwendet. Folglich kann es das Gießen eines Leichtmetallprodukts in der Form einer Motorfahrzeugradfelge sein.
Insbesondere wird erwartet, dass das Verfahren nützlich ist beim Gießen von Produkten, welche eine Querschnittsdicke im Bereich von 1,5–30 mm, gewöhnlich 2–27 mm aufweisen, mit entsprechenden Massen von 0,25–30 kg, gewöhnlich 0,5–20 kg. Mit anderen Worten und insbesondere kann es das Gießen eines Metallprodukts sein, in welchem der Teil des ausgehärteten Produkts, der am weitesten von der Oberfläche des Produkts entfernt ist, von demjenigen nächstliegenden Teil der Oberfläche des Produkts durch einen Abstand von 0,75 –15 mm beabstandet ist, wobei das Produkt eine Masse von 0,25–30 kg aufweist.
Vorzugsweise kann das Verfahren den Schritt des Bereitstellens der Kokille oder Form mit einem gewünschten Temperaturprofil beinhalten, durch selektive Aufbringung der Induktionsbeheizung darauf, um die Aushärtung bei gewünschten Raten von unterschiedlichen Teilen des geschmolzenen Leichtmetalls, welches in die Kokille oder Form gefüllt ist, zu verbessern.
Des Weiteren kann das Befüllen der Kokille oder Form von einer Schmelzvorrichtung sein, welche hin- und herbewegbar ist relativ zu der Kokille oder Form, wobei das Verfahren beinhaltet, die Schmelzvorrichtung zwischen einer Beladungsposition, wo sie mit einer Vorstufe der geschmolzenen Füllung beladen wird, und einer Füllposition, wo die geschmolzene Füllung von der Schmelzvorrichtung zu der Gießanordnung übertragen wird, hin- und herbewegt wird. Das Gießen kann in einer Vielzahl von Kokillen oder Formen ausgeführt werden, von denen jede mit einer einzelnen Schmelzvorrichtung zugeordnet ist, aus welcher sie befüllt wird, wobei jede Schmelzvorrichtung einer einzelnen Kokille oder Form zugeordnet ist und elektrisch durch Induktionsheizen erwärmt wird, wobei eine gemeinsame elektrische Energiequelle verwendet wird, um die elektrische Energie zu den Kokillen oder Formen für das Induktionsbeheizen derselben bereitzustellen und eine gemeinsame elektrische Energiequelle verwendet wird, um die elektrische Energie zu den Schmelzvorrichtungen bereitzustellen. Das Verfahren kann durch Verwenden einer Gießvorrichtung oder Installation wie hierauf folgend definiert ausgeführt werden.
Gemäß eines anderen Aspekts der Erfindung wird eine Gussvorrichtung oder Installation zum Gießen von Metallgegenständen bereitgestellt, wobei die Vorrichtung oder Installation eine Gussanordnung zum Gießen eines Metallgegenstandes aufweist, wobei die Gussanordnung eine Kokille oder Form zum Gießen des Gegenstandes aufweist und die Anordnung eine Induktionsheizungsanordnung umfasst, wobei die Induktionsheizungsanordnung wenigstens eine Induktionsspule aufweist, die die Kokille oder Form zum Heizen der Kokille oder Form zu einer erhöhten Temperatur vor dem Gießen des Gegenstands umgibt, wobei die Induktionsheizungsanordnung eine Vielzahl von wenigstens zwei der Induktionsspulen aufweist, die unabhängig voneinander betreibbar sind, um die Kokille oder Form auf die erhöhte Temperatur zu erhitzen, während die Oberfläche des Inneren der Kokille oder Form mit einem gewünschten Temperaturprofil versehen wird, und die Gussvorrichtung oder Installation ein Schmelzvorrichtung zum Bilden einer geschmolzenen Füllung an Metall zur Verwendung beim Gießen des Metallgegenstandes in der Gussanordnung aufweist, wobei die Schmelzvorrichtung eine Heizanordnung zum Heizen eines Precursors der geschmolzenen Füllung auf eine Temperatur aufweist, bei der die geschmolzene Füllung aus dem Precursor gebildet wird, wobei die Schmelzvorrichtung eine Kapazität zur Her stellung einer kompletten Füllung an geschmolzenem Metall mit einem Volumen aufweist, das mit der Kapazität oder dem Volumen der Kokille oder Form abgestimmt ist, so dass das Gießen eines einzelnen Gegenstandes in der Kokille oder Form eine komplette von der Schmelzvorrichtung bei Betrieb mit voller Kapazität erzeugte Schmelzfüllung verbraucht, wobei die Heizanordnung der Schmelzvorrichtung eine Induktionsheizungsanordnung mit wenigstens einer Induktionsspule.
Die Induktionsheizanordnung der Gießanordnung kann in der Form eines Induktionsheizers mit variabler Frequenz sein.
Die Anordnung kann eine Spülgasversorgung beinhalten, welche mit der Kokille oder Form verbunden ist, um ein Spülgas zu dem Inneren der Kokille oder Form zu versorgen.
Die Kokille oder Form kann eine verlorene Form sein, wie beispielsweise eine Sandgusskokille oder Form. Stattdessen kann die Kokille oder Form eine wiederverwendbare Kokille oder Form umfassen. Die wiederverwendbare Kokille oder Form kann ein Metallkokille oder Form sein, vorzugsweise eine Stahlkokille oder Form. Insbesondere kann die Kokille oder Form ein wiederverwendbare, mehrkern-segmentierte Metallkokille oder Form sein.
