EP2448698A1 - Vorrichtung, giessrinne und verfahren zum kippgiessen von bauteilen aus leichtmetall sowie damit gegossene bauteile - Google Patents

Vorrichtung, giessrinne und verfahren zum kippgiessen von bauteilen aus leichtmetall sowie damit gegossene bauteile

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Publication number
EP2448698A1
EP2448698A1 EP10736967A EP10736967A EP2448698A1 EP 2448698 A1 EP2448698 A1 EP 2448698A1 EP 10736967 A EP10736967 A EP 10736967A EP 10736967 A EP10736967 A EP 10736967A EP 2448698 A1 EP2448698 A1 EP 2448698A1
Authority
EP
European Patent Office
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mold
casting
runner
particular according
melt
Prior art date
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Application number
EP10736967A
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English (en)
French (fr)
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EP2448698B1 (de
Inventor
Uwe Lange
Holger Oppelt
Andreas Strube
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KSM Castings Group GmbH
Original Assignee
KSM Castings GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP2448698B1 publication Critical patent/EP2448698B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D23/00—Casting processes not provided for in groups B22D1/00 - B22D21/00
    • B22D23/006—Casting by filling the mould through rotation of the mould together with a molten metal holding recipient, about a common axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D35/00—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds
    • B22D35/04—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds into moulds, e.g. base plates, runners

Definitions

  • the invention relates to a device, a runner and a method for Kippgie built of components made of light metal and thus cast components.
  • a mold is rotated about a tilt axis by up to 90 °, while the melt flows into the mold.
  • the mold can advantageously be filled with the melt without flow turbulence. It is particularly advantageous that the possibly occurring during casting spilling melt can be avoided by passing the melt on a wall of the mold.
  • a disadvantage of the method disclosed in DE 10 2004 015 649 B3 is that the melt is initially only partially filled in the transverse run before starting to pour into the mold. There may be a risk that temperature losses occur.
  • Another disadvantage is that the remaining melt required for the casting process must be continuously refilled during the tilt casting and thus very expensive by means of a ladle in a G fooltümpel the cross run. The ladle must therefore be carried along synchronously with the tilting of the mold and is at this time no other or further pouring available.
  • the melt flow is deflected by 90 ° in cross-section and then flows through several outlets in the mold.
  • the melt may flow unevenly, in particular too quickly or too slowly, too little or too much through the individual outlets into the casting mold.
  • the present invention seeks to provide an apparatus for casting of light metal components according to the Kippg discernkar, with the elimination of the aforementioned disadvantages new degrees of freedom and opportunities in the process of casting the components are created, creating new Component geometries, but in particular new component properties, for example, regarding the internal structure and / or the external nature of the components are obtained.
  • the invention is also based on the object to provide a device for casting of light metal components according to the Kippg telltama, with a casting mold filling is achieved without considerable technical effort, which avoids cavities, porosities and / or inclusions in the cast component even with complicated component geometries.
  • the invention is also based on the object to provide a device for casting of components made of light metal according to the Kippg telltama, with a homogeneous filling of the mold with the melt is largely possible without temperature losses.
  • the invention is also based on the object to provide a device for casting of light metal components according to the Kippg cardkar with which a plurality of components can be poured simultaneously, the technical complexity is kept low.
  • a device for casting of components preferably those made of light metal, according to the Kippg tellkar is provided which comprises a tiltable about its longitudinal axis mold or mold and a longitudinal direction of the mold arranged on this runner.
  • the runner On its longitudinal side facing the casting mold, the runner has at least two outlets to the mold cavity or in each case at least one outflow to at least two mold cavities arranged side by side and not in flow communication with one another.
  • the runner also has a subdivision, which is designed such that when tilting the mold from a starting position to an end position predetermined or certain volumes of casting melt flow through the outlets in the mold cavity and the mold cavities of the mold.
  • a uniform, defined filling of the individual mold cavities of the casting mold is achieved by the device according to the invention. Without significant technical complexity complicated component geometries can be produced, which have fewer voids, porosities and / or inclusions in the cast component.
  • a plurality of components can be cast in a particularly simple, fast and parallel manner.
  • the subdivided volumes are preferably in flow connection within the runner in the region of the longitudinal side opposite the outlets.
  • the runner can be filled in a particularly simple manner by filling or introducing the melt at only one point in or on the runner.
  • the flow connection in the transverse direction is 1/4 to 3/4, preferably 1/3 to 2/3, of the length of the runner in the transverse direction.
  • the wider the flow connection the faster and more evenly distributed the melt during filling in the runner, with no temperature losses are to be feared.
  • an inventively provided subdivision into the third or fourth of the runner channel pointing in the lower, to the mold cavity is sufficient to divide the melt into predetermined outlets on the existing outlets.
  • the runner is arranged on the mold such that the runner in the initial position of the mold, ie before tilting, upwards is open. This makes it particularly easy to bring the melt into the runner.
  • the subdivision in the region of the spouts funnel or cup-shaped.
  • a funnel is rectangular in plan view, wherein preferably one side is missing when the runner is open on one side. It is essential to the invention that a boundary is provided for subdivision between the parallel outlets within the runner, the boundary preferably dropping towards the outlets. This ensures that the melt flows more evenly through the respective outlet when tilting the mold.
  • the respective outlet in the end position of the casting mold that is to say after tilting, is arranged at the lowest point of the subdivision, as a result of which the predetermined amount of melt largely flows completely into the casting mold.
  • the mold including casting trough can be tilted by up to 90 °. Such a limited tilting range is sufficient to meet the demands placed on complicated component geometries.
  • the runner expediently has a pouring basin on one of its end faces.
  • the capacity of the runner is preferably such that in the starting position of the casting mold, ie before tilting, it completely absorbs the melt needed for the casting without it flowing in
  • a robot arm which has a number of runners corresponding number of ladles, preferably two ladles, for parallel scooping and transporting the casting melt and for parallel filling of the casting melt in the runner.
  • This allows a variety of components simultaneously or parallel and very fast and easy to pour, the technical complexity is low.
  • the casting mold including the runner is arranged such that the runner can be filled with melt from the end face. As a result, the melt is distributed very quickly in the runner.
  • a space-saving arrangement in particular in a device with multiple molds including runners is possible.
  • the device has a retaining part, preferably a retaining plate, which is retractable into the runner to a predetermined depth in the region of the pouring point of the runner, preferably between pouring point and first outlet or first subdivision in that, during the filling of the runner, the pouring melt passes under the retaining part and distributes itself in the runner, whereby an oxide layer floating on top of the casting melt during filling of the runner is retained on the retaining part and can be removed later. This avoids that this oxide layer penetrates through the runners of the runner into the mold cavity or cavities and adversely affects the quality of the castings.
