WO2017174670A1 - Vorrichtung zur herstellung von gussteilen, wie aluminiumguss, im druckverfahren - Google Patents

Vorrichtung zur herstellung von gussteilen, wie aluminiumguss, im druckverfahren Download PDF

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WO2017174670A1
WO2017174670A1 PCT/EP2017/058138 EP2017058138W WO2017174670A1 WO 2017174670 A1 WO2017174670 A1 WO 2017174670A1 EP 2017058138 W EP2017058138 W EP 2017058138W WO 2017174670 A1 WO2017174670 A1 WO 2017174670A1
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WO
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melt
adjustable
pressure
closing
insert
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PCT/EP2017/058138
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English (en)
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Stefan Argirov
Borislav Argirov
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Arcontec Argirov Gmbh
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    • B22D30/00—Cooling castings, not restricted to casting processes covered by a single main group

Definitions

  • a method for the production of products made of metal and a rotor produced by the method for an electric motor is known (DE 10 2013 208 151 A1).
  • metal or copper alloy melt under pressure of a casting mold is supplied by means of a casting machine.
  • the casting machine is for this purpose equipped with a relative to a horizontal obliquely, preferably vertically arranged piston.
  • the piston is moved in the direction of a longitudinal axis of the casting mold so that the molten copper in the filling chamber is pressed into a cavity of the casting mold.
  • voids porosity occurs because most of the cast metals have a slightly lower density in the liquid state than in the solid state. As a result, the metal takes less space when it solidifies.
  • the shrinkage can be minimized as the liquid metal enters the mold while it solidifies.
  • hot spots can occur in complicated cross sections.
  • Voids porosity can be controlled by improved mold design, print intensity, and metal temperature.
  • the invention has for its object the device by means of a compression device or multi-adjustable device in such a way that cavitation avoided and after the removal of the mold from the casting no after-treatment will be more necessary.
  • the chamber for receiving the melt is associated with a closing device and a device for compressing the melt, wherein the compression of the melt occurs only when the chamber is closed.
  • molding chamber the chamber for receiving the melt
  • the entire mold chamber is filled evenly in all the smallest spaces of the casting chamber with melt and prevented by the corresponding adjustable pressure void formation.
  • the filling pressure may be 1 bar or greater, with the compression pressure at about 50 bar and may be much higher, depending on how the melt is composed.
  • the melt present in the sprue area can flow away by gravity, so that it does not solidify as before and adhere to the casting, since the closure device with its pointing into the front gate opening on the same transverse plane as the outer end of the bore of the rim for receiving the hub is located. Due to the advantageous embodiment of the closure device is obtained after removal of the blank from the mold chamber a fully formed hole in the rim, which then hardly treated or, as before, still has to be drilled.
  • the closing device has the adjusting device, which is controlled by means of a control device such that immediately after closing of the chamber for receiving the melt, the device for compressing the melt is activated.
  • the adjusting device is designed as a multi-stage adjusting device or as a hydraulically or mechanically adjustable device.
  • the mechanically or hydraulically adjustable device has an extendable actuating part, which cooperates with a closing part in a first working process and presses it against the opening of a sprue bushing.
  • hydraulically adjustable device is designed as adjustable in several stages hydraulic cylinder with a piston rod.
  • the hydraulically adjustable device is designed as adjustable in at least two or three stages hydraulic cylinder with the piston rod.
  • the adjusting part connected to the adjustable device comes to rest with the aid of a pressure plate or with respect to the direction of movement of the adjusting part concentrically arranged pressure plate against the likewise concentrically arranged insert part or pressure part and the insert part or printing part moved towards the sprue bushing while pressing the closing part against the sprue bushing.
  • the closing part has a cooling core or is designed as a cooling core and can be supplied with coolant via supply openings and / or supply lines.
  • the adjusting device as a multi-stage Stellvor- direction has the adjustable hydraulic cylinder, on the piston, the adjusting part is connected to the pressure plate, which can be brought against the pressure part to the plant, which is designed as a multi-part guide column, the coaxially adjustable in in the upper part or molding provided openings is guided.
  • the piston of the hydraulic cylinder of the adjustable device to extend through a concentrically arranged opening provided in the insert part or the guide column, to which the cooling core designed as a closing part is connected, which in the case of the embodiment is connected.
  • the piston rod presses the closing part or the cooling core against the inlet opening or sprue opening.
  • the insert part or pressure part or guide pillar has one or more guide rods which extend and are guided through openings provided in the upper mold part, surround the cooling core and are fixedly connected to a connection part or center insert which is connected to the cooling core is firmly connected.