Im Fall einer wiederverwendbaren Kokille oder Form kann die Kokille oder Form folglich eine Multikern- oder segmentierte Kokille oder Form sein, umfassend zwei oder mehr Kerne oder Segmente. Insbesondere kann die Kokille oder Form einen Oberkern oder Segment umfassen, an dem das ausgehärtete Produkt entfernbar befestigt verbleibt am Ende des Gießens. Der Oberkern oder Segment kann Ablösungsmittel beinhalten oder Ablösungsmitteln zugeordnet sein zum Ablösen des Produkts davon. In diesem Fall wird die Kokille oder Form typischerweise auch einen Boden- oder Flächenkern umfassen, und einen Ring von Seitenkernen, welche Kolben zugeordnet sind, wobei die Seitenkerne oder Segmente der Kokille oder Form ihren segmentierten Charakter geben. Insbesondere kann die wiederverwendbare Kokille oder Form hydraulisch betreibbar sein, in Bezug auf die Kolben der Seitenkerne und in Bezug auf das Anheben des Oberkerns und Gusslings von den verbleibenden Kernen, um den Gussling in Kontakt mit Stiften zu bringen, welche die Ablösungsmittel ausbilden. Die Kokille oder Form wird typischerweise eine Befüllungsöffnung zur Verwendung beim Füllen oder Befüllen der Kokille oder Form mit geschmolzenem Leichtmetall aufweisen. In einer Ausführungsform der Erfindung hat die Kokille oder Form ihre Befüllungsöffnung durch ihren Boden- oder Flächenkern versehen zum Füllen oder Befüllen der Kokille oder Form von unterhalb. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die wiederverwendbare Kokille oder Form hydraulisch betreibbar und hat einen Boden- oder Flächenkern, der mit einer Metallbefüllungsöffnung zum Befüllen der Kokille oder Form mit geschmolzenem Metall von unterhalb versehen ist.
Die Induktionsheizanordnung kann zwei oder mehr Induktionsspulen beinhalten, die unabhängig voneinander betreibbar sind zum Erzielen eines gewünschten Temperaturprofils in der Kokille oder Form.
Die Gießanordnung kann eine permanente Konstruktion als Teil einer Installation sein, welche konstruiert ist, um mehr oder weniger permanent am Ort zu verbleiben, an einer Produktionseinrichtung zum Gießen von Leichtmetallprodukten. Stattdessen, und vorzugsweise, ist die Gießanordnung nicht von einer permanenten Konstruktion, sondern bewegbar als Teil einer Vorrichtung von einer Produktionseinrichtung zu einer anderen.
Vorzugsweise ist die Gießvorrichtung bemessen, um Befüllungen von Metall zu schmelzen, welche in der Größe mit der Größe der Kokille oder Form übereinstimmen, so dass das Gießen des Produkts in der Kokille oder Form eine gesamte Befüllung verbraucht.
In jedem Fall, wo die Kokille oder Formanordnung, einerseits, und die Schmelzvorrichtung andererseits eine oder mehrere Induktionsheizspulen beinhaltet, können die Induktionsspulen elektrisch mit einer elektrischen Energieversorgung dafür verbunden sein.
Die Schmelzvorrichtung kann relativ zu der Gießanordnung hin- und herbewegbar sein zwischen einer Beladungsposition, worin das Beladen der Schmelzvorrichtung mit einer Vorstufe der geschmolzenen Füllung stattfindet, und einer Befüllungsposition, worin die Übertragung der geschmolzenen Füllung von der Schmelzvorrichtung oder Installation zu der Gießanordnung stattfindet. Folglich kann die Gießvorrichtung oder Installation Schienen beinhalten, wobei die Schmelzvorrichtungen mittels Rädern auf den Schienen montiert ist, wobei die Räder entlang der Schienen während der hin- und hergehenden Bewegung der Schmelzvorrichtung relativ zu der Gießanordnung gerollt werden können.
Die Gießvorrichtung oder Installation kann zwei oder mehr der Gießanordnungen beinhalten und die gleiche Anzahl von Schmelzvorrichtungen, wobei die Gießanordnungen eine gemeinsame Heizenergiequelle benutzen und die Schmelzvorrichtungen eine gemeinsame Heizenergiequelle benutzen, für das Gießen von Produkten in entsprechenden Gießzyklen, welche ausreichend phasenversetzt sind, um eine solche gemeinsame Nutzung zu erlauben. Mit anderen Worten, kann die Gießvorrichtung oder Installation eine Vielzahl von Gießanordnungen beinhalten und die gleiche Vielzahl von Schmelzvorrichtungen, wobei jede Gießanordnung einer einzelnen Schmelzvorrichtung zugeordnet ist und jede Schmelzvorrichtung einer einzelnen Gießanordnung zugeordnet ist, wobei die Gießanordnungen eine gemeinsame elektrische Heizenergiequelle benutzen und die Schmelzvorrichtungen eine gemeinsame elektrische Heizenergiequelle benutzen.
Die Anordnung der Einrichtung ist insbesondere geeignet für den Fall, wo die Heizanordnung der Schmelzvorrichtungen oder Installationen auch eine Induktionsheizanordnung ist, wobei die Heizenergieversorgungen elektrische Energieversorgungen sind.
Die Erfindung wird nun, im Wege eines nicht beschränkenden, illustrativen Beispiels, mit Bezug auf die anhängenden diagrammatischen Zeichnungen beschrieben.
