EP1900456A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen - Google Patents

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EP1900456A1
EP1900456A1 EP06120839A EP06120839A EP1900456A1 EP 1900456 A1 EP1900456 A1 EP 1900456A1 EP 06120839 A EP06120839 A EP 06120839A EP 06120839 A EP06120839 A EP 06120839A EP 1900456 A1 EP1900456 A1 EP 1900456A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
melt
chamber
casting chamber
piston
Prior art date
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Ceased
Application number
EP06120839A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aluwag AG
Original Assignee
Aluwag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aluwag AG filed Critical Aluwag AG
Priority to EP06120839A priority Critical patent/EP1900456A1/de
Publication of EP1900456A1 publication Critical patent/EP1900456A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
    • B22D17/2023—Nozzles or shot sleeves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
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    • B22D17/10—Cold chamber machines, i.e. with unheated press chamber into which molten metal is ladled with horizontal press motion
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    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/15—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using vacuum

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for producing molded parts with the features of the preamble of the independent claims.
  • the device and the method are particularly suitable for die casting in a cold chamber process, in particular for die casting of non-ferrous metals for alloys with high elongation.
  • a melt of the material to be deformed is placed in a casting chamber and moved by means of a casting piston in the casting chamber in the direction of the mold cavity for the molded part.
  • the movement of the melt in the casting chamber is relatively slow.
  • the melt is pressed into the mold cavity in a so-called shot with pressure.
  • JP 60 250 866 it is known to provide a piston rod with a printhead with a resonator. With the resonator, a high-frequency vibration is generated, which is transmitted via the head to the melt in the mold. The purpose of this is to ensure that the melt also gets into thin gaps in the casting mold.
  • a device for forming a crystallizable material in the liquid or pasty state is shown.
  • the material is excited to vibrate at least in partial areas before and / or during forming and / or solidification.
  • the EP 1642660 The applicant describes a method and a device for die casting, wherein the melt in the casting chamber by a decoupled from the drive unit, in Its moving phase vibrating casting piston is vibrated.
  • the casting chamber is connected to a vacuum pump, wherein the casting chamber and the casting mold are evacuated with the pump when the inlet opening is closed by the piston tip.
  • the diagram according to FIG. 6 illustrates the problem of the high proportion of dissolved gases in the melt:
  • the amount of dissolved gases rises sharply from about 580 ° C. and doubles up to a temperature of about 680 ° C. ,
  • residual gases should can be quickly removed from the melt without undesirable temperature losses occur in the melt.
  • the device according to the invention should be able to be manufactured and operated in a simple manner.
  • the casting cycle should be kept short in order to obtain a high productivity of the casting apparatus.
  • the apparatus for producing a molded part is constructed substantially in a conventional manner. It has a casting chamber, to which a melt can be supplied. A casting piston for moving the melt into a casting mold is slidably mounted in the casting chamber.
  • the device has a drive unit for actuating the casting piston. Typically, this is a hydraulic drive, which moves the casting piston via a piston rod.
  • the device is provided with at least one vibration generator, with which the melt in the casting chamber is set into vibration. According to the invention, the device has means for venting the casting chamber.
  • the means for venting are preferably designed such that they can be activated simultaneously for moving the casting piston. That is, the vent is designed so that the casting chamber can be at least partially simultaneously with the movement of the melt in the direction of the mold.
  • the piston rod and the drive unit are designed such that the casting piston is moved during a maximum movement time of about 2-6 sec.
  • movement time is the time from the start of the movement of the casting piston after filling the melt in the direction of the mold to the end of the movement of the piston, when the mold is completely filled with melt understood.
  • the movement time is thus synonymous with the duration for moving the melt from the casting chamber into the casting mold including degassing.
  • the vibrator is preferably mounted directly on the piston rod.
  • the piston rod and thus the casting piston can be acted upon by the vibration generator for vibrating the melt in the casting chamber with vibrations.
  • the venting of the casting chamber, the vibrator and the casting piston or its drive are designed so that the movement of the casting piston in the direction of the mold, the venting and vibration can occur simultaneously.
  • the vibrations comprise longitudinal vibrations in the longitudinal direction of the casting piston, that is to say in its direction of movement.
  • the vibration generator in the piston rod is mounted.
  • the vibrator is a pneumatic vibrator.
  • turbine vibrators are preferably used in smaller piston rods and piston vibrators can be used.
  • the vibration generator for generating vibrations of the piston with an amplitude of about 0.1 mm to about 0.5 mm formed.
  • the vibrator can produce vibrations at a frequency of about 40 Hz to about 200 Hz.
  • the choice of frequency and amplitude depends on the alloy used (viscosity, composition), the amount and temperature of the alloy and the speed of the casting piston.
  • the drive unit is designed so that the piston speed is about 0.5 to about 7 m / s.
  • a pressure phase and a relaxation phase occur in the melt during each oscillation cycle, which causes or accelerates the degassing of the melt.
  • the frequency and amplitude are adjusted at a predetermined starting position such that an optimal, that is maximum degassing occurs.
  • the piston rod is movably connected or connectable to the drive unit.
  • the piston rod is articulated and / or resiliently connected to the drive as in the example EP 1642660 the applicant is described.
  • the inventive device as a means for venting at least one opening in the casting chamber.
  • the opening in the apex of the casting chamber is provided so that no melt can escape from the opening even with a large filling level.
  • the orifice is mounted close to the mold so that the gases can exit the moving phase of the casting piston for as long a time as possible.
  • the opening in the casting chamber is provided with a device for temporary and at least partial closure of the opening or providable. This can prevent unwanted leakage of melt.
  • the opening has a diameter of about 8-12 mm.
  • the filling chamber preferably has a connection for negative pressure generation.
  • the casting chamber can be vented by gases can be sucked from the geiss chamber by means of negative pressure.
  • the device for generating a negative pressure comprises at least one vacuum pump and a pump valve for controlling the deaeration of the casting chamber, which are connected to the opening in the casting chamber or connectable.
  • the device for generating a negative pressure comprises a vacuum vessel, which is connected or connectable on the one hand with a vacuum pump for generating a negative pressure in the vacuum vessel and on the other hand with the casting chamber.
  • a vacuum pump for generating a negative pressure in the vacuum vessel and on the other hand with the casting chamber.
  • in the Vacuum vessel is continuously generated negative pressure.
  • the casting chamber is vented by pressure equalization when opening a connection between the vacuum vessel and the casting chamber.
