WO2005095025A1 - Method and device for casting components from light alloys according to the tilt pouring concept - Google Patents

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WO2005095025A1
WO2005095025A1 PCT/DE2005/000554 DE2005000554W WO2005095025A1 WO 2005095025 A1 WO2005095025 A1 WO 2005095025A1 DE 2005000554 W DE2005000554 W DE 2005000554W WO 2005095025 A1 WO2005095025 A1 WO 2005095025A1
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melt
cross
casting
mold
section
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PCT/DE2005/000554
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Ernst Krebs
Olaf Petzoldt
Franz Mnich
Hans-Christoph Saewert
Rüdiger BÄHR
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Rautenbach-Guss Wernigerode Gmbh
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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
    • 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 method for casting of components made of light metal, preferably from Al alloys, according to the Kippg discernkar and a device for carrying out the method.
  • a preferred field of application of the invention is the casting of aluminum cylinder heads and engine blocks.
  • tilt casting is a well-known method.
  • Kippgie As a particular advantage 10 of Kippgie calls is found in the literature that the case of gravity casting possibly occurring splashing of the metal by passing the molten metal at a wall of the mold can be avoided (R Schneider, molds for light metal casting, foundry A / sued 1986, p 100 ff ).
  • the casting mold is arranged with the gate downwards above a casting container and, after filling the casting container, gas-tightly connected to a quantity of melt sized for casting, so that the melt rotates by 180 ° into the mold cavity during rotation of the casting mold and casting container flows.
  • the gate runs along the longitudinal axis of the casting mold in order to ensure that the inflow of the melt takes place over the largest possible cross section 30 of the gate in the ratio of the cross section of the die cavity.
  • a casting mold with an upwardly pointing sprue, on the longitudinal side of which a cross run connected to the sprue through outlets is arranged is tilted at 45 ° to 70 ° about its longitudinal axis.
  • the cross-section is dimensioned with respect to its volume and with respect to the arrangement of the outlets to the mold cavity designed so that at 45 ° to 70 ° about its longitudinal axis tilted mold with cross-section in a second process step about 1/5 of the required melt for the melt in the cross-flow can be filled without the melt already flowing into the mold cavity of the mold.
  • the casting mold is tilted back into the cross-section up to the vertical, with continuous further filling of melt, the melt flowing in via the outlets into the mold cavity.
  • the outlets of the cross-flow to the mold cavity should be arranged and designed so that the melt, as usual in Kippgie health, flows along a side wall of the mold into the mold cavity.
  • the casting method according to the invention is characterized in that the melt during and after the filling in the cross-section first loses part of its kinetic energy resulting from the filling in cross-section and calms down before it flows into the mold cavity. This is achieved in particular by the fact that first about 1/5 of the melt required for a casting is introduced into the cross-flow, this quantum of melt calmed down, before under constant further filling of melt in the cross-flow of the actual casting, ie the influx of Melt in the mold cavity, takes place. It is thus for the filling of the melt in the cross-flow considerably more time available, as from a technological point of view and in view of a high casting quality for the inflow of the melt is optimal in the mold cavity.
  • the tilting axis is tilted about the casting mold and cross-section through the wall, preferably the wall region on which the melt jet impinges. If this can not be realized, the melt jet must be adapted to the movement of the wall during the remindkippvorganges by means of a controllable in their movement Verg cordISS.
  • a further improvement of the invention can be achieved in that the melt is not filled directly into the cross-flow, but in a pouring basin preferably arranged on an end face of the cross-flow.
  • Figure 1 the schematic representation of a mold with laterally arranged cross run and a pouring basin on the front side of the cross run and a positioned ladle as Verg automatech, in
  • FIG. 2 a shows the cross-section of the casting mold with laterally arranged cross-section
  • FIG. 2 b shows the casting mold tilted by 50 ° with the cross-flow filled with melt
  • FIG. 2 c the partially recessed casting mold with melt flowing into the mold cavity
  • FIG. 2 d the completely back-tilted and with FIG Melt filled mold.
  • FIG. 1 shows schmatisch a mold 1 for a cylinder head with laterally arrange ⁇ tem cross Run 2.
  • a Eing electtümpel 3 is arranged at the rear end side of the cross barrel 2 .
  • the rear end face 4 of the Eing electtümpels 3 is inclined at an angle of 10 ° relative to the vertical to the outside.
  • the interior of the transverse run 2 is connected by four outlets 5 with the mold cavity of the mold 1.
  • a spatially movable pouring spoon 6 which can be tilted about a transverse axis is positioned so that the melt flowing out of the pouring spoon 6 impinges on the rear end face 4 of the pouring basin 3, as indicated by the arrow 7, and in the longitudinal direction of pouring basin 3 and cross-section 2 flows into the cross-section 2.