In den Zeichnungen zeigt
1 eine explodierte, schematische Seitenansicht der unterschiedlichen Elemente einer Gießanordnung gemäß der Erfindung zum Gießen eines Leichtmetallprodukts gemäß des Verfahrens der Erfindung;
2 zeigt eine explodierte, schematische Seitenansicht der verschiedenen Elemente einer Schmelzvorrichtung zur Verwendung mit der Gießanordnung zum Ausbilden einer geschmolzenen Füllung des Leichtmetalls zur Verwendung im Verfahren der Erfindung;
3 ist eine dreidimensionale Ansicht einer Gießvorrichtung oder Installation gemäß der Erfindung zum Gießen von Leichtmetallprodukten gemäß des Verfahrens der Erfindung;
4 ist eine dreidimensionale Ansicht einer Gießeinrichtung gemäß der Erfindung und umfassend zwei Gießvorrichtungen oder Installationen der 3 zum Gießen von Leichtmetallprodukten gemäß des Verfahrens der Erfindung;
5 zeigt eine Serie von vereinfachten, schematischen Seitenansichten der Gießvorrichtung oder Installation der 3, darstellend das Verfahren des Gießens eines Leichtmetallprodukts in der Form einer Magnesiumlegierungsradfelge gemäß der Erfindung unter Verwendung der Gießvorrichtung oder Installation der 3; und
6 ist eine andere Serie von vereinfachten, schematischen Seitenansichten der Gießvorrichtung oder Installation der 3, weiter darstellend das Verfahren des Gießens eines Leichtmetallprodukts in der Form einer Magnesiumlegierungsradfelge dargestellt durch 5.
Bezug nehmend zunächst auf 1 der Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein eine Gießanordnung zum Gießen eines Leichtmetallprodukts gemäß der Erfindung. Die Gießanordnung 10 umfasst eine Kokille oder Form 12 zum Gießen eines Leichtmetallprodukts in der Form einer Magnesiumlegierungsradfelge und umfasst auch eine Induktionsheizanordnung 14, welche die Kokille oder Form 12 umgibt.
Die Kokille oder Form 12 ist eine Multikern- oder segmentierte, wiederverwendbare Stahlkokille oder Form, umfassend einen Oberkern 16, an dem ein ausgehärtetes Produkt entfernbar befestigt verbleibt am Ende des Gießprozesses, einen Boden- oder Flächenkern 18, welcher eine zentral angeordnete Befüllungs öffnung oder -kanal 20 aufweist, der dort hindurch zum Befüllen oder Füllen der Kokille oder Form 12 von unterhalb bereitgestellt ist, und einen segmentierten Ring von vier Seitenkernen 22, welche entsprechenden Kolben 24 zugeordnet sind, wobei die Seitenkerne 22 der Kokille oder Form 12 ihren segmentierten Charakter geben. Die Kokille oder Form 12 wird hydraulisch betrieben, in Bezug auf die Kolben 24 der Seitenkerne 22 und in Bezug auf das Anheben des Oberkerns 16 und jeglichen befestigten Leichtmetallgusslings (nicht gezeigt) aufwärts und weg von den verbleibenden Kernen.
Der Oberkern 16 ist Ablösungsmitteln zugeordnet (nicht gezeigt) zum Ablösen des Produkts davon am Ende des Gießprozesses.
Die Heizanordnung 14 umfasst 6 Windungen, welche entsprechend Induktionsspulen 25, 26, 27, 28, 29 und 30 ausbilden, die unabhängig voneinander betreibbar sind zum Erzielen eines gewünschten Temperaturprofils in der Kokille oder Form 12.
Die Gießanordnung 10 beinhaltet auch eine Spülgasversorgung, welche schematisch durch die unterbrochene Linie 31 dargestellt ist, zum Bereitstellen von SF₆/CO₂-Spülgas zu der Kokille oder Form 12 vor und während des Gießprozesses.
Bezug nehmend nun auf 2 der Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 40 allgemein eine Schmelzanordnung zum Ausbildung einer geschmolzenen Füllung von Leichtmetall gemäß der Erfindung. Die Schmelzanordnung oder Installation 40 umfasst einen hohlen, kohlenstoffarmen oder niedriglegierten Stahlzylinder oder -hülse 42 von kreisförmigem Querschnitt zum Aufnehmen einer geschmolzenen Füllung von Leichtmetall und auch zum Erleichtern des Erhitzens einer Vorstufe der Füllung von Leichtmetall, eine Induktionsheizanordnung 44, umfassend eine Induktionsspule 46 zum Heizen des Inhalts des Zylinders oder der Hülse 42, um eine geschmolzene Füllung auszubilden, und eine Schmelzmetallübertragungsanordnung 48 zum Übertragen einer geschmolzenen Füllung des Leichtmetalls von dem Zylinder oder der Hülse 42 zu der Kokille oder Form 12, in welcher ein Produkt gegossen wird.
Die Schmelzvorrichtung 40 beinhaltet auch eine Inertgasversorgung 50 zum Versorgen von Argongas zu dem Inneren des Zylinders oder der Hülse 42 solcherart, dass das Schmelzen des Leichtmetalls unter einer im Wesentlichen inerten Atmosphäre stattfindet, und auch, um ein Kühlen am unteren Ende oder der Basis des Zylinders oder der Hülse 42 bereitzustellen, um eine Sekundärdichtung dadurch auszubilden, wie hierauf folgend beschrieben.
Im Gebrauch, ist die Induktionsspule 46 an der Metallübertragungsanordnung 48 montiert, wobei die Spule 46 mit dem Rohr 62 verbunden ist und den Zylinder oder die Hülse 42 umgibt, um den Inhalt derselben zu beheizen.