  • the melt is compressed in a further stage or an adjustment of the insert or the pressure member or the guide column with its lower part and / or connected thereto connection part or center insert in the mold chamber for receiving the melt.
  • cooling core can also be closing part and with its lower pointing in the direction of the gate opening end on the same transverse plane as the end face of the bore of the rim when it is included in the mold chamber mer.
  • Fig. 1 b shows the second stage of the internal closure of the casting tool, the cooling core being moved downwards in the direction Z by the three-stage telescopic cylinder, thereby closing the opening of the sprue bushing
  • Fig. 1c shows the third stage of operation, wherein the pressure plate, the guide column and the middle insert are moved downwards in the direction Z with the aid of the 3-stage telescopic cylinder and thus the compression of the melt occurs;
  • Fig. 3 the rim according to the inventive method without sprue and with molded bore for receiving a wheel hub.
  • FIG. 1a with a casting tool for a device for producing cast parts or rims 18 in aluminum casting or wheel rims for motor vehicles in the low-pressure method or high-pressure method, wherein the filling pressure of the molding chamber for the device described below at approx. 2 bar or higher.
  • the casting tool 1 according to FIG. 1 a is filled via a sprue bush 2 with melt at a low pressure of about 1 bar or 2 to 5 bar.
  • Side parts 4 have for this purpose a position shown in FIG. 1 a to 1 c taken.
  • the casting tool 1 consists of a plurality of movably arranged side parts 4 with a lower part or a lower molded part 3 received. At least the upper part 5 is connected to the plate 17 and thus also to a spacer column 1 1 and a cover plate 12 of the device.
  • a demolding plate 10 is connected to an adjusting device 13. With the help of the demoulding plate 10, after the cooling process of the melt, the rim, as described in detail in the unpublished patent application 10 2016 104 019.3 on pages 7-1 1, repelled from the mold and then removed.
  • the side parts 4 shown in FIGS. 1 a to 1 d consist of at least two, in particular four, side part segments, which are led away from each other via oblique slide or slide strips and thus release the casting tool 1 after the demolding process, as in the patent application 10 2016 104 019.3 is described in detail on pages 7-1 1.
  • the rim 18 For demolding of the molding or the rim 18 acts at least one adjusting device, not shown in the drawing with the side parts 4 medium or directly together and is thereby moved away from the rim 18.
  • the actuator cooperates with positive control elements which cause a continuous or uniform movement of the side members or side shifters 4 in the vertical and horizontal directions with respect to the footing of the casting tool, as described in detail on pages 4 to 7 of the patent application 10 2016 104 019.3.
  • the device for producing cast parts, such as cast aluminum, in the low-pressure method using the casting tool 1 consists, as already mentioned, of movably arranged side parts 4 with a lower part or lower molded part 3 and an upper part 5, wherein at least the upper part 5 and / or the side parts 4 with the aid of at least one adjusting device, not shown in the drawing are adjustable.
  • the device 1 for the production of castings, such as cast aluminum furthermore has a further device, in particular a hydraulically or mechanically adjustable device with several individual parts.
  • the liquid melt is then compressed by means of a melt compression device described below, depending on the melt at a pressure of 50 bar or even higher.
  • the device 1 has the closing device and the associated adjusting device 13, which can be a threefold adjustable telescopic and / or hydraulic raulikzylinder. With the aid of a control device, the adjusting device 13 is controlled such that immediately after closing of the chamber for receiving the melt, the device for compressing the melt is activated.
  • the adjusting device 1 can also be designed as a mechanically multi-stage adjustable device.
  • the mechanically or hydraulically adjustable device or the telescopic and / or hydraulic cylinder 13 is driven and an extendable, arranged on the device 13 and on a piston rod 25 actuating part 15th is moved downwards in the Z-direction, which extends with a closing part 14 in the direction of the opening of the sprue bushing 2.
  • a cooling core 7 can thus also be closing part and with its lower end pointing in the direction of the sprue opening lie on the same transverse plane as the end face of the bore of the rim 18, when in the mold chamber is received. This gives after removal of the rim 18 from the mold a rim 18 of FIG. 3 with molded bore and smooth outside.
  • the sprue core shown in Fig. 2 is omitted in this casting process.
  • the piston rod 25 of the hydraulic cylinder of the adjustable device 13 extends through a concentrically arranged opening 27 provided in an insert part or guide column 8, to which the cooling core 7 designed as a closing part is connected.
  • the pressure plate 26 arranged on the piston rod 25 is extended, the pressure plate 26 bears against the closing part or the cooling core 7 and presses the cooling core 7 against the inlet opening or sprue opening 2 (FIG.