  • the casting mold 1 can be tilted about the axis 8
  • FIGS. 2a to 2d illustrate the method according to the invention.
  • FIG. 2a initially shows the cross section of the casting mold 1 with laterally arranged transverse run 2 and the mold cavity 9.
  • the interior space of the transverse run 2 is connected to the mold cavity 9 through the outlets 5.
  • Figure 2b shows the tilted by about 50 ° about the longitudinal axis 8 mold 1.
  • the melt required for the casting is continuously filled by means of the controllable in its movement ladle 6 in the Eing automattümpel 3, in such a way that the melt jet 7 on the order 10 ° with respect to the vertical to outside, en inclined rear end wall 4 of the Eing devistümpels 3 and largely vortex-free in the longitudinal direction of the cross-flow 2 flows into this.
  • the filling of the melt and the tilting back of the mold 1 are coordinated so that the mold 1 is completely tilted back when a filling of the mold cavity 9 has taken place to the feeder attachment. Finally, the feeders are filled up to the melt level shown in FIG. 2d.

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Abstract

The invention relates to a method for casting components from light alloys, preferably from Al alloys, according to the tilt pouring concept and to a device for carrying out said method. The preferred area of application for the invention is the casting of aluminium cylinder heads and engine blocks. The aim of the invention is to prevent cavities, porosity and inclusions in the cast part, even for complicated component geometries and to create favourable conditions for the formation of the structure during the solidification of the molten alloy. To achieve this, a transverse channel (2) is situated on the longitudinal side of a mould (1) comprising a downsprue that faces upwards, said channel communicating with the downsprue by means of outlets (5). The transverse channel is configured and proportioned in such a way that when the mould (1) and channel (2) are tilted about the longitudinal axis (8) of the mould at an angle of between 45° and 70°, the transverse channel (2) can be filled with about 1/5 of the molten alloy (7) that is required for the casting process, without the molten alloy flowing into the mould cavity (9) of the mould (1). The mould (1) is then tilted back to a vertical position, whilst the transverse channel (2) continues to be filled with molten alloy (7) and the latter flows along a side wall of the mould (1) into the mould cavity (9) via the outlets (5), as is the case in conventional tilt pouring processes. The filling of the molten alloy and the tilting back of the mould (1) are co-ordinated in such a way that the mould (1) reaches its vertical position once the mould cavity has been (9) filled to the level of the feeder attachment.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM GIESSEN VON BAUTEILEN AUS LEICHTMETALL NACH DEM KIPPGIESSPRINZIPMETHOD AND APPARATUS FOR MOLDING COMPONENTS OF LIGHT METAL ACCORDING TO THE TIPPING PRINCIPLE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Bauteilen aus Leichtmetall, bevor- 5 zugt aus AI-Legierungen, nach dem Kippgießprinzip und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist das Gießen von Aluminiumzylinderköpfen und Motorblöcken. Zum Füllen einer Form mit Metallschmelze durch Schwerkraftgießen in fallender Gießweise ist das Kippgießen ein seit langem bekanntes Verfahren. Als besonderer Vorteil 10 des Kippgießens wird in der Literatur herausgestellt, dass das beim Schwerkraftgießen ggf auftretende Verspritzen des Metalls durch Führen der Metallschmelze an einer Wand der Gießform vermieden werden kann (R Schneider, Kokillen für Leichtmetallguss, GießereiA/erlag 1986, S. 100 ff). Insbesodere beim Gießen von AI-Legierungen ist es erforderlich, die Schmelze möglichst zügig aus der Schmelzwanne bzw. dem Gieß- 15 behälter in die Form zu geben, um zum einen eine Reaktion von Legierungsbestandtei¬ len mit der Umgebungsluft so gering wie möglich zu halten und zum anderen Tempera¬ turverluste beim Gießen zu vermeiden. Ersteres kann zu Einschlüssen im Gussteil führen, Letzteres kann die Gefugeausbildung negativ beeinflussen. Beim schnellen Einfül¬ len der Schmelze ist aber zu beachten, dass es zu erheblichen Verwirbelungen sowie 20 zur Schaumbildung kommen kann. Einschlüsse und Porosität im Gussteil können die Folge sein. Aus der EP 06568I9 B1 sowie der EP 1 155763 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Rotationsgießen, einem speziellen Kippgießverfahren unter Drehung der Form um 180°, bekannt. Die Gießform wird bei dieser Lösung mit nach unten weisen- 25 dem Anschnitt über einem Gießbehälter so angeordnet und nach Befüllung des Gießbehälters mit einer für einen Guss bemessenen Menge Schmelze gasdicht verbunden, dass die Schmelze bei Rotation von Gießform und Gießbehälter um 180° in den Formhohlraum strömt. Der Anschnitt verläuft entlang der Längsachse der Gießform, um zu erreichen, dass das Einströmen der Schmelze über einen möglichst großen Querschnitt 30 des Anschnittes im Verhältnis des Querschnittes des Formhohlraumes erfolgt. Durch die beschriebene Lösung soll zum einen in besonderer Weise eine schonende Formfüllung ohne Verspritzen des Metalls erfolgen können, um auch bei komplizierten Gussteilen Hohlräume, Porositäten und Einschlüsse im Gussteil zu vermeiden, und zum anderen durch das gasdichte Verschließen von Gießwanne und