  • the device has a number of outlets corresponding to the number of further preferably arranged on a common web retaining parts, preferably retaining plates, which are each retractable to a predetermined depth in the runner before a spout, such that the casting melt as the mold is tilted, it passes under the retaining member and flows into the mold cavity (s), retaining an oxide layer floating on top of the casting melt in the runner at the retaining member and later removing it. This avoids that the oxide layer penetrates through the runners of the runner into the mold cavity or cavities and adversely affects the quality of the castings.
  • the retaining members are arranged on a common web in the manner of a comb, which can be moved out before pouring into the runner and after pouring out of the runner can be moved out, preferably such that the oxide layer adheres to the comb when moving out and manually or elsewhere preferably automatically removed from the comb, preferably strippable, is.
  • the invention also relates to a corresponding runner for placement on a mold or mold, comprising at least two outlets, wherein it is provided according to the invention that the runner has a subdivision, which is designed such that predetermined volumes of the casting melt through the outlets in the Form cavity or in at least two juxtaposed and not in communication with each other flow mold cavities of the mold or mold flow.
  • the runner can have at least some of the features related to the runner in claims 1 to 13.
  • the runner made of ductile iron which is also referred to as GJS or GGG.
  • GJS ductile iron
  • GGG ductile iron
  • the casting trough preferably only the inside thereof, has a ceramic coating, which is preferably sprayed in several layers in order to avoid adhesion of the melt in the casting trough.
  • E may be advantageous if the coating is repeated after a few runs.
  • the runner is thin-walled, preferably with a wall thickness of up to 20 mm, preferably up to 12 mm, particularly preferably up to 7 mm. This ensures that the temperature can be kept within the melt.
  • the runner is provided with at least one stiffening element. It can be be beneficial if the runner has at least one stiffening notch. It may be advantageous if the runner additionally or alternatively has at least one stiffening rib. It may be advantageous if, as an alternative to the two aforementioned variants or in addition to at least one of the two aforementioned variants, the runner has at least one stiffening bead. It may be advantageous if, as an alternative to the aforementioned variants or in addition to at least one of the aforementioned variants, the runner has at least one reinforcing bead.
  • stiffening notches, ribs, beads and / or beads can advantageously be provided on the outside of the casting trough. However, it may also be advantageous if such stiffening notches, ribs, beads and / or beads are provided alternatively or additionally on the inside of the casting trough. Reinforcing ribs or ribs on the outside of the bottom of the runner have proven to be particularly advantageous, wherein these ribs or ribs are preferably arranged over the length of the runner and particularly preferably have at least one interruption.
  • a method for casting a material by bringing it into a flowable state by heating and introducing it into at least one, preferably two molds which can be tilted only about one longitudinal axis according to the tilt casting principle.
  • the at least one casting mold is first turned or tilted into a starting position on the side, preferably by up to 120 °, particularly preferably by up to 90 °, so that a casting trough assigned to each casting mold and provided with at least two outlets is arranged horizontally next to it the mold comes to rest. Then the flowable material is introduced from above into the runner.
  • the at least one casting mold including casting trough is tilted back into the vertical or beyond, preferably by up to 120 °, more preferably by up to 90 °, so that the flowable material with predetermined volumes during tipping by the individual volumes assigned Outlets in the at least one mold cavity, preferably in a plurality, each having at least one outlet and not in flow communication with each other mold cavities flows.
  • the runner is filled with melt from the front side.
  • the melt is distributed very quickly in the runner.
  • a space-saving arrangement especially when using multiple runners and ladles is possible.
  • a retaining member preferably a retaining plate
  • a retaining member is retracted to a predetermined depth in the runner, such that the casting melt when filling the Runner passes under the retaining member and is distributed in the trough, wherein a floating during filling of the trough at the top of the casting melt oxide layer is retained on the retaining member and can be removed later. This avoids that this oxide layer penetrates through the runners of the runner into the mold cavity or cavities and adversely affects the quality of the castings.
  • a retaining part preferably a retaining plate
  • a retaining plate is retracted into the runner to a predetermined depth, such that the casting melt passes under the retaining part when the casting mold is tilted and flows into the mold cavity (s), wherein a on top of the foundry in the runner floating top oxide layer is retained on the retaining member and can be removed later.
  • the retaining members are arranged on a common web in the manner of a comb, which can be moved into the runner before pouring and can be moved out after pouring from the runner, preferably such that the oxide layer adheres to the comb when moving out and manually or elsewhere preferably automated stripped from the comb.
  • At least and preferably only one core which is formed from core molding material, preferably from sand, and an inorganic binder, is inserted into each mold cavity of the mold.
  • the casting method according to the invention in the form of a combination of tilting casting according to the invention and inorganic core inserted in advance has proved to be particularly advantageous. This makes it possible to produce complex and at the same time high-quality components, while at the same time achieving a reduction in costly finishing or finishing or treatment. The latter are usually the main bottlenecks in cast production. Cleaning and control costs can be saved.
  • the environmental compatibility of the process according to the invention has also proved to be advantageous. This avoids or reduces emissions during component production.
  • the core molding material used is sand or quartz sand. This is after the casting process quasi as process residue particularly good for recycling.
  • the inorganic binder a binder based on silicate, borate and / or phosphate is preferably used. This leads to a further improvement in the reduction of possible casting defects. Pores and voids occur according to the invention much less. Conveniently, it can be provided that, when using a plurality of casting molds arranged on only one tiltable longitudinal axis, the casting troughs assigned to the casting molds are filled in parallel. This makes it very easy and fast to pour a variety of components.
  • the invention also relates to a cast product, which consists of a light metal, preferably aluminum alloy produced by at least one of the preceding claims by gravity.
  • the invention also relates to the use of a device according to one of claims 1 to 13, a runner according to claim 14 or 15 and / or a method according to one of claims 16 to 19 for casting a pump housing, in particular a high-pressure pump housing, or a turbocharger housing.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a runner with funnel-shaped subdivision in perspective view
  • FIG. 2 is a schematic representation of a runner with a funnel-shaped subdivision in plan view
  • Fig. 4 is a schematic representation of two parallel, on only one
  • Tilting axis arranged casting molds as mold halves with in each case arranged thereon gully in perspective view
  • Fig. 5 is a schematic representation of two parallel, on only one
  • Tilting axis arranged casting molds as mold halves with each arranged thereon gutter in plan view
  • FIG. 6 is a schematic representation of a casting mold of two mold halves with thereon arranged pouring trough in the starting position in side view
  • Fig. 7 is a schematic representation of a mold of two mold halves with thereon arranged gutter in the intermediate position in side view and
  • Fig. 8 is a schematic representation of a mold of two mold halves with thereon disposed runner in the end position in side view.
  • a pouring trough 12 according to the invention with a funnel-shaped subdivision 20 and a pouring basin 30 at one of the end faces 28 of the pouring trough 12 is shown schematically in a perspective view.
  • the runner 12 has on the side facing the mold 10 longitudinal side 14 five spouts 16, each of which is separately connectable to a separate mold cavity 16 of a mold, as shown in Fig. 3.
