WO2021163740A1

WO2021163740A1 - Verfahren zur herstellung eines metallischen bauteiles und vorrichtung hierzu

Info

Publication number: WO2021163740A1
Application number: PCT/AT2021/060005
Authority: WO
Inventors: Christian PLATZER
Original assignee: Thixotropic Piston Injection Technology Gmbh
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2021-01-11
Publication date: 2021-08-26
Also published as: AT523548A1; CN115103729A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteiles, wobei in einer Gießkammer bereitgestelltes fließfähiges, metallisches Gießmaterial mit einem mit einer Gießkammerinnenwand (2) gleitend geführten Presskolben (3) durch Bewegen des Presskolbens in eine Pressrichtung (P) von der Gießkammer in eine Gießform gepresst wird, wobei der Presskolben für eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand ein Dichtungssystem aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Dichtungssystem zumindest ein erstes Dichtungselement (5) und zumindest ein zweites Dichtungselement (6) aufweist, wobei während eines Fressens des Gießmaterials mit dem Presskolben die Dichtungselemente (5, 6) mit einer Druckkraft beaufschlagt werden, sodass die Dichtungselemente (5, 6) gegen die Gießkammerinnenwand (2) gedrückt werden, um eine Abdichtung sicherzustellen, und während eines Zurückbewegens des Presskolbens entgegen der Pressrichtung die Dichtungselemente (5, 6) nicht mehr mit der Druckkraft beaufschlagt sind, wobei das zweite Dichtungselement (6) in einer gegen die Gießkammerinnenwand gedrückten Position fixiert bleibt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung sowie einen Presskolben zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteiles und Vorrichtung hierzu

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteiles, wobei in einer Gießkammer bereitgestelltes fließfähiges, insbesondere thixotropes, metallisches Gießmaterial mit einem in der Gießkammer relativ zur Gießkammer bewegbaren mit einer Gießkammerinnenwand der Gießkammer gleitend geführten Presskolben durch Bewegen des Presskolbens in eine Pressrichtung von der Gießkammer zumindest teilweise in eine Kavität einer Gießform gepresst wird, wonach das Gießmaterial zur Bildung des Bauteiles in der Gießform erstarren gelassen wird, wonach der Presskolben entgegen der Pressrichtung zurückbewegt wird, um das nächste Bauteil zu erstellen, wobei der Presskolben für eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand ein Dichtungssystem aufweist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bauteiles, aufweisend eine Gießkammer zur Bereitstellung von fließfähigem, insbesondere thixotropem, metallischen Gießmaterial, einen Presskolben und eine der Gießkammer stromabwärts nachgeordnete Gießform, welche zumindest eine Kavität für das zu erstellende Bauteil aufweist, wobei der Presskolben durch eine Gießkammerinnenwand der Gießkammer gleitend geführt relativ zur Gießkammer in eine Pressrichtung bewegbar ist, um mit dem Presskolben in der Gießkammer bereitgestelltes Gießmaterial in die Kavität der Gießform zu pressen, wobei der Presskolben für eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand ein Dichtungssystem aufweist.

Außerdem betrifft die Erfindung einen Presskolben für eine Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bauteiles, wobei der Presskolben mit einer Gießkammerinnenwand einer Gießkammer gleitend geführt relativ zur Gießkammer in eine Pressrichtung bewegbar ist, um mit dem Presskolben in der Gießkammer bereitgestelltes Gießmaterial in zumindest eine Kavität einer der Gießkammer stromabwärts nachgeordneten Gießform zu pressen, um das Bauteil herzustellen, wobei der Presskolben für eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand ein Dichtungssystem aufweist. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von metallischen Bauteilen bekannt, die darauf basieren, dass flüssiges Metall mit einem Presskolben in eine Kavität einer Gießform eingespritzt bzw. eingepresst und in dieser erstarren gelassen wird. Bewährt haben sich insbesondere Druckgussverfahren, welche aufgrund deren hohen Prozessgeschwindigkeiten bzw. kurzen Taktzeiten eine besonders kosteneffiziente Herstellung vor allem bei Serienproduktionen erlauben.

Als weiteres praktikables Verfahren insbesondere zur Herstellung von endabmessungsnahen Bauteilen ist auch das Thixomolding-Verfahren bzw. Thixoforming- Verfahren bekannt geworden. Dabei wird in der Regel ein metallisches Gießmaterial, meist eine Magnesiumbasislegierung, in einem Temperaturbereich zwischen der Solidustemperatur und der Liquidustemperatur des Gießmaterials, häufig unter gleichzeitiger Scherbelastung des Materials, in einen thixotropen Zustand gebracht und in diesem Zustand mit einem Presskolben unter Druck von einer Gießkammer in eine der Gießkammer stromabwärts nachgeordnete Kavität einer Gießform gepresst. Bauteile können auf diese Weise mit hoher Präzision und Qualität hergestellt werden. Eine Aufbereitung, Bereitstellung und in eine Form Pressen von Material im thixotropen Zustand stellt allerdings eine komplexe Verfahrensführung dar, welche besonders bei einer Herstellung von Bauteilen großer Masse eine im Vergleich mit klassischen Druckgussverfahren längere Taktzeit aufweist.

Besondere Bedeutung kommt dabei einer Abdichtung zwischen dem Presskolben und Gießkammerinnenwänden, mit welchen der Presskolben in der Gießkammer gleitend geführt ist, zu. In der Regel weist der Presskolben ein Dichtungssystem auf, welches mit zumindest einem an einem Presskolbenkörper des Presskolbens angeordneten Dichtungselement in Form einer Gleitringdichtung gebildet ist, um zu verhindern, dass Gießmaterial während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben zwischen dem Presskolben bzw. dessen Presskolbenkörper und den Gießkammerinnenwänden am Presskolben vorbeifließen kann. Im Besonderen sind aus dem Druckguss Gleitringdichtungen bekannt, welche während des Pressens über einen oder mehrere Kanäle im Presskolben mit dem Gießmaterial materialleitend verbunden sind, sodass die Gleitringdichtungen aufgrund des Pressdruckes über die Kanäle druckkraftbe lastet gegen die Gießkammerinnenwände gedrückt werden, um eine Abdichtwirkung der Gleitringdichtungen zu bewirken.

So offenbart das Dokument WO 2009/125437 A1 einen Presskolben mit einer Gleitringdichtung, welche im Einsatzzustand über mehrere Kanäle mit dem zu pressenden Gießmaterial verbunden ist, um die Gleitringdichtung gegen diese umgebende Gießkammerinnenwände zu drücken.

Im Zusammenhang mit Gießanwendungen, insbesondere Druckgussanwendungen, welche längere Taktzeiten aufweisen, vor allem Thixomolding-Verfahren, ergeben sich jedoch häufig Abdichtschwierigkeiten. Eine einfache Erhöhung einer Dichtungselementanzahl, um eine ausreichende Abdichtung sicher zu gewährleisten, erweist sich häufig als nachteilig in Bezug auf eine Gleitfähigkeit des Kolbens zwischen den Gießkammerinnenwänden und kann mit einem hohen Verschleiß der eingesetzten Dichtungselemente verbunden sein.

Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches verschleißarm und mit hoher Sicherheit durchführbar ist.

Weiter ist es ein Ziel, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteiles verschleißarm und mit hoher Sicherheit durchführbar ist.

Außerdem ist es ein weiteres Ziel, einen Presskolben der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteiles verschleißarm und mit hoher Sicherheit durchführbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wenn das Dichtungssystem zumindest ein erstes Dichtungselement und zumindest ein zweites Dichtungselement aufweist, wobei während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben in die Kavität sowohl das erste Dichtungselement als auch das zweite Dichtungselement mit einer Druckkraft beaufschlagt werden, sodass die Dichtungselemente gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt werden, um eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand sicherzustellen, und während eines Zurückbewegens des Presskolbens entgegen der Pressrichtung das erste Dichtungselement und zweite Dichtungselement nicht mehr mit der Druckkraft beaufschlagt sind, wobei das zweite Dichtungselement in einer gegen die Gießkammerinnenwand gedrückten Position fixiert bleibt.

Im Rahmen einer Entwicklung der erfindungsgemäßen Lösung wurde erkannt, dass es vorteilhaft ist, wenn eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand bzw. den Gießkammerinnenwänden, mit welchen der Presskolben geführt ist, eine zeitabhängige bzw. prozessschrittabhängige Dichtwirkung aufweist. Im Besonderen ist es wünschenswert, wenn eine Dichtwirkung des Dichtungssystems während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben in die Kavität besonders ausgeprägt vorhanden ist, während die Dichtwirkung bei einem anschließenden Zurückbewegen des Presskolbens entgegen der Pressrichtung bzw. nach einem Erstarren des Gießmaterials in der Kavität in geringerem Ausmaß erforderlich ist, wenngleich noch vorhanden sein muss. Dies gilt besonders bei einem Pressen von metallischem Gießmaterial im thixotropen Zustand, welches in der Regel mit langen Taktzeiten verbunden ist.

Dies kann gelöst werden, indem das Dichtungssystem mehrstufig mit Dichtungselementen gebildet ist, welche unterschiedliche zeitabhängige bzw. prozessschrittabhängige Dichtwirkungen während des Herstellungsprozesses des Bauteiles aufweisen.

Indem für eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand bzw. den Gießkammerinnenwänden, mit welchen der Presskolben gleitend geführt ist, ein Dichtungssystem mit einem ersten Dichtungselement und einem zweiten Dichtungselement vorgesehen ist, wobei die Dichtungselemente während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben bzw. während des Pressvorganges mit einer Druckkraft beaufschlagt werden, welche die Dichtungselemente gegen die Gießkammerinnenwand drückt, ist vorteilhaft eine hohe Dichtwirkung der Dichtungselemente herstellbar. Indem weiter vorgesehen ist, dass während des Zurückbewegens des Presskolbens, also nach dem Pressvorgang eine Beaufschlagung der Dichtungselemente mit der Druckkraft beendet ist, kann ein Zurückbewegen des Kolbens mit reduziertem Aufwand bzw. Verschleiß, insbesondere Verschleiß der Dichtungselemente, durchgeführt werden. Um während des Zurückbewegens des Presskolbens weiterhin eine ausreichende Abdichtung bzw. Dichtwirkung des Dichtungssystems, wenngleich in geringerem Ausmaß als während des Pressvorganges sicherzustellen, ist vorteilhaft vorgesehen, dass das zweite Dichtungselement in dessen gegen die Gießkammerinnenwand gedrückten Position fixiert bleibt. Auf diese Weise ist während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben in die Kavität bzw. während des Pressvorganges eine besonders hohe Dichtwirkung des Dichtungssystems erreichbar und während des Zurückbewegens des Presskolbens eine reduzierte Dichtwirkung des Dichtungssystems umsetzbar, wodurch ein Zurückbewegen des Kolbens aufwandsarm bzw. mit wenig Verschleiß bzw. Bauteilbelastung, insbesondere Druckelementbelastung, durchführbar ist. Indem eine Bauteilbelastung bzw. Dichtwirkung prozessschrittabhängig sichergestellt wird, kann das Verfahren mit hoher Sicherheit und geringer Fehleranfälligkeit durchgeführt werden.

Das Verfahren bzw. ein solcher Presskolben kann vorteilhaft bei Druckgussverfahren eingesetzt werden. Günstig ist es, wenn das Verfahren als Warmkammer- Druckgussverfahren ausgebildet ist bzw. das Gießmaterial flüssig ist. Üblicherweise wird dabei das Gießmaterial im flüssigen Zustand in der Gießkammer bereitgestellt bzw. mit dem Presskolben in die Kavität der Gießform gepresst. Besonders bewährt hat es sich, wenn das Verfahren als Thixo-Molding-Verfahren ausgebildet ist bzw. das Gießmaterial teilflüssig bzw. thixotrop ist bzw. in einen solchen Zustand gebracht ist bzw. wird. Üblicherweise wird dabei das Gießmaterial in einem teilflüssigen bzw. thixotropen Zustand in der Gießkammer bereitgestellt bzw. mit dem Presskolben in die Kavität der Gießform gepresst.