Form eine Reaktion von Legie- 35 rungsbestandteilen mit der Umgebungsluft weitgehend verhindert werden. Die Durchführung dieses Verfahrens erfordert einen hohen technischen Aufwand, ohne dass, wie sich in der Praxis gezeigt hat, die angestrebten Ziele, insbesondere die Vermeidung von Hohlräumen und Porositäten bei komplizierten Gussteilen, wie beispielsweise Zylinder- köpfen, vollständig erreicht werden. Der hohe technische Aufwand betrifft zum einen die um 180° rotierbare Gießeinrichtung mit separater; luftdicht mit der Form zu verbin¬ dender Gießwanne und zum anderen die Gießform, in der bei komplizierten Gussteilen unvermeidbare Kerne so fest eingebaut sein müssen, dass sie auch bei einer Drehung der Gießform um 180° lagestabil fixiert bleiben.The invention relates to a method for casting of components made of light metal, preferably from Al alloys, according to the Kippgießprinzip and a device for carrying out the method. A preferred field of application of the invention is the casting of aluminum cylinder heads and engine blocks. To fill a mold with molten metal by gravity casting in falling casting, tilt casting is a well-known method. As a particular advantage 10 of Kippgießens is found in the literature that the case of gravity casting possibly occurring splashing of the metal by passing the molten metal at a wall of the mold can be avoided (R Schneider, molds for light metal casting, foundry A / sued 1986, p 100 ff ). In particular, when casting Al alloys, it is necessary to give the melt as quickly as possible from the melting tank or the casting 15 container in the mold, on the one hand to keep a reaction of alloying components with the ambient air as low as possible and on the other hand tempera ¬ turverluste to avoid during casting. The former can lead to inclusions in the casting, the latter can negatively influence the formation of the structure. During fast Einfül ¬ len the melt is to be noted however that there may be considerable turbulence and 20 come to foam. Inclusions and porosity in the casting can be the result. EP 06568I9 B1 and EP 1 155763 A1 disclose a method and a device for rotational molding, a special tilt casting method with rotation of the mold through 180 °. In this solution, the casting mold is arranged with the gate downwards above a casting container and, after filling the casting container, gas-tightly connected to a quantity of melt sized for casting, so that the melt rotates by 180 ° into the mold cavity during rotation of the casting mold and casting container flows. The gate runs along the longitudinal axis of the casting mold in order to ensure that the inflow of the melt takes place over the largest possible cross section 30 of the gate in the ratio of the cross section of the die cavity. By the solution described, on the one hand a gentle mold filling without spattering of the metal can be done in order to avoid even in complicated castings cavities, porosities and inclusions in the casting, and on the other by the gas-tight sealing of tundish and form a reaction of Legie - 35 ing components are largely prevented with the ambient air. The implementation of this method requires a high level of technical complexity, without, as has been shown in practice, the desired objectives, in particular the avoidance of cavities and porosities in complicated castings, such as cylindrical heads, be achieved completely. The high technical complexity relates to a rotatable by 180 ° casting device with a separate; airtight with the mold to verbin ¬ dender tundish and on the other hand, the mold in which in complex castings unavoidable cores must be installed so firmly that they remain fixed in position stable even with a rotation of the mold by 180 °.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für das Gießen komplizierter; hochwertiger Bauteile aus Leichtmetall, bevorzugt aus AI-Legierungen, mit denen die Nachteile des Standes derTechnik überwunden werden. Das bedeutet, dass ohne erheblichen technischen Aufwand eine Formfüllung erreicht wird, die auch bei komplizierten Bauteil¬ geometrien Hohlräume, Porositäten und Einschlüsse im Gussteil vermeidet und günstige Bedingungen für die Gefugeausbildung bei der Erstarrung der Schmelze schafft und dass unerwünschte Reaktionen von Legierungsbestandteilen mit der Umgebungsluft mini- miert werden bzw. keinen negativen Einfluß auf die Gussteilqualität haben.The object of the present invention is to develop a method and apparatus for carrying out the casting process more complicated; high-quality components made of light metal, preferably of Al alloys, with which the disadvantages of the prior art are overcome. This means that a mold filling is achieved without considerable technical effort, which avoids cavities, porosities and inclusions in the casting even with complicated component geometries ¬ and creates favorable conditions for the formation of conglomerates in the solidification of the melt and that undesirable reactions of alloying components with the ambient air mini - be miert or have a negative impact on the casting quality.