EP2923780A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von ein innengewinde aufweisenden metallischen gussteilen sowie derartige gussteile - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen von ein innengewinde aufweisenden metallischen gussteilen sowie derartige gussteile Download PDF

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EP2923780A1
EP2923780A1 EP15401027.6A EP15401027A EP2923780A1 EP 2923780 A1 EP2923780 A1 EP 2923780A1 EP 15401027 A EP15401027 A EP 15401027A EP 2923780 A1 EP2923780 A1 EP 2923780A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold
casting
mold half
core
tool
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15401027.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Gross
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Original Assignee
Individual
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Publication of EP2923780A1 publication Critical patent/EP2923780A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/2254—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies having screw-threaded die walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D25/00—Special casting characterised by the nature of the product
    • B22D25/02—Special casting characterised by the nature of the product by its peculiarity of shape; of works of art

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing metallic threads having an internal thread, and to such castings.
  • the local device consists of two tool halves 102, 1066, which are formed by a threaded spindle 110 against each other movable.
  • a threaded core 103 is arranged, which is rotatable by rotation from a contact surface 105 of the tool half 102 in the normal direction of the contact surface 105 back and forth.
  • the second tool half 106 has a negative mold 108 into which the threaded core 103 can be received when this tool half 106 comes to lie with its contact surface 107 against the abutment surface 105 of the other tool half 102. In this position, as in FIG.
  • the negative mold 108 may be filled with flowable, heated zinc, so that by solidification of the heated zinc, the desired casting 101 is formed.
  • the second tool half 106 is moved away from the first tool half 102, while at the same time the thread core 103 is rotated out of the internal thread of the casting 101. After the thread core 103 has been completely unscrewed from the casting 101, this casting 101 falls out of the tool and can now be further processed.
  • the rotatable thread core requires a certain amount of play - air gap between the thread core and the tool half - in order to be able to move.
  • this game is sufficient that the heated zinc, if it is pressed under pressure into the negative mold penetrates into these columns, even if they are in the submillimeter range.
  • the flowable zinc is namely possible to penetrate even in columns of less than 0.01 mm.
  • the thread core is formed as a rotary core, wherein the gap also serves to guide the threaded core, the. The thread core can no longer or no longer be properly moved by penetrating and solidifying zinc in this gap.
  • a longitudinally divided threaded core is provided. This consists of several outer Segementen and an inner segment. If, after the casting of the metallic component, the inner segment is pulled out of the outer segments, they fall inwards, whereby the contour attached to the segments is removed in the form of the internal thread.
  • a significant impairment by contamination by flowable metal for example, between the contact surfaces of the individual segments, available. This makes it difficult to produce larger quantities of castings with acceptable tolerances, since solidified zinc between the contact surfaces of the individual segments change the dimensions.
  • knife edges are created on the segments. These are subject to high wear.
  • the separating seams in the contour can also have a negative effect on the function.
  • the folding cores, as the individual segments are also called, are also mechanically very expensive and therefore very expensive.
  • a technically or structurally simple design device is to be made available, which is characterized by low wear and high durability.
  • the method according to the invention should be able to be carried out in a simple manner, with as few moving parts as possible - especially in the two tool halves during the production of the castings - being intended for the device.
  • the casting is turned off from the thread core and not the thread core is unscrewed from the internal thread of the casting.
  • the casting produced is turned off in a simple manner by the arranged on one mold half threaded core.
  • the thread core is fixedly arranged on one mold half, without the need to take into account a game between the thread core and mold half, since the threaded core does not have to be unscrewed from the mold half.
  • a device according to the invention has no life impairments, which can occur due to penetrating into such a game liquid metal.
  • the at least one negative mold is filled with free-flowing, heated metal via a line system.
  • a line system By means of such a conduit system, it is possible in a simple manner to carry out the filling of the negative mold automatically.
  • a main channel is advantageously provided, which is in operative connection with filling channels for individual negative molds, so that the filling channels and thus the negative molds can be filled with flowable heated metal over the main channel.
  • care is taken, for example by means of a corresponding temperature control, that the flowable metal does not solidify.
  • the filling is carried out by means of a die-casting process.
  • a pressure casting method it is possible to produce the castings with the greatest possible dimensional accuracy and the best surface finish, since such die casting methods have proven to be particularly suitable for meeting these qualitative requirements for dimensional accuracy and surface quality.
  • a separate tool is used to remove the at least one casting from the thread core. This is after or during the process of the first and second mold half against each other until the first contact surface of the first mold half is separated from the second contact surface of the second mold half, preferably automatically transferred to an engaged position. In this engaged position, the tool can rotate the at least one casting from the thread core.
  • This makes it possible in a simple manner to remove the casting from the thread core, without having to arrange moving parts within a mold half.
  • it can be used on existing screwdriving tools, such as pneumatic screwdrivers or the like, which need only be integrated into the device. However, it is not necessary to integrate this tool in a mold half. Rather, it can be moved separately to its place of use for turning off the casting in a simple manner.
  • the method according to the invention is for removing the at least one casting of the thread core of this by means of an ejection mechanism in the normal direction of the first plant surface of the first tool half process until the at least one casting is spaced from the first plant surface. This ensures that the castings have no contact with the contact surface of the first mold half before the final demoulding or twisting off of the threaded core and thus can be removed from the mold without problems.