Die Transferanordnung 48 umfasst eine teleskopisch bewegbare, mehrstufige Kolbenanordnung 52 zum Gebrauch beim Anheben des Zylinders unter der Hülse 42, um verriegelnd mit dem Umfang der Befüllungsöffnung 20 der Kokille oder Form 12 zusammenzuwirken vor dem Befüllen der Kokille oder Form 12 mit einer geschmolzenen Füllung aus dem Zylinder oder der Hülse 42. Die mehrstufige Kolbenanordnung 52 beinhaltet einen zentralen Kolben, umfassend 3 teleskopische Kolbenstangen 54, 55, 56, mit dem Mittelkolben 56, welcher einen Kolbenkopf 58 aufweist, der mit einer konischen Dichtfläche 59 zum dichtenden Zusammenwirken mit dem Umfang der Öffnung 20 in der Kokille oder Form 12 versehen ist, wenn eine gesamte geschmolzene Füllung in dem Zylinder oder Hülse 42 von dem Zylinder oder der Hülse 42 in die Kokille oder Form 12 übertragen worden ist. Die mehrstufige Kolbenanordnung 52 beinhaltet eine Steuerung für variable Kraft und Geschwindigkeit (nicht gezeigt) zum Steuern der Rate der Bewegung derselben und auch zum Steuern der Aufwärtskraft, welche durch den Kolbenkopf 58 auf eine geschmolzene Füllung in dem Zylinder oder der Hülse 42 und in der Kokille oder Form 12 ausgeübt wird, wenn der Kolbenkopf 58 abdichtend mit dem Umfang der Befüllungsöffnung 20 der Kokille oder Form 12 zusammenwirkt.
Folglich wird der Zylinder oder die Hülse 42 auf der Übertragungsanordnung 48 im Gebrauch abgestützt, so dass die mehrstufige Kolbenanordnung 52 zwischen dem Inneren des Zylinders oder der Hülse 42 in einem gleitenden und ausreichend abgedichteten Zusammenwirken damit in solcher Art bewegbar ist, dass es ermöglicht wird, dass eine geschmolzene Füllung in dem Zylinder oder der Hülse 42 nach aufwärts und aus dem Zylinder oder der Hülse 42 gedrückt wird bei der Aufwärtsbewegung der Kolbenstangen 54, 55, 56, um die geschmolzene Füllung in die Kokille oder Form 12 zu übertragen und einzuspritzen.
Die Transferanordnung 48 umfasst auch eine Vielzahl von konzentrischen Rohren 60, 61, 62, 63 und 64 von unterschiedlichen Durchmessern. Die Rohre 60, 61, 62, 63 und 64 sind vertikal teleskopisch bewegbar, relativ zueinander und ruhen ineinander.
Das Rohr 60 ist das Bodenrohr und hat Räder 66 zum Laufen auf Schienen 67, welche einen Teil der Gießinstallation der 4–6 ausbilden zum Hin- und Herbewegen der Schmelzvorrichtung oder Installation 40 zwischen einer Beladungsposition, worin das Beladen des Zylinders oder der Hülse 42 mit einer Vorstufe der geschmolzenen Füllung stattfindet, und einer Befüllungsposition, worin die Schmelzvorrichtung 40 in Ausrichtung mit der Befüllungsöffnung 20 der Kokille oder Form 12 der Gießanordnung 10 ist, um es zu ermöglichen, dass eine geschmolzene Füllung, die durch Schmelzen einer Vorstufe derselben in dem Zylinder oder der Hülse 42 ausgebildet ist, davon in die Kokille oder Form 12 übertragen wird, dabei typischerweise diese mit der geschmolzenen Füllung befüllend. Das Rohr 64 ist das Oberrohr und stellt einen sich umfänglich erstreckenden, nach aufwärts weisenden Stützring bereit, der eine Nut (nicht gezeigt) darin aufweist zum abdichtenden Zusammenwirken mit dem unteren Ende des Zylinders oder der Hülse 42. Das Rohr 62 wiederum stellt einen sich umfänglich erstreckenden, nach aufwärts weisenden Stützring bereit, auf dem die Induktionsspule 46 abgestützt ist, wenn diese über dem Zylinder oder der Hülse 42 platziert ist, um sie zu umgeben.
Zusätzlich zu der Dichtung, die durch die Nut auf dem Rohr 64 bereitgestellt wird, stellt das Argongas, welches über die Gasversorgung 50 zugeführt wird, eine Kühlung des unteren Endes des Zylinders oder der Hülse 42 während des Schmelzens der Vorstufe der geschmolzenen Füllung bereit, was es einem Teil der geschmolzenen Füllung, die ausgebildet wurde, ermöglicht, in einer Zone zwischen der Kolbenanordnung 52 und dem Oberohr 64 und an dem unteren Ende des Zylinders oder der Hülse 42 auszuhärten, dadurch eine Sekundärdich tung ausbildend, welche aus ausgehärtetem Leichtmetall von der geschmolzenen Füllung ausgebildet ist.
Bezugnehmend nun auf die 3 der Zeichnungen, bezeichnet das Bezugszeichen 70 allgemein eine Gießvorrichtung oder -installation zum Gießen von Leichtmetallprodukten gemäß der Erfindung. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in 1 und 2 bezeichnet, soweit nicht anders beschrieben.
Die Gießvorrichtung oder -installation 70 umfasst eine Gießanordnung 10, wie zuvor beschrieben, und eine Schmelzvorrichtung 40, wie auch zuvor beschrieben. Die Gießvorrichtung oder -installation 70 beinhaltet auch eine hydraulische Steuerung 72 für eine Kokille oder Form und eine hydraulische Steuerung 74 für eine Schmelzvorrichtung 40.
Der Oberkern 16 ist Ablösemitteln zugeordnet (nicht gezeigt) zum Ablösen des Produkts davon am Ende des Gießprozesses.
Die Gießvorrichtung oder -installation 70 beinhaltet auch einen Hauptprozessor (CPU) 76 zum Überwachen der Beheizung der Induktionsheizanordnung 14, um das gewünschte Temperaturprofil zu erzielen, und auch zum Bereitstellen einer Regelschleife zu entsprechenden Energieversorgungen 92 und 94 (4) dafür.