  • the vacuum pump and / or the vacuum vessel are designed such that the degassing time per kg melt is a maximum of about 0.5-2 sec / kg. Thanks to the vacuum vessel, the pumping capacity of the vacuum pump can be kept low, since typically the deaeration of the casting chamber only for a short time, d. H. is made during the forward movement of the casting piston in the direction of the casting mold.
  • the vacuum pump has a suction capacity of about 5 m3 / h. If the pump is operating continuously, sufficient negative pressure can be generated in the vacuum vessel to vent the geiss chamber. In addition, the pump is protected from hot gases from the casting chamber with such a vessel.
  • the negative pressure in the vacuum vessel is preferably in the range of about 2500 Pa to 10000 Pa, more preferably about 6600 Pa.
  • the volume of the vacuum vessel is typically in the range of 25 1 to 100 1.
  • the volume of the vacuum vessel is approximately up to approximately three times the volume to be deaerated in the headspace in the casting chamber.
  • At least one shut-off valve is mounted or attachable in the channel between the casting chamber and a mold cavity of the casting mold.
  • the shut-off valve prevents in the closed state, that air from the channel or the mold cavity is sucked.
  • one or more shut-off valves can be used.
  • the shut-off valve is designed such that when generating a negative pressure substantially no air from the mold is sucked into the casting chamber.
  • the valve should at least seal against the maximum negative pressure generated.
  • the inventive method for producing a molded part essentially comprises the introduction of a melt into a casting chamber and the movement of the melt in the casting chamber by means of a casting piston, wherein in this movement phase, the melt is moved from the casting chamber in the direction of a casting mold.
  • the melt is subjected to vibrations in such a way that the gases contained in the melt (dissolved and entrapped) and / or gases emerging at an interface between the melt and the casting chamber due to the lubricant film at least partially emerge from the melt or pass through the melt and get into an airspace of the casting chamber.
  • the air space in the casting chamber is at least temporarily vented.
  • the gases from the headspace of the casting chamber are at least partially, preferably removed to a significant extent (over 50%).
  • the casting piston thereby moves continuously in the direction of the casting mold.
  • feed movements with different speeds or short movement stops of the casting piston are also advantageous.
  • the deaeration of the casting chamber takes place while the casting piston moves the melt in the direction of the casting mold. During the movement, the vibration and thus the release of the gas from the melt occur simultaneously.
  • the vent may also be provided during a stop phase of the casting piston when a shut-off valve is provided for the tool.
  • the melt is vibrated by a longitudinally vibrating piston rod.
  • the vibrations are in a frequency range of 40 - 200 Hz, and the amplitude of the vibration of the casting piston is preferably between 0.1 and 0.5 mm.
  • the vibration also causes the oxidation film on the surface of the melt to be reduced.
  • the gases can more easily pass through the surface into the air space.
  • the venting of the casting chamber comprises opening an opening in the casting chamber.
  • the air space is connected to a vacuum source for venting the casting chamber.
  • the casting chamber is connected to a device for generating a negative pressure. This speeds up the venting and allows the opening in the casting chamber to be made small. Due to the negative pressure, the gases are sucked out of the casting chamber.
  • the channel between the casting chamber and the mold cavity is closed at least during the venting of the casting chamber, preferably by means of a shut-off valve.
  • the channel is opened again at the earliest when the melt reaches the shut-off valve. After opening the shut-off valve, the casting piston moves the melt into the mold.
  • FIG. 1 shows a plan view of a diecasting device 1 according to the invention for the production of molded parts.
  • the device 1 comprises two mold parts 4a, 4b, which together form a mold cavity for the molded part (not shown in FIG. 1).
  • the mold parts 4a, 4b are constructed in a known manner.
  • the mold parts 4a, 4b are cylindrical G manshunt 2 connected and has a shut-off valve 13 in a channel 12 (see FIG. 2) between the casting chamber 2 and the cavity.
  • the casting chamber 2 has at the apex 8 an inlet opening 16 for the melt and an opening 7 for venting the casting chamber 2.
  • the opening 7 is openable and closable via a valve 15.
  • a casting piston 3b is connected to a piston rod 3a and slidably mounted in the casting chamber 2 in the longitudinal direction L.
  • the piston rod 3a is connected to a drive unit, not shown, can be moved by the drive unit in a known manner in the casting chamber 2 back and forth.
  • On the piston rod is a vibration generator 6, z. B. type VT31 of Loepre vibrator, Pratteln, Switzerland, with which the piston rod 3a and the casting piston 3b can be set in vibration in the longitudinal direction L.
  • the casting piston 3b is in its initial position at the beginning of a casting cycle in FIG. 1, and the casting piston 3b is positioned at the end of the casting chamber 2 opposite the casting mold parts 4a, 4b. As a result, the inlet opening 16 is open, and the device 1 is ready to receive melt S through the inlet opening 16.
  • FIG. 2 shows a cross-section along the sectional plane BB according to FIG. 1.
  • the mold cavity 17 is connected to the horizontally arranged casting chamber 2 via the substantially vertically extending channel 12.
  • the shut-off valve 13 is designed as a slide, which is mounted horizontally displaceable in the longitudinal direction L. 2 shows the casting chamber 2 in the state immediately after pouring the melt S through the inlet opening 16.
  • the casting chamber 2 contains about 5 kg of melt and fills the casting chamber 2 to about 40% -45%.
  • Above the melt S there is an air space 14 with a volume of approx. 4.5 liters.
  • the casting piston 3b is located in Figure 2 in its initial position at the beginning of a casting cycle. At this time, the proportion of dissolved gases in the melt is maximum. These are in particular hydrogen.
  • the melt contains S depending on the type of lubricant fuel gases such. As CO 2 , hydrocarbons or sulfur oxides, which are caused by the contact of the hot melt S with the lubricant for the casting piston 3b in the
  • FIG. 3 shows a cross section of a second embodiment of a device 1 'according to the invention.
  • the melt S has already been partially moved in the direction of the casting mold 4a, 4b.
  • the phases illustrated in FIGS. 1, 2, 4 and 5 for the first exemplary embodiment likewise apply analogously to the second exemplary embodiment according to FIG. 3.
  • the phase illustrated in FIG. 3 also applies analogously to the first exemplary embodiment.
  • the device 1 ' has essentially the same structure as the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2.
  • the device 1' in FIG. 3 has a vacuum vessel 11, a vacuum pump 9 and a pump valve 10.
  • the vacuum pump 9 is connected to the vacuum vessel 11 and can evacuate the vacuum vessel 11.
  • the vacuum pump 9 has a pumping speed of 5 m 3 / h.
  • the vacuum vessel has a volume of 30 liters and is connected via a suction line 18 to the opening 7.