  • the two mold halves can be separated from each other after casting the castings in a simple manner, it can be provided, before closing the two tool halves against each other, with their contact surfaces come to rest on at least one of the contact surfaces to apply a release agent. As a result, a simple release of the two tool halves or an opening of the device after the casting process is ensured.
  • the finished castings are collected in a collection container.
  • the first and second tool half are mutually feasible, so that the first contact surface of the first mold half can come to rest on the second contact surface of the second mold half, in which case a threaded core is accommodated in the at least one negative mold.
  • the device according to the invention is characterized in that for removing the at least one casting from the thread core a separate tool is provided, which is designed for moving into an engagement position, in which the at least one casting by means of the tool from the threaded core is turned off.
  • existing, automated, motor-driven screwdriving tools such as, for example, pneumatic screwdrivers, electric motor-driven screwdrivers or the like, can be used, which only have to be integrated into the device.
  • pneumatic screwdrivers pneumatic screwdrivers
  • electric motor-driven screwdrivers or the like
  • the device according to the invention it is now possible that the number the moving parts within the tool, in particular within the individual mold halves, is minimized. As a result, the service life is significantly increased because no contamination by solidified metal can penetrate into gaps between movably arranged parts. As a result of this measure, the device according to the invention and the method according to the invention can be operated economically very efficiently.
  • the tool is designed for automated processes. With this configuration, it is possible in a simple manner to provide a very efficient series production of castings with internal threads, since not only the casting of the castings can be done automatically, but also the demolding of the castings from the thread cores.
  • the first and / or the second tool half of the device according to the invention has a line system which is designed to fill the at least one negative mold with flowable, heated metal.
  • the line system consists essentially of a main channel, which is in operative connection with filling channels for individual negative molds, so that via the main channel, the filling channels and thus the negative molds can be filled with flowable, heated metal.
  • care is taken, for example by means of a corresponding temperature control, that the flowable metal does not solidify.
  • the at least one thread core is stationary, in particular rotationally and non-displaceably, arranged on the first mold half.
  • the at least one thread core is arranged exchangeably on the first mold half. This makes it possible to produce castings, possibly in the same negative mold, with different internal threads with one and the same device.
  • the embodiment of the invention aims that the arranged on the second mold half negative mold is also interchangeable.
  • different negative forms for the production of different components can be provided with the same device. This makes it possible with the device according to the invention by replacing the negative mold to produce different castings.
  • an ejection mechanism is provided, by means of which the at least one thread core in the normal direction of the first contact surface of the first mold half is movable until the at least one casting is spaced from the first contact surface. This ensures that the castings have no contact with the contact surface of the first mold half before the final demoulding or twisting off of the threaded core and thus can be removed from the mold without problems.
  • castings with internal threads produced by the method described above or by means of the device described above should also be protected independently.
  • Such castings may be, for example, nuts, inserts, for example for encapsulation with plastic, or the like components.
  • the device consists essentially of a first mold half 2 and a second mold half 6.
  • first mold half 2 is in the present embodiment, a first threaded core 3 and a second threaded core 4 stationary, that is rotationally and non-displaceably arranged, wherein the respective thread core 3, 4 protrudes from a first contact surface 5 of the first mold half 2 in the normal direction.
  • second mold half 6 in contrast, negative molds 8, 9 for the production of various castings 1, 'arranged.
  • Both the thread cores 3, 4 and the negative molds 8, 9 in the individual mold halves 2, 3 are interchangeable, so different components different forms and different thread cores by different negative forms Internal thread for the components to be produced can be realized.
  • the device according to the invention is shown in a position in which the first contact surface 5 of the first mold half 2 rests against a second contact surface 7 of the second mold half 6. That is, the two tool halves 2, 6 are already moved against each other in such a way that the two bearing surfaces 5, 7 abut each other, wherein the threaded cores 3, 4 are received in the female molds 8, 9.
  • the negative molds 8 and 9 form, together with the threaded cores received therein, the negative molds for the components 1.1 'to be produced.
  • the two mold halves (2, 6) can be separated from one another after the casting of the castings (1, 1 ') in a simple manner, it can be provided before the two mold halves (2, 6) are closed against each other, with their Contact surfaces (5, 7) come to rest, on at least one of the contact surfaces (5, 7) to apply a release agent. As a result, a simple release of the two tool halves (2, 6) or an opening of the device after the casting process is ensured.
  • conduit system which consists of a main channel, not shown here, which is in operative connection with filling channels 10 for the individual negative molds 8, 9, with flowable, heated metal, in the present embodiment, zinc filled.
  • the result for the first mold half 2 is the arrangement as shown in FIG. 4 is shown.
  • the first contact surface 5 of the first mold half 2 is substantially free, with the finished components 1, 1 'being arranged on the threaded cores 3, 4.
  • a screwing tool is brought into engagement with the components 1, 1'.
  • the components 1, 1' can now be turned off from the threaded cores 3, 4 in a simple manner by means of the screwing tool.