Die Gießvorrichtung oder -installation 70 beinhaltet auch Schienen (nicht gezeigt aber siehe 67 in 2) auf welchen die Räder 66 der Metallübertragungsanordnung 48 der Schmelzvorrichtung 40 laufen können. Folglich ist die Schmelzvorrichtung 40 relativ zu der Kokillenanordnung 12 hin und her bewegbar zwischen einer Beladungsposition (wie gezeigt in 3) worin das Beladen der Schmelzvorrichtung 40 mit einer Vorstufe der geschmolzenen Füllung stattfindet, und einer Befüllungsposition (siehe 5 und 6) worin die Übertragung einer geschmolzenen Füllung von der Schmelzvorrichtung 40 zu der Kokille oder Form 12 der Gießanordnung 10 stattfindet.
Bezugnehmend nun auf 4 der Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 90 allgemein eine Entwicklung der Vorrichtung oder -installation 70 in der Form einer Gießeinrichtung. Die Gießeinrichtung 90 umfasst zwei Gießvorrichtungen oder -installationen 70, von denen jede eine Gießanordnung 10 umfasst, welche eine Kokille oder Form 12 aufweist, in welcher das Gießen des Produkts ausgeführt wird, und weiterhin aufweisend eine Schmelzvorrichtung 40 zum Induktionsschmelzen einer Füllung von Leichtmetall. Die Gießeinrichtung 90 beinhaltet auch eine induktive Schmelzheizenergieversorgung 92, zum Beispiel von 100kW, zum separaten Versorgen von Energie zu jeder der zwei Schmelzvorrichtungen 40, und eine induktive Kokillenheizenergieversorgung 94, auch zum Beispiel von 100kW, zum separaten Versorgen von Energie zu jeder Gießanordnung 10, einen Kühlturm (nicht gezeigt) zum Bereitstellen von Kühlfluid und eine Gasversorgungssteuerungseinheit 96 zum Versorgen eines Spülgases zu der Gießanordnung 10 und auch zu den Schmelzvorrichtungen 40.
Es wird erkannt werden, dass die Gießeinrichtung 90 es ermöglicht, zwei Produkte gleichzeitig zu gießen unter Verwendung von Gießzyklen, welche phasenversetzt sind, wobei die Schmelzvorrichtungen 40 die gemeinsame Induktionsheizenergieversorgung 92 nutzen und die Gießeinrichtungen 10 die gemeinsame Induktionsheizenergieversorgung 94 nutzen. Das Gießen der Produkte findet dann in entsprechenden Gießzyklen statt, welche ausreichend phasenversetzt sind, um eine solche gemeinsame Nutzung zu erlauben. Es wird folglich erkannt werden, dass die Gießeinrichtung 90 in einer quasi kontinuierlichen Weise betrieben werden kann, indem die Gießvorrichtungen oder -installation 70 auf einer alternierenden Basis benutzt werden, wobei die eine ihre Schmelzvorrichtung 40 in der Befüllungsposition hat und verwendet wird zum Gießen, während die andere ihre Schmelzvorrichtung 40 in ihrer Beladungsposition hat und mit einer Vorstufe des Leichtmetalls beladen wird und vorbereitet wird, um in ihre Befüllungsposition zurückgeführt zu werden, sobald der Gießprozess in der anderen Gießvorrichtung oder -installation 70 beendet ist.
Bezug nehmend nun auf die 5 und 6 der Zeichnungen wird die Verwendung der Gießvorrichtung oder -installation 70, welche zuvor beschrieben wurde, mit Bezug auf das Gießen eines Leichtmetallprodukts in der Form einer Magnesiumlegierungsradfelge 100 dargestellt, verwendend eine Vorstufe in der Form eines vorgeformten Rohlings oder Gussblocks 102 einer Magnesium-Aluminium-Zinklegierung, welche im Stand der Technik als AZ91 vorbekannt ist. Der Rohling oder Gussblock 102 wird auf der Kolbenanordnung 52 platziert, wobei die zugeordnete Schmelzvorrichtung 40 in ihrer Beladungsposition ist. Der Zylinder oder die Hülse 42 ist über dem Rohling oder Gussblock 102 platziert, so dass das untere Ende des Zylinders oder der Hülse 42 abdichtend mit der Nut des Oberohrs 64 der Metallübertragungsanordnung 48 zusammenwirkt. Die Induktionsspule 46 ist mit dem Rohr 62 der Metallübertragungsanordnung 48 verbunden, so dass das Plazieren des Zylinders oder der Hülse 42 und des Rohlings oder Gussblocks 102 in der Position bewirkt, dass diese durch die Spule 46 umgeben sind.
Die Gießanordnung 10 ist vorbereitet zum Gießen indem der obere Kern 16 solcher Art abgesenkt wird, dass er mit dem Boden- oder Flächenkern 60 zusammenwirkt. Die ringseitigen Kernsegmente sind dann in Position platziert, verwendend ihre Kolben 24, um die Kokille zu schließen. Spülgas in der Form einer SF₆/CO₂ Flussgasmischung umfassend 0,2 Volumen-% SF₆ wird in die Kokille oder Form 12 eingespiesen und die Kokille oder Form 12 wird erhitzt unter der Verwendung der Induktionsspulen 25, 26, 27, 28, 29 und 30 durch elektrische Energie, die von der Induktionsheizenergieversorgung 94 unter Verwendung einer vorgewählten Frequenz zugeführt wird, bis die Kokille oder Form 12 eine benötigte Betriebstemperatur erreicht und ein gewünschtes Temperaturprofil aufweist. Die Rate des Heizens kann geändert werden durch Ändern der Eingangsleistung von der Energieversorgung 94 und/oder durch Ändern der Frequenz derselben, wobei eine höhere Frequenz in einer höheren Heizrate resultiert; und die Spülen 25, 26, 27, 28, 29 und 30 können wahlweise mit unterschiedlichen Energieversorgungen zu ihnen betrieben werden zu, um das Temperaturprofil zu erzielen.