  • the negative pressure in the vacuum vessel is about 6600 Pa.
  • a pump valve 10 is mounted in the suction line 18, with which the generation of the negative pressure in the casting chamber 2 can be controlled.
  • the pump valve 10 may be provided instead of the valve 15, however, both valves 15, 10 may be provided be.
  • the opening 7 or the suction line 18 is mounted as close as possible to the casting chamber facing the end of the casting chamber 2, so that the venting can also take place when the casting piston 3b has moved far forward in the direction of the mold 4a, 4b. This allows the complete venting of the air space 14.
  • FIGS. 2 to 5 A method according to the invention for producing a molded part will now be explained with reference to FIGS. 2 to 5.
  • the channel 12 is closed before filling the melt S by means of the shut-off valve 13.
  • the melt S here for example 5 kg of an aluminum alloy
  • the melt S is introduced through the inlet opening 16 into the casting chamber 2 of the device 1 or 1 '.
  • the methods for this are known and the devices for this purpose are not shown in the figures.
  • the melt S is emptied from a crucible into the casting chamber 2 or the feed of the melt S takes place via a feed line from a melting furnace.
  • the casting piston 3b When supplying the melt S, the casting piston 3b is located at the end of the casting chamber 2 opposite from the casting mold 4a, 4b, so that the inlet opening 16 is not obscured by either the casting piston 3b or the piston rod 3a (see FIG. 2). After pouring the melt S into the casting chamber 2, the casting piston 3b begins to move in a forward motion at approximately 2 m / s in the direction of the casting mold (4a, 4b). At the same time, the vibration of the casting piston 3b starts. The casting piston passes over the point with the inlet opening 16 and closes it as shown in FIG. Now the valve 15 or 10 is opened and the venting of the casting chamber begins.
  • the casting piston 3b During the movement phase of the casting piston 3b, it is subjected to longitudinal vibrations of 80 Hz and an amplitude of 0.2 mm by the vibration generator 6. Due to the vibrations, the melt is alternately pressurized and relaxed again. Thereby The gases from the melt S exit in the direction of the apex 8 of the casting chamber 2 and collect in the air space 14 above the melt S. The melt S in the casting chamber 2 is degassed by the vibrating casting piston 3b. With increasing forward movement of the casting piston 3a, the air space 14 is getting smaller and the ventilation of the casting chamber is thereby additionally supported. When opening the pump valve 10, a pressure equalization begins.
  • the gases are sucked from the air space 14 of the casting chamber 2 via the suction line 18 into the vacuum vessel 11, since there is atmospheric pressure in the casting chamber 2 and a negative pressure of 6600 Pa exists in the vacuum vessel 11.
  • suction pressure equalization
  • the pressure in the vacuum vessel 11 increases in the short term by about 800-1000 Pa.
  • the vacuum vessel 11 thus acts as a buffer for the negative pressure, which is needed only for about 3 seconds for venting. Due to the continuous operation of the vacuum pump 9, therefore, a pumping speed of 5m 3 / h is sufficient.
  • the melt S displaces the gases in the air space 14 more and more or the gases are gradually removed. This prevents the gases from dissolving again in the melt.
  • the melt S reaches the shut-off valve 13 and the last gases are sucked out of the air space 14. Since pouring the melt S into the casting chamber, about 5 seconds have elapsed. Now, the valve 15 of the opening 7 and the pump valve 10 is closed. The vacuum pump 9 continues to run and reduces the pressure in the vacuum vessel back to the setpoint of 6600 Pa. After closing the valve 15 and 10, the shut-off valve 13 is opened and the degassed melt S is pressed by the casting piston 3b in a known manner in the mold cavity 17.

Abstract

Eine Vorrichtung zum Herstellen eines Formteils weist eine Giesskammer (2) auf. In die Giesskammer (2) ist eine Schmelze (S) zuführbar. Die Vorrichtung ist mit einem Giesskolben (3b) und einem Antriebsaggregat zum Betätigen des Giesskolbens (3a) versehen. Ausserdem umfasst die Vorrichtung einen Schwingungserzeuger (6), mittels welchem die Schmelze (S) in Schwingungen versetzbar ist. Die Vorrichtung weist weiter Mittel zum Entlüften der Giesskammer (2) auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen mit den Merkmalen des Oberbegriffs der unabhängigen Patentansprüche. Die Vorrichtung und das Verfahren eignen sich insbesondere zum Druckgiessen in einem Kaltkammerverfahren, insbesondere zum Druckguss von Nichteisen-Metallen für Legierungen mit hoher Dehnung.
  • Beim Druckguss wird eine Schmelze aus dem zu verformenden Material in eine Giesskammer gegeben und mittels eines Giesskolbens in der Giesskammer in Richtung des Formhohlraums für das Formteil bewegt. Zuerst erfolgt die Bewegung der Schmelze in der Giesskammer relativ langsam. Am Schluss wird die Schmelze in einem so genannten Schuss mit Druck in den Formhohlraum gedrückt. Die Entwicklung von immer hochwertigeren Legierungen verlangt entsprechende Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Formteilen, welche die Qualität der Legierungen auch nach dem Gussprozess gewährleisten.
  • Eines der Probleme beim Druckgiessen bestehen darin, dass in der Schmelze Gase gelöst sind, welche die Qualität des Gussteils beeinträchtigen können, weil die Gase nach dem Gussprozess im Formteil eingeschlossen sind. Diese Gaseinschlüsse verursachen Inhomogenitäten und bewirken Qualitätseinbussen bei den Formteilen. Weitere unerwünschte Gase, so genannte Brenngase entstehen durch den Kontakt der Schmelze mit dem Schmiermittel für den Giesskolben in der Giesskammer. Deshalb ist es beim Druckgiessen bekannt, die Schmelze vor dem Einfüllen in die Gussform zu entgasen.
  • Ein Problem beim Druckguss besteht darin, dass Restgase in der Schmelze nicht schnell genug aus der Schmelze entfernt werden können, so dass die Bewegung des Giesskolbens gestoppt oder stark verlangsamt werden müsste, um die Entgasung der Schmelze abzuwarten. Durch diese Verzögerung entsteht eine zu starke Abkühlung der Schmelze was zu Qualitätseinbussen der Formteile führen kann. Ebenso bekannt ist das Problem, dass sich auf der Oberfläche der Schmelze bei Luftkontakt ein Oxidationsfilm bildet, welcher die Entgasung der Schmelze behindert. Eine mangelhafte Entgasung der Schmelze und/oder ein vorzeitiges Abkühlen der Schmelze in der Giesskammer kann zu inhomogenen Gussteilen und unerwünschten Gaseinschlüssen in den Gussteilen führen, was deren Qualität erheblich vermindert.