  • the so turned off components 1, 1 ' can be subsequently collected in a collection container, not shown here for further processing.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von ein Innengewinde aufweisenden metallischen Gussteilen (1, 1') mit folgenden Herstellungsschritten: a) Bereitstellen einer ersten Werkzeughälfte (2), die wenigstens einen ortsfesten Gewindekern (3, 4) aufweist, der von einer ersten Anlagefläche (5) absteht, b) Bereitstellen einer zweiten Werkzeughälfte (6), die eine zweite Anlagefläche (7) zur Anlage an die erste Anlagefläche (5) der ersten Werkzeughälfte (2) aufweist, wobei die in die zweite Werkzeughälfte (6) wenigstens eine Negativform (8, 9) für das metallische Gussteils (1, 1') eingearbeitet ist, welche zur Aufnahme eines Gewindekerns (3, 4) ausgebildet ist, c) Verfahren der ersten und zweiten Werkzeughälfte (2, 6) gegeneinander bis die erste Anlagefläche (5) der ersten Werkzeughälfte (2) an der zweiten Anlagefläche (7) der zweiten Werkzeughälfte (6) zum Liegen kommt, wobei in der in der wenigstens einen Negativform (8, 9) ein Gewindekern (3, 4) aufgenommen ist, d) Befüllen der wenigstens einen Negativform (8, 9) mit fließfähigem, erhitzen Metall, e) Erstarren des fließfähigen, erhitzten Metalls in der wenigstens einen Negativform (8, 9) zu dem fertigen Gussteil (1, 1'), f) Verfahren der ersten und zweiten Werkzeughälfte (2, 6) gegeneinander, bis die erste Anlagefläche (5) der ersten Werkzeughälfte (2) von der zweiten Anlagefläche (7) der zweiten Werkzeughälfte (6) derart getrennt ist, dass die Gussteile (1, 1') freiliegen, g) Entformen des wenigstens einen Gussteils (1, 1') von dem Gewindekern (3, 4), indem das Gussteil (1, 1') von dem ortsfesten Gewindekern (3, 4) abgedreht wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von ein Innengewinde aufweisenden metallischen Gussteilen sowie derartige Gussteile.
  • Grundsätzlich ist es bekannt, mit metallischen Teilen mit einem Innengewinde zu gießen. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Die dortige Vorrichtung besteht aus zwei Werkzeughälften 102, 1066, die mittels einer Gewindespindel 110 gegeneinander verfahrbar ausgebildet sind. In der einen Werkzeughälfte 102 ist dabei ein Gewindekern 103 angeordnet, der mittels Drehung aus einer Anlagefläche 105 der Werkzeughälfte 102 in normaler Richtung der Anlagefläche 105 hin und her verführbar ist. Die zweite Werkzeughälfte 106 weist dabei eine Negativform 108 auf, in die der Gewindekern 103 aufnehmbar ist, wenn diese Werkzeughälfte 106 mit ihrer Anlagefläche 107 an der Anlagefläche 105 der anderen Werkzeughälfte 102 zum Liegen kommt. In dieser Position, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, kann die Negativform 108 mit fließfähigem, erhitztem Zink gefüllt werden, sodass sich durch Erstarren des erhitzten Zinkes das gewünschte Gussteil 101 ausbildet. Um dieses Gussteil 101 von dem Gewindekern 103 zu lösen, wird nach dem Erstarren des Zinkes mittels der Gewindespindel 110 die zweite Werkzeughälfte 106 von der ersten Werkzeughälfte 102 wegbewegt, während gleichzeitig der Gewindekern 103 aus dem Innengewinde des Gussteils 101 herausgedreht wird. Nachdem der Gewindekern 103 vollständig aus dem Gussteil 101 herausgedreht wurde, fällt dieses Gussteil 101 aus dem Werkzeug heraus und kann nunmehr weiter verarbeitet werden.
  • Nachteilig bei dieser Vorrichtung und dem damit durchgeführten Verfahren ist allerdings, dass hier kein Druckguss angewandt werden kann. Der drehbare Gewindekern benötigt nämlich ein gewisses Spiel - Luftspalt zwischen Gewindekern und Werkzeughälfte - um sich bewegen zu können. Dieses Spiel reicht allerdings aus, dass das erhitzte Zink, sofern es unter Druck in die Negativform eingepresst wird in diese Spalten eindringt, auch wenn diese im Submillimeterbereich liegen. Dem fließfähigen Zink ist es nämlich möglich, auch in Spalten von kleiner 0,01 mm einzudringen. Der Gewindekern ist dabei als Drehkern ausgebildet, wobei der Spalt auch zur Führung des Gewindekerns dient, der. Der Gewindekern kann durch in diesen Spalt eindringendes und erstarrendes Zink überhaupt nicht mehr oder nicht mehr richtig bewegt werden. Diese Verunreinigungen des Spaltes beziehungsweise Spieles durch das erstarrte Zink führt nämlich dazu, dass sich das erstarrte Zink in den Gewindekern hereinfrisst, sodass sowohl der Gewindekern als auch das Werkzeug beschädigt werden und relative Bewegungen zueinander erschwert beziehungsweise unmöglich sind. Im Endeffekt führt dies dazu, dass die Standzeit eines Gewindekerns ungenügend ist und auch immer die Führung innerhalb der Werkzeughälfte für den Gewindekern beim Austausch eines Gewindekerns entsprechend nachgearbeitet werden muss.