Durch einen solchen Aufbau bzw. Verfahrensablauf, insbesondere dessen Mehrstufigkeit, kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Gießmaterial, vor allem dessen Temperatur, durch den Presskolben bzw. das Dichtungssystem kaum bzw. nicht negativ beeinflusst wird. Im Besonderen können auf diese Weise unerwünschte Vorerstarrungen des in der Gießkammer bereitgestellten Gießmaterials, insbesondere wenn das Verfahren als Warmkammer-Druckgussverfahren ausgebildet ist, vermieden werden. Während es im Kaltkammer-Druckguss häufig wünschenswert ist, dass das Gießmaterial auch über den Presskolben abgekühlt wird, um auf diese Weise eine Taktzeit zu erhöhen, soll dies bei einem Warmkammer-Druckguss in der Regel vermieden werden. Entsprechend günstig ist es dann, wenn das Dichtungssystem des Presskolbens eine Temperatur eines dem Presskolben stromabwärts nachgelagerten Gießmaterials nicht negativ beeinflusst bzw. reduziert. Dies ist effizient mit einem erfindungsgemäß vorgesehenen Presskolben bzw. dessen Dichtungssystem umsetzbar.

Grundsätzlich können mehrere derartige erste Dichtungselemente und/oder zweite Dichtungselemente vorgesehen sein, insbesondere wenn thixotropes Gießmaterial mit besonders hohem Druck bzw. hoher Temperatur gepresst werden soll. Für einen aufwandsarmen Verfahrensablauf ist es insbesondere günstig, wenn eine Anzahl von ersten Dichtungselementen höher ist als eine Anzahl von zweiten Dichtungselementen.

Der Presskolben ist üblicherweise mit einem Presskolbenkörper gebildet, an welchem das erste bzw. zweite Dichtungselement angeordnet sind, um eine, insbesondere gießmaterialdichte, Abdichtung zwischen dem Presskolben bzw. Presskolbenkörper und der den Presskolben führenden Gießkammerinnenwand bzw. Gießkammerinnenwänden der Gießkammer sicherzustellen. Hierzu ist in der Regel vorgesehen, dass das erste und/oder zweite Dichtungselement am Presskolbenkörper, üblicherweise an einem Außenmantel des Presskolbenkörpers, angeordnet ist. Das erste bzw. zweite Dichtungselement ist meist derart ausgebildet bzw. angeordnet, dass dieses zumindest teilweise, bevorzugt gänzlich, entlang eines Umfanges eines Presskolbenkörpers des Presskolbens verläuft, um im Einsatzzustand, in welchem das erste bzw. zweite Dichtungselement gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt wird, eine Abdichtung zwischen Presskolben bzw. Presskolbenkörper und Gießkammerinnenwand entlang des Umfanges des Presskolbenkörpers umzusetzen. Meist ist das erste bzw. zweite Dichtungselement hierzu als, insbesondere geschlitzter, Dichtungsring oder als Dichtungsringsegment ausgebildet. Für ein einfaches Anbringen bzw. Ersetzen des Dichtungselementes ist es günstig, wenn das erste bzw. zweite Dichtungselement mit mehreren, bevorzugt formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander, insbesondere lösbar, verbindbaren Dichtungselementsegmenten, beispielsweise Dichtungsringsegmenten, gebildet ist, welche aneinander angrenzend oder anliegend am Presskolbenkörper angeordnet bzw. anordenbar sind. Das erste bzw. zweite Dichtungselement kann zumindest begrenzt beweglich relativ zum Presskolbenkörper und/oder elastisch verformbar ausgebildet sein, um das Dichtungselement bei Beaufschlagung mit der Druckraft gegen die Gießkammerinnenwand zu drücken. Praktisch ist es, wenn das erste bzw. zweite Dichtungselement im Wesentlichen ringförmig bzw. ringsegmentförmig geformt ist und entlang eines Umfanges des Presskolbenkörpers am Presskolbenkörper, insbesondere lösbar, angeordnet ist. Für eine hohe Robustheit ist es zweckmäßig, wenn das erste bzw. zweite Dichtungselement als elastisch erweiterbarer, insbesondere geschlitzter, Ring ausgebildet ist, sodass ein Umfang bzw. eine radiale Erstreckung des Dichtungselementes bei Beaufschlagung mit der Druckkraft aufweitbar ist. Insbesondere ist eine derartige Ausgestaltung außerdem für ein Anbringen oder Lösen des Dichtungselementes am bzw. vom Presskolbenkörper zweckmäßig. Ist das Dichtungselement als Dichtungsring ausgebildet, ist es günstig, wenn der Dichtungsring eine Dehnungsfuge, beispielsweise in Form eines den Dichtungsring durchschneidenden Schlitzes, aufweist bzw. ausbildet, sodass unter Beaufschlagung des Dichtungsringes mit der Druckkraft eine elastische radiale Verformbarkeit bzw. Aufweitung des Dichtungsringes ermöglicht ist, insbesondere um den Dichtungsring gegen die Gießkammerinnenwand zu drücken. Eine hohe Praktikabilität ist erreichbar, wenn das erste bzw. zweite Dichtungselement mit mehreren separaten Ringsegmentteilstücken gebildet ist, welche entlang eines Umfanges des Presskolbenkörpers im Wesentlichen eine Ringstruktur bildend, insbesondere aneinander angrenzend oder anliegend, am Presskolbenkörper angeordnet bzw. anordenbar sind.

Bewährt hat es sich, wenn die Druckkraft, mit welcher während des Pressens des Gießmaterials das erste Dichtungselement bzw. zweite Dichtungselement gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt wird, durch das Pressen des Gießmaterials mit dem Presskolben bewirkt wird. Hierbei wird üblicherweise der während des Pressens des Gießmaterials durch das Gießmaterial ausgeübte Gießmaterialgegendruck als Druckkraft genutzt. Dadurch sind ein einfacher und robuster Aufbau und Verfahrensablauf ermöglicht.

Es versteht sich, dass üblicherweise vorgesehen ist, dass die Dichtungselemente während einer überwiegenden, insbesondere im Wesentlichen gesamten, Pressdauer des Pressens mit dem Presskolben bzw. eines Pressvorganges mit der Druckkraft beaufschlagt sind bzw. werden, sodass die Dichtungselemente gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt werden. Entsprechend ist üblicherweise vorgesehen, dass die Dichtungselemente während einer überwiegenden, insbesondere im Wesentlichen gesamten, Dauer des Zurückbewegens des Presskolbens nicht mit der Druckkraft beaufschlagt werden bzw. sind.

Dies ist fehlerarm umsetzbar, wenn während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben in die Kavität das Gießmaterial über zumindest einen ersten Zufuhrkanal mit dem ersten Dichtungselement des Presskolbens gießmaterialleitend in Verbindung steht und/oder über zumindest einen zweiten Zufuhrkanal mit dem zweiten Dichtungselement gießmaterialleitend in Verbindung steht, wobei eine Druckkraft vom Gießmaterial auf das erste Dichtungselement bzw. zweite Dichtungselement ausgeübt wird, sodass das erste Dichtungselement bzw. zweite Dichtungselement gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt werden, um eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand zu erreichen. Im Besonderen ist damit auf einfache Weise umsetzbar, dass das jeweilige Dichtungselement lediglich während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben und nicht während des Zurückbewegens des Presskolbens mit der Druckkraft beaufschlagt ist. Es versteht sich, dass in der Regel mehrere derartige erste Zufuhrkanäle mit dem ersten Dichtungselement bzw. mehrere derartige zweite Zufuhrkanäle mit dem zweiten Dichtungselement gießmaterialleitend in Verbindung stehen.

Wenn das zweite Dichtungselement auf vorgenannte Weise über den zweiten Zufuhrkanal mit dem Gießmaterial gießmaterialleitend in Verbindung steht, ist es für eine hohe Robustheit günstig, wenn ein, insbesondere am zweiten Dichtungselement anliegendes, Gießmaterial im zweiten Zufuhrkanal abkühlt und erstarrt, sodass das zweite Dichtungselement während des Zurückbewegens des Presskolbens in einer gegen die Gießkammerinnenwand gedrückten Position fixiert bleibt. Vorzugsweise erfolgt dabei ein Abkühlen und Erstarren des Gießmaterials im zweiten Zufuhrkanal während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben in die Kavität. Es versteht sich, dass dabei üblicherweise nur ein Teil des im zweiten Zufuhrkanal befindlichen Gießmaterials abkühlt und erstarrt. In der Regel bleibt zumindest ein Teil eines am zweiten Dichtungselement anliegenden Gießmaterials im zweiten Zufuhrrohr bis zu und auch während eines nachfolgenden Gießzyklus bzw. nachfolgenden Pressens von Gießmaterial mit dem Presskolben zumindest teilweise erstarrt bzw. erweicht lediglich und wird dabei während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben im nachfolgenden Gießzyklus über ein im zweiten Zufuhrkanal dem teilweise erstarrten Gießmaterial vorgelagertes fließfähiges Gießmaterial mit einem Gießmaterialdruck beaufschlagt bzw. von diesem in Richtung des zweiten Dichtungselementes nachgedrückt, sodass die Druckkraft auf das zweite Dichtungselement ausgeübt wird. Auf diese Weise kann insbesondere ein Verschleiß des zweiten Dichtungselementes selbsttätig ausgeglichen werden. Wenn das erste Dichtungselement auf vorgenannte Weise über den ersten Zufuhrkanal mit dem Gießmaterial gießmaterialleitend in Verbindung steht, ist es für eine hohe Robustheit zweckmäßig, wenn ein, insbesondere am ersten Dichtungselement anliegendes, Gießmaterial im ersten Zufuhrkanal fließfähig bleibt. Dadurch ist erreichbar, dass das erste Dichtungselement während des Zurückbewegens des Kolbens nicht mehr mit der Druckkraft beaufschlagt wird bzw. nicht mehr gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt wird.

Für eine robuste Ausführung und einen fehlerarmen Betrieb ist es entsprechend günstig, wenn sowohl das erste Dichtungselement als auch das zweite Dichtungselement auf vorgenannte Weise mit einem oder mehreren ersten bzw. einem oder mehreren zweiten Zufuhrkanälen gießmaterialleitend in Verbindung stehen. Vorteilhaft ist es dann entsprechend, wenn ein, insbesondere am ersten Dichtungselement anliegendes, Gießmaterial im ersten Zufuhrkanal bzw. in den ersten Zufuhrkanälen fließfähig bleibt und ein, insbesondere am zweiten Dichtungselement anliegendes, Gießmaterial im zweiten Zufuhrkanal bzw. in den zweiten Zufuhrkanälen abkühlt und erstarrt, sodass das zweite Dichtungselement während des Zurückbewegens des Presskolbens in einer gegen die Gießkammerinnenwand gedrückten Position fixiert bleibt. Auf diese Weise kann während des Pressens eine besonders ausgeprägte Abdichtung verursacht durch die auf das erste und zweite Dichtungselement wirkende Druckkraft des Gießmaterials erzeugt werden, wobei während eines Zurückbewegens des Presskolbens eine geringere Abdichtwirkung aufrechterhalten bleibt, indem das zweite Dichtungselement in dessen gegen die Gießkammerinnenwand gedrückten Position fixiert bleibt.

Es hat sich bewährt, wenn das erste bzw. zweite Dichtungselement jeweils in einer Dichtungselementaufnahme des Presskolbens bzw. Presskolbenkörpers, insbesondere lösbar, formschlüssig und/oder kraftschlüssig angeordnet ist. Für eine belastbare Abdichtung ist es günstig, wenn die Dichtungselementaufnahme mit einer bzw. als Vertiefung oder Nut im Presskolbenkörper gebildet ist, in welcher das jeweilige Dichtungselement zumindest teilweise oder gänzlich eingefügt ist. Zweckmäßig ist es hierzu, wenn die Vertiefung bzw. Nut der Dichtungselementaufnahme formkorrespondierend zum darin angeordneten Dichtungselement ausgebildet ist. Üblicherweise ist die Vertiefung bzw. Nut entlang eines Umfanges des Presskolbenkörpers verlaufend im Presskolbenkörper ausgebildet. In der Regel ist vorgesehen, dass das erste bzw. zweite Dichtungselement zumindest begrenzt beweglich oder zumindest begrenzt elastisch verformbar in der Dichtungselementaufnahme angeordnet ist, sodass das Dichtungselement bei Beaufschlagung mit der Druckkraft gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt wird bzw. drückbar ist.

Bevorzugt ist es, wenn das erste bzw. zweite Zufuhrkanal in die, insbesondere Nut bzw. Vertiefung der, Dichtungselementaufnahme des ersten bzw. zweiten Dichtungselementes mündet, um während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben das in der Dichtungselementaufnahme angeordnete jeweilige Dichtungselement über den jeweiligen Zufuhrkanal mit der Druckkraft zu beaufschlagen, sodass das Dichtungselement gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt wird.