  • Im Zusammenhang mit Giessverfahren ist es bekannt, Vibrationen zur Verbesserung der Werkstückqualität einzusetzen. Aus JP 60 250 866 ist es beispielsweise bekannt, eine Kolbenstange mit einem Druckkopf mit einem Resonator zu versehen. Mit dem Resonator wird eine hoch frequente Schwingung erzeugt, die über den Kopf auf die Schmelze in der Gussform übertragen wird. Damit soll bezweckt werden, dass die Schmelze auch in dünne Spalten der Gussform gelangt.
  • In der WO 2004/09273 und der DE 10 2004 008947 ist eine Vorrichtung zur Umformung eines kristallisierbaren Materials im flüssigen oder pastösen Zustand gezeigt. Das Material wird vor und/oder während des Umformens und/oder des Erstarrens zumindest in Teilbereichen zu Schwingungen angeregt. Unter anderem wird darin vorgeschlagen, eine Schwingungserzeugungseinheit mit der hydraulischen Druckleitung zu verbinden, welche zur Bewegung des Giesskolbens dient.
  • Die EP 1642660 der Anmelderin beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Druckguss, bei welchen die Schmelze in der Giesskammer durch einen von der Antriebseinheit entkoppelten, in seiner Bewegungsphase vibrierenden Giesskolben in Schwingungen versetzt wird.
  • In der JP 8099161 ist eine Druckgussvorrichtung beschrieben, bei welcher die Giesskammer mit einer Vakuumpumpe verbunden ist, wobei die Giesskammer und die Gussform mit der Pumpe evakuiert werden, wenn die Einlassöffnung durch die Kolbenspitze verschlossen ist.
  • Diese bekannten Vorrichtungen weisen aber alle bestimmte Nachteile auf. Insbesondere ist das Problem der in der Schmelze gelösten Gase, insbesondere Wasserstoff, nicht gelöst. Druckgussvorrichtungen mit einer Vakuumpumpe haben den Nachteil, dass nur das Gas des Luftraums entfernt wird. Die in der Schmelze gelösten Gase jedoch verbleiben mehrheitlich in Lösung und werden nicht oder nur sehr langsam entfernt. Das Entfernen der Gase aus der Schmelze durch Anlegen eines Vakuums braucht zu viel Zeit, so dass zwischenzeitlich die Schmelze abkühlt und die Gussqualität sinkt. Typische Werte für die Entgasung der Schmelze mit Vakuumdruckguss liegen im Bereich von 1,5 min. pro kg Schmelze.
  • Das Diagramm gemäss Fig. 6 verdeutlicht das Problem des hohen Anteils an gelösten Gasen in der Schmelze: Bei der Erhitzung der Schmelze steigt die Menge der gelösten Gase ab ca. 580°C stark an und verdoppelt sich bis zu einer Temperatur von rund 680°C.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, insbesondere also eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils zu schaffen, welches auf einfache Weise eine Verbesserung der Qualität der Formteile erlaubt, insbesondere den Anteil von Gaseinschlüssen im Formteil reduziert. Insbesondere sollen Restgase schnell aus der Schmelze entfernt werden können, ohne dass unerwünschte Temperaturverluste in der Schmelze auftreten. Die erfindungsgemässe Vorrichtung soll auf einfache Weise hergestellt und betrieben werden können. Insbesondere soll auch der Gusszyklus kurz gehalten werden, um eine hohe Produktivität der Gussvorrichtung zu erhalten.
  • Erfindungsgemäss werden diese Aufgaben mit einer Vorrichtung und einem Verfahren mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • Die Vorrichtung zum Herstellen eines Formteils ist im Wesentlichen in herkömmlicher Weise aufgebaut. Sie weist eine Giesskammer auf, welcher eine Schmelze zuführbar ist. Ein Giesskolben zum Bewegen der Schmelze in eine Gussform ist verschiebbar in der Giesskammer gelagert. Die Vorrichtung weist ein Antriebsaggregat zum Betätigen des Giesskolbens auf. Typischerweise handelt es sich hier um einen hydraulischen Antrieb, welcher den Giesskolben über eine Kolbenstange bewegt. Die Vorrichtung ist mit wenigstens einem Schwingungserzeuger versehen, mit dem die Schmelze in der Giesskammer in Schwingungen versetzbar ist. Erfindungsgemäss weist die Vorrichtung Mittel zur Entlüftung der Giesskammer auf.
  • Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass durch die Kombination der Entlüftung der Giesskammer und dem Vibrieren der Schmelze die Entgasungszeit von ca. 1,5 min. pro kg Schmelze in herkömmlichen Vakuumverfahren auf ca. 3 sec. erheblich gesenkt werden kann. Die Wahl der Parameter der Entlüftung (beispielsweise Lüftungsöffnungsgrösse, Dauer der Entlüftung) und der Vibration (insbesondere Amplitude, Frequenz) erfolgt dabei so, dass die Vibration die Gase aus der Schmelze austreten lässt und die Entlüftung die ausgetretenen Gase aus der Giesskammer entfernt.
  • Die Mittel zur Entlüftung sind bevorzugt derart ausgelegt, dass diese gleichzeitig zum Bewegen des Giesskolbens aktivierbar sind. Das heisst die Entlüftung ist derart ausgelegt, dass die Giesskammer mindestens teilweise gleichzeitig mit dem Bewegen der Schmelze in Richtung der Gussform erfolgen kann.
  • Bevorzugt sind die Kolbenstange und das Antriebsaggregat derart ausgebildet, dass der Giesskolben während einer Bewegungszeit von maximal rund 2-6 sec. bewegt wird. Je grösser die Masse der Schmelze ist, umso mehr Zeit ist für die Bewegung erforderlich. Als Bewegungszeit wird hier die Zeitspanne vom Start der Bewegung des Giesskolbens nach dem Einfüllen der Schmelze in Richtung der Gussform bis zum Ende der Bewegung des Kolbens, wenn die Gussform vollständigen mit Schmelze ausgefüllt ist, verstanden. Die Bewegungszeit ist also gleichbedeutend mit der Dauer für das Bewegen der Schmelze von der Giesskammer in die Gussform inklusive Entgasen.
  • Der Schwingungserzeuger ist in bevorzugter Weise direkt an der Kolbenstange angebracht. Dadurch ist / die Kolbenstange und damit der Giesskolben durch den Schwingungserzeuger zum Vibrieren der Schmelze in der Giesskammer mit Schwingungen beaufschlagbar.
