DE60219032T2

DE60219032T2 - Dauerform, insbesondere für fahrzeugräder

Info

Publication number: DE60219032T2
Application number: DE60219032T
Authority: DE
Inventors: Heinrich Georg Baumgartner
Original assignee: BBS Riva SpA
Current assignee: BBS Riva SpA
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: WO2003020459A2; US20040194906A1; JP2005501721A; EP1420911B1; DE60219032D1; CN1549754A; CN1277633C; WO2003020459A3; ES2283584T3; AU2002325326A1; ITPD20010208A1; PL366788A1; ATE357301T1; EP1420911A2

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Druckgußform, insbesondere für Kraftfahrzeugräder.
Stand der Technik
Aktuell werden durch Niederdruckguß hergestellte Leichtmetallräder mittels muschelartiger Druckgußformen erzeugt, in die das Füllmaterial von der Mitte der Druckgußform aus in der Mitte des Formhohlraums, der die Gestalt des Rades bildet, eingespeist wird.
Die Druckgußform ist für den Öffnungs- und Schließvorgang an einer hydraulischen Presse befestigt.
Unterhalb des die Druckgußform tragenden Bettes ist ein unter Druck stehender Ofen, der die Leichtmetallegierung in einem flüssigen Zustand beinhaltet, welche bei niedrigem Druck durch eine Steigleitung in die Mitte der Druckgußform eingeleitet wird, und der eine SPS (elektronische Steuereinheit) umfasst, die alle Schritte der Befüllung elektronisch steuert, vorgesehen.
Die Druckgußform ist für die Zeit eines Maschinenzyklus befüllt, die zwischen fünf und sechs Minuten variiert und aufeinander folgend die Schritte Befüllen, Speisen, Abkühlen, Erstarren, Formen und Vorbereiten der Druckgußform auf das nächste Rad umfasst.
Das Speisen von der Mitte des Rades aus erzeugt eine gleichmäßige Verteilung des Materials, verursacht keine Turbulenzprobleme und liefert eine gute Speisung, wenn das Rad klein ist und eine sehr einfache Gestalt hat.
Falls die Gestalt des Rades aber in Bezug auf Form oder Dicke besonders kompliziert ist, können Porositäten erzeugt werden, die unter Röntgenstrahlung sichtbar sind.
Normalerweise bilden sich diese Porositäten aufgrund einer schlechten Speisung, verursacht durch turbulente Bewegungen der Legierung und Überhitzungen.
Beschreibung der Erfindung
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Druckgußform insbesondere für Fahrzeugräder zu schaffen, die die Probleme der bekannten Druckgußform-Bauarten löst oder beträchtlich reduziert.
Innerhalb dieses Ziels ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckgußform zu schaffen, durch die der Speisungsschritt verbessert wird.
Eine andere Aufgabe ist, eine Druckgußform zu schaffen, die es erlaubt, Räder mit wenigen Porositätsdefekten, die unter Röntgenstrahlung sichtbar sind, zu schaffen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen einer Druckgußform, die es erlaubt, ein Rad mit einer hohen Gleichförmigkeit der Legierung zu erhalten.
Eine andere Aufgabe ist, eine Druckgußform bereitzustellen, die es erlaubt, ein Rad mit verbesserten mechanischen Eigenschaften zu schaffen.
Eine andere Aufgabe ist, eine Druckgußform bereitzustellen, durch die die Maschinenzykluszeit reduziert wird, insbesondere im Hinblick auf die Befüllungs-, Speisungs- und Erstarrungsschritte.
Eine andere Aufgabe ist, eine Druckgußform bereitzustellen, die eine einfache Struktur hat und mit herkömmlichen Systemen und Technologien gefertigt werden kann.
Dieses Ziel und diese sowie andere Aufgaben, die im folgenden deutlicher werden, werden erreicht durch eine Druckgußform, insbesondere für Fahrzeugräder, umfassend untere, obere und seitliche Formteile, die einen Formhohlraum bilden zur Befüllung mit geschmolzenem Material, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgußform wenigstens zwei Einfüllpunkte umfasst, angeordnet an zwei Öffnungen der Gestalt des Rades, an deren Position das untere Formteil und das obere Formteil miteinander in Kontakt stehen, wenn die Druckgußform in geschlossener Anordnung ist.
Kurze Beschreibung der Figuren Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich aus der folgenden, detaillierten Beschreibung einiger ihrer Ausführungsformen, die von den beigefügten Figuren in nicht beschränkender Weise dargestellt werden, wobei:
1 und 2 Querschnittsansichten von zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Druckgußform, insbesondere für das Formen von Fahrzeugrädern, zeigen;
3 eine Draufsicht des Deckels des Ofens für die in 2 gezeigte Ausführungsform ist;
4 und 5 eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht des unteren Teils einer Druckgußform mit einer erfindungsgemäßen Struktur sind;
6 und 7 schematische Darstellungen der beiden Komponenten sind, die den oberen Teil der Druckgußform bilden.
Wege zur Auszuführung der Erfindung
Gemäß 1 ist eine erste Ausführungsform einer Druckgußform, insbesondere für Kraftfahrzeugräder, mit einer erfindungsgemäßen Struktur insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