  • the insert part or pressure part or guide column 8 has one or more guide rods 28 which extend and are guided by openings 29 provided in the upper mold part 5, surround the cooling core 7 and are fixedly connected to a connection part or center insert 6, which is connected to the Cooling core is firmly connected.
  • the insert part or the pressure part or the guide column 8 is received with its lower part or the connecting part or center insert 6 connected thereto in the mold chamber for receiving the melt (Fig. 1 c) and in a further adjustment of the piston rod 25, the melt is compressed.
  • the cooling core is supplied with coolant via supply openings or via inlet openings 21, 23, which can flow off via outlet openings 22, 24 (FIG.
  • the side parts 4 are moved outwards, so that the rim 18 is exposed and can be removed.

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

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Gussteilen, wie Aluminiumguss, im Druckverfahren oder Hochdruckverfahren mit Hilfe eines Gusswerkzeugs (1), das aus beweglich angeordneten Seitenteilen (4) mit einem Unterteil oder unterem Formteil (3) und einem Oberteil (5) besteht, wobei zumindest das Oberteil (5) und/oder die Seitenteile (4) mit Hilfe mindestens einer Stellvorrichtung (13) verstellbar sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Vorrichtung mit Hilfe einer Verdichtungsvorrichtung oder mehrfach verstellbaren Vorrichtung derart auszubilden, dass Lunkerbildung vermieden und nach der Entnahme der Gießform aus dem Gießwerkzeug keine Nachbehandlung mehr notwendig sein wird. Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der Kammer zur Aufnahme der Schmelze eine Schließvorrichtung und eine Einrichtung zur Komprimierung der Schmelze zugeordnet ist, wobei die Komprimierung der Schmelze erst dann eintritt, wenn die Kammer geschlossen ist.

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Gussteilen, wie Aluminiumguss, im Druckverfahren
Es ist bereits ein Werkzeug aus der DE 102 34 026 C1 bekannt, die sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Gussteilen, wie Aluminiumguss, im Druckverfahren oder Niederdruckverfahren bezieht, das aus beweglich angeordneten Seitenteilen mit einem ein Unterteil oder ein unteres Formteil aufnehmenden Grundplatte und ein Oberteil oder oberes Formteil aufweisenden Platte besteht, wobei zumindest das Oberteil mit einer Entfor- mungsplatte und dem oberen Formteil mit Bezug auf die Standfläche des Gusswerkzeugs mit Hilfe mindestens einer Stellvorrichtung in vertikaler Richtung verstellbar ist und die Seitenteile ebenfalls mit Hilfe der und/oder weiteren Stellvorrichtungen in horizontaler Richtung verstellbar sind. Bei einer derartigen Vorrichtung kann keine kurze und simultane oder zeitglei- che Bewegung der verstellbaren Bauteile erzielt werden. Ferner ist die Herstellung der bekannten Vorrichtung aufwändig und teuer.
Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen aus Metall sowie einen mit dem Verfahren hergestellten Rotor für einen Elektromotor bekannt (DE 10 2013 208 151 A1 ). Mit dem bekannten Verfahren wird mit Hilfe einer Gießmaschine Metall Kupfer oder eine Kupferlegierungschmelze unter Druck einer Gießform zugeführt. Die Gießmaschine ist hierzu mit einem relativ zu einer Horizontalen schräg, vorzugsweise vertikal angeordneten Kolben ausgestattet. Der Kolben wird in Richtung einer Längs- achse der Gießform bewegt, sodass das in der Füllkammer befindliche geschmolzene Kupfer in eine Kavität der Gießform gepresst wird. Bekannt ist das Lunker-Porosität auftritt, da die meisten gegossenen Metalle im flüssigen Zustand eine etwas geringere Dichte haben als im festen Zustand. Das führt dazu, dass das Metall, wenn es erstarrt, weniger Raum einnimmt. Die Schrumpfung kann minimiert werden, wenn das flüssige Metall in die Form eintritt, während es erstarrt. Allerdings können bei komplizierten Querschnitten sogenannten Hot Spots auftreten. Lunker- Porosität lässt sich durch verbessertes Formwerkzeug-Design, Druckintensität und Metalltemperatur kontrollieren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Vorrichtung mit Hilfe einer Verdichtungsvorrichtung oder mehrfach verstellbaren Vorrichtung derart auszubilden, dass Lunkerbildung vermieden und nach der Entnahme der Gießform aus dem Gießwerkzeug keine Nachbehandlung mehr notwendig sein wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kammer zur Aufnahme der Schmelze eine Schließvorrichtung und eine Einrichtung zur Komprimierung der Schmelze zugeordnet ist, wobei die Komprimierung der Schmelze erst dann eintritt, wenn die Kammer geschlossen ist.