  • Typischerweise sind die Entlüftung der Giesskammer, der Schwingungserzeuger und der Giesskolben bzw. dessen Antrieb so ausgelegt, dass die Bewegung des Giesskolbens in Richtung Gussform, die Entlüftung und die Vibration gleichzeitig erfolgen können. Typischerweise umfassen die Schwingungen Längsschwingungen in Längsrichtung des Giesskolbens, das heisst in dessen Bewegungsrichtung. Es wäre aber alternativ grundsätzlich auch denkbar, dass der Schwingungserzeuger in der Kolbenstange (wenn ausreichend gross) angebracht ist.
  • Typischerweise handelt es sich beim Schwingungserzeuger um einen pneumatischen Schwingungserzeuger. Bei grösseren Kolbenstangen werden bevorzugt Turbinenvibratoren eingesetzt, bei kleineren Kolbenstangen können auch Kolbenvibratoren verwendet werden. Bevorzugt ist der Schwingungserzeuger zur Erzeugung von Schwingungen des Kolbens mit einer Amplitude von ca. 0,1 mm bis ca. 0,5 mm, ausgebildet.
  • Bevorzugt kann der Schwingungserzeuger Schwingungen mit einer Frequenz von ca. 40 Hz bis ca. 200 Hz erzeugen.
  • Die Wahl der Frequenz und Amplitude ist abhängig von der verwendeten Legierung (Viskosität, Zusammensetzung), der Menge und der Temperatur der Legierung und der Geschwindigkeit des Giesskolbens.
  • Bevorzugt ist das Antriebsaggregat so ausgelegt, dass die Kolbengeschwindigkeit ca. 0,5 bis ca. 7 m/s beträgt.
  • Durch die Vibration entstehen in der Schmelze bei jedem Schwingungszyklus eine Druck- und eine Entspannungsphase, was die Entgasung der Schmelze bewirkt bzw. diese beschleunigt. Die Frequenz und Amplitude werden bei einer vorbestimmten Ausgangslage derart eingestellt, dass eine optimale, das heisst maximale Entgasung erfolgt.
  • In bevorzugter Weise ist die Kolbenstange mit dem Antriebsaggregat beweglich verbunden oder verbindbar. Typischerweise ist die Kolbenstange gelenkig und/oder federnd mit dem Antrieb verbunden wie dies beispielsweise in der EP 1642660 der Anmelderin beschrieben ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführung weist die erfindungsgemässe Vorrichtung als Mittel zur Entlüftung mindestens eine Öffnung in der Giesskammer auf. Vorzugsweise ist die Öffnung im Scheitel der Giesskammer vorgesehen, so dass auch bei grossem Füllstand keine Schmelze aus der Öffnung austreten kann. Typischerweise ist die Öffnung nahe bei der Gussform angebracht, so dass die Gase während einer möglichst langen Zeit der Bewegungsphase des Giesskolbens austreten können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Öffnung in der Gieskammer mit einer Vorrichtung zum temporären und mindestens teilweisen Verschliessen der Öffnung versehen oder versehbar. Dadurch kann ein ungewolltes Austreten von Schmelze verhindert werden.
  • Bevorzugt weist die Öffnung einen Durchmesser von ca. 8-12 mm auf.
  • Um eine aufgrund des kleinen Durchmessers reduzierte Entlüftungskapazität zu kompensieren, weist die Füllkammer bevorzugt einen Anschluss für Unterdruckerzeugung auf. Dadurch kann die Giesskammer entlüftet werden, indem Gase mittels Unterdruck aus der Geisskammer gesogen werden können.
  • Bevorzugt umfasst die Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks mindestens eine Vakuumpumpe und ein Pumpenventil zur Steuerung der Entlüftung der Giesskammer, die mit der Öffnung in der Giesskammer verbunden oder verbindbar sind.
  • Typischerweise umfasst die Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks ein Unterdruckgefäss, welches einerseits mit einer Vakuumpumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks im Unterdruckgefäss und anderseits mit der Giesskammer verbunden oder verbindbar ist. Im Unterdruckgefäss wird dabei kontinuierlich Unterdruck erzeugt. Die Entlüftung der Giesskammer erfolgt durch Druckausgleich beim Öffnen einer Verbindung zwischen dem Unterdruckgefäss und der Giesskammer.
  • In einer bevorzugten Ausführung sind die Vakuumpumpe und/oder das Unterdruckgefäss derart ausgelegt, dass die Entgasungszeit pro kg Schmelze maximal rund ca. 0,5-2 sec/kg beträgt. Dank dem Unterdruckgefäss kann das Pumpvermögen der Vakuumpumpe gering gehalten werden, da typischerweise die Entlüftung der Giesskammer nur während einer kurzen Zeit, d. h. während der Vorwärtsbewegung des Giesskolbens in Richtung Gussform vorgenommen wird. Typischerweise weist die Vakuumpumpe ein Saugvermögen von ca. 5 m3/h auf. Wenn die Pumpe kontinuierlich arbeitet, kann im Unterdruckgefäss ein ausreichender Unterdruck zur Entlüftung der Geisskammer erzeugt werden. Ausserdem wird mit einem solchen Gefäss die Pumpe vor heissen Gasen aus der Giesskammer geschützt.
  • Der Unterdruck im Unterdruckgefäss liegt bevorzugt im Bereich von rund ca. 2500 Pa bis 10000 Pa, besonders bevorzugt ca. 6600 Pa. Das Volumen des Unterdruckgefässes liegt typischerweise im Bereich von 25 1 bis 100 1. Typischerweise beträgt das Volumen des Unterdruckgefässes rund bis ca. das dreifache des zu entlüftenden Volumens im Luftraum in der Giesskammer.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist im Kanal zwischen der Giesskammer und einem Formhohlraum der Gussform wenigstens ein Absperrventil angebracht oder anbringbar. Das Absperrventil verhindert im geschlossenen Zustand, dass Luft aus dem Kanal bzw. dem Formhohlraum nachgesaugt wird. Je nach Form des Werkstücks/Anzahl Teilen pro Werkzeug können ein oder mehrere Absperrventile eingesetzt werden.