Mit Vorteil ist vorgesehen, dass ein bei der Druckkraftbeaufschlagung des zweiten Dichtungselementes über den zweiten Zufuhrkanal gebildeter Spalt zwischen dem Presskolbenkörper und dem zweitem Dichtungselement, zumindest teilweise, insbesondere gänzlich, mit Gießmaterial gefüllt wird, wobei anschließend das im Spalt befindliche Gießmaterial abkühlt und erstarrt, sodass das zweite Dichtungselement, insbesondere nach Beendigung des Pressens des Gießmaterials, in dessen Position fixiert bleibt. Auf diese Weise ist eine besonders robuste Fixierung des zweiten Dichtungselementes umsetzbar. Der Spalt entsteht dabei in der Regel zwischen dem zweiten Dichtungselement und einer Auflagefläche, häufig gebildet von bereits erstarrtem Gießmaterial, an welcher das zweite Dichtungselement vor der Druckbeaufschlagung anlag bzw. von welcher das zweite Dichtungselement durch die Druckkraftbeaufschlagung weggedrückt wird. Die Auflagefläche wird in der Regel durch den Presskolbenkörper und/oder von am Presskolbenkörper anliegendem erstarrten Gießmaterial gebildet. Üblicherweise wird das zweite Dichtungselement aufgrund der Druckkraftbeaufschlagung vom Presskolbenkörper bzw. der Auflagefläche abgehoben bzw. weggedrückt, wodurch der Spalt zwischen dem Presskolbenkörper und dem zweiten Dichtungselement gebildet wird. Üblicherweise ist eine Kontaktoberfläche des zweiten Dichtungselementes, welche während des Verfahrens bzw. Pressens gleitend an der Gießkammerinnenwand anliegt, einem Verschleiß unterworfen bzw. wird während des Pressens abgerieben, sodass ein dadurch entstehendes Spiel zwischen dem zweiten Dichtungselement bzw. dessen Kontaktfläche und der Gießkammerinnenwand ein Nachrücken des zweiten Dichtungselementes in das Spiel bei der Druckkraftbeaufschlagung des zweiten Dichtungselementes bewirkt bzw. ermöglicht, wodurch der Spalt zwischen dem Presskolben und dem zweiten Dichtungselement gebildet wird. Indem derart entstehende Spalte bei nachfolgenden Pressvorgängen immer wieder mit Gießmaterial aufgefüllt werden, welches Gießmaterial anschließend im Spalt erstarrt, kann ein Verschleiß des zweiten Dichtungselementes ausgeglichen werden und damit eine nachhaltige Dichtwirkung des zweiten Dichtungselementes sichergestellt werden. Für eine robuste Abdichtung ist es günstig, wenn sich der Spalt entlang eines Umfanges des Presskolbenkörpers im Wesentlichen über eine Länge, insbesondere Längserstreckung, des zweiten Dichtungselementes entlang dieses Umfanges erstreckt. Ist das zweite Dichtungselement als Dichtungsring oder Dichtungsringsegment ausgebildet, ist es für eine robuste Abdichtung günstig, wenn der Spalt als Ringspalt bzw. ringförmig oder als Ringsegmentspalt bzw. ringsegmentförmig entlang eines Umfanges des Presskolbenkörpers ausgebildet wird.

Für eine fehlerarme Abdichtung ist es günstig, wenn das erste Dichtungselement und/oder zweite Dichtungselement während des Pressens des Gießmaterials jeweils über mehrere erste Zufuhrkanäle bzw. mehrere zweite Zufuhrkanäle mit dem Gießmaterial gießmaterialleitend in Verbindung steht und über diese mit vom Gießmaterial verursachter Druckkraft beaufschlagt wird. Zweckmäßig ist es dabei, wenn am jeweiligen Dichtungselement mündende Kanalausgänge der ersten bzw. zweiten Zufuhrkanäle in regelmäßigen Abständen am Dichtungselement bzw. einer dem Presskolbenkörper zugewandten Außenfläche des Dichtungselementes münden, um das Dichtungselement mit der Druckkraft zu beaufschlagen.

Um eine gleichmäßige Druckkraftbeaufschlagung zu erreichen, ist es günstig, wenn die mehreren ersten Zufuhrkanäle bzw. mehreren zweiten Zufuhrkanäle während des Pressens des Gießmaterials über einen gemeinsamen ersten Zufuhrhauptkanal bzw. gemeinsamen zweiten Zufuhrhauptkanal gießmaterialleitend mit dem Gießmaterial verbunden sind. Im Besonderen kann hierzu der erste Zufuhrhauptkanal und zweite Zufuhrhauptkanal als gemeinsamer Zufuhrhauptkanal ausgebildet sein, von welchem mehrere erste Zufuhrkanäle und mehrere zweite Zufuhrkanäle abzweigen. Für eine hohe Stabilität ist es günstig, wenn der Zufuhrhauptkanal in einem Querschnitt des Presskolbens bzw. Presskolbenkörpers zentral im Presskolben bzw. Presskolbenkörper angeordnet und insbesondere im Wesentlichen entlang einer Längsachse des Presskolbens bzw. Presskolbenkörpers verläuft.

Um ein Abkühlen und Erstarren des Gießmaterials im zweiten Zufuhrkanal zu bewirken und damit das zweite Dichtungselement in dessen Position zu fixieren, haben sich verschiedene Maßnahmen als praktikabel herausgestellt. So kann es ausreichend sein, durch konstruktive Maßnahmen, wie insbesondere einer ausreichenden Beabstandung zwischen dem ersten Dichtungselement und zweiten Dichtungselement und/oder insbesondere mit einem oder mehreren am oder im Presskolbenkörper angeordneten Wärmewiderstandselementen, ein Auftreten eines Temperaturgradienten im Presskolben bzw. zwischen dem ersten Zufuhrkanal und zweiten Zufuhrkanal zu bewirken, sodass das Gießmaterial im zweiten Zufuhrkanal abkühlt und erstarrt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der zweite Zufuhrkanal und/oder das zweite Dichtungselement mit einer Kühlvorrichtung gekühlt werden, um ein, insbesondere am zweiten Dichtungselement anliegendes, im zweiten Zufuhrkanal befindliches Gießmaterial abzukühlen, sodass dieses Gießmaterial erstarrt. Mögliche Ausgestaltungen hierzu sind insbesondere nachstehend im Rahmen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Detail erläutert.

Bewährt hat es sich, wenn das Dichtungssystem zumindest ein erstes Dichtungselement und zumindest ein zweites Dichtungselement aufweist, wobei die Dichtungselemente jeweils aktivierbar bzw. deaktivierbar sind, um durch Aktivierung der Dichtungselemente eine Abdichtung mit dem jeweiligen Dichtungselement zwischen Presskolben und Gießkammerinnenwand herzustellen bzw. einzustellen, insbesondere eine Intensität der Abdichtung bzw. Dichtwirkung zu variieren.

Vorteilhaft ist es entsprechend, wenn erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteiles vorgesehen ist, wobei in einer Gießkammer bereitgestelltes fließfähiges, insbesondere thixotropes, metallisches Gießmaterial mit einem in der Gießkammer relativ zur Gießkammer bewegbaren mit einer Gießkammerinnenwand der Gießkammer gleitend geführten Presskolben durch Bewegen des Presskolbens in eine Pressrichtung, insbesondere von der Gießkammer zumindest teilweise in eine Kavität einer Gießform gepresst wird, wonach üblicherweise das Gießmaterial zur Bildung des Bauteiles in der Gießform erstarren gelassen wird, wonach der Presskolben entgegen der Pressrichtung zurückbewegt wird, um das nächste Bauteil zu erstellen, wobei der Presskolben für eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand ein Dichtungssystem aufweist, wobei das Dichtungssystem zumindest ein erstes Dichtungselement und zumindest ein zweites Dichtungselement aufweist, wobei die Dichtungselemente jeweils aktivierbar sind, um eine Abdichtung mit dem jeweiligen Dichtungselement zwischen Presskolben und Gießkammerinnenwand herzustellen bzw. zu gewährleisten. Praktikabel ist es, wenn das erste und zweite Dichtungselement während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben aktiviert sind bzw. werden, sodass die Dichtungselemente gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt werden, um mit dem ersten und zweiten Dichtungselement eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand herzustellen, und wobei während eines Zurückbewegens des Presskolbens entgegen der Pressrichtung das erste Dichtungselement und zweite Dichtungselement deaktiviert sind bzw. werden, wobei das zweite Dichtungselement im Wesentlichen in dessen bei Aktivierung eingenommenen Position am Presskolben verbleibt bzw. gehalten wird.

Zweckmäßig ist es entsprechend, wenn das erste Dichtungselement bzw. zweite Dichtungselement in einem aktivierten Zustand des jeweiligen Dichtungselementes bzw. in einem Zustand, wenn dieses aktiviert ist, mit einer Druckkraft beaufschlagt gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt wird, und in einem deaktivierten Zustand des jeweiligen Dichtungselementes bzw. in einem Zustand, wenn dieses deaktiviert ist, nicht mehr mit der Druckkraft beaufschlagt gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt wird. Dadurch ist umsetzbar, dass in dessen aktivierten Zustand das erste bzw. zweite Dichtungselement druckkraftbeaufschlagt gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt bzw. gepresst werden, um eine, insbesondere robuste, Abdichtung zu erreichen. Vorteilhaft ist es, wenn beim Zurückbewegen des Presskolbens, das zweite Dichtungselement im Wesentlichen in einer in dessen aktivierten Zustand eingenommenen Position am Presskolben verbleibt bzw. gehalten wird, um eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand mit dem zweiten Dichtungselement zu gewährleisten. Das erste Dichtungselement nimmt in dessen deaktivierten Zustand üblicherweise eine Position ein, in welcher das erste Dichtungselement keine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand gewährleistet.

Auf diese Weise ist, wie vorstehend bereits ausgeführt, eine robuste und sichere Abdichtung während des Pressens erreichbar, insbesondere indem die Dichtungselemente mit der Druckkraft gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt werden, und eine verschleißarme Abdichtung bei einem Zurückziehen des Presskolbens, insbesondere indem die Dichtungselemente nicht mehr mit der Druckkraft beaufschlagt werden, jedoch das zweite Dichtungselement in dessen Position gehalten wird.

Das Verfahren kann vorteilhaft entsprechend bzw. analog den Merkmalen, Vorteilen und Wirkungen, welche, insbesondere bereits vorstehend, im Rahmen einer möglichen Ausbildung des Verfahrens beschrieben sind ausgeführt sein.

Das Ziel der Erfindung wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erreicht, wobei die Vorrichtung insbesondere zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, wenn das Dichtungssystem zumindest ein erstes Dichtungselement und zumindest ein zweites Dichtungselement aufweist, wobei das Dichtungssystem derart ausgebildet ist, dass während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben in die Kavität sowohl das erste Dichtungselement als auch das zweite Dichtungselement mit einer Druckkraft beaufschlagbar sind, sodass die Dichtungselemente gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt werden, um eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand sicherzustellen, und während eines Zurückbewegens des Presskolbens entgegen der Pressrichtung eine Beaufschlagung des ersten Dichtungselementes und zweiten Dichtungselementes mit der Druckkraft aufgehoben ist, wobei das zweite Dichtungselement in einer gegen die Gießkammerinnenwand gedrückten Position fixierbar ist.

Wie vorstehend dargelegt kann dadurch eine Dichtwirkung des Dichtungssystems mit hoher Sicherheit prozessschrittvariabel geändert werden, wobei eine besonders ausgeprägte Dichtwirkung des Dichtungssystems während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben und eine reduzierte Dichtwirkung während des Zurückbewegens des Presskolbens entgegen der Pressrichtung umsetzbar ist. Im Besonderen kann dadurch sowohl eine hohe Dichtwirkung während des Pressvorganges des Gießmaterials als auch ein geringer Verschleiß der Dichtungselemente erreicht werden. Vorteilhaft ist dies umsetzbar, wenn die Vorrichtung als Warmkammer- Druckgussmaschine ausgebildet ist. Das Gießmaterial kann dabei in einem flüssigen Zustand, oder bevorzugt in einem teilflüssigen bzw. thixotropen Zustand, in der Gießkammer bereitgestellt und mit dem Presskolben in die Kavität der Gießform gepresst werden.

Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend bzw. analog den Merkmalen, Vorteilen und Wirkungen, welche im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bauteiles, insbesondere vorstehend, beschrieben sind, ausgebildet sein kann. Analoges gilt auch für das erfindungsgemäße Verfahren im Hinblick auf eine, insbesondere nachstehend beschriebene, erfindungsgemäße Vorrichtung.