  • Nach einem anderen Verfahren, mittels dem metallische Bauteile mit einem Innengewinde gegossen werden können, ist ein längsgeteilter Gewindekern vorgesehen. Dieser besteht aus mehreren äußeren Segementen und einem inneren Segment. Wird nach dem Gießen des metallischen Bauteils das innere Segment aus den äußeren Segmenten gezogen, fallen diese nach innen, wodurch die an die Segmente angebrachte Kontur in Form des Innengewindes entformt wird. Allerdings ist auch bei diesem Verfahren beziehungsweise bei einer solchen Vorrichtung eine erhebliche Beeinträchtigung durch Verunreinigungen durch fließfähiges Metall, beispielsweise zwischen den Anlageflächen der einzelnen Segmente, vorhanden. Dadurch ist es nur schwer möglich größere Stückzahlen der herzustellenden Gussteile mit akzeptablen Toleranzen herzustellen, da durch erstarrte Zink zwischen den Anlageflächen der einzelnen Segmente sich die Dimensionen ändern. Zusätzlich entstehen je nach Kontur Messerkanten an den Segmenten. Diese unterliegen einem hohen Verschleiß. Die Trennnähte in der Kontur können die Funktion ebenfalls negativ beeinflussen. Die Faltkerne, wie die einzelnen Segmente auch genannt werden, sind zudem mechanisch sehr aufwendig und aus diesem Grund auch sehr preisintensiv.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von ein Innengewinde aufweisenden metallischen Gussteilen bereitzustellen, bei denen die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme überwunden werden können. Insbesondere soll eine technisch beziehungsweise konstruktiv einfach aufgebaute Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die sich durch geringen Verschleiß und hohe Standzeit auszeichnet. Zudem soll das erfindungsgemäße Verfahren in einfacher Weise durchgeführt werden können, wobei möglichst wenig bewegliche Teile - insbesondere in den beiden Werkzeughälften während der Herstellung der Gussteile - für die Vorrichtung vorgesehen sein sollen.
  • Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorrichtungsmäßig wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von ein Innengewinde aufweisenden metallischen Gussteilen zeichnet sich durch folgende Herstellungsschritte aus:
    1. a) Bereitstellen einer ersten Werkzeughälfte, die wenigstens einen ortsfesten Gewindekern aufweist, der von einer ersten Anlagefläche absteht,
    2. b) Bereitstellen einer zweiten Werkzeughälfte, die eine zweite Anlagefläche zur Anlage an die erste Anlagefläche der ersten Werkzeughälfte aufweist, wobei in die zweite Werkzeughälfte wenigstens eine Negativform für das metallische Gussteil eingearbeitet ist, welche zur Aufnahme eines Gewindekerns ausgebildet ist,
    3. c) Verfahren der ersten und zweiten Werkzeughälfte gegeneinander bis die erste Anlagefläche der ersten Werkzeughälfte an der zweiten Anlagefläche der zweiten Werkzeughälfte zum Liegen kommt, wobei in der wenigstens einen Negativform ein Gewindekern aufgenommen ist,
    4. d) Befüllen der wenigstens einen Negativform mit fließfähigem erhitztem Metall,
    5. e) Erstarren des fließfähigen, erhitzten Metalls in der wenigstens einen Negativform zu dem fertigen Gussteil,
    6. f) Verfahren der ersten und zweiten Werkzeughälfte gegeneinander, bis die erste Anlagefläche der ersten Werkzeughälfte von der zweiten Anlagefläche der zweiten Werkzeughälfte derart getrennt ist, dass das wenigstens eine Gussteil freiliegt,
    7. g) Entformen des wenigstens einem Gussteils von dem Gewindekern, in dem das Gussteil von dem ortsfesten Gewindekern abgedreht wird.
  • Besonders vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass die Anzahl der beweglichen Teile minimiert ist. Insbesondere wird erfindungsgemäß das Gussteil von dem Gewindekern abgedreht und nicht der Gewindekern aus dem Innengewinde des Gussteils herausgedreht. Durch diese Maßnahme ist es ermöglicht, auf einen aufwendigen Drehmechanismus für den Gewindekern zu verzichten, der in die eine Werkzeughälfte integriert werden müsste. Das hergestellte Gussteil wird in einfacher Weise von dem an der einen Werkzeughälfte angeordneten Gewindekern abgedreht. Der Gewindekern ist dabei ortsfest an der einen Werkzeughälfte angeordnet, ohne dass dabei ein Spiel zwischen Gewindekern und Werkzeughälfte berücksichtigt werden muss, da der Gewindekern nicht aus der Werkzeughälfte herausgedreht werden muss. Insofern weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung keine Standzeitbeeinträchtigungen auf, die durch in ein solches Spiel eindringendes flüssiges Metall auftreten kann.
  • Ferner sind aufwendige Verfahrensschritte, die im Stand der Technik durch ein Herausdrehen des Gewindekerns aus der Werkzeughälfte mit einem darin integrierten Antriebsmechanismus auftreten, vorliegend nicht relevant.
  • Als Metall im Sinne des Erfindungsgedankens sollen hierbei alle metallischen Werkstoffe zählen, die sich gießen lassen, insbesondere alle Metalle, insbesondere Zink oder dergleichen, alle Legierungen, die als metallische Werkstoffe, der aus mindestens zwei Elementen verstanden werden sollen, die gemeinsam das metalltypische Merkmal des kristallinen Aufbaus mit Metallbindung aufweisen.
  • Als metallische Gussteile im Sinne des Erfindungsgedankens sollen hierbei alle Bauteile verstanden werden, die mit einem Innengewinde versehen werden können, insbesondere Muttern, Einlegeteile oder dergleichen.