Die Schmelzvorrichtung 40 wird mit Hilfe der Räder 66 auf den Schienen 67 der Gießvorrichtung oder -installation 70 hin und her bewegt, von der Beladungsposition, worin die Zylinder oder die Hülse 42 mit dem Rohling oder Gussblock 102 einer Ladung von AZ91 Legierung Vorstufe stattfindet, zu einer Befüllungsposition, wo die Schmelzvorrichtung 40 in Ausrichtung mit der Befüllungsöffnung 20 durch den Boden- oder Flächenkern 18 der Kokille oder Form 12 ist. Der Zylinder oder die Hülse 42 ist abdichtend mit der unteren Oberfläche oder dem Boden- oder Flächenkern 18 zusammenwirkend, durch hydraulisches Anheben des Rohrs 64, welches auch den Zylinder oder die Hülse 42 mit dem Rohr 64 abdich tet. Der Zylinder oder die Hülse 42 wird mit einem SF₆/CO₂ Spülgas gespült. Der Rohling oder Gussblock 102 wird unter einer durch das Spülgas erzeugten Spülatmosphäre, welche in den Zylinder oder die Hülse 42 durch die Gasversorgung 50 eingeführt wird, geschmolzen, bis eine geschmolzene Füllung von AZ91 Legierung ausgebildet ist. Argon wird dann verwendet, um eine kühlende Atmosphäre zum Kühlen der geschmolzenen Füllung am unteren Ende des Zylinders oder der Hülse 42 bereitzustellen, um eine Sekundärdichtung in der Form eines mehr oder weniger halbfesten oder verfestigten Abschnitts oder Eingusses des Leichtmetalls (nicht gezeigt) auszubilden.
Sobald die gewünschte Betriebstemperatur und das Temperaturprofil erzielt worden sind in der Kokille oder Form 12 und die Kokille oder Form 12 mit der Hilfe der Kolben 24 mittels der hydraulischen Steuerung 72 druckverriegelt wurde, wird die Gasversorgung zu dem Zylinder oder der Hülse 42 abgeschnitten und die geschmolzene Füllung wird unter Druck von dem Zylinder oder der Hülse 42 in die Kokille oder Form 12 mittels der Kolbenanordnung 52 übertragen, dadurch die Kokille oder Form 12 mit der geschmolzenen Füllung befüllend. Bevor und während des Einspritzens der geschmolzenen Füllung in die Kokille oder Form 12 wird die Kokille oder Form 12 mit dem zuvor erwähnten SF₆/CO₂ Spül/Flussgas gespült mittels der Gasversorgungssteuerungseinheit 96, welches Gas auch die geschmolzene Oberfläche der geschmolzenen Füllung sowohl in der Hülse 42 und, wenn es in die Kokille oder Form 12 eintritt, schützt. Der Kolbenkopf 58 verriegelt abdichtend gegen den Umfang der Befüllungsöffnung 20 und tritt teilweise in die Befüllungsöffnung 20 ein, um den Druck der geschmolzenen Befüllung in der Kokille oder Form 12 zu erhöhen. Die Kokille oder Form 12 wird dann erlaubt, abzukühlen und die Schmelzvorrichtung oder -installation 40 wird von der Kokille oder Form 12 abgelöst. Die Schmelzvorrichtung oder -installation 40 wird dann zurück zu ihrer Beladungsposition bewegt.
Die Kokille oder Form 12 wird dann geöffnet indem die Ring- oder Seitenkernsegmente 22 voneinander mit der Hilfe der Kolben 24 außer Eingriff gebracht werden und der Oberkern 16 mit der ausgehärteten Radfelge 100 daran festhaltend, wird angehoben, verwendend die Steuerung 72. Die Radfelge 100 wird dann abgetrennt oder abgelöst von dem Oberkern 16 indem abwärtsgerichteten Stiften, welche Teil der Abtrennmittel (nicht gezeigt) ausbilden, ermöglicht wird, die Radfelge 100 abwärts während des Abhebens des Oberkerns 16 zu drücken.
Die Kolbenanordnung 52 wird abgesenkt und dann die Rohre der Anordnung 48 zurückgezogen, den Zylinder oder die Hülse 42 freigebend und den ausgehärteten Abschnitt oder Einguss (nicht gezeigt) der geschmolzenen Füllung, welcher die Sekundärdichtung des Zylinders oder der Hülse 42 ausbildete, freigebend. Der verwendete Zylinder oder die verwendete Hülse 42 wird dann gereinigt und zurück auf der Übertragungsanordnung 48 positioniert in Vorbereitung für das Gießen einer neuen Radfelge 100. Es wird erkannt werden, jedoch, dass ein unterschiedlicher Zylinder oder eine unterschiedliche Hülse 42 stattdessen verwendet werden können, um Verlust von Produktionszeit zu verhindern und auch um die Möglichkeit von Querverschmutzung zu minimieren.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass die Gießvorrichtung oder -installation 70 nicht eine Permanentkonstruktion zu sein braucht, sondern von einer Produktionsstätte zu einer anderen leicht bewegbar sind, folglich kann die Gießvorrichtung oder -installation 70 kostengünstig nahe eines Endverbrauchers der Produkte, welche zu gießen sind, aufgestellt werden, dadurch Transportkosten und dergleichen reduzierend.