Der Presskolben ist üblicherweise mit einem Presskolbenkörper gebildet, wobei das Dichtungssystem eine, insbesondere gießmaterialdichte, Abdichtung zwischen dem Presskolben bzw. Presskolbenkörper und der den Presskolben führenden Gießkammerinnenwand bzw. Gießkammerinnenwänden der Gießkammer sicherstellt. Hierzu ist in der Regel vorgesehen, dass das erste und/oder zweite Dichtungselement am Presskolbenkörper, üblicherweise an einem Außenmantel des Presskolbenkörpers, angeordnet ist. Der Presskolben bzw. Presskolbenkörper weist typischerweise eine Stirnfläche auf, um bei einer Bewegung des Presskolbens in Pressrichtung eine Presskraft mit der Stirnfläche auf das Gießmaterial auszuüben, sodass das Gießmaterial in die Kavität gepresst wird. Die Stirnfläche weist häufig eine Beschichtung hoher Temperaturbeständigkeit und/oder Verschleißbeständigkeit auf bzw. ist eine solche Beschichtung auf der Stirnfläche aufgebracht.

Mit einem erfindungsgemäßen Aufbau kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Gießmaterial, vor allem dessen Temperatur, während des Pressens mit dem Presskolben durch den Presskolben bzw. das Dichtungssystem nicht negativ beeinflusst wird. Im Besonderen können auf diese Weise unerwünschte Vorerstarrungen des in der Gießkammer bereitgestellten Gießmaterials, insbesondere wenn das Verfahren als Warmkammer-Druckgussmaschine ausgebildet ist, vermieden werden. Vor allem sind unerwünschte Erstarrungen von Gießmaterial an der Stirnfläche des Presskolbens bzw. Presskolbenkörpers, wie dies häufig von einstufigen Dichtungssystemen bekannt ist, verhinderbar.

Bewährt hat es sich, wenn das Dichtungssystem derart ausgebildet ist, dass die Druckkraft, mit welcher während des Pressens des Gießmaterials das erste Dichtungselement bzw. zweite Dichtungselement gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt wird, durch das Pressen des Gießmaterials mit dem Presskolben bewirkbar ist. Dadurch sind ein einfacher und robuster Aufbau und Verfahrensablauf ermöglicht.

Ein fehlerarm bedienbarer Aufbau ist erreichbar, wenn das Dichtungssystem mit einem ersten Zufuhrkanal und/oder einem zweiten Zufuhrkanal gebildet ist, wobei der erste Zufuhrkanal bzw. zweite Zufuhrkanal derart mit dem ersten Dichtungselement bzw. zweiten Dichtungselement in Verbindung steht, dass während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben das erste Dichtungselement über den ersten Zufuhrkanal bzw. das zweite Dichtungselement über den zweiten Zufuhrkanal gießmaterialleitend mit dem zu pressenden Gießmaterial verbunden sind, sodass das erste Dichtungselement bzw. zweite Dichtungselement durch eine vom Gießmaterial verursachte Druckkraft gegen die Gießkammerinnenwand drückbar sind bzw. gedrückt wird, um eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand zu erreichen. Im Besonderen ist es entsprechend günstig, wenn das Dichtungssystem einen ersten Zufuhrkanal und zweiten Zufuhrkanal aufweist, welche auf vorgenannte Weise mit dem ersten Dichtungselement und zweiten Dichtungselement in Verbindung stehen. Auf diese Weise kann neben einer hohen Robustheit und Sicherheit besonders effizient erreicht werden, dass eine Temperatur des Gießmaterials durch den Presskolben bzw. Presskolbenkörper bzw. dessen Stirnfläche nicht oder lediglich in geringem Maße beeinflusst wird, da durch die gießmaterialführenden Zufuhrkanäle eine Temperatur des Presskolbens, insbesondere dessen Stirnfläche, auf hoher Temperatur gehalten werden kann.

Von Vorteil für eine hohe Robustheit ist es, wenn der Presskolben derart ausgebildet ist, dass ein während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben, insbesondere am zweiten Dichtungselement anliegendes, im zweiten Zufuhrkanal befindliches Gießmaterial abkühlt und erstarrt, um das zweite Dichtungselement in einer gegen die Gießkammerinnenwand gedrückten Position zu fixieren. Zweckmäßig ist es, wenn der Presskolben derart ausgebildet ist, dass ein während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben, insbesondere am ersten Dichtungselement anliegendes, im ersten Zufuhrkanal befindliches Gießmaterial fließfähig bleibt. Damit ist erreichbar, dass während eines Zurückbewegens des Presskolbens entgegen der Pressrichtung eine Beaufschlagung des ersten Druckelementes mit der Druckkraft und insbesondere ein Drücken des ersten Dichtelementes gegen die Gießkammerinnenwand nicht mehr gegeben bzw. beendet ist.

Um ein Abkühlen und Erstarren des Gießmaterials im zweiten Zufuhrkanal zu bewirken und damit das zweite Dichtungselement in dessen Position zu fixieren, haben sich verschiedene Maßnahmen als praktikabel herausgestellt. So kann es ausreichend sein, durch konstruktive Maßnahmen ein Auftreten eines Temperaturgradienten im Presskolben bzw. im Besonderen zwischen dem ersten Zufuhrkanal und zweiten Zufuhrkanal zu bewirken, sodass das Gießmaterial im zweiten Zufuhrkanal abkühlt und erstarrt und insbesondere im ersten Zufuhrkanal fließfähig bleibt.

Günstig ist es hierzu, wenn entgegen der Pressrichtung des Presskolbens das erste Dichtungselement dem zweiten Dichtungselement vorgelagert und von diesem beabstandet angeordnet ist, um während des Pressens des Gießmaterials einen Temperaturgradienten zwischen dem ersten Zufuhrkanal und zweiten Zufuhrkanal zu bewirken, um Gießmaterial im zweiten Zufuhrkanal abzukühlen. Auf diese Weise ist erreichbar, dass das während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben im zweiten Zufuhrkanal befindliche, insbesondere am zweiten Dichtungselement anliegende, Gießmaterial abkühlt und erstarrt. Bewährt hat es sich hierzu, wenn ein Abstand zwischen dem ersten Dichtungselement und zweiten Dichtungselement in Pressrichtung des Presskolbens größer als ein durchschnittlicher Durchmesser des Presskolbens orthogonal zur Pressrichtung ist, insbesondere zumindest 1,5-mal, bevorzugt zumindest 2-mal, besonders bevorzugt zumindest 2, 5-mal, so groß ist. Je nach konkreter Umsetzung kann der Abstand zwischen dem ersten Dichtungselement und zweiten Dichtungselement in Pressrichtung aber auch kleiner als ein durchschnittlicher Durchmesser des Presskolbens orthogonal zur Pressrichtung sein, insbesondere wenn ein nachstehendes Wärmewiderstandselement vorhanden ist.

Alternativ oder kumulativ hat es sich bewährt, wenn entgegen der Pressrichtung des Presskolbens dem zweiten Dichtungselement vorgelagert bzw. insbesondere zwischen dem ersten Dichtungselement und dem zweiten Dichtungselement zumindest ein Wärmewiderstandselement angeordnet ist, dessen Wärmeleitfähigkeit kleiner ist als eine durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit des Presskolbens bzw. Presskolbenkörpers, um während des Pressens des Gießmaterials einen Temperaturgradienten im Presskolben bzw. zwischen dem ersten Zufuhrkanal und zweiten Zufuhrkanal zu bewirken, um das Gießmaterial im zweiten Zufuhrkanal abzukühlen. Auf diese Weise ist erreichbar, dass das während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben im zweiten Zufuhrkanal befindliche, insbesondere am zweiten Dichtungselement anliegende, Gießmaterial abkühlt und erstarrt. Vorteilhaft ist es entsprechend, wenn mehrere Wärmewiderstandselemente vorhanden sind. Das Wärmewiderstandselement ist üblicherweise mit einer bzw. als Keramik ausgebildet und/oder weist eine poröse Material Struktur auf. Zweckmäßig ist es, wenn der Presskolben bzw. Presskolbenkörper zumindest eine Wärmewiderstandsaufnahme aufweist, um das Wärmewiderstandselement formschlüssig und/oder kraftschlüssig aufzunehmen. Die Wärmewiderstandsaufnahme kann beispielsweise mit einer Vertiefung, Nut oder Bohrung im bzw. durch den Presskolbenkörper ausgebildet sein, in welche das Wärmewiderstandselement zumindest teilweise, insbesondere gänzlich, einfügbar ist. Praktisch ist es, wenn das Wärmewiderstandselement im Wesentlichen ringförmig bzw. ringsegmentförmig geformt ist und entlang eines Umfanges des Presskolbenkörpers am Presskolbenkörper, insbesondere lösbar, angeordnet ist. Für eine hohe Robustheit und Praktikabilität ist es zweckmäßig, wenn das Wärmewiderstandselement als elastisch erweiterbarer, insbesondere geschlitzter, Ring ausgebildet ist, sodass ein Umfang des Wärmewiderstandselementes aufweitbar ist. Dies ermöglicht ein einfaches Anbringen oder Lösen des Wärmewiderstandselementes am bzw. vom Presskolbenkörper. Eine hohe Praktikabilität ist erreichbar, wenn das Wärmewiderstandselement mit mehreren separaten Ringsegmentteilstücken gebildet ist, welche entlang eines Umfanges des Presskolbenkörpers im Wesentlichen eine Ringstruktur bildend, insbesondere aneinander angrenzend oder anliegend, am Presskolbenkörper angeordnet bzw. anordenbar sind. Bewährt hat es sich, wenn die Wärmewiderstandsaufnahme mit einer entlang eines Umfanges verlaufenden Nut im Presskolbenkörper gebildet ist, in welche das Wärmewiderstandselement zumindest teilweise, insbesondere gänzlich, eingefügt bzw. einfügbar ist. Günstig ist es, wenn das Wärmewiderstandselement an einer eine Außenfläche des Presskolbens bildendenden Außenfläche des Wärmewiderstandselementes eine Beschichtung aufweist, deren Widerstandsfähigkeit, insbesondere Festigkeit, Härte und/oder Temperaturbeständigkeit, größer ist als eine durchschnittliche entsprechende Widerstandsfähigkeit des Wärmewiderstandselementes, insbesondere eines Restes des Wärmewiderstandselementes. Um das Wärmewiderstandselement vor äußeren Belastungen zu schützen, hat es sich bewährt, wenn ein Bedeckungselement vorhanden ist, welches eine Außenfläche des Wärmewiderstandselementes abdeckend an einem Außenumfang des Wärmewiderstandselementes bzw. Presskolbenkörpers, insbesondere lösbar, angeordnet ist. Das Bedeckungselement ist vorzugsweise im Wesentlichen ringförmig bzw. ringsegmentförmig geformt und entlang eines Umfanges des Wärmewiderstandselementes am Presskolbenkörper oder am

Wärmewiderstandselement, insbesondere lösbar, angeordnet. Praktikabel ist es, wenn das Bedeckungselement als elastisch erweiterbarer, insbesondere geschlitzter, Ring ausgebildet ist, sodass ein Umfang des Bedeckungselementes für ein Anbringen oder Lösen des Bedeckungselementes am bzw. vom Wärmewiderstandselement bzw. Presskolbenkörper aufweitbar ist. Zweckmäßig ist es, wenn das Bedeckungselement mit mehreren separaten Bedeckungselementteilstücken gebildet ist, welche entlang eines Umfanges des Wärmewiderstandselementes bzw. Presskolbenkörpers im Wesentlichen eine Ringstruktur bildend, insbesondere aneinander angrenzend oder anliegend, am Wärmewiderstandselement bzw. Presskolbenkörper angeordnet bzw. anordenbar sind. Günstig kann es sein, wenn das Bedeckungselement als Abdichtungselement, beispielsweise als Dichtungsring, ausgebildet ist, welches eine Dichtwirkung für eine Abdichtung zwischen dem Presskolben bzw. Presskolbenkörper und der Gießkammerinnenwand aufweist bzw. zu dieser beiträgt. Das Bedeckungselement kann entsprechend den Merkmalen und dazu korrespondierenden Wirkungen des ersten bzw. zweiten Dichtungselementes ausgebildet bzw. geformt sein.