  • FIG. 3 shows only one mold half 10 with a correspondingly half mold cavity 18.
  • the runner 12 has a funnel-shaped subdivision 20 in the third side of the runner 12, which faces the longitudinal side 14.
  • This subdivision 20 is designed in such a way that, when the casting mold 10 together with the runner 12 is tilted, predetermined volumes of the casting melt flow through the outlets 16 through the subdivision.
  • the volumes of the casting melt flowing through the respective outlet 16 are the same.
  • the respective outlets 16 of the trough 12 are the same size.
  • the subdivided volumes within the runner 12 are generously in fluid communication in the region of the longitudinal side 22 opposite the outlets 16, wherein the flow connection in the transverse direction 24 occupies approximately two thirds of the length of the runner 12 in the transverse direction 24.
  • subdivision is already sufficient to assign the individual outlets 16 a predetermined volume of casting melt and to attack the respective mold cavity 18 uniformly and homogeneously.
  • the respective outlet 16 in the end position of the casting mold 10, that is to say after the tilting, is arranged at the low point 26 of the subdivision 20.
  • the casting trough 12 has a pouring basin 30 at one of its end faces 28.
  • the pouring channel 12 shown schematically in FIG. 2 substantially corresponds to that shown in FIG. 1, but is shown in plan view.
  • FIG. 3 schematically illustrates a mold half of a casting mold 10 with five mold cavities 18 separated from one another, wherein each mold cavity 18, also shown here only half, has supports 34 for a core 32, the core 32 being shown by way of example in FIG 3 is shown in the left mold cavity 18.
  • FIG. 4 shows in perspective a device according to the invention with two parallel-arranged casting molds 10 or molds, each of which has a casting channel 12 arranged on the casting mold 10 in the longitudinal direction of the casting mold 10. For better clarity, however, only one mold half 10 of each mold 10 is shown.
  • the two casting molds 10 together with runners 12 can be tilted via only one common tilting axis 8 (not shown here).
  • the device also comprises a robot arm, not shown here, which has two ladles for parallel scooping and transporting the casting melt and for parallel filling of the casting melt in the runners 12 and in the pouring basins 30.
  • FIG. 5 shows the two casting molds 10 provided according to the invention on a common tilting axis 8 with the respectively arranged casting runner 12 according to the invention according to FIG. 4 in plan view.
  • Fig. 6 to 8 show the mold 10 according to the invention, this time composed of two mold halves, with inventive trough 12 in three snapshots during casting.
  • FIG. 7 shows an intermediate position of the mold 10.
  • Each mold cavity 18 preferably has a core 32, which is formed from core molding material, preferably from sand, and an inorganic binder.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gießen von Bauteilen.

Description

Vorrichtung, Gießrinne und Verfahren
zum Kippgießen von Bauteilen aus Leichtmetall
sowie damit gegossene Bauteile
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, eine Gießrinne und ein Verfahren zum Kippgießen von Bauteilen aus Leichtmetall sowie damit gegossene Bauteile.
Beim Kippgießverfahren, das ganz allgemein im Standardwerk "Gießereilexikon", 16. Auflage, 1994, S. 244 und S. 655 beschrieben wird, wird eine Kokille um eine Kippachse um bis zu 90° gedreht, während die Schmelze in die Kokille einströmt. Vorteilhaft kann dadurch die Kokille ohne Strömungsturbulenzen mit der Schmelze gefüllt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die beim Gießen gegebenenfalls auftretende verspritzende Schmelze durch Führen der Schmelze an einer Wand der Gießform vermieden werden kann.
Aus der DE 10 2004 015 649 B3 sind ein Verfahren zum Gießen von Bauteilen aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminiumlegierungen, nach dem Kippgießprinzip sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Schmelze im Kopfguss in einen an der Längsseite einer Gießform befindlichen Querlauf eingefüllt. Die Gießform wird dabei zunächst um einen Winkel von 45° bis 70° um ihre Längsachse gekippt. Danach beginnt das Einfüllen der flüssigen Schmelze in den Querlauf, bis etwa 1/5 der für den Guss des Bauteils benötigten Schmelze in den Querlauf eingefüllt ist, ohne dass die Schmelze bereits in den Formhohlraum der Gießform einströmt. Anschließend wird die Gießform unter kontinuierlichem Einfüllen weite- rer Schmelze derart aus der gekippten Stellung in die Senkrechte gedreht, dass die Schmelze entlang einer Gießformwand in den Formhohlraum einströmt.
Ein Nachteil des in der DE 10 2004 015 649 B3 offenbarten Verfahrens besteht darin, dass die Schmelze zunächst nur teilweise in den Querlauf eingefüllt wird, bevor mit dem Eingießen in die Kokille begonnen wird. Dabei kann die Gefahr bestehen, dass Temperaturverluste auftreten. Nachteilig ist außerdem, dass die restliche für den Gießprozess erforderliche Schmelze während des Kippgießens kontinuierlich und damit sehr aufwendig mittels eines Gießlöffels in einen Gießtümpel des Querlaufs nachgefüllt werden muss. Der Gießlöffel muss demnach synchron mit dem Kippen der Gießform mitgeführt werden und steht in dieser Zeit keinem anderen oder weiteren Gießvorgang zur Verfügung.
Durch das Kippen der Gießform wird der Schmelzefluss im Querlauf um 90° umgelenkt und strömt dann durch mehrere Ausläufe in die Gießform ein. Dabei besteht insbesondere durch das kontinuierliche Nachfüllen der Schmelze mittels Gießlöffels die Gefahr, dass die Schmelze ungleichmäßig, insbesondere zu schnell oder zu langsam, in zu geringer oder zu großer Menge durch die einzelnen Ausläufe in die Gießform einströmen kann.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Gießen von Bauteilen aus Leichtmetall nach dem Kippgießprinzip bereitzustellen, mit der unter Beseitigung der vorgenannten Nachteile neue Freiheitsgrade bzw. Möglichkeiten in der Verfahrensführung zum Gießen der Bauteile geschaffen werden, wodurch neue Bauteilgeometrien, insbesondere aber auch neue Bauteileigenschaften, beispielsweise betreffend die innere Struktur und/oder die äußere Beschaffenheit der Bauteile, erhalten werden.
Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Gießen von Bauteilen aus Leichtmetall nach dem Kippgießprinzip bereitzustellen, mit der ohne erheblichen technischen Aufwand eine Gießformfüllung erreicht wird, die auch bei komplizierten Bauteilgeometrien Hohlräume, Porositäten und/oder Einschlüsse im gegossenen Bauteil vermeidet.
Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Gießen von Bauteilen aus Leichtmetall nach dem Kippgießprinzip bereitzustellen, mit der eine homogene Füllung der Gießform mit der Schmelze weitgehend ohne Temperaturverluste ermöglicht wird.
Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Gießen von Bauteilen aus Leichtmetall nach dem Kippgießprinzip bereitzustellen, mit der eine Vielzahl von Bauteilen gleichzeitig gegossen werden können, wobei der technische Aufwand gering gehalten wird.