Die Druckgußform 10 umfasst einen unteren Formteil (Boden) 11, der oberhalb eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 12 bezeichneten, unter Druck stehenden Ofens angeordnet ist, einen oberen Formteil (männlichen Stopfen) 13, sowie seitliche Formteile 14, die eine insgesamt ringförmige Form haben und, wenn sie in einer geschlossenen Anordnung sind, einen Formhohlraum bilden, in den die Legierung in einem flüssigen Zustand eingespritzt wird, um ein Rad zu bilden, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet wird.
Das obere Formteil 13 umfasst einen zentralen Körper 13a, der an einem ringförmigen Körper 13b befestigt wird; die Körper sind in einem nach unten zeigenden Bereich ausgeformt, um die hintere Gestalt des Rades 15 zu bilden.
Der untere Formteil 11 besteht hingegen aus einem einzelnen Körper, der in einem nach oben zeigenden Bereich ausgeformt ist, um die Frontgestalt des Rades 15 zu formen.
Die Druckgußform 10 umfasst zwei im folgenden in Einzelheiten beschriebene Einfüllpunkte, die an zwei Öffnungen 17 der Gestalt des Rades 15 angeordnet sind, an deren Position der untere Formteil 11 und der obere Formteil 13 in Kontakt stehen, wenn die Druckgußform 10 in einer geschlossenen Anordnung ist.
In der Praxis werden die Einfüllpunkte durch Durchlässe für das Füllmaterial, das von dem Ofen 12 ankommt, gebildet, die durch durchgehende Löcher 16 des unteren Formteils 11 gebildet werden, die an zwei beabstandeten Öffnungen 17a der Gestalt des Rades 15 angeordnet sind und an denen Schächte, die im folgenden näher beschrieben werden und die mit dem Ofen 12 verbunden sind, enden.
Die Schächte werden durch Kanäle 19 gebildet, die jeweils für jedes durchgehende Loch 16 unterhalb des unteren Formteils 11 angeordnet sind und mit einer gemeinsamen Steigleitung 20 verbunden sind, welche wiederum mit dem Ofen 12 verbunden ist.
Die Kanäle 19 verlaufen radial von dem oberen Ende des Steigrohrs 20, das in einem zentralen Bereich unterhalb der Druckgußform 10 angeordnet ist, und haben einen im wesentlichen vertikalen Endbereich 19a, der an den durchgehenden Löchern 16 endet.
Das obere Formteil 13 hat an den durchgehenden Löchern 16 des unteren Formteils 11 Hohlräume 21, die im wesentlich radial bezüglich des Rades 15 sind und Einlaßöffnungen für das Füllmaterial in der Mitte und im Randbereich des Rades 15 bilden.
An den Hohlräumen 21 ist das obere Formteil 13 weiter ausgestattet mit befestigten Umleitelementen 22 für das ankommende geschmolzene Material.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckgußform für Fahrzeugräder, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 110 bezeichnet wird.
Die Druckgußform 110 hat einen unteren Formteil 111, einen oberen Formteil 113 und seitliche Formteile 114, die im wesentlichen identisch sind zu denen der Druckgußform 10.
Der Unterschied liegt darin, dass die Druckgußform 110 zwei Steigleitungen 120, die mit dem unter Druck stehenden Ofen 112 verbunden sind, umfasst, jeweils eine für jedes durchgehende Loch 116 des unteren Formteils 111.
Die Steigleitungen 120 sind so beispielsweise direkt durch den unter Druck stehenden Ofen 112 gespeist.
Was den Betrieb betrifft, wird die Druckgußform 10/110 benutzt, ein Rad 15 mittels eines Bearbeitungszyklus zu bilden, der die Schritte Füllen, Speisen, Abkühlen, Erstarren, Formen und schließlich die Vorbereitung der Druckgußform für das nächste Rad umfasst.
Das Vorhandensein von Einlaßöffnungen für das Füllmaterial an den Öffnungen 17 der Gestalt des Rades erlaubt es, das Material gleichzeitig in der Mitte des Rades und in seinem Randbereich zu dosieren.
Entsprechend ist das Material sehr gleichförmig verteilt, womit Turbulenzprobleme vermieden und eine gute Verteilung erreicht wird.
Wenn es eine zentrale Steigleitung gibt, von der radiale, mit den durchgehenden Löchern des unteren Formteils verbundene Kanäle abzweigen, werden eine gute Speisung des Füllmaterials, wenige unter Röntgenstrahlen sichtbare Porositäten, Gleichförmigkeit der Legierung und gute mechanische Eigenschaften des fertigen Produkts erlangt.
Darüber hinaus wird die Maschinenzykluszeit beträchtlich reduziert, insbesondere hinsichtlich der Reduktion der Füllzeit, der Speisungszeit und der Erstarrungszeit.
Wenn die Druckgußform stattdessen eine Vielzahl von Steigleitungen, die direkt von dem unter Druck stehenden Ofen gespeist werden, umfasst, kommt es zusätzlich zu den oben beschriebenen, zu der ersten Ausführungsform gehörenden Vorteilen zu einer weiteren Reduktion der Maschinenzykluszeit und zu einer Reduktion der Vorbereitungszeit der Druckgußform.
In der Praxis wurde beobachtet, dass die Erfindung die beabsichtigten Ziele und Aufgaben erfüllt.
Die vorliegende Erfindung kann durch eine Vielzahl von Abwandlungen und Veränderungen, die alle im Bereich der anhängenden Ansprüche liegen, verändert werden.
Die technischen Einzelheiten können durch andere, technisch äquivalente Elemente ersetzt werden.
Die Materialien können entsprechend den Anforderungen beliebig sein, solange sie gemäß der beschriebenen Benutzung und den Abmessungen sind.