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem 1. Patentanspruch in Verbindung mit einer Vorrichtung gemäß dem 7. Patentanspruch gelöst. Dazu wird in einem ersten Verfahrensschritt eine Gießform mit nach oben weisendem Einguss, an deren Längsseite ein mit dem Einguss durch Ausläufe verbundener Querlauf angeordnet ist, um 45° bis 70° um ihre Längsachse gekippt. Der Querlauf ist bezüglich seines Volumens so dimensioniert und bezüglich der Anordnung der Ausläufe zum Formhohlraum so gestaltet, dass bei um 45° bis 70° um ihre Längsachse gekippter Gießform mit Querlauf in einem zweiten Verfahrensschritt ca. 1/5 der für den Guss benötigten Schmelze in den Querlauf eingefüllt werden kann, ohne dass die Schmelze bereits in den Formhohlraum der Gießform einströmt. Im Folgenden wird die Gießform unter ständigem weiterem Einfüllen von Schmelze in den Querlauf bis zur Senkrechten zurückgekippt, wobei die Schmelze über die Ausläufe in den Formhohlraum einströmt. Die Ausläufe des Querlaufes zum Formhohlraum sollten dabei so angeordnet und gestaltet sein, dass die Schmelze, wie beim Kippgießen üblich, entlang einer Seitenwand der Form in den Formhohlraum einströmt.This object is achieved by a method according to the first claim in conjunction with a device according to the seventh claim. For this purpose, in a first method step, a casting mold with an upwardly pointing sprue, on the longitudinal side of which a cross run connected to the sprue through outlets is arranged, is tilted at 45 ° to 70 ° about its longitudinal axis. The cross-section is dimensioned with respect to its volume and with respect to the arrangement of the outlets to the mold cavity designed so that at 45 ° to 70 ° about its longitudinal axis tilted mold with cross-section in a second process step about 1/5 of the required melt for the melt in the cross-flow can be filled without the melt already flowing into the mold cavity of the mold. In the following, the casting mold is tilted back into the cross-section up to the vertical, with continuous further filling of melt, the melt flowing in via the outlets into the mold cavity. The outlets of the cross-flow to the mold cavity should be arranged and designed so that the melt, as usual in Kippgießen, flows along a side wall of the mold into the mold cavity.
Das erfindungsgemäße Gießverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Schmelze während und nach dem Einfüllen in den Querlauf zunächst im Querlauf einen Teil ihrer vom Einfüllen herrührenden kinetischen Energie verliert und sich beruhigt, bevor sie in den Formhohlraum einströmt. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass zunächst ca.1/5 der für einen Guss benötigten Schmelze in den Querlauf eingefüllt wird, dieses Quantum an Schmelze sich beruhigt, bevor unter ständigem weiterem Einfüllen von Schmelze in den Querlauf der eigentliche Guss, d.h. das Einströmen der Schmelze in den Formhohlraum, erfolgt. Es steht damit für das Einfüllen der Schmelze in den Querlauf erheblich mehr Zeit zur Verfügung, als aus technologischer Sicht und im Hinblick auf eine hohe Gussqualität für das Einströmen der Schmelze in den Formhohlraum optimal ist. Das Einfüllen der Schmelze in den Querlauf kann damit besonders schonend und unter Minimierung von Turbulenzen, insbesondere aber unter Vermeidung von Verwir- belungen und Schaumbildung erfolgen, ohne dass eine Erhöhung der Zeit, die das Einströmen der Schmelze in den Formhohlraum erfordert, notwendig ist. Dadurch und durch das Einströmen der Schmelze in den Einguss durch die Verbindungsöffnungen zwischen Querlaufund Einguss wird erreicht, dass weder Schaum noch ggf. auf der Schmelze aufschwimmende Reaktionsprodukte von Legierungsbestandteilen mit der Umgebungsluft in den Formhohlraum eingetragen werden. Dieser besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand erreicht. Das Verfahren erfordert weder ein Arbeiten unter Schutzgas, noch aufwendige und störanfällige technologische Abläufe, wie das dichte Andocken einer Gießwanne oder eine Gießformπotation um 180° mit dem sich dabei bezüglich des Formaufbaus ergebenden Aufwand.The casting method according to the invention is characterized in that the melt during and after the filling in the cross-section first loses part of its kinetic energy resulting from the filling in cross-section and calms down before it flows into the mold cavity. This is achieved in particular by the fact that first about 1/5 of the melt required for a casting is introduced into the cross-flow, this quantum of melt calmed down, before under constant further filling of melt in the cross-flow of the actual casting, ie the influx of Melt in the mold cavity, takes place. It is thus for the filling of the melt in the cross-flow considerably more time available, as from a technological point of view and in view of a high casting quality for the inflow of the melt is optimal in the mold cavity. The filling of the melt in the cross-flow can thus be carried out particularly gently and with the minimization of turbulence, but in particular avoiding turbulence and foaming, without an increase in the time required for the melt to flow into the mold cavity. Thereby, and by the inflow of the melt into the sprue through the connecting openings between the cross-flow and the sprue, it is achieved that neither foam nor possibly melt-floating reaction products of alloy constituents with the ambient air are introduced into the mold cavity. This particular advantage of the method according to the invention is achieved with comparatively little technical effort. The method requires neither working under inert gas, nor consuming and prone to failure technological processes, such as the dense docking of a tundish or a Gießformπotation by 180 ° with the resulting in terms of mold design effort.