Es ist auch ein weiterer spezifischer Vorteil der Erfindung, dass die Induktionsbeheizung der Kokille oder Form 12 durch die Heizungsanordnung die sechs Induktionsspulen 25, 26, 27, 28, 29 und 30 umfasst, die unabhängig voneinander betreibbar sind, was es ermöglicht, ein gewünschtes Temperaturprofil in der Kokille oder Form 12 zu erhalten, vor dem Gießschritt, dadurch einen gewünschten, daraus folgenden Effekt auf die Aushärtungsrate der unterschiedlichen Teile des Produkts, wie der Radfelge 100, erzielend, dadurch Spannungen in dem ausgehärteten Produkt (Radfelge 100) reduzieren. Die Erlangung von gewünschten Flussdistanzen zur vollständigen Füllung der Kokille oder Form 12 werden auch ermöglicht.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die Gießvorrichtung oder -installation 70 nicht viel Platz benötigt, um errichtet zu werden. Z.B. benötigt die Gießvorrichtung oder -installation 70, wie zuvor beschrieben, nur einen Bodenraum von etwa 20–30 m². Der vorliegende Prozess bietet auch andere Kostenvorteile wie den Umstand, dass die Energieversorgung nur der Gießvorrichtung oder -installation 70 unmittelbar bevor dem Gießen zugeführt werden kann und am Ende des Gießens eines einzelnen Produkts abgeschaltet werden kann, ohne gegenteilig den Prozess oder die Effizienz desselben zu beeinträchtigen. In dem Fall eines Energieversagens während des Gießprozesses verwendend die Methode und die Gießvorrichtung oder -installation 70 der vorliegenden Erfindung wird erkannt werden, dass Verluste nicht größer sein müssen als Verluste der geschmolzenen Füllung in dem Zylinder oder der Hülse 42, umfassend den einzelnen Rohling oder Gussblock 102, im Vergleich zu einer typischen Gießerei, wo der Prozess kontinuierlich ist und große Mengen von Metall geschmolzen werden müssen zu einem vorgegebenen Zeitpunkt, wobei alle im Falle eines Energieversagens aushärten können. Tatsächlich können Verluste im Prinzip vollständig vermieden werden, indem die Inhalte des Zylinders oder der Hülse 42 wieder aufgeschmolzen werden, wenn die Energieversorgung wieder hergestellt ist.
Es ist noch ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, dass die Kokille oder Form 12 der Gießanordnung 10 nicht einen Einfahrvorgang in Reihenfolge benötigt, um die optimalen Prozesskonditionen zu erzielen. Das gewünschte Gießtemperaturprofil kann einfach erzielt werden durch selektives Steuern/Regeln der Energieversorgung zu jeder der Spulen 25, 26, 27, 28, 29 und 30. Der Umstand, dass der Prozess nicht einen Einfahrzyklus oder Einfahrzyklen benötigt, bedeutet, dass eine spezifische Anzahl von Rohlingen oder Gussblöcken 102, ausgeschlossen lediglich Energieversagen, eine entsprechende Anzahl von Radfelgen 100 ergeben sollten, mit reduziertem Verlust resultierend aus Ausschuss und verbesserter Qualitätskontrolle.

Claims

Verfahren zum Gießen eines Metallgegenstandes durch Füllen einer Kokille oder Form mit geschmolzenem Metall und Veranlassen oder Erlauben eines Verfestigens des Metalls in der Kokille oder Form um den Gegenstand zu bilden, wobei das Verfahren vor dem Füllen der Kokille oder Form mit dem geschmolzenen Metall den Schritt des Heizens der Kokille oder Form durch Induktionsheizen auf eine erhöhte Temperatur aufweist, wobei das Füllen der Kokille oder Form bei der erhöhten Temperatur stattfindet, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass in Kombination das Induktionsheizen verwendet wird, um die Oberfläche des Inneren der Kokille oder Form mit einem gewünschten Temperaturprofil zu versehen, wobei die innere Oberfläche der Kokille oder Form unterschiedliche Teile oder Zonen im Kontakt mit dem in die Kokille oder Form gefüllten geschmolzenen Metall mit voneinander oder zueinander verschiedenen Temperaturen aufweist, um dadurch gewünschte Abkühl- und Verfestigungsraten in unterschiedlichen Teilen des in die Kokille oder Form gefüllten Metalls zu befördern, und das Füllen der Kokille oder Form von einer Schmelzvorrichtung mit einer Kapazität ausgeführt wird, die ausreicht, eine komplette Füllung geschmolzenen Metalls zu erzeugen, die im Volumen mit der Kapazität oder dem Volumen der Kokille oder Form abgestimmt ist, wobei das Füllen der Kokille oder Form mit ausreichend geschmolzenem Metall ausgeführt wird, um einen einzelnen Gegenstand herzustellen, und das Füllen in Gänze dazu dient, eine komplette von der Schmelzvorrichtung erzeugte Schmelzfüllung zu verbrauchen, wobei die Heizanordnung der Schmelzvorrichtung eine Induktionsheizungsanordnung mit wenigstens einer Induktionsspule ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es vor dem Füllen der Kokille oder Form den Schritt des Spülens der Kokille oder Form mit einem Spülgas aufweist, wobei das Füllen unter einer von dem Spülgas gebildeten Atmosphäre stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülen sowohl vor als auch während des Heizens der Kokille oder Form durchgeführt wird, wobei das Spülen unterbrochen wird, bevor das Füllen stattfindet.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen unter Druck ausgeführt wird, um die Kokille oder Form zu ihrer vollen Kapazität zu füllen.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen durch Spritzgießen bei einem mittleren Druck im Bereich von 50 kPa–30 MPa stattfindet.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Verwenden eines Metalls als Metall umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Aluminium, Magnesium, Lithium, Zink und Legierungen daraus.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Verwenden eines Leichtmetalls als Metall aufweist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Magnesium, Aluminium und Legierungen daraus.