Claims

Druckgussform (10; 110), insbesondere für Fahrzeugräder, umfassend untere (11; 111), obere (13; 113) und seitliche (14; 114) Formteile, die einen Formhohlraum (15) bilden zur Befüllung mit geschmolzenem Material, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgussform (10; 110) wenigstens zwei Einfüllpunkte umfasst, angeordnet an zwei Öffnungen (17) der Gestalt des Rades, an deren Position das untere Formteil (11; 111) und das obere Formteil (13; 113) miteinander in Kontakt stehen, wenn die Druckgussform in geschlossener Anordnung ist.
Druckgussform (10; 110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Einfüllpunkten die unteren (11; 111) und oberen (13; 113) Formteile so geformt sind, dass sie Durchlässe (16, 21) bilden für das Füllmaterial.
Druckgussform (10; 110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Formteil (11; 111) über einem Ofen (12; 112) angeordnet ist und an den Einfüllpunkten durchgehende Löcher (16) aufweist zum Durchlass des Füllmaterials, das aus mit dem Ofen verbundenden Schächten (20, 19; 120) kommt.
Druckgussform (110) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schächte jeweils für jedes Loch (16) durch eine Steigleitung (120) gebildet sind, die durch den Ofen (112) gespeist wird.
Druckgussform (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schächte jeweils für jedes Loch (16) durch einen Kanal (19) gebildet sind, die von einer gemeinsamen Steigleitung (20) vorstehen, die von dem Ofen (12) gespeist wird.
Druckgussform (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (19) radial von dem oberen Ende der gemeinsamen Steigleitung (20) ausgehen, wobei die Steigleitung (20) im wesentlichen in einem zentralen Bereich unterhalb der Druckgussform angeordnet ist, und wobei die Kanäle einen im wesentlichen vertikalen Endbereich (19a) aufweisen und an den durchgehenden Löchern (16) des unteren Formteils (11) enden.
Druckgussform (10; 110) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in geschlossener Anordnung der Druckgussform das obere Formteil (13; 113) oberhalb der durchgehenden Löcher (16) des unteren Formteils (11; 111) Hohlräume (21) aufweist, die ein Einfließen des Füllmaterials erlauben, das durch die Schächte (20, 19; 120) in den Formhohlraum (15) kommt, der zwischen den beiden Formteilen gebildet wird.
Druckgussform (10; 110) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (21) im wesentlichen radial bezüglich des Rades sind und Einlaßöffnungen für das Füllmaterial in der Mitte und im Randbereich des Rades bilden.
Druckgussform (10; 110) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Formteil (13; 113) Umleitelemente (22) für das Füllmaterial in den Hohlräumen (21) über den durchgehenden Löchern (16) des unteren Formteils (11; 111) aufweist.