Hierdurch wird sichergestellt, dass die Kammer zur Aufnahme der Schmelze, nachstehend als Formkammer bezeichnet, bei geringem Druck bzw. im Niederdruckverfahren befüllt wird und erst dann, wenn die Formkammer geschlossen ist, sodass keine Schmelze aus der Kammer abfließen kann, der Komprimierungsvorgang einsetzt. Die gesamte Formkammer wird gleichmäßig in allen kleinsten Räumen der Gießkammer mit Schmelze befüllt und durch den entsprechenden einstellbaren Druck eine Lunkerbildung vermieden. Der Fülldruck kann bei 1 bar oder größer sein, wobei der Komprimierungsdruck bei ca. 50 bar und wesentlich höher liegen kann, je nachdem wie die Schmelze zusammengesetzt ist.
Nach dem Schließvorgang kann die im Angussbereich vorhandene Schmelze mit Hilfe der Schwerkraft abfließen, sodass diese nicht wie bisher erstarrt und am Gussteil haften bleibt, da die Verschlusseinrichtung mit ihrem in die vordere Angussöffnung zeigenden Ende auf der gleichen Querebene wie das äußere Ende der Bohrung der Felge zur Aufnahme der Nabe liegt. Durch die vorteilhafte Ausbildung der Schließvorrichtung erhält man nach Entnahme des Rohlings aus der Formkammer eine vollständig ausgebildete Bohrung in der Felge, die dann kaum noch nachbehandelt oder, wie bisher, erst noch gebohrt werden muss. Hierdurch wird mit Hilfe der Verdichtungsvorrichtung oder mehrfach verstellbaren Vorrichtung auf einfache Weise erreicht, dass auch im Niederdruckgussverfahren nach Befüllen des Gießwerkzeugs höhere Drücke im Schmelzgefüge erzielt werden können und dadurch eine bessere Guss- qualität und homogeneres Gefüge bei Vermeidung von Lunkereinschlüssen erreicht werden kann. Hierdurch lässt sich gegenüber dem üblichen Gießverfahren der Ausschuss wesentlich verringern. Ferner wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine hohe Genauigkeit des Gussteils erreicht und eine nachträgliche Oberflächenbehandlung vermieden, da durch die vorteilhafte Verschlusseinrichtung der Angussbuchse der An- guss am Gussteil oder Gussrohling entfällt, was insbesondere bei der Herstellung von Felgen vorteilhaft ist. Mit dem Verfahren nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung braucht nicht mehr, wie bisher, der Anguss am Rohling bzw. an der Felge entfernt und die Bohrung zur Aufnahme der Radnabe nachträglich eingedreht oder eingebohrt zu werden. Durch den Wegfall der erwähnten Bearbeitungsschritte können erhebliche Kosten eingespart werden.
Vorteilhaft ist es hierzu, dass die Schließvorrichtung die Stellvorrichtung aufweist, die mit Hilfe einer Steuervorrichtung derart gesteuert wird, dass unmittelbar nach Schließung der Kammer zur Aufnahme der Schmelze die Einrichtung zur Komprimierung der Schmelze aktiviert wird.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die Stellvorrichtung als mehrstufige Stellvor- richtung oder als hydraulisch oder mechanisch verstellbarere Vorrichtung ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist es auch, dass die mechanisch oder hydraulisch verstellbare Vorrichtung ein ausfahrbares Stellteil aufweist, das bei einem ersten Ar- beitsprozess mit einem Schließteil zusammenwirkt und dieses gegen die Öffnung einer Angussbuchse drückt.
Vorteilhaft ist es, dass das ausfahrbare Stellteil der mechanisch oder hydraulisch verstellbareren Vorrichtung in einem weiteren Arbeitsprozess mit Hilfe eines Einsatzteils oder Druckteils in die Schmelze einwirkt und diese komprimiert.