Zur Lösung ist nun erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Gießen von Bauteilen, vorzugsweise solcher aus Leichtmetall, nach dem Kippgießprinzip vorgesehen, welche eine um ihre Längsachse kippbare Gießform bzw. Kokille und eine in Längsrichtung der Gießform an dieser angeordnete Gießrinne umfasst. Die Gießrinne weist auf ihrer zur Gießform weisenden Längsseite wenigstens zwei Ausläufe zum Formhohlraum bzw. jeweils wenigstens einen Auslauf zu wenigstens zwei nebeneinander angeordneten und nicht miteinander in Flussverbindung stehenden Formhohlräumen auf. Erfindungsgemäß weist die Gießrinne außerdem eine Unterteilung auf, die derart ausgebildet ist, dass beim Kippen der Gießform aus einer Ausgangsstellung in eine Endstellung vorgegebene bzw. bestimmte Volumina der Gießschmelze durch die Ausläufe in den Formhohlraum bzw. die Formhohlräume der Gießform strömen.
Mit einer derartigen Vorrichtung werden neue Freiheitsgrade bzw. neue Möglichkeiten in der Verfahrensführung zum Gießen von Bauteile geschaffen. Wird nur ein Formhohlraum durch wenigstens zwei Ausläufe gefüllt, kann vorgegeben wer- den, wie viel Schmelze durch welchen Auslauf in den Formhohlraum strömt. Dadurch könne neue Bauteilgeometrien mit neuen Bauteileigenschaften, betreffend die innere Struktur und/oder die äußere Beschaffenheit, erhalten werden.
Werden mehrere voneinander getrennte Formhohlräume bzw. Kavitäten einer Gießform über jeweils einen Auslauf gefüllt, wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine gleichmäßige, definierte Füllung der einzelnen Formhohlräume der Gießform erreicht. Ohne erheblichen technischen Aufwand können komplizierte Bauteilgeometrien hergestellt werden, die weniger Hohlräume, Porositäten und/oder Einschlüsse im gegossenen Bauteil aufweisen. Insbesondere lässt sich mit einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders einfach, schnell und parallel eine Vielzahl von Bauteilen gießen.
Vorzugsweise stehen die unterteilten Volumina innerhalb der Gießrinne im Bereich der den Ausläufen gegenüberliegenden Längsseite in Fließverbindung. Dadurch lässt sich die Gießrinne auf besonders einfache Weise befüllen, indem nur an einer Stelle in oder an der Gießrinne die Schmelze eingefüllt bzw. eingebracht wird.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Fließverbindung in Querrichtung 1/4 bis 3/4, vorzugsweise 1/3 bis 2/3 der Länge der Gießrinne in Querrichtung beträgt. Je breiter die Fließverbindung ist, desto schneller und gleichmäßiger verteilt sich die Schmelze beim Befüllen in der Gießrinne, wobei keine Temperaturverluste zu befürchten sind. Es hat sich herausgestellt, dass eine erfindungsgemäß vorgesehene Unterteilung in im unteren, zum Formhohlraum weisendem Drittel oder Viertel der Gießrinne ausreichend ist, um die Schmelze in vorgegebene Mengen auf die vorhandenen Ausläufe aufzuteilen.
Zweckmäßigerweis ist die Gießrinne derart an der Gießform angeordnet, dass die Gießrinne in Ausgangsstellung der Gießform, also vor dem Kippen, nach oben offen ist. Dadurch lässt sich die Schmelze besonders einfach in die Gießrinne einbringen.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Unterteilung im Bereich der Ausläufe trichter- oder schalenförmig ist. Vorzugsweise ist ein solcher Trichter in Draufsicht viereckig ausgebildet, wobei vorzugsweise eine Seite fehlt, wenn die Gießrinne einseitig offen ist. Erfindungswesentlich ist, dass zwischen den parallelen Ausläufen innerhalb der Gießrinne eine Begrenzung zur Unterteilung vorgesehen ist, wobei die Begrenzung vorzugsweise jeweils zu den Ausläufen hin abfällt. Dadurch wird erreicht, dass die Schmelze beim Kippen der Gießform gleichmäßiger durch den jeweiligen Auslauf strömt.
Es kann zweckmäßig sein, wenn der jeweilige Auslauf in Endstellung der Gießform, also nach dem Kippen, am Tiefpunkt der Unterteilung angeordnet ist, wodurch die vorgegebene Menge an Schmelze weitestgehend vollständig in die Gießform strömt.
Es kann vorteilhaft sein, wenn wenigstens einzelne der vorgegebenen Volumina gleich oder unterschiedlich groß sind. Dadurch können insbesondere neue Freiheitsgrade bzw. Möglichkeiten in der Verfahrensführung zum Gießen der Bauteile geschaffen werden, wodurch neue Bauteilgeometrien, insbesondere aber auch neue Bauteileigenschaften, beispielsweise betreffend die innere Struktur und/oder die äußere Beschaffenheit der Bauteile, erhalten werden.
Es kann vorteilhaft sein, wenn wenigstens einzelne der Ausläufe gleich oder unterschiedlich sind. Dadurch kann gleichermaßen das vorstehend Genannte erreicht werden. Vorzugsweise ist die Gießform samt Gießrinne um bis zu 90° kippbar. Ein derartig begrenzter Kippbereich genügt, um den auch an komplizierte Bauteilgeometrien gestellten Anforderungen gerecht zu werden.
Zweckmäßigerweise weist die Gießrinne an einer ihrer Stirnseiten einen Eingießtümpel auf. Das Fassungsvermögen der Gießrinne ist vorzugsweise derart, dass diese in Ausgangstellung der Gießform, also vor dem Kippen, die für den Guss benötigte Schmelze komplett aufnimmt, ohne dass es zum Einströmen von
Schmelze in den Formhohlraum bzw. die Formhohlräume kommt.
Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn wenigstens eine weitere Gießform mit einem oder mehreren Formhohlräumen und separater Gießrinne neben der ersten Gießform angeordnet ist, wobei diese über eine gemeinsame Kippachse kippbar sind. Dadurch lässt sich eine Vielzahl von Bauteilen gleichzeitig bzw. parallel, insbesondere einfach und schnell, gießen, wobei der technische Aufwand gering ist.