Besonders effizient ist es, alternativ oder kumulativ zu den vorgenannten Maßnahmen, wenn der Presskolben, insbesondere Presskolbenkörper, eine Kühlvorrichtung aufweist, mit welcher der zweite Zufuhrkanal und/oder das zweite Dichtungselement kühlbar ist bzw. gekühlt wird, um ein, insbesondere am zweiten Dichtungselement anliegendes, im zweiten Zufuhrkanal befindliches Gießmaterial abzukühlen, sodass dieses Gießmaterial erstarrt. Für eine gezielte Steuerung bzw. Abkühlung des Gießmaterials im zweiten Zufuhrkanal hat es sich bewährt, wenn der Presskolben bzw. Presskolbenkörper ein oder mehrere vorgenannte Wärmewiderstandselemente aufweist und eine vorgenannte Kühlvorrichtung vorgesehen ist. Es versteht sich, dass die Kühlvorrichtung üblicherweise ausgebildet ist, mehrere, vorzugsweise sämtliche, zweiten Zufuhrkanäle zu kühlen. Üblicherweise ist dabei vorgesehen, dass der zweite Zufuhrkanal bzw. ein darin befindliches Gießmaterial und/oder das zweite Dichtungselement während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben und/oder während des Zurückbewegens des Presskolbens gekühlt wird. Meist erfolgt eine solche Kühlung während eines gesamten Gießzyklus.

Für einen widerstandsfähigen Aufbau ist es günstig, wenn die Kühlvorrichtung mit zumindest einem, üblicherweise im Presskolben bzw. Presskolbenkörper angeordneten, Kühlkanal gebildet ist, durch welchen Kühlmittel geleitet wird bzw. leitbar ist, um den zweiten Zufuhrkanal und/oder das zweite Dichtungselement zu kühlen. In der Regel ist die Kühlvorrichtung mit mehreren derartigen Kühlkanälen gebildet. Das Kühlmittel kann flüssig und/oder gasförmig ausgebildet sein, beispielweise mit bzw. in Form von Wasser, Öl, Luft und/oder Kohlendioxid. Alternativ oder kumulativ kann es für eine präzise Steuerung praktisch sein, wenn die Kühlvorrichtung mit einer Peltier-Element-Kühlung, aufweisend ein oder mehrere Peltier-Elemente, gebildet ist.

Für eine effiziente Kühlung hat es sich bewährt, wenn die Kühlvorrichtung eine mit einem Hohlraum im Presskolben bzw. Presskolbenkörper gebildete Kühlkammer sowie an die Kühlkammer angeschlossen zumindest einen Zuführungskühlkanal und zumindest einen Abführungskühlkanal aufweist, um Kühlmittel über den Zuführungskühlkanal der Kühlkammer zuzuführen und Kühlmittel über den Abführungskühlkanal von der Kühlkammer abzuführen. Insbesondere kann die Kühlvorrichtung mit mehreren, insbesondere kühlmittelleitend verbundenen, Hohlräumen im Presskolben bzw. Presskolbenkörper gebildet sein. Vorzugsweise sind mehrere Zuführungskanäle und/oder Abführungskanäle vorhanden. Eine zeiteffiziente Kühlung ist erreichbar, wenn die Kühlkammer in einem Querschnitt durch den Presskolben bzw. Presskolbenkörper einen Durchmesser aufweist, welcher zumindest 0,3-mal, insbesondere zumindest 0,5-mal, bevorzugt zumindest 0,75-mal, so groß ist wie der durchschnittliche Durchmesser des Presskolbens bzw. Presskolbenkörpers.

Eine einfache Wartbarkeit ist erreichbar, wenn der Presskolbenkörper ein Vordersegment und ein entgegen der Pressrichtung des Presskolbens dem Vordersegment nachgeordnetes Hintersegment aufweist, wobei das Vordersegment lösbar mit dem Hintersegment formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist, und im Vordersegment die Kühlkammer angeordnet ist und im Hintersegment der zumindest eine Zuführungskühlkanal und/oder zumindest eine Abführungskühlkanal angeordnet sind. Auf diese Weise kann für eine Wartung das Vordersegment vom Hintersegment gelöst werden, sodass eine einfache Zugänglichkeit zur Kühlkammer bzw. den Kühlkanälen gegeben ist. Praktisch ist es, wenn das Vordersegment und das Hintersegment mit bzw. durch Stecken, insbesondere mit einer Steckverbindung, miteinander verbindbar bzw. verbunden sind. Üblicherweise ist ein Verbindungsverschluss vorgesehen, mit welchem das Vordersegment und Hintersegment formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbindbar bzw. fixierbar sind. Beispielsweise kann der Verbindungsverschluss mit einer Verschlussstückaufnahme am Hintersegment und einer Verschlussstückaufnahme am Vordersegment gebildet sein, wobei ein Verschlussstück formschlüssig und/oder kraftschlüssig in beide Verschlussstückaufnahmen eingefügt ist bzw. wird, um das Vordersegment mit dem Hintersegment lösbarzu verbinden.

Für einen widerstandfähigen Aufbau ist es günstig, wenn der erste Zufuhrkanal bzw. zweite Zufuhrkanal zumindest teilweise, bevorzugt gänzlich, innerhalb des Presskolbenkörpers verlaufend angeordnet sind. Wenngleich es auch möglich ist, dass der erste bzw. zweite Zufuhrkanal in Form einer Nut im Presskolbenkörper bzw. in dessen Mantelfläche ausgebildet ist, hat es sich gezeigt, dass eine solche Ausbildung üblicherweise mit einer wenig effizienten Druckkraftbeaufschlagung der Dichtungselemente verbunden ist und häufig zu ungewollten Druckschwankungen bzw. Vibrationen des Presskolbenkörpers während des Pressens des Gießmaterials führt bzw. eine höhere Fehleranfälligkeit aufweist.

Eine robuste Abdichtung ist erreichbar, wenn der Presskolben bzw. Presskolbenkörper mehrere vorgenannte erste bzw. zweite Zufuhrkanäle aufweist. Üblicherweise erstrecken sich die ersten bzw. zweiten Zufuhrkanäle jeweils bis zur Dichtungselementaufnahme des ersten bzw. zweiten Dichtungselementes, in welcher das jeweilige Dichtungselement angeordnet ist, um das Dichtungselement mit der Druckkraft zu beaufschlagen, sodass das Dichtungselement im Einsatzzustand während des Pressens gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt wird. Ist die Dichtungselementaufnahme mit einer Nut oder Vertiefung ausgebildet, ist es günstig, wenn der erste bzw. zweite Zufuhrkanal in die Nut bzw. Vertiefung der Dichtungselementaufnahme mündet, vorzugsweise an einer Bodenfläche der Nut bzw. Vertiefung, welche vom jeweiligen Dichtungselement in Tiefenrichtung der Nut bzw. Vertiefung betrachtet, zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen gänzlich, überdeckt wird. Um eine hohe Druckkraft zu erhalten, ist es günstig, wenn eine am ersten bzw. zweiten Dichtungselement bzw. dessen Dichtungsaufnahme mündende Zufuhrkanalausgangsöffnung des ersten bzw. zweiten Zufuhrkanals im Wesentlichen vollständig vom ersten bzw. zweiten Dichtungselement überdeckt wird. Für eine gleichmäßige Druckkraftverteilung am jeweiligen Dichtungselement, ist es zweckmäßig, wenn am ersten bzw. zweiten Dichtungselement mündende Zufuhrkanalausgangsöffnungen der ersten bzw. zweiten Zufuhrkanäle in regelmäßigen Abständen am Dichtungselement bzw. der Dichtungselementaufnahme, insbesondere deren Bodenfläche, münden. Praktikabel ist es, wenn eine Zufuhrkanaleingangsöffnung des ersten bzw. zweiten Zufuhrkanals, über welche Gießmaterial für die Druckkraftbeaufschlagung in den ersten bzw. zweiten Zufuhrkanal einleitbar ist, an der Stirnfläche des Presskolbens bzw. Presskolbenkörpers angeordnet ist, um Gießmaterial über die Kanaleingangsöffnung in den jeweiligen Zufuhrkanal einzuleiten. Insbesondere kann dadurch während des Pressens eine hohe Temperatur der Stirnfläche sichergestellt werden, um eine negative Beeinflussung einer Temperatur des Gießmaterials durch die Stirnfläche zu vermeiden.

Um eine gleichmäßige Druckkraftbeaufschlagung zu erreichen, ist es günstig, wenn die mehreren ersten Zufuhrkanäle und/oder mehreren zweiten Zufuhrkanäle gießmaterialleitend mit einem gemeinsamen ersten Zufuhrhauptkanal bzw. gemeinsamen zweiten Zufuhrhauptkanal verbunden sind, um im Einsatzzustand bzw. während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben die ersten bzw. zweiten Zufuhrkanäle über den jeweiligen Zufuhrhauptkanal mit Gießmaterial zu befüllen. Im Besonderen kann hierzu der erste Zufuhrhauptkanal und zweite Zufuhrhauptkanal durch einen einzigen bzw. gemeinsamen Zufuhrhauptkanal gebildet sein, von welchem mehrere erste Zufuhrkanäle und mehrere zweite Zufuhrkanäle abzweigen. Günstig ist es dann, wenn eine Zufuhrhauptkanalöffnung des ersten Zufuhrhauptkanals bzw. zweiten Zufuhrhauptkanals bzw. gegebenenfalls gemeinsamen Zufuhrhauptkanals an der Stirnfläche des Presskolbens bzw. Presskolbenkörpers angeordnet ist, um Gießmaterial über die Zufuhrhauptkanalöffnung in den ersten bzw. zweiten Zufuhrhauptkanal einzuleiten. Für eine effiziente Gießmaterialleitung ist es zweckmäßig, wenn der erste bzw. zweite Zufuhrhauptkanal eine Längserstreckung aufweist, welche krümmungsfrei ausgebildet ist, um Gießmaterial mit dem jeweiligen Zufuhrhauptkanal umlenkungsfrei zu leiten. Vorzugsweise weist der erste bzw. zweite Zufuhrhauptkanal dabei eine Längserstreckung im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Presskolbens bzw. zur Pressrichtung des Presskolbens auf. Für eine effiziente Druckbeaufschlagung ist es günstig, wenn eine Querschnittfläche des ersten bzw. zweiten Zufuhrhauptkanals größer ist als einen Querschnittsfläche jeweils der ersten bzw. zweiten Zufuhrkanäle. Insbesondere hat es sich bewährt, wenn die Querschnittsfläche des ersten bzw. zweiten Zufuhrhauptkanals zumindest doppelt, vorzugsweise zumindest dreimal, besonders bevorzugt zumindest viermal, so groß wie die Querschnittsfläche der jeweiligen ersten bzw. zweiten Zufuhrkanäle ist.

Für einen widerstandfähigen Aufbau ist es günstig, wenn der erste Zufuhrhauptkanal bzw. zweite Zufuhrhauptkanal zumindest teilweise, bevorzugt gänzlich, innerhalb des Presskolbenkörpers verlaufend angeordnet sind. Wenngleich es auch möglich ist, dass der erste bzw. zweite Zufuhrhauptkanal in Form einer Nut im Presskolbenkörper bzw. in dessen Mantelfläche ausgebildet ist, hat es sich gezeigt, dass eine solche Ausbildung mit ungewollten Druckschwankungen am Presskolbenkörper bzw. Vibrationen des Presskolbenkörpers während des Pressens des Gießmaterials bzw. einer höheren Fehleranfälligkeit verbunden sein kann.

Für eine gleichmäßige und zuverlässige Druckkraftbeaufschlagung ist es vorteilhaft, wenn die Länge der mehren ersten bzw. zweiten Zufuhrkanäle, welche einem gemeinsamen ersten bzw. zweiten Dichtungselement zugeordnet sind, um dieses mit Druckkraft zu beaufschlagen, im Wesentlichen gleich groß ist. Alternativ oder zusätzlich ist es hierzu günstig, wenn die ersten bzw. zweiten Zufuhrkanäle eine Längserstreckung aufweisen, welche krümmungsfrei ausgebildet ist, um Gießmaterial mit dem jeweiligen Zufuhrkanal umlenkungsfrei zu leiten. Auf diese Weise sind ungewollte Druckschwankungen in einem mit dem Zufuhrkanal geleiteten Gießmaterial vermeidbar. Ein einfacher Aufbau ist erreichbar, wenn die mehreren ersten Zufuhrkanäle, welche zur Druckkraftbeaufschlagung einem gemeinsamen ersten Dichtungselement zugeordnet sind, entlang einer Längserstreckung des ersten Zufuhrhauptkanals im Wesentlichen von einem gemeinsamen Kreuzungsbereich aus zum ersten Dichtungselement abzweigen. Alternativ oder zusätzlich ist es günstig, wenn die mehreren zweiten Zufuhrkanäle, welche zur Druckkraftbeaufschlagung einem gemeinsamen zweiten Dichtungselement zugeordnet sind, entlang einer Längserstreckung des zweiten Zufuhrhauptkanals im Wesentlichen von einem gemeinsamen Kreuzungsbereich aus zum zweiten Dichtungselement abzweigen. Zweckmäßig ist es hierzu, wenn die mehreren ersten bzw. zweiten Zufuhrkanäle entlang eines Umfanges des ersten bzw. zweiten Zufuhrhauptkanals, vorzugsweise gleichmäßig, verteilt in den Zufuhrhauptkanal münden.