  • Nach einem ersten vorteilhaften Gedanken der Erfindung erfolgt das Befüllen der wenigstens einen Negativform mit fließfähigem, erhitztem Metall über ein Leitungssystem. Durch ein solches Leitungssystem ist es in einfacher Weise ermöglicht, das Befüllen der Negativform automatisiert durchzuführen. Dabei ist vorteilhafterweise ein Hauptkanal vorgesehen, der mit Füllkanälen für einzelne Negativformen in Wirkverbindung steht, sodass über den Hauptkanal die Füllkanäle und somit die Negativformen mit fließfähigen erhitzen Metall befüllt werden können. Innerhalb des Leitungssystem ist dabei, beispielsweise durch eine entsprechende Temperierung, dafür Sorge getragen, dass das fließfähige Metall nicht erstarrt.
  • Vorteilhafterweise wird das Befüllen mittels eines Druckgussverfahrens durchgeführt. Durch ein solches Druckgussverfahren ist es ermöglicht, die Gussteile mit der größtmöglichen Maßgenauigkeit und der besten Oberflächenbeschaffenheit herzustellen, da sich solche Druckgießverfahren dazu in besonderem Maße bewährt haben, diesen qualitativen Anforderungen an Maßgenauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit gerecht zu werden.
  • Nach einem weiteren vorteilhaften Gedanken der Erfindung wird zum Entformen des wenigstens einem Gussteil von dem Gewindekern ein separates Werkzeug verwendet. Dieses wird nach beziehungsweise während dem Verfahren der ersten und zweiten Werkzeughälfte gegeneinander, bis die erste Anlagefläche der ersten Werkzeughälfte von der zweiten Anlagefläche der zweiten Werkzeughälfte getrennt ist, vorzugsweise automatisiert in einer Eingriffsposition überführt. In dieser Eingriffsposition kann das Werkzeug das wenigstens eine Gussteil von dem Gewindekern abdreht. Hierdurch ist es in einfacher Weise ermöglicht, das Gussteil von dem Gewindekern zu entformen, ohne bewegliche Teile innerhalb einer Werkzeughälfte anordnen zu müssen. Idealerweise kann dabei auf bereits existierende Schraubwerkzeuge, wie beispielsweise Druckluftschrauber oder dergleichen, zurückgegriffen werde, die nur in die Vorrichtung integriert werden müssen. Dabei ist es aber nicht notwendig, dieses Werkzeug in eine Werkzeughälfte zu integrieren. Vielmehr kann es in einfacher Art und Weise separat an seinen Einsatzort zum Abdrehen der Gussteil verfahren werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Entformen des wenigstens einen Gussteils von dem Gewindekern dieser mittels eines Auswurfmechanismus in Normalenrichtung der ersten Anlagenfläche der ersten Werkzeughälfte verfahren, bis das wenigstens eine Gussteil von von der ersten Anlagenfläche beabstandet ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Gussteile vor dem endgültigen Entformen beziehungsweise Abdrehen vom Gewendekern keinen Kontakt mehr mit der Anlagefläche der ersten Werkzeughälfte aufweisen und somit problemlos entformt werden können.
  • Damit sich die beiden Werkzeughälften nach dem Gießen der Gussteile in einfacher Art und Weise wider voneinander trenne lassen, kann vorgesehen sein, vor dem Schließen der beiden Werkzeughälften gegeneinander, wobei deren Anlageflächen aneinander zum Liegen kommen, auf wenigstens eine der Anlageflächen ein Trennmittel aufzubringen. Hierdurch ist ein einfachen Lösen der beiden Werkzeughälften beziehungsweise ein Öffnen der Vorrichtung nach dem Gießvorgang gewährleistet.
  • Weiterhin hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn nach dem Entformen des wenigstens einem Gussteil von dem Gewindekern die fertigen Gussteile in einem Sammelbehältnis gesammelt werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von ein Innengewinde aufweisenden, metallischen Gussteilen weist dabei Folgendes auf:
    • eine erste Werkzeughälfte, die wenigstens einen Gewindekern aufweist, der von einer ersten Anlagefläche absteht,
    • eine zweite Werkzeughälfte, die einen zweite Anlagefläche zur Anlage an die erste Anlagefläche der ersten Werkzeughälfte aufweist,
    • wobei in die zweite Werkzeughälfte wenigstens eine Negativform für das metallische Gussteil eingearbeitet ist, welches zur Aufnahme eines Gewindekerns ausgebildet ist.
  • Die erste und zweite Werkzeug hälfte sind dabei gegeneinander verführbar ausgebildet, sodass die erste Anlagefläche der ersten Werkzeughälfte an der zweiten Anlagefläche der zweiten Werkzeughälfte zum Liegen kommen kann, wobei dann in der wenigstens einen Negativform ein Gewindekern aufgenommen ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass zum Entformen des wenigstens einem Gussteil von dem Gewindekern ein separates Werkzeug vorgesehen ist, welches zum Verfahren in eine Eingriffsposition ausgebildet ist, in welcher das wenigstens eine Gussteil mittels des Werkzeuges von dem Gewindekern abdrehbar ist.