  • Typischerweise ist das Absperrventil derart ausgelegt, dass beim Erzeugen eines Unterdrucks im Wesentlichen keine Luft aus der Gussform in die Giesskammer nachgesaugt wird. Das Ventil soll mindestens gegenüber dem maximal erzeugten Unterdruck abdichten.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen eines Formteils umfasst im Wesentlichen das Einführen einer Schmelze in eine Giesskammer und das Bewegen der Schmelze in der Giesskammer mittels eines Giesskolbens, wobei in dieser Bewegungsphase die Schmelze aus der Giesskammer in Richtung einer Gussform bewegt wird. In der Bewegungsphase wird die Schmelze derart mit Schwingungen beaufschlagt, dass die in der Schmelze enthaltenen Gase (gelöste und eingeschlossene) und/oder an einer Grenzfläche zwischen Schmelze und Giesskammer aufgrund des Schmierfilms entstehenden Gase mindestens teilweise aus der Schmelze austreten bzw. durch die Schmelze treten und in einen Luftraum der Giesskammer gelangen. Erfindungsgemäss wird nach dem Einführen der Schmelze in die Giesskammer der Luftraum in der Giesskammer wenigstens zeitweise entlüftet. Dadurch werden die Gase aus dem Luftraum der Giesskammer mindestens teilweise, bevorzugt zu einem bedeutenden Teil (über 50%) entfernt. Typischerweise bewegt sich dabei der Giesskolben kontinuierlich in Richtung Gussform. Jedoch sind je nach Viskosität auch Vorschubbewegungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder kurzen Bewegungsstopps des Giesskolbens vorteilhaft.
  • Bevorzugterweise erfolgt die Entlüftung der Giesskammer, während der Giesskolben die Schmelze in Richtung Gussform bewegt. Während der Bewegung erfolgt gleichzeitig die Vibration und damit die Freisetzung des Gases aus der Schmelze. Jedoch kann die Entlüftung auch während einer Stoppphase des Giesskolbens vorgesehen werden, wenn zum Werkzeug ein Absperrventil vorgesehen ist.
  • Nach einem weiteren bevorzugten Verfahren wird die Schmelze durch eine in Längsrichtung vibrierende Kolbenstange vibriert. Bevorzugt liegen die Schwingungen in einem Frequenzbereich von 40 - 200 Hz, und die Amplitude der Vibration des Giesskolbens liegt bevorzugt zwischen 0,1 und 0,5 mm. Durch die Vibration werden die Brenngase und die Gase, welche in der Schmelze gelöst oder von dieser eingeschlossen sind, gegen die Oberfläche der Schmelze in den Luftraum der Giesskammer bewegt. Die Vibration bewirkt zudem, dass der Oxidationsfilm auf der Oberfläche der Schmelze reduziert wird. Somit können die Gase leichter durch die Oberfläche in den Luftraum übergehen.
  • In einem bevorzugten Verfahren umfasst die Entlüftung der Giesskammer das Öffnen einer Öffnung in der Giesskammer.
  • Bevorzugt wird zum Entlüften der Giesskammer der Luftraum an eine Unterdruckquelle angeschlossen. Bevorzugt wird die Giesskammer mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks verbunden. Dies beschleunigt die Entlüftung und ermöglicht, dass die Öffnung in der Giesskammer klein gewählt werden kann. Durch den Unterdruck werden die Gase aus der Giesskammer angesaugt.
  • In einem weiteren erfindungsgemässen Verfahren wird mindestens während der Entlüftung der Giesskammer der Kanal zwischen der Giesskammer und des Formhohlraums verschlossen, bevorzugt mittels eines Absperrventils.
  • Bevorzugterweise wird der Kanal frühestens wieder geöffnet, wenn die Schmelze das Absperrventil erreicht. Nach dem Öffnen des Absperrventils bewegt der Giesskolben die Schmelze in die Gussform.
  • Weitere Einzelmerkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und aus den Zeichnungen. Es zeigen:
    • Figur 1
    Eine Draufsicht einer längs der Schnittebene B-B geschnittenen erfindungsgemässen ersten Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen,
    Figur 2
    Einen Querschnitt längs der Schnittebene B-B gemäss Figur 1 durch die erste erfindungsgemässe Vorrichtung in einer ersten Phase der Herstellung von Formteilen,
    Figur 3
    Einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Vorrichtung in einer zweiten Phase der Herstellung von Formteilen,
    Figur 4
    Einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 2 in einer dritten Phase der Herstellung von Formteilen,
    Figur 5
    Einen Querschnitt der Vorrichtung gemäss Fig. 2 in einer vierten Phase der Herstellung von Formteilen.
    Figur 6
    Diagramm "Löslichkeit von Gasen in der Schmelze bei 1000 bar in Abhängigkeit der Temperatur
  • In Figur 1 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Druckgussvorrichtung 1 zur Herstellung von Formteilen gezeigt. Zum besseren Verständnis ist die Vorrichtung teilweise geschnitten und in einigen Teilen nur zur Hälfte dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist zwei Gussformteile 4a, 4b auf, welche zusammen einen Formhohlraum für das Formteil (in Fig. 1 nicht dargestellt) bilden. Die Gussformteile 4a, 4b sind auf bekannte Art und Weise aufgebaut. Die Gussformteile 4a, 4b sind mit einer zylindrischen Giesskammer 2 verbunden und weist in einem Kanal 12 (siehe Fig. 2) zwischen der Giesskammer 2 und dem Hohlraum ein Absperrventil 13 auf.
  • Die Giesskammer 2 weist im Scheitel 8 eine Einlassöffnung 16 für die Schmelze und eine Öffnung 7 zur Entlüftung der Giesskammer 2 auf. Die Öffnung 7 ist über ein Ventil 15 öffen- und schliessbar. Ein Giesskolben 3b ist mit einer Kolbenstange 3a verbunden und in der Giesskammer 2 in Längsrichtung L verschiebbar gelagert. Die Kolbenstange 3a ist mit einem nicht dargestellten Antriebsaggregat verbunden lässt sich durch das Antriebsaggregat in bekannter Art und Weise in der Giesskammer 2 hin und her bewegen. An der Kolbenstange ist ein Schwingungserzeuger 6, z. B. Typ VT31 von Loepre Vibrator, Pratteln, Schweiz angebracht, mit welchem sich die Kolbenstange 3a bzw. der Giesskolben 3b in Schwingungen in Längsrichtung L versetzen lässt. Der Giesskolben 3b befindet sich in Figur 1 in seiner Ausgangsposition am Anfang eines Gusszyklus und der Giesskolben 3b ist an dem den Gussformteilen 4a, 4b entgegen gesetzten Ende der Giesskammer 2 positioniert. Dadurch ist die Einlassöffnung 16 offen, und die Vorrichtung 1 ist bereit zur Aufnahme von Schmelze S durch die Einlassöffnung 16.