Auch ist es vorteilhaft, dass die hydraulisch verstellbarere Vorrichtung als in mehrere Arbeitsstufen verstellbarer Hydraulikzylinder mit einer Kolbenstange ausgebildet ist.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die hydraulisch verstellbarere Vorrichtung als in mindestens zwei oder drei Arbeitsstufen verstellbarer Hydraulikzylinder mit der Kolbenstange ausgebildet ist.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass das an der verstellbareren Vorrichtung angeschlossene Stellteil mit Hilfe einer Druckplatte oder mit Bezug auf die Bewegungsrichtung des Stellteils kon- zentrisch angeordneten Druckplatte gegen das ebenfalls konzentrisch angeordnete Einsatzteil oder Druckteil zur Anlage kommt und das Einsatzteil oder Druckteil in Richtung Angussbuchse bewegt und dabei das Schließteil gegen die Angussbuchse presst. Ferner ist es vorteilhaft, dass das Schließteil einen Kühlkern aufweist oder als Kühlkern ausgebildet ist und über Versorgungsöffnungen und/oder Versorgungsleitungen mit Kühlmittel versorgt werden kann.
Vorteilhaft ist es hierzu, dass die Stellvorrichtung als mehrstufige Stellvor- richtung den verstellbaren Hydraulikzylinder aufweist, an dessen Kolben das Stellteil mit der Druckplatte angeschlossen ist, die gegen das Druckteil zur Anlage gebracht werden kann, das als mehrteilige Führungssäule ausgebildet ist, die koaxial verstellbar in im Oberteil oder Formteil vorgesehene Öffnungen geführt ist.
Ferner ist es vorteilhaft, dass sich der Kolben des Hydraulikzylinders der verstellbaren Vorrichtung durch eine im Einsatzteil oder der Führungssäule vorgesehene konzentrisch angeordnete Öffnung erstreckt, an der der als Schließteil ausgebildete Kühlkern angeschlossen ist, der beim Ausfah- ren der Kolbenstange das Schließteil oder den Kühlkern gegen die Einlassöffnung oder Angussöffnung presst.
Vorteilhaft ist es auch, dass das Einsatzteil oder Druckteil oder Führungs- säule ein oder mehrere Führungsstangen aufweist, die sich durch im oberen Formteil vorgesehene Öffnungen erstrecken und geführt sind, den Kühlkern umgeben und an ein Verbindungteil oder Mitteleinsatz fest angeschlossen sind, der mit dem Kühlkern fest verbunden ist. Von besondere Bedeutung ist, dass in einer weiteren Arbeitsstufe oder einem Verstellen des Einsatzteils oder des Druckteils oder der Führungssäule mit ihrem unteren Teil und/oder daran angeschlossenen Verbindungteil oder Mitteleinsatz in der Formkammer zur Aufnahme der Schmelze die Schmelze komprimiert wird.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, dass der Kühlkern auch Schließteil sein kann und mit seinem unteren in Richtung der Angussöffnung zeigenden Ende auf der gleichen Querebene liegt wie die Stirnseite der Bohrung der Felge, wenn sie in der Formkam- mer aufgenommen ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Dabei zeigen:
Fig. 1 a die erste Arbeitsstufe und den Beginn des Füllprozesses,
wobei die Angussöffnung des Gusswerkzeugs noch offen ist; Fig. 1 b die zweite Arbeitsstufe der inneren Schließung des Gusswerkzeugs, wobei der Kühlkern nach unten in Richtung Z durch den drei-stufigen Teleskopzylinder bewegt und dabei die Öffnung der Angussbuchse geschlossen wird; Fig. 1 c die dritte Arbeitsstufe, wobei die Druckplatte, die Führungssäule und der Mitteleinsatz mit Hilfe des 3-stufigenTeleskopzylinders nach unten in Richtung Z bewegt wird und dadurch die Komprimierung der Schmelze eintritt;
Fig. 1 d die vierte Arbeitsstufe, wobei nach dem Abkühlvorgang
des Rohlings oder der Felge durch Verstellen der Seitenteile nach außen freigegeben wird und die Entformung stattfinden kann, sodass die Felge entnommen werden kann; Fig. 2 die Felge nach dem bisherigen Aluminium-Druckgussverfahren,
Fig. 3 die Felge nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne Anguss und mit eingeformter Bohrung zur Aufnahme einer Radnabe.
In den Figuren 1 a bis 1d ist ein Teil eines Gußwerkszeugs 1 schematisch dargestellt. Die Gesamtvorrichtung, insbesondere der Entformungsvor- gang, ist in der noch nicht veröffentlichten Patenanmeldung 10 2016 104 019.3, Seiten 7-1 1 ausführlich beschrieben. In Fig. 1 a ist mit 1 ein Gießwerkzeug für eine Vorrichtung zur Herstellung von Gussteilen bzw. Felgen 18 im Aluminiumguss bzw. Radfelgen für Kraftfahrzeuge im Nieder-Druckverfahren bzw. Hochdruckverfahren bezeichnet, wobei der Befüllungssdruck der Formkammer für die nachstehend beschriebene Vorrichtung bei ca. 2 bar oder auch höher liegen kann.