Vorzugsweise ist ein Roboterarm vorgesehen, der eine der Anzahl von Gießrinnen entsprechende Anzahl von Gießlöffeln, vorzugsweise zwei Gießlöffel, zum parallelen Schöpfen und Transportieren der Gießschmelze sowie zum parallelen Einfüllen der Gießschmelze in die Gießrinne aufweist. Dadurch lässt sich eine Vielzahl von Bauteilen gleichzeitig bzw. parallel und besonders schnell und einfach gießen, wobei der technische Aufwand gering ist.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Gießform samt Gießrinne derart angeordnet ist, dass die Gießrinne von der Stirnseite her mit Schmelze befüllbar ist. Dadurch verteilt sich die Schmelze besonders schnell in der Gießrinne. Zudem ist eine platzsparende Anordnung, insbesondere bei einer Vorrichtung mit mehreren Gießformen samt Gießrinnen möglich. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Vorrichtung ein Rückhalteteil, vorzugsweise ein Rückhalteblech, aufweist, welches im Bereich der Eingießstelle des Gießrinne, und zwar vorzugsweise zwischen Eingießstelle und erstem Auslauf bzw. erster Unterteilung, bis zu einer vorgegebenen Tiefe in die Gießrinne einfahrbar ist, derart, dass die Gießschmelze beim Befüllen der Gießrinne unter dem Rückhalteteil hindurchtritt und sich in der Gießrinne verteilt, wobei eine beim Befüllen der Gießrinne oben auf der Gießschmelze schwimmende Oxydschicht am Rückhalteteil zurückgehalten wird und später entfernt werden kann. Dadurch wird vermieden, dass diese Oxydschicht durch die Ausläufe der Gießrinne in den oder die Gießformhohlräume eindringt und sich nachteilig auf die Qualität der Gusserzeugnisse auswirkt.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Vorrichtung eine der Anzahl der Ausläufe entsprechende Anzahlt weitere vorzugsweise auf einem gemeinsamen Steg angeordneter Rückhalteteile, vorzugsweise Rückhaltebleche, aufweist, die jeweils vor einem Auslauf bis zu einer vorgegebenen Tiefe in die Gießrinne einfahrbar sind, derart, dass die Gießschmelze beim Kippen der Gießform unter dem Rückhalteteil hindurchtritt und in den oder die Gießformhohlräume strömt, wobei eine auf der in der Gießrinne befindlichen Gießschmelze oben schwimmende Oxydschicht am Rückhalteteil zurückgehalten wird und später entfernt werden kann. Dadurch wird vermieden, dass die Oxydschicht durch die Ausläufe der Gießrinne in den oder die Gießformhohlräume eindringt und sich nachteilig auf die Qualität der Gusserzeugnisse auswirkt.
Vorzugsweise sind die Rückhalteteile auf einem gemeinsamen Steg nach Art eines Kammes angeordnet, der vor dem Gießen in die Gießrinne hineinfahrbar und nach dem Gießen aus der Gießrinne herausfahrbar sein kann, vorzugsweise derart, dass die Oxydschicht beim Herausfahren am Kamm haftet und an anderer Stelle manuell oder vorzugsweise automatisiert vom Kamm entfernbar, vorzugsweise abstreifbar, ist. Nach alledem betrifft die Erfindung auch eine entsprechende Gießrinne zur Anordnung an einer Gießform bzw. Kokille, umfassend wenigstens zwei Ausläufe, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Gießrinne eine Unterteilung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass vorgegebene Volumina der Gießschmelze durch die Ausläufe in den Formhohlraum bzw. in wenigstens zwei nebeneinander angeordnete und nicht miteinander in Flussverbindung stehende Formhohlräume der Gießform bzw. Kokille strömen.
Vorteilhaft kann die Gießrinne wenigstens einzelne der in den Ansprüchen 1 bis 13 auf die Gießrinne bezogenen Merkmale aufweisen.
Es kann besonders vorteilhaft sein, wenn die Gießrinne aus Sphäroguss, welcher auch als GJS bzw. GGG bezeichnet wird, hergestellt ist. Ein solcher Werkstoff ist besonders geeignet, die gewünschte Geometrie der Gießrinne zu erhalten, wobei die Gießrinne gleichzeitig stahlähnliche mechanische Eigenschaften aufweist.
Vorteilhaft weist die Gießrinne, vorzugsweise nur deren Innenseite, eine keramische Beschichtung auf, welche vorzugsweise in mehreren Schichten aufgesprüht wird, um ein Anhaften der Schmelze in der Gießrinne zu vermeiden. E kann vorteilhaft sein, wenn die Beschichtung nach einigen Gießläufen wiederholt wird.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Gießrinne dünnwandig, vorzugsweise mit einer Wandstärke bis zu 20 mm, bevorzugt bis zu 12 mm, besonders bevorzugt bis zu 7 mm, ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Temperatur innerhalb der Schmelze gehalten werden kann.
Um die Lebensdauer der Gießrinne zu erhöhen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Gießrinne mit wenigstens einem Versteifungselement versehen ist. Es kann vor- teilhaft sein, wenn die Gießrinne wenigstens eine Versteifungseinkerbung aufweist. Es kann vorteilhaft, wenn die Gießrinne zusätzlich oder alternativ wenigstens eine Versteifungsrippe aufweist. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Gießrinne alternativ zu den beiden vorgenannten Varianten oder zusätzlich zu wenigstens einer der beiden vorgenannten Varianten wenigstens eine Versteifungssicke aufweist. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Gießrinne alternativ zu den vorgenannten Varianten oder zusätzlich zu wenigstens einer der vorgenannten Varianten wenigstens einen Versteifungswulst aufweist. Solche Versteifungseinkerbungen, - rippen, -sicken und/oder -wulste können vorteilhaft auf der Außenseite der Gießrinne vorgesehen sein. Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn solche Versteifungseinkerbungen, -rippen, -sicken und/oder -wulste alternativ hierzu oder zusätzlich auf der Innenseite der Gießrinne vorgesehen sind. Als besonders vorteilhaft haben sich Versteifungsrippen bzw. -stege an der Außenseite des Bodens der Gießrinne erwiesen, wobei diese Versteifungsrippen bzw. -Stegen vorzugsweise über die Länge der Gießrinne angeordnet sind und besonderes bevorzugt wenigstens eine Unterbrechung aufweisen.
Zur Lösung der oben genannten Aufgaben ist auch ein Verfahren zum Gießen eines Materials durch Verbringen desselben in einen fließfähigen Zustand durch Erhitzen und Einbringen desselben in wenigstens eine, vorzugsweise in zwei nur um eine Längsachse kippbare Gießformen nach dem Kippgießprinzip vorgesehen. Die wenigstens eine Gießform wird hierbei zunächst in eine Ausgangsstellung auf die Seite, vorzugsweise um bis zu 120°, besonders bevorzugt um bis zu 90°, gedreht bzw. gekippt, so dass eine, jeder Gießform zugeordnete und mit wenigstens zwei Ausläufen versehene Gießrinne horizontal neben der Gießform zum Liegen kommt. Dann wird das fließfähige Material von oben in die Gießrinne eingebracht. Anschließend wird die wenigstens eine Gießform samt Gießrinne zurück in die Senkrechte oder darüber hinaus, vorzugsweise um bis zu 120°, besonders bevorzugt um bis zu 90°, gekippt, so dass das fließfähige Material mit vorgegebenen Volumina während des Kippens durch die den einzelnen Volumina zugewiesenen Ausläufe in den wenigstens einen Formhohlraum, vorzugsweise in mehrere, jeweils wenigstens einen Auslauf aufweisende und nicht miteinander in Flussverbindung stehende Formhohlräume, strömt.