  • Wie bereits bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erwähnt, ist es hierdurch in einfacher Weise ermöglicht, das Gussteil von dem Gewindekern zu entformen, ohne bewegliche Teile innerhalb einer Werkzeughälfte anordnen zu müssen. Idealerweise kann dabei auf bereits existierende automatisierte, motorisch antreibbare Schraubwerkzeuge, wie beispielsweise Druckluftschrauber, elektromotorisch angetriebene Schrauber oder dergleichen, zurückgegriffen werde, die nur in die Vorrichtung integriert werden müssen. Dabei ist es aber nicht notwendig, dieses Werkzeug in eine Werkzeughälfte zu integrieren. Vielmehr kann es in einfacher Art und Weise separat an seinen Einsatzort zum Abdrehen der Gussteil verfahren werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es nunmehr ermöglicht, dass die Anzahl der beweglichen Teile innerhalb des Werkzeuges, insbesondere innerhalb der einzelnen Werkzeughälften, minimiert ist. Hierdurch ist die Standzeit deutlich erhöht, da keine Verunreinigungen durch erstarrtes Metall in Spalte zwischen beweglich zueinander angeordneten Teilen eindringen kann. Durch diese Maßnahme kann die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren wirtschaftlich sehr effizient betrieben werden.
  • Vorteilhafterweise ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Werkzeug zum automatisierten Verfahren ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung ist es in einfacher Weise ermöglicht, eine sehr effiziente Serienfertigung von Gussteilen mit Innengewinden bereitzustellen, da nicht nur das Gießen der Gussteile automatisiert erfolgen kann, sondern auch das Entformen der Gussteile von den Gewindekernen.
  • Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist die erste und /oder die zweite Werkzeughälfte der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Leitungssystem auf, das zum Befüllen der wenigstens einen Negativform mit fließfähigem, erhitztem Metall ausgebildet ist. Auch hierdurch ist die Effizienz der erfindungsgemäßen Vorrichtung und auch des erfindungsgemäßen Verfahrens nochmals erhöht, da das Befüllen der Negativform ebenfalls automatisiert erfolgen kann. Das Leitungssystem besteht dabei im Wesentlichen aus einem Hauptkanal, der mit Füllkanälen für einzelne Negativformen in Wirkverbindung steht, sodass über den Hauptkanal die Füllkanäle und somit die Negativformen mit fließfähigem, erhitztem Metall befüllt werden können. Innerhalb des Leitungssystems ist dabei, beispielsweise durch eine entsprechende Temperierung, dafür Sorge getragen, dass das fließfähige Metall nicht erstarrt.
  • Vorteilhafterweise ist der wenigstens eine Gewindekern dabei ortsfest, insbesondere dreh- und verschiebefest, an der ersten Werkzeughälfte angeordnet. Dies hat den besonderen Vorteil, dass dieser Gewindekern während des Entformens des fertigen Gussteils unverdreh- und unverschiebbar an der ersten Werkzeughälfte gehalten ist, sodass das Gussteil in einfacher Weise durch das entsprechende Werkzeug von dem Gewindekern durch Abdrehen entformt werden kann.
  • Ferner ist es in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der wenigstens eine Gewindekern austauschbar an der ersten Werkzeughälfte angeordnet ist. Hierdurch ist es ermöglicht, mit ein und derselben Vorrichtung Gussteile, gegebenenfalls in der gleiche Negativform, mit unterschiedlichen Innengewinden herzustellen.
  • In die gleiche Richtung zielt die Ausgestaltung der Erfindung, dass die an der zweiten Werkzeughälfte angeordnete Negativform ebenfalls austauschbar ist. Insofern können auch unterschiedliche Negativformen zur Herstellung unterschiedlicher Bauteile mit derselben Vorrichtung bereitgestellt werden. Hierdurch ist es möglich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Austausch der Negativform unterschiedliche Gussteile herzustellen.
  • Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist ein Auswurfmechanismus vorgesehen, mittels dem der wenigstens eine Gewindekern in Normalenrichtung der ersten Anlagenfläche der ersten Werkzeughälfte derart verfahrbar ist, bis das wenigstens eine Gussteil von von der ersten Anlagenfläche beabstandet ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Gussteile vor dem endgültigen Entformen beziehungsweise Abdrehen vom Gewendekern keinen Kontakt mehr mit der Anlagefläche der ersten Werkzeughälfte aufweisen und somit problemlos entformt werden können.
  • Abschließend sollen auch die durch das zuvor beschriebenen Verfahren beziehungsweise mittels der zuvor beschrieben Vorrichtung hergestellten Gussteile mit Innengewinden selbstständig geschützt sein. Derartige Gussteile können beispielsweise Muttern, Einlegeteile, beispielsweise zum Umspritzen mit Kunststoff, oder dergleichen Bauteile sein.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    eine Vorrichtung aus dem Stand der Technik mit aneinander anliegenden Werkzeughälften,
    Figur 2:
    die Vorrichtung gemäß Figur 1 mit voneinander getrennten Werkzeughälften,
    Figur 3:
    ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Querschnittdarstellung und
    Figur 4:
    die Vorrichtung gemäß Figur 3 in einer perspektivischen Ansicht.
  • In den Figuren 3 und 4 ist eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest ausschnittsweise dargestellt.