Das Gießwerkzeug 1 gemäß Fig. 1 a wird über eine Angussbuchse 2 mit Schmelze bei einem geringen Druck von ca. 1 bar oder 2 bis 5 bar gefüllt. Seitenteile 4 haben hierzu eine Stellung gemäß Fig. 1 a bis 1 c eingenommen.
Das Gusswerkzeug 1 besteht aus mehreren beweglich angeordneten Seitenteilen 4 mit einem ein Unterteil oder ein unteres Formteil 3 aufnehmen- den Grundplatte 1 b sowie eine ein Oberteil oder oberes Formteil 5 aufweisenden Platte 17. Zumindest das Oberteil 5 ist an der Platte 17 und somit auch an einer Distanzsäule 1 1 und einer Deckplatte 12 der Vorrichtung angeschlossen. Eine Entformungsplatte 10 ist an eine Stellvorrichtung 13 angeschlossen. Mit Hilfe der Entformungsplatte 10 kann nach dem Abkühlungsvorgang der Schmelze die Felge, wie in der nicht veröffentlichten Patenanmeldung 10 2016 104 019.3 auf den Seiten 7-1 1 ausführlich beschrieben, von der Gussform abgestoßen und dann entnommen werden.
Die in den Fig. 1 a bis 1 d dargestellten Seitenteile 4 bestehen aus mindestens zwei, insbesondere aus vier, Seitenteilsegmenten, die über schräg verlaufende Gleit- oder Schieberleisten voneinander wegeführt werden und damit das Gusswerkzeug 1 nach dem Entformungsvorgang freigeben, wie dies in der Patenanmeldung 10 2016 104 019.3 auf den Seiten 7-1 1 ausführlich beschrieben ist.
Zum Entformen des Formteils oder der Felge 18 wirkt zumindest eine in der Zeichnung nicht dargestellte Stellvorrichtung mit den Seitenteilen 4 mittel- oder unmittelbar zusammen und wird dabei von der Felge 18 wegbewegt.
Die Stellvorrichtung wirkt mit Zwangssteuerungselementen zusammen, die eine kontinuierliche oder gleichförmige Bewegung der Seitenteile oder Seitenschieber 4 in vertikaler und horizontaler Richtung mit Bezug auf die Standfläche des Gusswerkzeugs bewirken, so wie das auf Seite 4 bis 7 der Patenanmeldung 10 2016 104 019.3 ausführlich beschrieben ist.
Die Vorrichtung zur Herstellung von Gussteilen, wie Aluminiumguss, im Niederdruckverfahren mit Hilfe des Gusswerkzeugs 1 besteht, wie bereits erwähnt, aus beweglich angeordneten Seitenteilen 4 mit einem Unterteil oder unterem Formteil 3 und einem Oberteil 5, wobei zumindest das Ober- teil 5 und/oder die Seitenteile 4 mit Hilfe mindestens einer in der Zeichnung nicht dargestellten Stellvorrichtung verstellbar sind. Die Vornchtung 1 zur Herstellung von Gussteilen, wie Aluminiumguss weist ferner eine weitere Vorrichtung insbesondere eine hydraulisch oder mechanisch verstellbarere Vorrichtung mit mehreren Einzelteilen auf. Hierzu gehört eine dreistufige Stellvorrichtung, die ein verstellbarer Teleskopzylinder 13 sein kann und mit einem Komprimierungswerkzeug zusammenwirkt, wenn das Gusswerkzeug 1 geschlossen ist und keine flüssige Schmelze mehr in die Formkammer nachfließen kann. Die flüssige Schmelze wird dann mit Hilfe einer nachstehend beschriebenen Einrich- tung zur Komprimierung der Schmelze verdichtet, je nach Schmelze bei einem Druck von 50 bar oder auch höher.
Die Vorrichtung 1 weist die Schließvorrichtung und die zugehörige Stellvorrichtung 13 auf, die ein dreifach verstellbarer Teleskop- und/oder Hyd- raulikzylinder sein kann. Mit Hilfe einer Steuervorrichtung wird die Stellvorrichtung 13 derart gesteuert, dass unmittelbar nach Schließung der Kammer zur Aufnahme der Schmelze die Einrichtung zur Komprimierung der Schmelze aktiviert wird.
Die Stellvorrichtung 1 kann auch als mechanisch mehrstufig verstellbare Vorrichtung ausgebildet sein.