Es kann zweckmäßig sein, wenn in dem Verfahren eine Gießrinne nach einem der Ansprüche 1 bis 15, insbesondere eine Gießrinne mit wenigstens einzelnen der genannten, die Gießrinne kennzeichnenden Merkmalen, eingesetzt wird.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Gießrinne von der Stirnseite her mit Schmelze befüllt wird. Dadurch verteilt sich die Schmelze besonders schnell in der Gießrinne. Zudem ist eine platzsparende Anordnung, insbesondere bei Verwendung mehrer Gießrinnen und Gießlöffel möglich.
Es kann vorteilhaft sein, wenn im Bereich der Eingießstelle, und zwar vorzugsweise zwischen Eingießstelle und erstem Auslauf bzw. erster Unterteilung, ein Rückhalteteil, vorzugsweise ein Rückhalteblech, bis zu einer vorgegebenen Tiefe in die Gießrinne eingefahren wird, derart, dass die Gießschmelze beim Befüllen der Gießrinne unter dem Rückhalteteil hindurchtritt und sich in der Gießrinne verteilt, wobei eine beim Befüllen der Gießrinne oben auf der Gießschmelze schwimmende Oxydschicht am Rückhalteteil zurückgehalten wird und später entfernt werden kann. Dadurch wird vermieden, dass diese Oxydschicht durch die Ausläufe der Gießrinne in den oder die Gießformhohlräume eindringt und sich nachteilig auf die Qualität der Gusserzeugnisse auswirkt.
Es kann vorteilhaft sein, wenn vor jedem Auslauf ein Rückhalteteil, vorzugsweise ein Rückhalteblech, bis zu einer vorgegebenen Tiefe in die Gießrinne eingefahren wird, derart, dass die Gießschmelze beim Kippen der Gießform unter dem Rückhalteteil hindurchtritt und in den oder die Gießformhohlräume strömt, wobei eine auf der in der Gießrinne befindlichen Gießschmelze oben schwimmende Oxydschicht am Rückhalteteil zurückgehalten wird und später entfernt werden kann. Dadurch wird vermieden, dass die Oxydschicht durch die Ausläufe der Gießrinne in den oder die Gießformhohlräume eindringt und sich nachteilig auf die Qualität der Gusserzeugnisse auswirkt.
Vorzugsweise sind die Rückhalteteile auf einem gemeinsamen Steg nach Art eines Kammes angeordnet, der vor dem Gießen in die Gießrinne eingefahren und nach dem Gießen aus der Gießrinne herausgefahren werden kann, vorzugsweise derart, dass die Oxydschicht beim Herausfahren am Kamm haftet und an anderer Stelle manuell oder vorzugsweise automatisiert vom Kamm abgestreift werden kann.
Es kann vorteilhaft sein, wenn wenigstens und bevorzugt nur ein Kern, welcher aus Kernformstoff, vorzugsweise aus Sand, und einem anorganischen Bindemittel geformt wird, in jeden Formhohlraum der Gießform eingelegt wird.
Es hat sich gezeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hoch integrierte und komplexe Bauteile herstellbar sind, die sich durch eine verbesserte Oberfläche auszeichnen. Es sind in der Oberfläche also vorteilhaft keine bis nur vereinzelnde, vom eingelegten Kern verursachte Fehler, wie Poren, Lunker oder Blattrippen, zu finden.
Das erfindungsgemäße Gießverfahren in Form einer Kombination aus erfindungsgemäßen Kippguss und vorab eingelegtem, anorganischen Kern hat sich hierbei als besonders vorteilhaft erwiesen. So lassen sich komplexe und gleichzeitig hoch qualitative Bauteile herstellen, wobei gleichzeitig eine Verringerung der kostenintensiven Nach- bzw. Fertigbearbeitung bzw. -behandlung erreicht wird. Letztere bilden üblicherweise die Hauptengpässe in der Gussproduktion. Putz- und Kontrollkosten können mithin eingespart werden. AIs vorteilhaft hat sich zudem die Umweltverträglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erwiesen. So werden Emissionen bei der Bauteilherstellung vermieden bzw. verringert.
Zweckmäßigerweise wird als Kernformstoff Sand bzw. Quarzsand verwendet. Dieser ist nach dem Gießverfahren quasi als Prozessrückstand besonders gut dem Recycling zugänglich.
Es kann besonders vorteilhaft sein, wenn auf dem Kern keine Kernschlichte aufgebracht wird, um eine weitestgehend fehlerfreie und glatte Oberfläche des Gusseils zu erhalten. Dadurch wird ein weiterer kostenintensiver Arbeitsschritt eingespart. Es hat sich gezeigt, dass die Kombination aus Kippguss mit anorganischem, schlichtenfreien Kern zu einer besonders fehlerfreien Oberfläche, also zu einer Oberfläche ohne bzw. mit nur wenigen Lunkern, Poren oder Blattrippenfehlern, führt. Es lassen sich so qualitativ hochwertige und komplexe Bauteile gießen, die nach dem Stand der Technik einer Nach- bzw. Fertig bearbeitung sonst nur schwer zugänglich wären, wobei erfindungsgemäß auf eine solche Nach- bzw. Fertigbearbeitung nunmehr weitestgehend verzichtet werden kann. Nachteilige Schlich- tenanhaftungen an den hergestellten Gussteilen treten vorteilhaft nicht auf. Trotz fehlender Schlichte konnten bei der erfindungsgemäßen Kombination aus Kippguss mit anorganischem, schlichtenfreien Kern auch keine Formstoff- bzw. Sand- anhaftungen am Gussteil festgestellt werden. Putz- und Kontrollkosten können so eingespart werden.
Als anorganisches Bindemittel wird vorzugsweise ein Bindemittel auf Silikat-, Borat- und/oder Phosphatbasis verwendet. Dieses führt zu einer weiteren Verbesserung in der Verringerung möglicher Gussfehler. Poren und Lunker treten erfindungsgemäß sehr viel weniger auf. Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass bei Verwendung mehrerer auf nur einer kippbaren Längsachse angeordneter Gießformen die den Gießformen zugeordneten Gießrinnen parallel befüllt werden. Dadurch lässt sich besonders einfach und schnell eine Vielzahl von Bauteilen gießen.
Die Erfindung betrifft auch ein Gusserzeugnis, welches aus einer nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche im Schwerkraftverfahren hergestellten Leichtmetall-, vorzugsweise Aluminiumlegierung, besteht.