Vorteilhaft ist es, wenn der erste Zufuhrkanal bzw. dessen Längsachse im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des Presskolbens ausgerichtet ist. Damit kann während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben eine Ausbildung eines Temperaturgradienten entlang des ersten Zufuhrkanals möglichst klein gehalten werden, um im ersten Zufuhrkanal befindliches Gießmaterial fließfähig zu halten. Günstig ist es, wenn der zweite Zufuhrkanal bzw. dessen Längsachse in Richtung des zweiten Dichtungselementes führend im Wesentlichen winklig zur Längsachse des Presskolbens entgegen der Pressrichtung des Presskolbens ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben ein Einstellen eines Temperaturgradienten entlang des zweiten Zufuhrkanals begünstigt werden, um ein Abkühlen und Erstarren des im zweiten Zufuhrkanal befindlichen, insbesondere am zweiten Dichtungselement anliegenden, Gießmaterials zu bewirken. Vorgenanntes gilt analog für weitere, insbesondere sämtliche, erste bzw. zweite Zufuhrkanäle.

Für eine einfache Bedienbarkeit ist es zweckmäßig, wenn der Presskolben zumindest einen Schmiermittelkanal mit einem oder mehreren Schmiermittelkanalausgängen aufweist, welche Schmiermittelkanalausgänge an einer Außenoberfläche bzw. Mantelfläche des Presskolbens bzw. Presskolbenkörpers angeordnet sind, um Schmiermittel durch den Schmiermittelkanal zu pressen, sodass Schmiermittel über die Schmiermittelkanalausgänge auf die Außenoberfläche bzw. Mantelfläche des Presskolbens bzw. Presskolbenkörpers führbar ist bzw. geführt wird. Auf diese Weise kann eine Reibung zwischen dem Presskolben und den diese führenden Gießkanalinnenwänden verringert werden. Üblicherweise sind mehrere derartige Schmiermittelkanäle vorhanden, welche häufig von einem gemeinsamen Schmiermittelhauptkanal abzweigen, um die Schmiermittelkanäle über den Schmiermittelhauptkanal mit Schmiermittel zu befüllen. Zweckmäßig ist es, wenn am Schmiermittelkanalausgang ein federkraftbelastetes oder elastisch verformbares Abdeckelement angeordnet ist, welches den Schmiermittelkanalausgang verschließt und bei ausreichend wirkendem Schmiermittelpressdruck auf das Abdeckelement entgegen einer Federkraftbelastung des Abdeckelementes zumindest teilweise öffnet, sodass Schmiermittel über den Schmiermittelkanalausgang austreten kann. Auf diese Weise ist verhinderbar, dass Schmiermittelkanalausgänge verunreinigt und/oder mit Gießmaterial verschlossen bzw. verstopft werden. Vorzugsweise weisen mehrere, insbesondere sämtliche, Schmiermittelkanalausgänge, derartige Abdeckelemente auf. Das Abdeckelement kann beispielsweise im Wesentlichen ringförmig bzw. ringsegmentförmig geformt und entlang eines Umfanges des Presskolbenkörpers am Presskolbenkörper, insbesondere lösbar, angeordnet sein. Für eine hohe Robustheit ist es zweckmäßig, wenn das Abdeckelement als elastisch erweiterbarer, insbesondere geschlitzter, Ring ausgebildet ist, sodass ein Umfang des Abdeckelementes bei ausreichendem Schmiermittelpressdruck erweiterbar ist, um den Schmiermittelkanalausgang zu öffnen.

Praktisch ist es, wenn eines der Dichtungselemente, insbesondere das erste und/oder zweite Dichtungselement, als Abdeckelement verwendet ist bzw. wird. Dies ist umsetzbar, wenn das jeweilige Dichtungselement sowohl die Zufuhrkanalausgangsöffnung des jeweiligen Zufuhrkanals als auch den Schmiermittelkanalausgang überdeckt, wobei das Dichtungselement ein Barrieresegment aufweist, welches derart ausgebildet bzw. geformt ist, dass dieses bei Beaufschlagung des Dichtungselementes mit der Druckkraft verhindert, dass Gießmaterial aus dem Zufuhrkanal zum Schmiermittelkanalausgang des Schmiermittelkanals gelangt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das erste bzw. zweite Dichtungselement mehrere Flügelabschnitte aufweist, wobei einer der Flügelabschnitte zumindest eine Zufuhrkanalausgangsöffnung überdeckt und ein anderer Flügelabschnitt zumindest einen Schmiermittelkanalausgang überdeckt, wobei das Dichtungselement zwischen den Flügelabschnitten eine Erhebung aufweist, um einen Übertritt von aus der Zufuhrkanalausgangsöffnung austretendem Gießmaterial zu den Schmiermittelkanalausgängen zu verhindern. Üblicherweise ist die Erhebung hierzu in einer zur Erhebung formkorrespondierenden Vertiefung des Presskolbenkörpers angeordnet. Alternativ kann es zweckmäßig sein, dass die Erhebung durch eine Vertiefung im Dichtungselement ersetzt ist, in welche eine zur Vertiefung formkorrespondierende Erhebung des Presskolbenkörpers eingefügt ist. Zweckmäßig ist es dann, wenn das Dichtungselement bei ausreichendem Schmiermitteldruck durch den Schmiermitteldruck vom Schmiermittelkanalausgang weggedrückt wird bzw. wegdrückbar ist, sodass Schmiermittel aus dem Schmiermittelkanalausgang austreten kann.

Für eine hohe Robustheit hat es sich als günstig erwiesen, wenn das zumindest eine erste Dichtungselement und/oder das zumindest eine zweite Dichtungselement mit, insbesondere aus, Stahl gebildet ist. Für eine nachhaltige Dichtwirkung des zweiten Dichtungselementes, insbesondere bei einem Zurückbewegen des Presskolbens, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das zumindest eine zweite Dichtungselement mit, insbesondere aus, einer Kupferbasislegierung, bevorzugt Kupfer-Beryllium-Legierung, gebildet ist. Dies gilt insbesondere für ein Pressen von thixotropem Gießmaterial bzw. bei langen Taktzeiten.

Günstig ist es, wenn der zumindest eine Schmiermittelkanal entlang dessen Längserstreckung einen variierenden Durchmesser aufweist, insbesondere stromabwärts einen kontinuierlich zunehmenden Durchmesser aufweist. Auf diese Weise können Verschmutzungen leichter mit einem im Schmiermittelkanal fließenden Schmiermittel ausgespült bzw. mittransportiert werden. Bewährt hat es sich, wenn der Schmiermittelkanal dabei im Wesentlichen konisch, insbesondere kegelstupfartig, geformt ist.

Das weitere Ziel der Erfindung wird mit einem Presskolben der eingangs genannten Art erreicht, wobei der Presskolben insbesondere für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bauteiles bzw. im Besonderen zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, ausgebildet ist, wenn das Dichtungssystem zumindest ein erstes Dichtungselement und zumindest ein zweites Dichtungselement aufweist, wobei das Dichtungssystem derart ausgebildet ist, dass während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben in die Kavität sowohl das erste Dichtungselement als auch das zweite Dichtungselement mit einer Druckkraft beaufschlagbar sind, sodass die Dichtungselemente gegen die Gießkammerinnenwand gedrückt werden, um eine Abdichtung zwischen dem Presskolben und der Gießkammerinnenwand sicherzustellen, und während eines Zurückbewegens des Presskolbens entgegen der Pressrichtung eine Beaufschlagung des ersten Dichtungselementes und zweiten Dichtungselementes mit der Druckkraft aufgehoben ist, wobei das zweite Dichtungselement in einer gegen die Gießkammerinnenwand gedrückten Position fixierbar ist.

Wie vorstehend dargelegt kann dadurch eine Dichtwirkung des Dichtungssystems prozessschrittvariabel angepasst geändert werden, wobei eine besonders ausgeprägte Dichtwirkung des Dichtungssystems während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben und eine reduzierte Dichtwirkung während des Zurückbewegens des Presskolbens entgegen der Pressrichtung umsetzbar ist. Dadurch ist ein Betrieb des Presskolbens mit hoher Praktikabilität, hoher Sicherheit und geringem Verschleiß durchführbar.

Es versteht sich, dass der erfindungsgemäße Presskolben entsprechend bzw. analog den Merkmalen, Vorteilen und Wrkungen, welche im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bauteiles bzw. im Rahmen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere vorstehend, beschrieben sind, ausgebildet sein kann.

Analoges gilt auch für das Verfahren im Hinblick auf den Presskolben. Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen ergeben sich aus den nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausschnittes einer Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bauteiles mit einem mit einer Gießkammerinnenwand geführten Presskolben in einem Längsschnitt;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Hintersegmentes des Presskolbens der Fig. 1; Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Vordersegmentes des Presskolbens der Fig. 1. Fig. 4 bis Fig. 6 schematische Darstellungen eines vergrößerten Bereiches der Darstellung der Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnittes einer Vorrichtung 1 zur Herstellung eines metallischen Bauteiles mit einem in einer Gießkammer angeordneten Presskolben 3 in einem Längsschnitt des Presskolbens 3. Ersichtlich ist ein Abschnitt einer Gießkammer mit einer Gießkammerinnenwand 2, mit welcher ein Presskolben 3 gleitend geführt relativ zur Gießkammer beweglich angeordnet ist, um mit Bewegen des Presskolbens 3 in eine Pressrichtung P ein in der Gießkammer bereitgestelltes fließfähiges, insbesondere thixotropes, metallisches Gießmaterial mit dem Presskolben 3 in eine der Gießkammer stromabwärts nachgeordnete Gießform bzw. deren Kavität zu pressen. Der Presskolben 3 weist ein mit mehreren Dichtungselementen 5, 6 gebildetes Dichtungssystem auf, um eine Abdichtung zwischen dem Presskolben 3 bzw. einem Presskolbenkörper 4 des Presskolbens 3, an welchem die Dichtungselemente 5, 6 angeordnet sind, und der Gießkammerinnenwand 2 umzusetzen. Der Presskolben 3 bzw. Presskolbenkörper 4 weist eine Stirnfläche 23 auf, um bei der Bewegung des Presskolbens 3 in Pressrichtung P eine Presskraft mit der Stirnfläche 23 auf das Gießmaterial auszuüben, sodass das Gießmaterial in die Kavität gepresst wird. Die Stirnfläche 23 ist vorzugsweise mit einer Beschichtung hoher Temperaturbeständigkeit und/oder Verschleißbeständigkeit gebildet.

Das Dichtungssystem weist zwei erste Dichtungselemente 5 und ein zweites Dichtungselement 6 auf, welche ringförmig entlang eines Umfanges des Presskolbenkörpers 4 am Presskolbenkörper 4 angeordnet sind. Üblicherweise sind die ersten Dichtungselemente 5 bzw. das zweite Dichtungselement 6 als geschlitzte Dichtungsringe, welche einen Schlitz als Dehnungsfuge aufweisen, sodass die ersten Dichtungsringe 5 bzw. zweiten Dichtungsringe 6 unter der Druckkraftbelastung radial aufweitbar sind bzw. ein Umfang der Dichtungsringe 5, 6 vergrößerbar ist, ersichtlich in Fig. 3.