Selbstverständlich sind für ein schonendes und turbulenzarmes Einfüllen eines vorgegebenen Quantums an Schmelze in den Querlauf neben der zur Verfügung stehenden Einfüllzeit das Auftreffen des Schmelzestrahles und der Schmelzefluß im Querlaufvon besonderer Bedeutung. Zweckmäßig ist es, wenn der Schmelzestrahl auf einer um einen Winkel von 5° bis 15° nach außen geneigten, etwa senkrecht zur Kippachse von Gießform und Querlauf stehenden Wand auftrifft und direkt oder nach einer oder mehreren Umlenkungen in Längsrichtung des Querlaufes abfließt, wobei die Konturen des den Schmelzefluß leitenden Wandbereiches des Querlaufes gut gerundet sein soll- ten. Vorgenannte Bedingungen sollten sowohl zu Beginn des Einfüllensvon Schmelze in den Querlauf, d.h. bei um ca.45° bis 70° um ihre Längsachse gekippter Gießform mit Querlauf, als auch während des Rückkippens von Gießform und Querlaufund des dabei kontinuierlichen weiteren Einfüllensvon Schmelze in den Querlaufeingehalten werden. Günstig ist es deshalb, wenn die Kippachse, um die Gießform und Querlauf gekippt wird, durch die Wand, bevorzugt den Wandbereich, auf der der Schmelzestrahl auftrifft verläuft. Kann dies nicht realisiert werden, muß der Schmelzestrahl mittels einer in ihrer Bewegung steuerbaren Vergießeinrichtung an die Bewegung der Wand während des Rückkippvorganges angepasst werden. Eine weitere Verbesserung der Erfindung kann dadurch erreicht werden, dass die Schmelze nicht direkt in den Querlauf eingefüllt wird, sondern in einen bevorzugt an einer Stirnseite des Querlaufes angeordneten Eingießtümpel. Dadurch können beim Einfüllen der Schmelze unvermeidbare Turbulenzen bereits im Eingießtümpel beruhigt werden, so dass die Schmelze ohne oder mit nur geringen Turbulenzen in den Querlauf einströmt. Ein erheblicherTeil der vom Einfüllen der Schmelze herrührenden kinetischen Energie der Schmelze kann in diesem Fall bereits im Eingießtümpel abgebaut werden.Of course, for a gentle and turbularmarmes filling a predetermined amount of melt in the cross-section in addition to the available filling time, the impact of the melt jet and the melt flow in the cross-flow of particular importance. It is useful if the melt jet impinges on an inclined at an angle of 5 ° to 15 ° outwards, approximately perpendicular to the tilt axis of the casting mold and cross wall and flows directly or after one or more deflections in the longitudinal direction of the cross-flow, the contours The aforementioned conditions should be well rounded both at the beginning of the filling of the melt into the cross-section, ie at a cross-section of about 45 ° to 70 ° about its longitudinal axis, as well as during the tipping back of the casting mold and cross run and the continuous further filling of melt into the cross run are maintained. It is therefore advantageous if the tilting axis is tilted about the casting mold and cross-section through the wall, preferably the wall region on which the melt jet impinges. If this can not be realized, the melt jet must be adapted to the movement of the wall during the Rückkippvorganges by means of a controllable in their movement Vergießeinrichtung. A further improvement of the invention can be achieved in that the melt is not filled directly into the cross-flow, but in a pouring basin preferably arranged on an end face of the cross-flow. As a result, turbulences that are unavoidable during the filling of the melt can already be calmed down in the pouring basin so that the melt enters the cross-section without or with only slight turbulence flows. In this case, a considerable part of the molten mass of the melt resulting from the filling of the melt can already be decomposed in the pouring basin.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen inThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings. It show in
Figur 1: die schematische Darstellung einer Gießform mit seitlich angeordnetem Querlaufund einem Eingießtümpel an der Stirnseite des Querlaufes sowie einem positionierten Gießlöffel als Vergießeinheit, inFigure 1: the schematic representation of a mold with laterally arranged cross run and a pouring basin on the front side of the cross run and a positioned ladle as Vergießeinheit, in
Figur 2a: den Querschnitt der Gießform mit seitlich angeordnetem Querlauf, in Figur 2b: die um 50° gekippte Gießform mit dem mit Schmelze gefüllten Querlaut in Figur 2c: die teilweise rückgekippte Gießform mit in den Formhohlraum einströmender Schmelze Figur 2d: die vollständig rückgekippte und mit Schmelze gefüllte Gießform.FIG. 2 a shows the cross-section of the casting mold with laterally arranged cross-section; FIG. 2 b shows the casting mold tilted by 50 ° with the cross-flow filled with melt in FIG. 2 c: the partially recessed casting mold with melt flowing into the mold cavity FIG. 2 d: the completely back-tilted and with FIG Melt filled mold.