  • Die Vorrichtung besteht dabei im Wesentlichen aus einer ersten Werkzeughälfte 2 und einer zweiten Werkzeughälfte 6. In der ersten Werkzeughälfte 2 ist dabei in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein erster Gewindekern 3 und ein zweiter Gewindekern 4 ortsfest, das heißt dreh- und verschiebefest, angeordnet, wobei der jeweilige Gewindekern 3, 4 aus einer ersten Anlagefläche 5 der ersten Werkzeughälfte 2 in Normalenrichtung herausragt. In der zweiten Werkzeughälfte 6 sind im Gegensatz dazu Negativformen 8, 9 zur Herstellung verschiedener Gussteile 1, ' angeordnet.
  • Sowohl die Gewindekerne 3, 4 als auch die Negativformen 8, 9 in den einzelnen Werkzeughälften 2, 3 sind dabei austauschbar, sodass durch unterschiedliche Negativformen unterschiedliche Bauteile und durch unterschiedliche Gewindekerne unterschiedliche Innengewinde für die herzustellenden Bauteile realisiert werden können.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 werden als Bauteil 1 eine sechseckige Schraubenmutter und als Bauteil 1' ein Einlegebauteil zum Umspritzen mit Kunststoff gefertigt.
  • In der Figur 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Position dargestellt, in welcher die erste Anlagefläche 5 der ersten Werkzeughälfte 2 an einer zweiten Anlagefläche 7 der zweiten Werkzeughälfte 6 anliegt. Das heißt., die beiden Werkzeughälften 2, 6 sind bereits derart gegeneinander verfahren, dass die beiden Anlagenflächen 5, 7 aneinander liegen, wobei die Gewindekerne 3, 4 in den Negativformen 8, 9 aufgenommen sind. Die Negativformen 8 und 9 bilden dabei zusammen mit dem darin aufgenommenen Gewindekernen die Negativformen für die herzustellenden Bauteile 1,1'.
  • Damit sich die beiden Werkzeughälften (2, 6) nach dem Gießen der Gussteile (1, 1') in einfacher Art und Weise wider voneinander trenne lassen, kann vorgesehen sein, vor dem Schließen der beiden Werkzeughälften (2, 6) gegeneinander, wobei deren Anlageflächen(5, 7) aneinander zum Liegen kommen, auf wenigstens eine der Anlageflächen (5, 7) ein Trennmittel aufzubringen. Hierdurch ist ein einfachen Lösen der beiden Werkzeughälften (2, 6) beziehungsweise ein Öffnen der Vorrichtung nach dem Gießvorgang gewährleistet.
  • In der in Figur 3 dargestellten Position wird über ein Leitungssystem, welches aus einem hier nicht dargestellten Hauptkanal besteht, der in Wirkverbindung mit Füllkanälen 10 für die einzelnen Negativformen 8, 9 steht, mit fließfähigem, erhitztem Metall, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Zink, befüllt.
  • Nach dem Befüllen der Negativformen 8, 9 mit fließfähigem, erhitztem Zink, erstarrt das Zink zu dem fertigen Bauteil 1, 1'. Nachdem das Zink soweit erstarrt ist, dass es sich nicht mehr verformt, wird die zweite Werkzeug hälfte 6 von der ersten Werkzeug hälfte 2 weg verfahren. In den Darstellungen dieser Figuren 3 und 4 ist dieser Verfahrmechanismus nicht dargestellt, wobei dieser aber in vielfältiger, dem Fachmann bekannter Form ausgeführt sein kann.
  • Nachdem die zweite Werkzeughälfte 6 von er ersten Werkzeughälfte 2 weg verfahren wurde, ergibt sich für die erste Werkzeughälfte 2 die Anordnung, wie sie in Figur 4 dargestellt ist. Die erste Anlagefläche 5 der ersten Werkzeughälfte 2 liegt dabei im Wesentlichen frei, wobei auf den Gewindekernen 3, 4 die fertigen Bauteile 1, 1' angeordnet sind.
  • Zum Entformen der Bauteile 1,1' von den Gewindekernen 3, 4 wird nun ein hier nicht dargestelltes Schraubwerkzeug in Eingriff mit den Bauteilen 1, 1' gebracht. Nachdem der Eingriff des Schraubwerkzeuges mit den Bauteilen 1, 1' erfolgt ist, können die Bauteile 1, 1' nun in einfacher Weise von den Gewindekernen 3, 4 mittels des Schraubwerkzeuges abgedreht werden. Die so abgedrehten Bauteile 1, 1' können nachfolgend in einem hier nicht dargestellten Sammelbehältnis zur weiteren Verarbeitung gesammelt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gussteil
    1'
    Gussteil
    2
    erste Werkzeughälfte
    3
    Gewindekern
    4
    Gewindekern
    5
    erste Anlagefläche
    6
    zweite Werkzeughälfte
    7
    zweite Anlagefläche
    8
    Negativform
    9
    Negativform
    10
    Füllkanal
    101
    Gussteil
    102
    erste Werkzeughälfte
    103
    Gewindekern
    105
    erste Anlagefläche
    106
    zweite Werkzeughälfte
    107
    zweite Anlagefläche
    108
    Negativform
    110
    Gewindespindel

Claims (13)

  1. Verfahren zum Herstellen von ein Innengewinde aufweisenden metallischen Gussteilen (1, 1') mit folgenden Herstellungsschritten:
    a) Bereitstellen einer ersten Werkzeughälfte (2), die wenigstens einen ortsfesten Gewindekern (3, 4) aufweist, der von einer ersten Anlagefläche (5) absteht,