Weiter weist das Dichtungssystem mehrere erste Zufuhrkanäle 7, welche mit den ersten Dichtungselementen 5 gießmaterialleitend in Verbindung stehen, und mehrere zweite Zufuhrkanäle 8, welche mit dem zweiten Dichtungselement 6 gießmaterialleitend in Verbindung stehen, auf, sodass während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben 3 die ersten Dichtungselemente 5 und das zweite Dichtungselement 6 über die ersten Zufuhrkanäle 7 bzw. die zweiten Zufuhrkanäle 8 mit einer vom Gießmaterial ausgeübten Druckkraft gegen die Gießkammerinnenwand 2 drückbar sind bzw. gedrückt werden, um eine Abdichtung zwischen dem Presskolben 3 bzw. dem Presskolbenkörper 4 und der Gießkammerinnenwand 2 zu erreichen. Dadurch kann während des Pressens eine hohe Druckwirkung erreicht werden und gleichzeitig eine hohe Temperatur der Stirnfläche 23 aufrechterhalten werden, sodass eine Temperatur des Gießmaterials kaum bzw. lediglich in vernachlässigbarer Weise durch den Presskolben 3 bzw. dessen Stirnfläche 23 negativ beeinflusst wird. Dies gilt besonders, wenn die ersten Zufuhrkanäle 7 bzw. zweiten Zufuhrkanäle 8 bzw. ein Zufuhrhauptkanal 9, von welchem die ersten Zufuhrkanäle 7 und zweiten Zufuhrkanäle 8 abzweigen, in die Stirnfläche 23 münden.

Die ersten Zufuhrkanäle 7 bzw. zweiten Zufuhrkanäle 8 münden dabei in die jeweilige Nut der Dichtungselementaufnahmen 21, um ein jeweiliges in der

Dichtungselementaufnahme 21 angeordnetes Dichtungselement 5, 6 über die jeweiligen Zufuhrkanäle 7, 8 mit der Druckkraft zu beaufschlagen. Dies erfolgt üblicherweise, indem während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben 3 ein in den ersten Zufuhrkanälen 7 bzw. zweiten Zufuhrkanälen 8 befindliches Gießmaterial gegen das jeweilige Dichtungselement 5, 6 gepresst wird und dadurch die Druckkraft auf die Dichtungselemente 5, 6 ausgeübt wird.

Der Presskolben 3 bzw. Presskolbenkörper 4 weist einen Zufuhrhauptkanal 9 auf, von welchem die mehreren ersten Zufuhrkanäle 7 und zweiten Zufuhrkanäle 8 gießmaterialleitend abzweigen, um die ersten Zufuhrkanäle 7 und zweiten Zufuhrkanäle 8 über den Zufuhrhauptkanal 9 mit Gießmaterial zu befüllen. Auf diese Weise kann Gießmaterial bzw. die Druckkraft effizient zu den ersten Dichtungselementen 5 bzw. zum zweiten Dichtungselement 6 geleitet werden. Der Zufuhrhauptkanal 9 ist in einem Querschnitt des Presskolbenkörpers 4 zentral im Presskolbenkörper 4 angeordnet und verläuft im Wesentlichen entlang einer Längsachse des Presskolbenkörpers 4.

Wie in Fig. 1 ersichtlich, zweigen mehrere, bevorzugt sämtliche, zu einem gemeinsamen ersten Dichtungselement 5 bzw. zu einem gemeinsamen zweiten Dichtungselement 6 führenden jeweiligen Zufuhrkanäle 7, 8 von einem gemeinsamen Kreuzungsbereich des Zufuhrhauptkanals 9 ab. Dadurch kann eine gleichmäßige Druckkraftbeaufschlagung der Dichtungselemente 5, 6 erreicht werden. Hierzu ist es günstig, wenn die ersten Zufuhrkanäle 7 bzw. zweiten Zufuhrkanäle 8 entlang deren Längserstreckung im Wesentlichen krümmungsfrei bzw. geradlinig vom Zufuhrhauptkanal 9 zum ersten Dichtungselement 5 bzw. zweiten Dichtungselement 6 bzw. deren Dichtungselementaufnahmen 21 führen.

Indem vorgesehen ist, dass die ersten Dichtungselemente 5 und das zweite Dichtungselement 6 während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben 3 druckkraftbeaufschlagt gegen die Gießkammerinnenwand 2 gedrückt werden, ist eine hohe Dichtwirkung während des Pressvorganges erreichbar. Um während eines Zurückbewegens des Presskolbens 3 eine reduzierte Dichtwirkung des Dichtungssystems umzusetzen, ist vorgesehen, dass ein während des Pressens des Gießmaterials über die ersten Zufuhrkanäle 7 an den ersten Dichtungselementen 5 anliegendes Gießmaterial fließfähig bleibt und ein über die zweiten Zufuhrkanäle 8 am zweiten Dichtungselement 6 anliegendes Gießmaterial abkühlt und erstarrt, um das zweite Dichtungselement 6 in einer gegen die Gießkammerinnenwand 2 gedrückten Position zu fixieren.

Hierzu weist die Vorrichtung 1 bzw. der Presskolben 3 eine Kühlvorrichtung auf, um die zweiten Zufuhrkanäle 7 bzw. das zweite Dichtungselement 6 zu kühlen. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Kühlvorrichtung vorzugsweise mit einer mit einem Hohlraum im Presskolben 3 bzw. Presskolbenkörper 4 gebildeten Kühlkammer 10 ausgebildet, an welche Kühlkammer 10 zumindest ein Zuführungskühlkanal 11 und mehrere Abführungskühlkanäle 12 anschließen, um Kühlmittel über den Zuführungskühlkanal 11 in die Kühlkammer 10 zu leiten und über die Abführungskühlkanäle 12 von der Kühlkammer 10 abzuleiten. Vorteilhaft für eine effiziente Ausbildung eines Temperaturgradienten zwischen den ersten Zufuhrkanälen 7 und zweiten Zufuhrkanälen 8 weist der Presskolben ein zwischen den ersten Zufuhrkanälen 7 und zweiten Zufuhrkanälen 8 angeordnetes Wärmewiderstandselement 13, dessen Wärmeleitfähigkeit kleiner ist als eine durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit des Presskolbens 3 bzw. Presskolbenkörpers 4, auf. Zweckmäßig ist das Wärmewiderstandselement 13 hierzu in einer mit einer Nut im Presskolbenkörper 4 ausgebildeten Wärmewiderstandselementaufnahme 22 angeordnet, wobei das Wärmewiderstandselement 13 zumindest gänzlich in die Nut eingefügt ist. Wie in Fig. 3 ersichtlich, ist das Wärmewiderstandselement 13 vorzugsweise ringförmig oder ringsegmentförmig ausgebildet und erstreckt sich entlang eines Umfanges des Presskolbenkörpers 4. Für eine einfache Montage hat es sich bewährt, wenn das Wärmewiderstandselement 13 mit mehreren ringsegmentförmig geformten Wärmewiderstandselementteilen 14 gebildet ist, welche entlang eines Umfanges des Presskolbenkörpers 4 aneinander angrenzend bzw. anliegend angeordnet sind. Um das Wärmewiderstandselement 13 vor äußeren Belastungen zu schützen, ist außerdem ein Bedeckungselement 15 vorgesehen, welches eine Außenfläche des Wärmewiderstandselementes abdeckend an einem Außenumfang des Wärmewiderstandselementes 13 angeordnet ist. Das Bedeckungselement 15 ist vorzugsweise als geschlitzter Ring ausgebildet.

Vorteilhaft für die Ausbildung eines Temperaturgradienten zwischen den ersten Zufuhrkanälen 7 und zweiten Zufuhrkanälen 8 sind die zweiten Zufuhrkanäle 8 bzw. das zweite Dichtungselement 6 entgegen der Pressrichtung P des Presskolbens 3 den ersten Zufuhrkanälen 7 bzw. den ersten Dichtungselementen 5 nachgeordnet und von diesen beabstandet angeordnet. Weiter ist hierzu in der Regel die Kühlkammer 10 entgegen der Pressrichtung P betrachtet den zweiten Zufuhrkanälen 8 nachgeordnet positioniert.

Für eine einfache Wartbarkeit ist der Presskolben 3 bzw. Presskolbenkörper 4 mehrteilig ausgebildet. Der Presskolben 3 bzw. Presskolbenkörper 4 weist ein Vordersegment 16 und ein entgegen der Pressrichtung P des Presskolbens 3 dem Vordersegment 16 nachgeordnetes Hintersegment 17 auf, welche durch einen Verbindungsverschluss lösbar formschlüssig bzw. kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Im Vordersegment 16 ist die Kühlkammer 10 angeordnet und im Hintersegment 17 der zumindest eine Zuführungskühlkanal 11 und die Abführungskühlkanäle 12. Zweckmäßig ist der Verbindungsverschluss mit einer Verschlussstückaufnahme 19 am Vordersegment 16 und einer Verschlussstückaufnahme 19 am Hintersegment 17 gebildet, wobei ein Verschlussstück 18 formschlüssig in beide Verschlussstückaufnahmen 19 eingefügt ist, um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Vordersegment 16 und dem Hintersegment 17 herzustellen. Das Verschlussstück 18 ist zusätzlich kraftschlüssig, üblicherweise mit einer Verbindungsschraube, am Presskolbenkörper 4 fixiert.

Üblicherweise ist vorgesehen, dass der Presskolben 3 zumindest einen Schmiermittelkanal mit einem oder mehreren in eine Außenoberfläche des Presskolben 3 bzw. Presskolbenkörpers 4 mündenden Schmiermittelkanalausgängen 20 aufweist, um Schmiermittel auf die Außenoberfläche des Presskolbens 3 aufzubringen. Zweckmäßig können die Schmiermittelkanalausgänge 20 mit einem federkraftbelasteten oder elastisch verformbaren Abdeckelement verschlossen sein, welches den Schmiermittelkanalausgang 20 erst bei ausreichendem entgegen einer Federkraftbelastung des Abdeckelementes aufgebrachten Schmiermitteldruck öffnet. Praktikabel ist es, wenn das zweite Dichtungselement 6 als Abdeckelement ausgebildet ist, indem dieses einen oder mehrere Schmiermittelkanalausgänge 20 abdeckt. In Fig. 1 sind Schmiermittelkanalausgänge 20 an einer der Längsachse des Presskolbens 3 zugewandten Seite des zweiten Dichtungselementes 6 schematisch dargestellt. Bewährt hat es sich, wenn, wie in Fig.1 ersichtlich, das zweite Dichtungselement 6 mit zwei Flügelabschnitten gebildet ist, wobei einer der Flügelabschnitte die zweiten Zufuhrkanäle 8 abdeckt und der andere Flügelabschnitt die