  • Figur 2 zeigt einen Querschnitt längs der Schnittebene B-B gemäss der Figur 1. Der Formhohlraum 17 ist über den im Wesentlichen vertikal verlaufenden Kanal 12 mit der horizontal angeordneten Giesskammer 2 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Absperrventil 13 als Schieber ausgebildet, welcher in Längsrichtung L verschiebbar horizontal gelagert ist. Die Figur 2 zeigt die Giesskammer 2 im Zustand unmittelbar nach dem Eingiessen der Schmelze S durch die Einlassöffnung 16. Die Giesskammer 2 enthält ca. 5 kg Schmelze und füllt die Giesskammer 2 zu rund 40%-45% aus. Über der Schmelze S befindet sich ein Luftraum 14 mit einem Volumen von ca. 4,5 Litern. Der Giesskolben 3b befindet sich in Figur 2 in seiner Ausgangsposition am Anfang eines Gusszyklus. Zu diesem Zeitpunkt ist der Anteil an gelösten Gasen in der Schmelze maximal. Es handelt sich dabei insbesondere um Wasserstoff. Zudem enthält die Schmelze S je nach Typ des Schmiermittels Brenngase wie z. B. CO2, Kohlenwasserstoffe oder Schwefeloxide, die durch den Kontakt der heissen Schmelze S mit dem Schmiermittel für den Giesskolben 3b in der Giesskammer 2 entstanden sind.
  • Figur 3 zeigt einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1'. Bei der in Figur 3 dargestellten Phase wurde die Schmelze S bereits teilweise in Richtung der Gussform 4a, 4b bewegt. Die in den Figuren 1, 2, 4 und 5 dargestellten Phasen für das erste Ausführungsbeispiel gelten in analoger Weise auch für das zweite Ausführungsbeispiel gemäss Figur 3. Umgekehrt gilt die in Figur 3 dargestellte Phase analog auch für das erste Ausführungsbeispiel.
  • Die Vorrichtung 1' ist im Wesentlichen gleich aufgebaut wie das Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 1 und 2. Zusätzlich weist die Vorrichtung 1' in der Figur 3 ein Unterdruckgefäss 11, eine Vakuumpumpe 9 und ein Pumpenventil 10 auf. Die Vakuumpumpe 9 ist mit dem Unterdruckgefäss 11 verbunden und kann das Unterdruckgefäss 11 evakuieren. Die Vakuumpumpe 9 weist ein Saugvermögen von 5 m3/h auf. Das Unterdruckgefäss hat ein Volumen von 30 Litern und ist über eine Saugleitung 18 mit der Öffnung 7 verbunden. Der Unterdruck im Unterdruckgefäss beträgt ca. 6600 Pa. Zwischen dem Unterdruckgefäss 11 und der Giesskammer 2 ist in der Saugleitung 18 ein Pumpenventil 10 angebracht, mit welchem die Erzeugung des Unterdrucks in der Giesskammer 2 gesteuert werden kann. Das Pumpenventil 10 kann anstelle des Ventils 15 vorgesehen sein, jedoch können auch beide Ventile 15, 10 vorgesehen sein. Die Öffnung 7 bzw. die Saugleitung 18 ist möglichst nahe am der Gusskammer zugewandten Ende der Giesskammer 2 angebracht, so dass die Entlüftung auch dann erfolgen kann, wenn sich der Giesskolben 3b weit vorwärts in Richtung der Gussform 4a, 4b bewegt hat. Damit wird die vollständige Entlüftung des Luftraums 14 ermöglicht.
  • Anhand der Figuren 2 bis 5 wird nun ein erfindungsgemässes Verfahren zum Herstellen eines Formteils erläutert. Am Anfang des Formprozesses wird vor dem Einfüllen der Schmelze S mittels des Absperrventils 13 der Kanal 12 geschlossen. Dann wird die Schmelze S, hier beispielsweise 5 kg einer Aluminiumlegierung durch die Einlassöffnung 16 in die Giesskammer 2 der Vorrichtung 1 bzw. 1' eingeführt. Die Verfahren dazu sind bekannt und die Vorrichtungen dazu sind in den Figuren nicht dargestellt. Beispielsweise wird die Schmelze S aus einem Tiegel in die Giesskammer 2 geleert oder die Zufuhr der Schmelze S erfolgt über eine Zuleitung von einem Schmelzofen. Beim Zuführen der Schmelze S befindet sich der Giesskolben 3b am von der Gussform 4a, 4b entgegen gesetzten Ende der Giesskammer 2, so dass die Einlassöffnung 16 weder vom Giesskolben 3b noch von der Kolbenstange 3a verdeckt wird (siehe Figur 2). Nach dem Einfüllen der Schmelze S in die Giesskammer 2, beginnt sich der Giesskolben 3b in einer Vorwärtsbewegung mit rund 2 m/s in Richtung der Gussform (4a, 4b) zu bewegen. Gleichzeitig setzt die Vibration des Giesskolbens 3b ein. Der Giesskolben überfährt die Stelle mit der Einlassöffnung 16 und verschliesst diese wie in Figur 3 dargestellt. Nun wird das Ventil 15 bzw. 10 geöffnet und die Entlüftung der Giesskammer beginnt. Während der Bewegungsphase des Giesskolbens 3b wird dieser mit Längsschwingungen von 80 Hz und einer Amplitude von 0,2 mm durch den Schwingungserzeuger 6 beaufschlagt. Durch die Schwingungen wird die Schmelze abwechslungsweise mit Druck beaufschlagt und wieder entspannt. Dadurch treten die Gase aus der Schmelze S in Richtung des Scheitels 8 der Giesskammer 2 aus und sammeln sich im Luftraum 14 oberhalb der Schmelze S. Durch den vibrierenden Giesskolben 3b wird die Schmelze S in der Giesskammer 2 entgast. Mit zunehmender Vorwärtsbewegung des Giesskolbens 3a wird der Luftraum 14 immer kleiner und die Entlüftung der Giesskammer wird dadurch zusätzlich unterstützt. Beim Öffnen des Pumpenventils 10 beginnt ein Druckausgleich. Die Gase werden aus dem Luftraum 14 der Giesskammer 2 über die Saugleitung 18 ins Unterdruckgefäss 11 abgesaugt, da in der Giesskammer 2 Atmosphärendruck herrscht und im Unterdruckgefäss 11 ein Unterdruck von 6600 Pa besteht. Durch das Absaugen (Druckausgleich) nimmt der Druck im Unterdruckgefäss 11 kurzfristig um etwa 800-1000 Pa zu. Dies wird jedoch durch die Vakuumpumpe 9 wieder kompensiert, welche während des ganzen Gussprozesses eingeschaltet ist. Das Unterdruckgefäss 11 wirkt somit als Puffer für den Unterdruck, welcher nur während rund 3 Sekunden für das Entlüften benötigt wird. Durch den Dauerbetrieb der Vakuumpumpe 9 genügt deshalb ein Saugvermögen von 5m3/h.