Figur 1 zeigt schmatisch eine Gießform 1 für einen Zylinderkopf mit seitlich angeordne¬ tem Querlauf 2. An der hinteren Stirnseite des Querlaufes 2 ist ein Eingießtümpel 3 angeordnet. Die hintere Stirnseite 4 des Eingießtümpels 3 ist in einem Winkel von 10 ° gegenüber der Senkrechten nach außen geneigt. Der Innenraum des Querlaufes 2 ist durch vier Ausläufe 5 mit dem Formhohlraum der Gießform 1 verbunden. Über dem Eingießtümpel 3 ist ein räumlich bewegbarer und um eine Querachse kippbarer Gießlöffel 6 so positioniert, dass die aus dem Gießlöffel 6 ausströmende Schmelze auf der hinteren Stirnseite 4 des Eingießtümpels 3 auftrifft, wie durch den Pfeil 7veranschau- licht, und in Längsrichtung von Eingießtümpel 3 und Querlauf 2 in den Querlauf 2 einströmt. Die Gießform 1 ist um die Achse 8 kippbar1 shows schmatisch a mold 1 for a cylinder head with laterally arrange ¬ tem cross Run 2. At the rear end side of the cross barrel 2 is a Eingießtümpel 3 is arranged. The rear end face 4 of the Eingießtümpels 3 is inclined at an angle of 10 ° relative to the vertical to the outside. The interior of the transverse run 2 is connected by four outlets 5 with the mold cavity of the mold 1. Above the pouring basin 3, a spatially movable pouring spoon 6 which can be tilted about a transverse axis is positioned so that the melt flowing out of the pouring spoon 6 impinges on the rear end face 4 of the pouring basin 3, as indicated by the arrow 7, and in the longitudinal direction of pouring basin 3 and cross-section 2 flows into the cross-section 2. The casting mold 1 can be tilted about the axis 8
Die Figuren 2a bis 2d veranschaulichen das erfindungsgemäße Verfahren. Dabei zeigt Figur 2a zunächst den Querschnitt der Gießform 1 mit seitlich angeordnetem Querlauf 2 und dem Formhohlraum 9. Der Inneraum des Querlaufes 2 ist durch die Ausläufe 5 mit dem Formhohlraum 9 verbunden. Figur 2b zeigt die um ca.50 ° um die Längsachse 8 gekippte Gießform 1. Die für den Guss benötigte Schmelze wird kontinuierlich mittels des in seiner Bewegung steuerbaren Gießlöffels 6 in den Eingießtümpel 3 eingefüllt, und zwar derart, dass der Schmelzestrahl 7 auf der um 10 ° gegenüber der Senkrechten nach auß,en geneigten hinteren Stirnwand 4 des Eingießtümpels 3 auftrifft und weitge- hend wirbelfrei in Längsrichtung des Querlaufes 2 in diesen einströmt. Der Innenraum des Querlaufes 2 wird so zunächst kontinuierlich gefüllt, ohne dass Schmelze in den Formhohlraum 10 einströmt. Figur 2b veranschaulicht diesen Verfährensschritt. Erreicht derSchrnelzestand im Inneraum des Querlaufes 2 die Ausläufe 5 (ca.1/5 der für den Guss benötigten Schmelze beflnden sich dann im Innenraum des Querlaufes 2), beginnt die Schmelze durch die Ausl ufe 5 entlang der Gießformseitenwand in den Formhohlraum einzuströmen. Die Gießform 1 wird nun kontinuierlich zurückgekippt, wobei kontinuierlich weitere Schmelze aus dem Gießlöffel 6 in den Eingießtümpel 3 und damit den Querlauf 2 eingefüllt wird, sich in Eingießtümpel 3 und Querlauf 2 beruhigt und entlang der Seitenwand in den Formhohlraum 9 einströmt und diesen füllt, wie Figur 2c zeigt. Das Einfüllen der Schmelze und das Rückkippen der Gießform 1 sind so aufeinander abgestimmt, dass die Gießform 1 vollständig zurückgekippt ist, wenn eine Füllung des Formhohlraumes 9 bis zum Speiseransatz erfolgt ist. Abschließend erfolgt die Füllung der Speiser bis zu dem in Figur 2d gezeigten Schmelzestand. FIGS. 2a to 2d illustrate the method according to the invention. In this case, FIG. 2a initially shows the cross section of the casting mold 1 with laterally arranged transverse run 2 and the mold cavity 9. The interior space of the transverse run 2 is connected to the mold cavity 9 