Nachdem die Formkammer in einem ersten Arbeitsvorgang befüllt ist (Fig.1 a), wird die mechanisch oder hydraulisch verstellbare Vorrichtung oder der Teleskop- und/oder Hydraulikzylinder 13 angesteuert und ein ausfahrbares, an der Vorrichtung 13 bzw. an einer Kolbenstange 25 angeordnetes Stellteil 15 wird in Z-Richtung nach unten bewegt, das sich mit einem Schließteil 14 in Richtung der Öffnung der Angussbuchse 2 erstreckt. Ein Kühlkern 7 kann somit auch Schließteil sein und mit seinem unteren in Richtung der Angussöffnung zeigenden Ende auf der gleichen Querebene liegen wie die Stirnseite der Bohrung der Felge 18, wenn sie in der Formkammer aufgenommen ist. Dadurch erhält man nach Entnahme der Felge 18 aus der Gussform eine Felge 18 gemäß Fig. 3 mit eingeformter Bohrung und glatter Außenseite. Der in Fig. 2 dargestellte Angusskern fällt bei diesem Gießverfahren weg.
Der Kolbenstange 25 des Hydraulikzylinders der verstellbaren Vorrichtung 13 erstreckt sich durch eine in einem Einsatzteil oder Führungssäule 8 vorgesehene konzentrisch angeordnete Öffnung 27, an der der als Schließteil ausgebildete Kühlkern 7 angeschlossen ist. Beim Ausfahren der an der Kolbenstange 25 angeordneten Druckplatte 26 legt sich die Druckplatte 26 gegen das Schließteil oder den Kühlkern 7 an und presst den Kühlkern 7 gegen die Einlassöffnung oder Angussöffnung 2 (Fig.1 b).
Das Einsatzteil oder Druckteil oder Führungssäule 8 weist eine oder meh- rere Führungsstangen 28 auf, die sich durch im oberen Formteil 5 vorgesehene Öffnungen 29 erstrecken und geführt sind, den Kühlkern 7 umgeben und an ein Verbindungteil oder Mitteleinsatz 6 fest angeschlossen sind, der mit dem Kühlkern fest verbunden ist.
In einer weiteren Arbeitsstufe oder einem Stellvorgang ist das Einsatzteil oder das Druckteil oder die Führungssäule 8 mit ihrem unteren Teil oder dem daran angeschlossenen Verbindungteil oder Mitteleinsatz 6 in der Formkammer zur Aufnahme der Schmelze aufgenommen (Fig .1 c) und bei einem weiteren Verstellen der Kolbenstange 25 wird die Schmelze kom- primiert.
Der Kühlkern wird über Versorgungsöffnungen bzw. über Einlassöffnun- gen 21 , 23 mit Kühlmittel versorgt, das über Auslassöffnungen 22, 24 abfließen kann (Fig.l d). Zum Entformen werden nach Abkühlen der Schmelze die Seitenteile 4 nach außen gefahren, sodass die Felge 18 freiliegt und entnommen werden kann.
Bezugszeichenliste
I Gusswerkzeug
1 b Grundplatte
2 Angussbuchse, Angussöffnung
3 Unterteil, unteres Formteil
4 Seitenteil, Seitenschieber
5 Oberteil, oberes Formteil
6 Mitteneinsatz
7 Kühlkern
8 Einsatzteil, Druckteil, Führungssäule, Druckplatte, Mitteneinsatz
9 Druckplatte, Mitteleinsatz
10 Entformungsplatte, Auswerferpacket
I I Distanzsäule, Platte, Oberteil
12 Deckplatte
13 Stellvorrichtung, hydraulisch verstellbarere Vorrichtung,
Teleskopzylinder (3-stufig)
14 Stellvorrichtung, Schließteil
15 Stellvorrichtung, ausfahrbares Stellteil
16 Stellvorrichtung, Teleskopzylinder
17 Platte, Oberteil
18 Formteil, Rad, Felge
19 Anguss
20 Kühlkerndeckel
21 Kühlung für Angus Eingang
22 Kühlung für Angus Ausgang
23 Kühlung für Kühlkern Eingang
24 Kühlung für Kühlkern Ausgang
25 Kolbenstange
26 Druckplatte
27 konzentrisch angeordnete Öffnung
28 Führungsstange
29 Öffnung
Z Richtung

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur Herstellung von Gussteilen, wie Aluminiumguss, im Druckverfahren oder Hochdruckverfahren mit Hilfe eines Gusswerkzeugs (1 ), das aus beweglich angeordneten Seitenteilen (4) mit einem Unterteil oder unterem Formteil (3) und einem Oberteil (5) besteht, wobei zumindest das Oberteil (5) und/oder die Seitenteile (4) mit Hilfe mindestens einer Stellvorrichtung (13) verstellbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kammer zur Aufnahme der Schmelze eine Schließvorrichtung und eine Einrichtung zur Komprimierung der Schmelze zugeordnet ist, wobei die Komprimierung der Schmelze erst dann eintritt, wenn die Kammer geschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schließvorrichtung die