  • Mit zunehmender Vorwärtsbewegung des Geisskolbens 3b verdrängt die Schmelze S die Gase im Luftraum 14 immer mehr bzw. werden die Gase nach und nach entfernt. Damit wird verhindert, dass die Gase sich erneut in der Schmelze lösen.
  • Schliesslich erreicht die Schmelze S wie in Figur 4 dargestellt das Absperrventil 13 und die letzten Gase werden aus dem Luftraum 14 abgesaugt. Seit dem Einfüllen der Schmelze S in die Giesskammer sind rund ca. 5 sec. vergangen. Nun wird das Ventil 15 der Öffnung 7 bzw. das Pumpventil 10 geschlossen. Die Vakuumpumpe 9 läuft weiter und reduziert den Druck im Unterdruckgefäss wieder auf den Sollwert von 6600 Pa. Nach dem Schliessen des Ventils 15 bzw. 10 wird das Absperrventil 13 geöffnet und die entgaste Schmelze S wird vom Giesskolben 3b in bekannter Art und Weise in den Formhohlraum 17 gepresst.

Claims (20)

  1. Vorrichtung (1, 1') zum Herstellen von Formteilen, insbesondere zum Druckgiessen in einem Kaltkammerverfahren, insbesondere zum Druckgiessen von Nichteisen-Metalllegierungen für hohe Dehnungen,
    mit einer Giesskammer (2) in welche eine Schmelze (S) zuführbar ist,
    mit einem Giesskolben (3b) und mit einem Antriebsaggregat zum Betätigen des Giesskolbens (3b),
    wobei die Vorrichtung mit wenigstens einem Schwingungserzeuger (6) versehen ist, mittels welchem die Schmelze (S) in der Giesskammer (2) in Schwingungen versetzbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel zur Entlüftung der Giesskammer (2) umfasst.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Entlüftung derart ausgelegt sind, dass diese während dem Betätigen des Giesskolbens (3b) aktivierbar sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Giesskolben (3b) und das Antriebsaggregat derart ausgebildet sind, dass der Giesskolben eine Bewegungszeit von einem Startzeitpunkt, bei dem sich der Giesskolben (3b) in Richtung einer Gussform (4a, 4b) in Bewegung setzt bis zu einem Endzeitpunkt, bei welchem der Giesskolben (3b) die Schmelze (S) in einen Formhohlraum (17) der Gussform (4a,4b) gedrückt hat, maximal rund 5 sec. aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (6) an einer Kolbenstange (3a) derart angebracht ist, dass die Kolbenstange (3a) zum Vibrieren der Schmelze (S) in der Giesskammer (2) durch den Schwingungserzeuger (6) mit Schwingungen, insbesondere in Längsrichtung (L), beaufschlagbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (6) in Abhängigkeit der übrigen Prozessparameter derart betreibbar ist, dass durch die Vibrationen die Schmelze (S) entgast wird, dass insbesondere der Schwingungserzeuger zur Erzeugung von Schwingungen mit einer Amplitude von ca. 0,1-0,5 mm ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (6) zur Erzeugung von Schwingungen mit einer Frequenz von ca. 40-200 Hz ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Entlüftung mindestens eine Öffnung (7) in der Giesskammer (2), insbesondere in einem Scheitel (8) der Giesskammer (2), vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung einen Durchmesser von ca. 8-12 mm hat.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Entlüftung eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Giesskammer (2) vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks mindestens eine Vakuumpumpe (9) und ein Pumpenventil (10) zur Steuerung der Entlüftung der Giesskammer (2) umfasst.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks ein Unterdruckgefäss (11) umfasst.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (6) und die Vakuumpumpe (9) und/oder das Unterdruckgefäss (11) derart ausgelegt sind, dass die Zeit für die Entfernung der Gase aus der Kammer maximal rund 3 sec. pro kg Schmelze (S) beträgt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterdruckgefäss (11) für einen Unterdruck von 2500 Pa bis 10000 Pa, besonders bevorzugt ca. 6600 Pa ausgelegt ist und dass das Unterdruckgefäss (11) ein Volumen von 25-100 1 bei einem Luftraum (14) über der Schmelze (S) von ca. 2-8 1 aufweist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kanal (12) zwischen der Giesskammer (2) und einem Formhohlraum (17) ein Absperrventil (13) angebracht oder anbringbar ist.
  15. Verfahren zum Herstellen eines Formteils, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend die Schritte
    - Einführen einer Schmelze (S) in eine Giesskammer (2)
    - Bewegen der Schmelze (S) in der Gieskammer (2) mittels eines Giesskolbens (3b),
    wobei in einer Bewegungsphase die Schmelze (S) aus der Giesskammer (2) in Richtung einer Gussform (4a, 4b) bewegt wird und
    wobei in der Bewegungsphase die Schmelze (S) derart mit Schwingungen beaufschlagt wird, dass die in der Schmelze (S) enthaltenen Gase und/oder an einer Grenzfläche zwischen Schmelze (S) und Giesskammer (2) entstehenden Gase mindestens teilweise in einen Luftraum (14) der Giesskammer treten und
    wobei nach dem Einführen der Schmelze (S) in die Giesskammer (2) der Luftraum (14) in der Giesskammer (2) zum Entfernen der Gase aus dem Luftraum (14) wenigstens zeitweise entlüftet wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze (S) durch den in Längsrichtung vibrierenden Giesskolben (3b) und/oder eine in Längsrichtung vibrierende Kolbenstange (3a), vibriert wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüften der Giesskammer (2) die Schritte umfasst:
    - Öffnen einer Öffnung (7) in der Giesskammer (2)
    - Ausströmen lassen der Gase durch die Öffnung (7) aus dem Luftraum (14)
    - Schliessen der Öffnung (7) der Giesskammer (2).
  18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entlüften der Giesskammer (2) der Luftraum (14) mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks (9, 11), verbunden wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens während der Entlüftung der Giesskammer (2) ein Kanal (12) zwischen der Giesskammer (2) und einem Formhohlraum (17) verschlossen wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (12) bereits vor oder während dem Einfüllen der Schmelze (S) in die Giesskammer (2) geschlossen ist oder wird und der Kanal (12) frühestens geöffnet wird, wenn die Schmelze (S) das Absperrventil (13) erreicht.
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