through the outlets 5. Figure 2b shows the tilted by about 50 ° about the longitudinal axis 8 mold 1. The melt required for the casting is continuously filled by means of the controllable in its movement ladle 6 in the Eingießtümpel 3, in such a way that the melt jet 7 on the order 10 ° with respect to the vertical to outside, en inclined rear end wall 4 of the Eingießtümpels 3 and largely vortex-free in the longitudinal direction of the cross-flow 2 flows into this. The interior of the transverse run 2 is initially filled continuously without melt flowing into the mold cavity 10. Figure 2b illustrates this method step. If the shrine level in the interior of the cross-section 2 reaches the outlets 5 (approx. 1/5 of the one for the Cast required melt then beflnden in the interior of the cross run 2), the melt begins to flow through the exhausts 5 along the mold side wall into the mold cavity. The mold 1 is now tilted back continuously, wherein continuously more melt from the ladle 6 in the Eingießtümpel 3 and thus the cross-2 is filled, calms down in Eingießtümpel 3 and 2 and crosses along the side wall into the mold cavity 9 and fills it, as Figure 2c shows. The filling of the melt and the tilting back of the mold 1 are coordinated so that the mold 1 is completely tilted back when a filling of the mold cavity 9 has taken place to the feeder attachment. Finally, the feeders are filled up to the melt level shown in FIG. 2d.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Gießen von Bauteilen aus Leichtmetall nach dem Kippgießprinzip, bei dem die Schmelze in einen an der Längsseite einer Gießform befindlichen Querlauf im Kopfguss eingefu llt wird, gekennzeichnet dadurch, dass die Gießform (1) zunächst um einen Winkel von 45° bis 70° um ihre Längsach¬ se (8) gekippt wird, danach das Einfüllen der Schmelze in den Querlauf (2) beginnt, bis ca.1/5 der für den Guss benötigten Schmelze in den Querlauf (2) eingefüllt ist, ohne dass die Schmelze bereits in den Formhohlraum (9) einströmt, und dann unter konti¬ nuierlichem weiterem Einfüllen von Schmelze in den Querlauf (2) die Gießform (1) so aus der gekippten Stellung in die Senkrechte gedreht wird, dass die Schmelze aus dem Querlauf (2) entlang einer Gießformwand in den Formhohlraum (9) einströmt.1. A method for casting light metal components according to the Kippgießprinzip, in which the melt is inserted into a located on the longitudinal side of a mold cross-section in the head casting, characterized in that the mold (1) first by an angle of 45 ° to 70 Is tilted about its Längsach ¬ se (8), then the filling of the melt in the cross-section (2) begins until about 1/5 of the melt required for the casting in the cross-section (2) is filled without the melt flows already in the mold cavity (9), and then accounts ¬ nuierlichem further filling of melt into the traverse (2) the casting mold (1) is rotated from the tilted position into the vertical position, that the melt from the traverse (2) flows along a mold wall in the mold cavity (9).
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Schmelze in einen am Querlauf (2) angeordneten Eingießtümpel (3) einge¬ füllt wird und aus diesem in den Querlauf (2) einströmt.2. The method according to claim 1, characterized in that the melt in a at the cross-section (2) arranged Eingießtümpel (3) is filled ¬ and flows from this in the cross-section (2).
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch , dass die Schmelze aus dem Eingießtümpel (3) in Längsrichtung des Querlaufes (2) in diesen einströmt.3. The method according to claim 2, characterized in that the melt from the Eingießtümpel (3) in the longitudinal direction of the cross-flow (2) flows into this.