Stellvorrichtung (13) aufweist, die mit Hilfe einer Steuervorrichtung derart gesteuert wird, dass unmittelbar nach Schließung der Kammer zur Aufnahme der Schmelze die Einrichtung zur Komprimierung der Schmelze aktiviert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stellvorrichtung (13) als mehrstufige Stellvorrichtung oder als hydraulisch oder mechanisch verstellbarere Vorrichtung ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mechanisch oder hydraulisch verstellbare Vorrichtung (13) ein ausfahrbares Stellteil (15) aufweist, das bei einem ersten Arbeitsprozess mit einem Schließteil (14) zusammenwirkt und dieses gegen die Öffnung einer Angussbuchse (2) drückt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das ausfahrbare Stellteil (15) der mechanisch oder hydraulisch verstellbareren Vorrichtung (13) in einem weiteren Arbeitsprozess mit Hilfe eines Einsatzteils oder Druckteils (8) in die Schmelze einwirkt und diese komprimiert.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die hydraulisch verstellbarere Vorrichtung (13) als in mehrere Arbeitsstufen verstellbarer Hydraulikzylinder mit einer Kolbenstange (25) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die hydraulisch verstellbarere Vorrichtung (13) als in mindestens zwei oder drei Arbeitsstufen verstellbarer Hydraulikzylinder mit der Kolbenstange (25) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das an der verstellbareren Vorrichtung (13) angeschlossene Stellteil (15) mit Hilfe einer Druckplatte oder mit Bezug auf die Bewegungsrichtung des Stellteils (15) konzentrisch angeordneten Druckplatte (26) gegen das ebenfalls konzentrisch angeordnete Einsatzteil oder Druckteil (8) zur Anlage kommt und das Einsatzteil oder Druckteil (8) in Richtung Angussbuchse (2) bewegt und dabei das Schließteil (14) gegen die Angussbuchse presst.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schließteil (14) einen Kühlkern (7) aufweist oder als Kühlkern ausgebildet ist und über Versorgungsöffnungen und/oder Versorgungsleitungen (21 -24) mit Kühlmittel versorgt werden kann.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stellvorrichtung (13) als mehrstufige Stellvorrichtung den verstellbaren Hydraulikzylinder aufweist, an dessen Kolben das Stellteil (15) mit der Druckplatte (26) angeschlossen ist, die gegen das Druckteil (8) zur Anlage gebracht werden kann, das als mehrteilige Führungssäule ausgebildet ist, die koaxial verstellbar in im Oberteil oder Formteil (5) vorgesehene Öffnungen geführt ist.
1 1 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der Kolben des Hydraulikzylinders der verstellbaren Vorrichtung (13) durch eine im Einsatzteil oder der Führungssäule (8) vorgesehene konzentrisch angeordnete Öffnung (27) erstreckt, an der der als Schließteil ausgebildete Kühlkern (7) angeschlossen ist, der beim Ausfahren der Kolbenstange (25) das Schließteil oder den Kühlkern (7) gegen die Einlassöffnung oder Angussöffnung (2) presst.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Einsatzteil oder Druckteil oder Führungssäule (8) ein oder mehrere Führungsstangen (28) aufweist, die sich durch im oberen Formteil (5) vorgesehene Öffnungen (29) erstrecken und geführt sind, den Kühlkern (7) umgeben und an ein Verbindungteil oder Mitteleinsatz (6) fest angeschlossen sind, der mit dem Kühlkern fest verbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einer weiteren Arbeitsstufe oder einem Verstellen des Ein- satzteils oder des Druckteils oder der Führungssäule (8) mit ihrem unteren Teil und/oder daran angeschlossenen Verbindungteil oder Mitteleinsatz (6) in der Formkammer zur Aufnahme der Schmelze die Schmelze komprimiert wird.
14. Verfahren mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kühlkern (7) auch Schließteil sein kann und mit seinem unteren in Richtung der Angussöffnung zeigenden Ende auf der gleichen Querebene liegt wie die Stirnseite der Bohrung der Felge (18), wenn sie in der Formkammer aufgenommen ist.
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