    b) Bereitstellen einer zweiten Werkzeughälfte (6), die eine zweite Anlagefläche (7) zur Anlage an die erste Anlagefläche (5) der ersten Werkzeughälfte (2) aufweist, wobei in die zweite Werkzeughälfte (6) wenigstens eine Negativform (8, 9) für das metallische Gussteils (1, 1') eingearbeitet ist, welche zur Aufnahme eines Gewindekerns (3, 4) ausgebildet ist,
    c) Verfahren der ersten und zweiten Werkzeughälfte (2, 6) gegeneinander bis die erste Anlagefläche (5) der ersten Werkzeughälfte (2) an der zweiten Anlagefläche (7) der zweiten Werkzeughälfte (6) zum Liegen kommt, wobei in der wenigstens einen Negativform (8, 9) ein Gewindekern (3, 4) aufgenommen ist,
    d) Befüllen der wenigstens einen Negativform (8, 9) mit fließfähigem, erhitztem Metall,
    e) Erstarren des fließfähigen, erhitzten Metalls in der wenigstens einen Negativform (8, 9) zu dem fertigen Gussteil (1, 1'),
    f) Verfahren der ersten und zweiten Werkzeughälfte (2, 6) gegeneinander, bis die erste Anlagefläche (5) der ersten Werkzeughälfte (2) von der zweiten Anlagefläche (7) der zweiten Werkzeughälfte (6) derart getrennt ist, dass das wenigstens eine Gussteil (1, 1') freiliegt,
    g) Entformen des wenigstens einen Gussteils (1, 1') von dem Gewindekern (3, 4), indem das Gussteil (1, 1') von dem ortsfesten Gewindekern (3, 4) abgedreht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllen der wenigstens einen Negativform (8, 9) mit fließfähigem, erhitzen Metall über ein Leitungssystem erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllen mittels eines Druckgussverfahrens erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entformen des wenigstens einen Gussteils (1, 1') von dem Gewindekern (3, 4), ein separates Werkzeug, welches nach beziehungsweise während dem Verfahren der ersten und zweiten Werkzeughälfte (2, 6) gegeneinander, bis die erste Anlagefläche (5) der ersten Werkzeughälfte (2) von der zweiten Anlagefläche (7) der zweiten Werkzeughälfte (6) getrennt ist, vorzugsweise automatisiert in eine Eingriffsposition überführbar ist, in welcher es das wenigstens eine Gussteil (1, 1') von dem Gewindekern (3, 4) abdreht.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entformen des wenigstens einen Gussteils (1, 1') von dem Gewindekern (3, 4) dieser mittels eines Auswurfmechanismus in Normalenrichtung der ersten Anlagenfläche (5) der ersten Werkzeughälfte (2) verfahren wird, bis das wenigstens eine Gussteil (1, 1') von von der ersten Anlagenfläche (5) beabstandet ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Entformen des wenigstens einen Gussteils (1, 1') von dem Gewindekern (3, 4) die fertigen Gussteile (1, 1') in einem Sammelbehältnis gesammelt werden.
  7. Vorrichtung zum Herstellen von ein Innengewinde aufweisenden metallischen Gussteilen (1, 1') mit
    einer ersten Werkzeughälfte (2), die wenigstens einen Gewindekern (3, 4) aufweist, der von einer ersten Anlagefläche (5) absteht,
    einer zweiten Werkzeughälfte (6), die eine zweite Anlagefläche (7) zur Anlage an die erste Anlagefläche (5) der ersten Werkzeughälfte (2) aufweist, wobei in die zweite Werkzeughälfte (6) wenigstens eine Negativform (8, 9) für das metallische Gussteils (1, 1') eingearbeitet ist, welche zur Aufnahme eines Gewindekerns (3, 4) ausgebildet ist,
    wobei die erste und zweite Werkzeughälfte (2, 6) gegeneinander verfahrbar ausgebildet sind, sodass die erste Anlagefläche (5) der ersten Werkzeughälfte (2) an der zweiten Anlagefläche (7) der zweiten Werkzeughälfte (6) zum Liegen kommen kann, sodass in der wenigstens einen Negativform (8, 9) ein Gewindekern (3, 4) aufgenommen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum Entformen des wenigstens einen Gussteils (1, 1') von dem Gewindekern (3, 4), ein separates Werkzeug vorgesehen ist, welches zum Verfahren in eine Eingriffsposition ausgebildet ist, in welcher das wenigstens eine Gussteil (1, 1') mittels des Werkzeuges von dem Gewindekern (3, 4) abdrehbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug zum automatisierten Verfahren ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Werkzeughälfte ein Leitungssystem aufweist, dass zum Befüllen der wenigstens einen Negativform (8, 9) ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Gewindekern (3, 4) ortsfest an der ersten Werkzeughälfte (2) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Gewindekern (3, 4) austauschbar an der ersten Werkzeughälfte (2) angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auswurfmechanismus vorgesehen ist, mittels dem der wenigstens eine Gewindekern (3, 4) in Normalenrichtung der ersten Anlagenfläche (5) der ersten Werkzeughälfte (2) derart verfahrbar ist, bis das wenigstens eine Gussteil (1, 1') von von der ersten Anlagenfläche (5) beabstandet ist.
  13. Gussteil, insbesondere Druckgussteil, hergestellt nach einem der Verfahren der Ansprüche 1 bis 6 und/oder mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12.
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