Schließlich betrifft die Erfindung noch die Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, einer Gießrinne nach Anspruch 14 oder 15 und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 16 bis 19 zum Gießen eines Pumpengehäuses, insbesondere eines Hochdruckpumpengehäuses, oder eines Turboladergehäuses.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigen
Fig. 1 die schematische Darstellung einer Gießrinne mit trichterförmiger Unterteilung in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2 die schematische Darstellung einer Gießrinne mit trichterförmiger Unterteilung in Draufsicht,
Fig. 3 die schematische Darstellung einer Gießformhälte in perspektivischer Ansicht,
Fig. 4 die schematische Darstellung von zwei parallel, auf nur einer
Kippachse angeordneten Gießformen als Gießformhälften mit jeweils daran angeordneter Gießrinne in perspektivischer Ansicht,
Fig. 5 die schematische Darstellung von zwei parallel, auf nur einer
Kippachse angeordneten Gießformen als Gießformhälften mit jeweils daran angeordneter Gießrinne in Draufsicht,
Fig. 6 die schematische Darstellung einer Gießform aus zwei Gießformhälften mit daran angeordneter Gießrinne in Ausgangsstellung in Seitenansicht,
Fig. 7 die schematische Darstellung einer Gießform aus zwei Gießformhälften mit daran angeordneter Gießrinne in Zwischenstellung in Seitenansicht und
Fig. 8 die schematische Darstellung einer Gießform aus zwei Gießformhälften mit daran angeordneter Gießrinne in Endstellung in Seitenansicht.
Werden in den Fig. 1 bis 8 gleiche Bezugsziffern verwendet, so bezeichnen diese gleiche Teile, so dass zwecks Vermeidung von Wiederholungen nicht bei jeder Figurenbeschreibung auf ein bereits beschriebenes Bauteil erneut eingegangen werden muss.
In Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Gießrinne 12 mit trichterförmiger Unterteilung 20 und einem Eingießtümpel 30 an einer der Stirnseiten 28 der Gießrinne 12 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Die Gießrinne 12 weist an der zur Gießform 10 weisenden Längsseite 14 fünf Ausläufe 16 auf, die jeder für sich mit einem separaten Formhohlraum 16 einer Gießform, wie in Fig. 3 dargestellt, verbindbar sind.
Entsprechend nebeneinander angeordnete und nicht miteinander in Flussverbindung stehende Formhohlräume 18 einer Gießform 10 sind in Fig. 3 gezeigt, wobei der Übersicht halber nur eine Formhälfte der Gießform 10 dargestellt ist. Fig. 3 zeigt also nur einer Gießformhälfte 10 mit entsprechend halbem Formhohlraum 18.
Die Gießrinne 12 weist erfindungsgemäß eine trichterförmige Unterteilung 20 im zur Längsseite 14 weisenden Drittel der Gießrinne 12 auf. Diese Unterteilung 20 ist derart ausgebildet, dass beim Kippen der Gießform 10 samt Gießrinne 12 durch die Unterteilung vorgegebene Volumina der Gießschmelze durch die Ausläufe 16 strömen.
Im vorliegenden Fall sind die durch den jeweiligen Auslauf 16 strömenden Volumina der Gießschmelze gleich groß. Auch die jeweiligen Ausläufe 16 der Gießrinne 12 haben die gleiche Größe.
Damit wird sichergestellt, dass die sich an die Ausläufe16 anschließenden Formhohlräume 18 alle gleichmäßig mit dem gleichen Volumen an Gießschmelze gefüllt werden. Das ist sinnvoll, wenn mittels der Formhohlräume 16 eine Vielzahl gleicher Bauteile, insbesondere Pumpengehäuse, gleichzeitig, also synchron, gegossen werden.
Es ist gut zu erkennen, dass die unterteilten Volumina innerhalb der Gießrinne 12 im Bereich der den Ausläufen 16 gegenüberliegenden Längsseite 22 großzügig in Fließverbindung stehen, wobei die Fließverbindung in Querrichtung 24 etwa zwei Drittel der Länge der Gießrinne 12 in Querrichtung 24 beansprucht. Eine derartige Unterteilung reicht aber bereits aus, um den einzelnen Ausläufen 16 ein vorgegebenes Volumen an Gießschmelze zuzuweisen und den jeweiligen Formhohlraum 18 gleichmäßig und homogen zu befallen.
Wie in Fig. 8 gut zu erkennen ist, ist der jeweilige Auslauf 16 in Endstellung der Gießform 10, also nach dem Kippen, am Tiefpunkt 26 der Unterteilung 20 angeordnet.
Die Gießrinne 12 weist an einer ihrer Stirnseiten 28 einen Eingießtümpel 30 auf.
Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Gießrinne 12 entspricht im Wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten, ist jedoch in Draufsicht gezeigt.
Fig. 3 stellt - wie bereits gesagt - schematisch eine Formhälfte einer Gießform 10 mit fünf voneinander getrennten Formhohlräumen 18 dar, wobei jeder Formhohlraum 18, hier ebenfalls nur zur Hälfte dargestellt, Auflagen 34 für einen Kern 32 aufweist, wobei der Kern 32 beispielhaft in Fig. 3 im linken Formhohlraum 18 dargestellt ist.
Fig. 4 zeigt perspektivisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei parallel angeordneten Gießformen 10 bzw. Kokillen, die jede für sich eine in Längsrichtung der Gießform 10 an diese angeordnete Gießrinne 12 aufweisen. Der besseren Übersicht halber ist von jeder Gießform 10 allerdings nur eine Gießformhälfte 10 dargestellt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die beiden Gießformen 10 samt Gießrinnen 12 über nur eine gemeinsame, hier nicht dargestellte Kippachse 8 kippbar sind. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung außerdem einen hier nicht dargestellten Roboterarm, der zwei Gießlöffel zum parallelen Schöpfen und Transportieren der Gießschmelze sowie zum parallelen Einfüllen der Gießschmelze in die Gießrinnen 12 bzw. in die Eingießtümpel 30 aufweist.
Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäß auf einer gemeinsamen Kippachse 8 vorgesehenen zwei Gießformen 10 mit der jeweils angeordneten erfindungsgemäßen Gießrinne 12 nach Fig. 4 in Draufsicht.
Fig. 6 bis 8 zeigen die erfindungsgemäße Gießform 10, diesmal aus zwei Gießformhälften zusammengesetzt, mit erfindungsgemäßer Gießrinne 12 in drei Momentaufnahmen während des Gießens.
Bei diesem Verfahren zum Gießen eines Materials durch Verbringen desselben in einen fließfähigen Zustand durch Erhitzen und Einbringen desselben in die, um eine Längs- bzw. Kippachse 8 kippbare Gießform 10 nach dem Kippgießprinzip wird die Gießform 10 zunächst um 90° in eine Ausgangsstellung auf die Seite bzw. in die Horizontale gedreht bzw. gekippt, so dass die der Gießform 10 zugeordnete und mit wenigstens zwei Ausläufen 16 versehene Gießrinne 12 horizontal neben der Gießform 10 zum Liegen kommt, Fig. 6. Dann wird das fließfähige Material von oben in die Gießrinne 12 eingebracht. Anschließend wird die Gießform 10 samt Gießrinne 12 um 90° in die Senkrechte gekippt, so dass das fließfähige Material während des Kippens mit vorgegebenen Volumina durch die den einzelnen Volumina zugewiesenen Ausläufe 16 in den wenigstens einen Formhohlraum, vorzugsweise in mehrere, jeweils wenigstens einen Auslauf aufweisende und nicht miteinander in Flussverbindung stehende Formhohlräume 18, strömt, Fig. 8. Fig. 7 zeigt eine Zwischenstellung der Gießform 10. Bevorzugt weist jeder Formhohlraum 18 einen Kern 32 auf, welcher aus Kern- formstoff, vorzugsweise aus Sand, und einem anorganischen Bindemittel geformt wird.