Ein Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießen ein Gießen eines Leichtmetallgegenstandes in Form einer Felge eines Kraftfahrzeugs ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießen ein Gießen eines Metallgegenstandes ist, bei dem der Teil des verfestigten Gegenstandes, der sich am weitesten von der Oberfläche des Gegenstandes entfernt befindet, von dem der Oberfläche am nächsten liegenden Teil des Gegenstandes um einen Abstand von 0,75 bis 15 mm beabstandet ist, wobei der Gegenstand eine Masse von 0,25–30 kg aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Kokille oder Form von einer Schmelzvorrichtung ausgeführt wird, die relativ zu der Kokille oder Form vor und zurück beweglich ist, wobei das Verfahren ein Vor- und Zurück-Bewegen der Schmelzvorrichtung zwischen einer Beladungsposition, in der sie mit einer Vorstufe der geschmolzenen Füllung beschickt wird, und einer Füllposition umfasst, in der die geschmolzene Füllung von der Schmelzvorrichtung in die Gussanordnung übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießen in einer Vielzahl von Kokillen oder Formen ausgeführt wird, wobei jede einer einzelnen Schmelzvorrichtung zugeordnet ist, von der sie befüllt wird, wobei jede Schmelzvorrichtung einer einzelnen Kokille oder Form zugeordnet ist und durch Induktionsheizung elektrisch geheizt wird, wobei eine gemeinsame elektrische Leistungsversorgung verwendet wird, um den Kokillen oder Formen elektrische Leistung für deren Induktionsheizung zuzuführen, und eine gemeinsame elektrische Leistungsversorgung verwendet wird, um den Schmelzvorrichtungen elektrische Leistung zuzuführen.
Gussvorrichtung oder Installation zum Gießen von Metallgegenständen, wobei die Vorrichtung oder Installation eine Gussanordnung (10) zum Gießen eines Metallgegenstandes (100) aufweist, wobei die Gussanordnung (10) eine Kokille oder Form (12) zum Gießen des Gegenstandes (100) aufweist und die Anordnung (10) eine Induktionsheizungsanordnung (14) umfasst, wobei die Induktionsheizungsanordnung wenigstens eine Induktionsspule (25, 26, 27, 28, 29, 30) aufweist, die die Kokille oder Form (12) zum Heizen der Kokille oder Form (12) zu einer erhöhten Temperatur vor dem Gießen des Gegenstands (100) umgibt, wobei die Vorrichtung oder Installation dadurch gekennzeichnet ist, dass in Kombination, die Induktionsheizungsanordnung (14) eine Vielzahl von wenigstens zwei der Induktionsspulen (25, 26, 27, 28, 29, 30) aufweist, die unabhängig voneinander betreibbar sind, um die Kokille oder Form (12) auf die erhöhte Temperatur zu erhitzen, während die Oberfläche des Inneren der Kokille oder Form mit einem gewünschten Temperaturprofil versehen wird, und die Gussvorrichtung oder Installation eine Schmelzvorrichtung (40) zum Bilden einer geschmolzenen Füllung an Metall zur Verwendung beim Gießen des Metallgegenstandes (100) in der Gussanordnung (10) aufweist, wobei die Schmelzvorrichtung (40) eine Heizanordnung (44) zum Heizen einer Vorstufe der ge schmolzenen Füllung auf eine Temperatur aufweist, bei der die geschmolzene Füllung aus der Vorstufe gebildet wird, wobei die Schmelzvorrichtung eine Kapazität zur Herstellung einer kompletten Füllung an geschmolzenem Metall mit einem Volumen aufweist, die auf die Kapazität oder das Volumen der Kokille oder Form abgestimmt ist, so dass das Gießen eines einzelnen Gegenstandes in der Kokille oder Form eine komplette, von der Schmelzvorrichtung bei Betrieb mit voller Kapazität erzeugte Schmelzfüllung verbraucht, wobei die Heizungsanordnung der Schmelzvorrichtung eine Induktionsheizungsanordnung mit wenigstens einer Induktionsspule (46) ist.
Vorrichtung oder Installation nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizungsanordnung (25, 26, 27, 28, 29, 30) der Gussanordndung (10) in Form eines Induktionsheizers (14) mit variabler Frequenz besteht.
Vorrichtung oder Installation nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Spülgaszuführleitung (31) aufweist, die mit der Kokille oder Form (12) verbunden ist, um ein Spülgas dem Inneren der Kokille oder Form (12) zuzuführen.
Vorrichtung oder Installation nach einem der Ansprüche 12 bis 14 einschließlich, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille oder Form (12) eine wiederverwendbare segmentierte Multikern(16, 18, 22)-Metall-Kokille oder -Form (12) ist.
Vorrichtung oder Installation nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die wiederverwendbare Kokille oder Form (12) hydraulisch betreibbar ist und einen Boden- oder Flächenkern (18) aufweist, der mit einer Metallfüllöffnung (20) zum Füllen der Kokille oder Form (12) mit geschmolzenem Metall von unten versehen ist.
Vorrichtung oder Installation nach einem der Ansprüche 12 bis 16 einschließlich, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzvorrichtung relativ zu der Gussanordnung zwischen einer Beladungsposition, in der ein Beladen der Schmelzvorrichtung mit einer Vorstufe der Schmelzfüllung stattfindet, und einer Füllposition vor und zurück bewegbar ist, in der ein Transfer einer geschmolzenen Füllung von der Schmelzvorrichtung zu der Gussanordnung stattfindet.
Vorrichtung oder Installation nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie Schienen (67) aufweist, wobei die Schmelzvorrichtung über Räder (66) auf den Schienen angeordnet ist, wobei die Räder entlang der Schienen während des Vor- und Zurück-Bewegens der Schmelzvorrichtung relativ zu der Gussanordnung rollbar sind.
Vorrichtung oder Installation nach einem der Ansprüche 12 bis 18 einschließlich, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vielzahl von Gussanordnungen und die selbe Vielzahl von Schmelzvorrichtungen aufweist, wobei jede Gussanordnung einer einzelnen Schmelzvorrichtung zugeordnet ist und jede Schmelzvorrichtung einer einzelnen Gussanordnung zugeordnet ist, wobei die Gussanordnungen sich eine gemeinsame elektrische Heizleistungsversorgung (94) teilen und die Schmelzvorrichtungen sich eine gemeinsame elektrische Heizleistungsversorgung (92) teilen.