4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die für einen Guss benötigte Schmelze mittels einer Vergießeinrichtung (6) in den Querlauf (2) oder den Eingießtümpel (3) eingefüllt wird, und die Vergießeinrich- tung (6) beim Zu rückkippen der Gießform (1) aus der gekippten Stellung in die Senkrechte der Bewegung des Querlaufes (2) bzw. des Eingießtümpels (3) so nachgeführt wird, dass der Schmelzestrahl (7) auf einem vorbestimmten Bereich der Wandung (4) des Querlaufes (2) oder des Eingießtümpels (3) auftrifft. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the melt required for a casting by means of a Vergießeinrichtung (6) in the cross-section (2) or the Eingießtümpel (3) is filled, and the Vergießeinrich- device (6) when closed Tilt back of the mold (1) from the tilted position in the vertical of the movement of the cross-section (2) or the Eingießtümpels (3) is tracked so that the melt jet (7) on a predetermined region of the wall (4) of the cross-run (2 ) or the pouring pond (3).
5. Verfahren nach einem dervorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sc melzestrahl (7) beim Einfüllen der Schmelze in den Querlauf (2) oder den Eingießtümpel (3) auf einer etwa senkrecht zur Kippachse (8) von Gießform (1) und Querlauf (2) liegend Wandung (4) auftrifft.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Sc melzestrahl (7) during filling of the melt in the cross-section (2) or the Eingießtümpel (3) on an approximately perpendicular to the tilting axis (8) of the casting mold (1) and cross (2) lying wall (4) hits.
6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (8) von Gießform (1) und Querlauf (2) durch die Wandung (4) verläuft, auf der der Schmelzestrahl (7) auftrifft.6. The method according to claim 5, characterized in that the tilting axis (8) of the casting mold (1) and cross-section (2) through the wall (4), on which the melt jet (7) impinges.
7. Vorrichtung zum Gießen von Bauteilen aus Leichtmetall nach dem Kippgießprinzip mit einer urn ihre Längsachse (8) um 45°bis 70° kippbaren Gießform (1) mit nach oben weisendem Einguss, einem in Längsrichtung der Gießform (1) an dieser ange- ordnetem Querlauf (2), dessen zur Gießform (1) weisende Längsseite Ausläufe (5) zum Formhohlraum (9) aufweist und dessen Fassungsvermögen so bemessen ist, dass es bei um 45° bis 70° um ihre Längsachse (8) gekippter Gießform (1) ca. 1/5 der für den Guss benötigten Schmelze aufnimmt, ohne dass es zum Einströmen von Schmelze in den Formhohlraum (9) kommt, und mit einer Einrichtung zum definier- ten Einfüllen von Schmelze in den Querlauf (2).7. A device for casting light metal parts according to the Kippgießprinzip with a urn about its longitudinal axis (8) by 45 ° to 70 ° tiltable mold (1) with upward facing sprue, one in the longitudinal direction of the casting mold (1) arranged on this Cross-section (2), whose longitudinal side facing the casting mold (1) has outlets (5) to the mold cavity (9) and whose capacity is dimensioned so that it is tilted at 45 ° to 70 ° about its longitudinal axis (8) casting mold (1) takes about 1/5 of the melt required for the casting, without it comes to the inflow of melt into the mold cavity (9), and with a device for defined filling of melt in the cross-section (2).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7 mit einem am Querlauf (2) angeordnete Eingießtümpel (3).8. Apparatus according to claim 7 with a at cross-section (2) arranged pouring basin (3).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Eϊngießtümpel (3) an der Stirnseite des Querlaufes (2) angeordnet ist.9. Apparatus according to claim 8, wherein the Eϊngießtümpel (3) on the front side of the cross-section (2) is arranged.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei mindestens eine der Seitenwände des Eingießtümpels (3) an denen sich nicht die offene Verbindung zum Querlauf (2) befindet gegenüber der Senkrechten um ca. 45° geneigt ist10. Apparatus according to claim 8 or 9, wherein at least one of the side walls of the Eingießtümpels (3) on which is not the open connection to the cross-section (2) is inclined relative to the vertical by approximately 45 °
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Einrichtung zum definierten Einfüllen von Schmelze als eine in ihrer Gieß- bewegung steuerbare Vergießeinheit (6) ausgeführt ist. 11. The device according to claim 10, wherein the device for the defined filling of melt is designed as a casting movement in its controllable Vergießeinheit (6).
2. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die in ihrer Gießbewegung steuerbare Vergießeinheit als ein um mindestens eine Achse kippbarer Gießlöffel (6) mit einem für einen Guss bemessenen Fassungs¬ vermögen an Schmelze ausgeführt ist. 2. The apparatus of claim 11, wherein the controllable in their casting movement Vergießeinheit is designed as a tiltable about at least one axis ladle (6) with a dimensioned for a casting capacity ¬ assets of melt.
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