Bezugszeichenliste
(ist Teil der Beschreibung)
8 Kippachse
10 Gießform bzw. Gießformhälfte
12 Gießrinne
14 Längsseite
16 Auslauf
18 Formhohlraum
20 Unterteilung
22 Bereich gegenüberliegende Längsseite
24 Querrichtung
6 Tiefpunkt
8 Stirnseite
30 Eingießtümpel
32 Kern
34 Kernauflage

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zum Gießen von Bauteilen, vorzugsweise aus Leichtmetall, nach dem Kippgießprinzip mit einer um ihre Längsachse (8) kippbaren Gießform (10), einer in Längsrichtung der Gießform (10) an dieser angeordnetem Gießrinne (12), deren zur Gießform (10) weisende Längsseite (14) wenigstens zwei Ausläufe zum Formhohlraum bzw. jeweils wenigstens einen Auslauf (16) zu wenigstens zwei nebeneinander angeordneten und nicht miteinander in Flussverbindung stehenden Formhohlräumen (18) aufweist, wobei die Gießrinne (12) eine Unterteilung (20) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass beim Kippen der Gießform (10) samt Gießrinne (12) vorgegebene Volumina der Gießschmelze durch die Ausläufe (16) strömen.
2. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die unterteilten Volumina innerhalb der Gießrinne (12) im Bereich der den Ausläufen (16) gegenüberliegenden Längsseite (22) in Fließverbindung stehen.
3. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließverbindung in Querrichtung (24) 1/4 bis 3/4, vorzugsweise 1/3 bis 2/3 der Länge der Gießrinne (12) in Querrichtung beträgt.
4. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießrinne (12) derart an der Gießform angeordnet ist, dass die Gießrinne (12) in Ausgangsstellung der Gießform (10), also vor dem Kippen, nach oben offen ist.
5. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilung (20) im Bereich der Ausläufe (16) trichter- oder schalenförmig ist.
6. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Auslauf (16) in Endstellung der Gießform (10), also nach dem Kippen, am Tiefpunkt (26) der Unterteilung (20) angeordnet ist.
7. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einzelne der vorgegebenen Volumina gleich oder unterschiedlich groß sind.
8. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einzelne der Ausläufe (16) gleich oder unterschiedlich groß sind.
9. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (10) samt Gießrinne (12) um bis zu 90° kippbar ist.
10. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießrinne (12) an einer ihrer Stirnseiten (28) einen Eingießtümpel (30) aufweist.
11. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fassungsvermögen der Gießrinne (12) derart ist, dass diese (12) in Ausgangstellung der Gießform (10), also vor dem Kippen, die für den Guss benötigte Schmelze komplett aufnimmt, ohne dass es zum Einströmen von Schmelze in den Formhohlraum bzw. die Formhohlräume (18) kommt.
12. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Gießform (10) mit einem oder mehreren Formhohlräumen (18) und separater Gießrinne (12) neben der ersten Gießform (10) angeordnet ist, wobei diese (10) über eine gemeinsame Kippachse (8) kippbar sind.
13. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Roboterarm vorgesehen ist, der eine der Anzahl von Gießrinnen (12) entsprechende Anzahl von Gießlöffeln, vorzugsweise von zwei Gießlöffeln, zum parallelen Schöpfen und Transportieren der Gießschmelze sowie zum parallelen Einfüllen der Gießschmelze in die Gießrinne (12) aufweist.
14. Gießrinne (12) zur Anordnung an einer Gießform (10) bzw. Kokille, umfassend wenigstens zwei Ausläufe (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Gießrinne (12) eine Unterteilung (20) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass vorgegebene Volumina der Gießschmelze durch die Ausläufe (16) in den Formhohlraum bzw. in wenigstens zwei nebeneinander angeordnete und nicht miteinander in Flussverbindung stehende Formhohlräume (18) der Gießform (10) bzw. Kokille strömen.
15. Gießrinne (12), insbesondere nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese (12) wenigstens einzelne der sich in den Ansprüchen 1 bis 13 auf die Gießrinne (12) beziehenden Merkmale aufweist.
16. Verfahren zum Gießen eines Materials durch Verbringen desselben in einen fließfähigen Zustand durch Erhitzen und Einbringen desselben in wenigstens eine, vorzugsweise in zwei nur um eine Längsachse kippbare Gießformen (10) nach dem Kippgießprinzip, wobei die Gießform (10) zunächst in eine Ausgangsstellung auf die Seite, vorzugsweise um bis zu 120°, besonders bevorzugt um bis zu 90°, gedreht wird, so dass eine, jeder Gießform (10) zugeordnete und mit wenigstens zwei Ausläufen (16) versehene Gießrinne (12) horizontal neben der Gießform (10) zum Liegen kommt, dann das fließfähige Material von oben in die Gießrinne (12) eingebracht wird, anschließend die wenigstens eine Gießform (10) samt Gießrinne (12) in die Senkrechte oder gegebenenfalls darüber hinaus, vorzugsweise um bis zu 120°, besonders bevorzugt um bis zu 90°, gekippt wird, so dass das fließfähige Material mit vorgegebenen Volumina durch die den einzelnen Volumina zugewiesenen Ausläufe (16) in den wenigstens einen Formhohlraum, vorzugsweise in mehrere, jeweils wenigstens einen Auslauf aufweisende und nicht miteinander in Flussverbindung stehende Formhohlräume (18), strömt.
17. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gießrinne (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 eingesetzt wird.
18. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens und bevorzugt nur ein Kern (32), welcher aus Kernformstoff, vorzugsweise aus Sand, und einem anorganischen Bindemittel geformt wird, in jeden Formhohlraum (18) der Gießform (10) eingelegt wird.
19. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung mehrerer auf nur einer kippbaren Längsachse angeordneter Gießformen (10), die den Gießformen (10) zugeordneten Gießrinnen (12) parallel befüllt werden.
20. Gusserzeugnis, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus einer nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche im Schwerkraftverfahren hergestellten Leichtmetall-, vorzugsweise Aluminiumlegierung, besteht.
21. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, einer Gießrinne (12) nach Anspruch 14 oder 15 und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 16 bis 19 zum Gießen eines Pumpengehäuses, insbesondere eines Hochdruckpumpengehäuses, oder eines Turboladergehäuses.
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