Schmiermittelkanalausgänge 20 abdeckt, wobei das zweite Dichtungselement 6 ein als Erhebung ausgebildetes Barrieresegment aufweist, um einen Übertritt von aus den zweiten Zufuhrkanälen 8 austretendem Gießmaterial zu den Schmiermittelkanalausgängen 20 zu verhindern.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Hintersegmentes 17 des Presskolbens 3 der Fig. 1 in einer Explosionsdarstellung. Das Hintersegment 17 ist vorzugsweise mit Stecken bzw. einer Steckverbindung formschlüssig in das Vordersegment 16 einfügbar. Ersichtlich in Fig. 2 ist der Zuführungskühlkanal 11, über welchen Kühlmittel in die im Vordersegment 16 angeordnete Kühlkammer 10 zuführbar ist. Weiter ersichtlich sind die Verschlussstückaufnahmen 19 des Hintersegmentes 17 sowie die in diese einfügbaren Verschlussstücke 18.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Vordersegmentes 16 des Presskolbens 3 der Fig. 1 in einer Explosionsdarstellung. Ersichtlich sind die ersten Dichtungselemente 5, das Wärmewiderstandselement 13, das Bedeckungselement 15 sowie das zweite Dichtungselement 6, welche jeweils ringförmig bzw. ringsegmentförmig ausgebildet sind. Bewährt hat es sich, wenn die ersten Dichtungselemente 5, das Bedeckungselement 15 sowie das zweite Dichtungselement 6 jeweils als geschlitzter Ring ausgebildet sind, sodass diese radial aufweitbar sind. Das Wärmewiderstandselement 13 ist vorzugsweise mit mehreren Wärmewiderstandselementteilen 14 gebildet. Ersichtlich sind zudem mit jeweils einer Nut ausgebildete Dichtungselementaufnahmen 21 zur Aufnahme jeweils eines der ersten Dichtungselemente 5 bzw. des zweiten Dichtungselementes 6 sowie die Wärmewiderstandselementaufnahme 22 zur Aufnahme des Wärmewiderstandselementes 13 bzw. der Wärmewiderstandselementteile 14. In Fig. 3 dargestellt ist außerdem die Verschlussstückaufnahme 19 des Vordersegmentes 16, um das Vordersegment 16 mit dem Hintersegment 17 zu verbinden.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines vergrößerten Bereiches der Darstellung der Fig. 1, welcher das am Presskolbenkörper 4 angeordnete zweite Dichtungselement 6 sowie einen der zum zweiten Dichtungselement 6 führenden zweiten Zufuhrkanäle 8 in einem Querschnitt zeigt. Wie vorstehend bereits beschrieben ist das zweite Dichtungselement vorzugsweise mit zwei Flügelabschnitten gebildet, wobei einer der Flügelabschnitte den zweiten Zufuhrkanal 8 bzw. dessen Zufuhrkanalausgangsöffnung abdeckt und der andere Flügelabschnitt einen oder mehrere Schmiermittelkanalausgänge 20 abdeckt. Ersichtlich in Fig. 4 dargestellt ist das üblicherweise zwischen den Flügelabschnitten angeordnete Barrieresegment, um einen Übertritt von aus dem zweiten Zufuhrkanal austretendem Gießmaterial zu den Schmiermittelkanalausgängen 20 zu verhindern. Das Barrieresegment ist dabei meist zweckmäßig als Erhebung am zweiten Dichtungselement 6 ausgebildet. Es versteht sich, dass es grundsätzlich möglich ist, dass auch nur ein einziger zweiter Zufuhrkanal 8 zum zweiten Dichtungselement 6 führt, in der Regel aber mehrere zum zweiten Dichtungselement 6 führende zweite Zufuhrkanäle 8 vorgesehen sind. Das zweite Dichtungselement 6 ist zweckmäßig in einer mit einer Nut im Presskolbenkörper 4 gebildeten Dichtungselementaufnahme 21 für das zweite Dichtungselement 6 zumindest teilweise versenkt in der Nut angeordnet. Der zweite Zufuhrkanal 6 bzw. dessen Zufuhrkanalausgangsöffnung mündet dabei üblicherweise an einer dem Presskolbenkörper 4 bzw. dessen Längsachse zugewandten Seite des zweiten Dichtungselementes 6. Fig. 4 stellt exemplarisch einen Verfahrenszustand während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben 3 dar. Der zweite Zufuhrkanal 8 ist mit Gießmaterial gefüllt, sodass das zweite Dichtungselement 6 während des Pressens des Gießmaterials durch das Gießmaterial im zweiten Zufuhrkanal 8 mit der Druckkraft beaufschlagt wird. Das zweite Dichtungselement 6 wird dadurch gegen die Gießkammerinnenwand 2 gedrückt bzw. gepresst. Auf diese Weise ist eine robuste Abdichtung zwischen dem Presskolben 3 bzw. Presskolbenkörper 4 und der Gießkammerinnenwand 2 mit dem zweiten Dichtungselement 6 umgesetzt, zumal in der Regel, wie vorstehend ausgeführt, zeitparallel eine weitere Abdichtung mit dem ersten Dichtungselement 5 erfolgt. Indem anschließend zumindest ein Teil des Gießmaterials im zweiten Zufuhrkanal 8, welches am zweiten Dichtungselement 6 anliegt, erstarrt, insbesondere durch Kühlung mit der Kühlvorrichtung, ist erreichbar, dass das zweite Dichtungselement 6 während eines Zurückbewegens des Presskolbens 3 in einer gegen die Gießkammerinnenwand 2 gedrückten Position fixiert bzw. festgesetzt ist. Dadurch ist eine sichere Abdichtung, wenngleich meist in reduziertem Ausmaß, aber auch mit weniger Verschleiß, während des Zurückbewegens des Presskolbens 3 umsetzbar. Während eines nachfolgenden weiteren Pressvorganges bzw. Pressens von Gießmaterial mit dem Presskolben 3 wird das am zweiten Dichtungselement 6 anliegende erstarrte Gießmaterial über den zweiten Zufuhrkanal 8 durch am erstarrten Gießmaterial anliegendes fließfähiges, insbesondere flüssiges, Gießmaterial zumindest erweicht, häufig auch gänzlich aufgeschmolzen, sodass erneut das zweite Dichtungselement 6, auf vorstehende Weise, über das Gießmaterial im zweiten Zufuhrkanal 8 mit Druckkraft beaufschlagt wird, sodass das zweite Dichtungselement 6 gegen die Gießkammerinnenwand 2 gedrückt bzw. gepresst wird. Der Presszyklus ist somit auf vorgenannte Weise wiederholbar.

Günstig ist es, wenn ein Spalt 25, welcher bei der Druckkraftbeaufschlagung des zweiten Dichtungselementes 6 zwischen dem Presskolbenkörper 4 und dem zweiten Dichtungselement 6 gebildet wird, zumindest teilweise, vorzugsweise gänzlich, mit Gießmaterial gefüllt wird, wonach im Spalt 25 befindliches Gießmaterial, insbesondere durch Kühlung mit der Kühlvorrichtung, abkühlt und erstarrt, um das zweite Dichtungselement 6 in dessen Position zu fixieren, ersichtlich beispielsweise in Fig. 6. Damit ist eine besonders robuste Fixierung des zweiten Dichtungselementes 6 während des Zurückbewegens des Presskolbens 3 erreichbar.

Üblicherweise ist das zweite Dichtungselement 6 bzw. eine Kontaktoberfläche des zweiten Dichtungselementes 6, welche während des Verfahrens bzw. Pressens an der Gießkammerinnenwand 2, in der Regel gleitend geführt, anliegt bzw. gegen diese gedrückt wird, einem Verschleiß unterworfen. Meist wird das zweite Dichtungselement 6 bzw. dessen Kontaktfläche dabei abgerieben. Fig. 5 und Fig. 6 zeigen die Darstellung der Fig. 4, wobei ein Verhalten bei Verscheiß des zweiten Dichtungselementes 6 schematisch illustriert wird. In der Regel ist der Verschleiß mit einem zwischen dem zweiten Dichtungselement 6 und der Gießkammerinnenwand 2 entstehenden Spiel 24 bzw. einer entstehenden Beabstandung verbunden, schematisch dargestellt in Fig. 5. Es versteht sich, dass das in der Fig. 5 dargestellte Spiel 24 zur besseren Kenntlichmachung übertrieben gezeichnet ist. Indem das zweite Dichtungselement 6 während des Pressens des Gießmaterials mit der Druckkraft beaufschlagt gegen die Gießkammerinnenwand 2 gedrückt wird, kann das entstandene Spiel 24 im Wesentlichen wieder ausgeglichen werden, dargestellt in Fig. 6. Vorzugsweise wird das zweite Dichtungselement 6 durch die Druckkraftbeaufschlagung in das Spiel 24 gedrückt, sodass das Spiel 24 im Wesentlichen kompensiert wird. Ein dabei, also durch ein Nachrücken bzw. Drücken des zweiten Dichtungselementes 6 in das Spiel 24, zwischen dem zweiten Dichtungselement 6 und dem Presskolbenkörper 3, üblicherweise dem Spiel gegenüberliegend am zweiten Dichtungselement 6, gebildeter Spalt 25 wird, insbesondere in vorgenannter Weise, während des Pressens des Gießmaterials mit Gießmaterial gefüllt, welches anschließend abkühlt und erstarrt, sodass das zweite Dichtungselement 6 im Wesentlichen in dessen Position fixiert wird, ersichtlich in Fig. 6. Das Spiel 24 entsteht dabei in der Regel an einer dem Presskolbenkörper 4 abgewandten Seite des zweiten Dichtungselementes 6 und der Spalt 25, üblicherweise dieser gegenüberliegend, an einer dem Presskolbenkörper 4 zugewandten Seite des zweiten Dichtungselementes 6. Auf diese Weise kann ein auftretender Verschleiß des zweiten Dichtungselementes 6 durch Drücken des zweiten Dichtungselementes 6 gegen die Gießkammerinnenwand 2 bzw. in das durch den Verschleiß entstehende Spiel 24 ausgeglichen werden. Dies ermöglicht eine nachhaltig sichere Abdichtung mit dem zweiten Dichtungselement 6.

Indem vorgesehen ist, dass der Presskolben 3 bzw. das Dichtungssystem zumindest ein erstes Dichtungselement 5, bevorzugt mehrere erste Dichtungselemente 5, aufweist, welche während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben 3 jeweils über einen oder mehrere erste Zufuhrkanäle 7 gießmaterialleitend mit dem Gießmaterial verbunden sind, und zumindest ein zweites Dichtungselement 6 aufweist, welches während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben 3 über zumindest einen zweiten Zufuhrkanal 8 gießmaterialleitend mit dem Gießmaterial verbunden ist, sodass während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben 3 über Gießmaterial im ersten Zufuhrkanal 7 und Gießmaterial im zweiten Zufuhrkanal 8 eine Druckkraft auf das erste Dichtungselement 5 und zweite Dichtungselement 6 ausgeübt wird, welche das erste Dichtungselement 5 und zweite Dichtungselement 6 gegen die Gießkammerinnenwand 2 drückt, kann während des Pressens des Gießmaterials eine hohe Dichtwirkung erreicht werden. Indem vorgesehen ist, dass im zweiten Zufuhrkanal 8 am zweiten Dichtungselement 6 anliegendes Gießmaterial abkühlt und erstarrt, sodass das zweite Dichtungselement in einer gegen die Gießkammerinnenwand 2 gedrückten Position fixiert bleibt, ist während eines Zurückbewegens des Presskolbens 3 eine reduzierte Dichtwirkung umgesetzt, sodass das Zurückbewegen des Presskolbens 3 aufwandsarm und verschleißreduziert durchführbar ist.

Auf diese Weise kann ein metallisches Bauteil mit Pressen von metallischem Gießmaterial im thixotropen Zustand mit einem Presskolben 3 in eine Kavität einer Gießform insbesondere bei langen Taktzeiten sowie hohem Druck bzw. hoher Temperatur fehlerarm bei reduziertem Aufwand und hoher Sicherheit hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteiles, wobei in einer Gießkammer bereitgestelltes fließfähiges, insbesondere thixotropes, metallisches Gießmaterial mit einem in der Gießkammer relativ zur Gießkammer bewegbaren mit einer Gießkammerinnenwand (2) der Gießkammer gleitend geführten Presskolben (3) durch Bewegen des Presskolbens (3) in eine Pressrichtung (P) von der Gießkammer zumindest teilweise in eine Kavität einer Gießform gepresst wird, wonach das Gießmaterial zur Bildung des Bauteiles in der Gießform erstarren gelassen wird, wonach der Presskolben (3) entgegen der Pressrichtung (P) zurückbewegt wird, um das nächste Bauteil zu erstellen, wobei der Presskolben (3) für eine Abdichtung zwischen dem Presskolben (3) und der Gießkammerinnenwand (2) ein Dichtungssystem aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungssystem zumindest ein erstes Dichtungselement (5) und zumindest ein zweites Dichtungselement (6) aufweist, wobei während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben (3) in die Kavität sowohl das erste Dichtungselement (5) als auch das zweite Dichtungselement (6) mit einer Druckkraft beaufschlagt werden, sodass die Dichtungselemente (5, 6) gegen die Gießkammerinnenwand (2) gedrückt werden, um eine Abdichtung zwischen dem Presskolben (3) und der Gießkammerinnenwand (2) sicherzustellen, und während eines Zurückbewegens des Presskolbens (3) entgegen der Pressrichtung (P) das erste Dichtungselement (5) und zweite Dichtungselement (6) nicht mehr mit der Druckkraft beaufschlagt sind, wobei das zweite Dichtungselement (6) in einer gegen die Gießkammerinnenwand (2) gedrückten Position fixiert bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkraft, mit welcher während des Pressens des Gießmaterials das erste Dichtungselement (5) bzw. zweite Dichtungselement (6) gegen die Gießkammerinnenwand (2) gedrückt wird, durch das Pressen des Gießmaterials mit dem Presskolben (3) bewirkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben (3) in die Kavität das Gießmaterial über zumindest einen ersten Zufuhrkanal (7) mit dem ersten Dichtungselement (5) des Presskolbens (3) gießmaterialleitend in Verbindung steht und über zumindest einen zweiten Zufuhrkanal (8) mit dem zweiten Dichtungselement (6) gießmaterialleitend in Verbindung steht, wobei eine Druckkraft vom Gießmaterial auf das erste Dichtungselement (5) bzw. zweite Dichtungselement (6) ausgeübt wird, sodass das erste Dichtungselement (5) bzw. zweite Dichtungselement (6) gegen die Gießkammerinnenwand (2) gedrückt werden, um eine Abdichtung zwischen dem Presskolben (3) und der Gießkammerinnenwand (2) zu erreichen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gießmaterial im ersten Zufuhrkanal (7) fließfähig bleibt, sodass das zweite Dichtungselement (6) während des Zurückbewegens des Kolbens nicht mehr mit der Druckkraft beaufschlagt wird und/oder ein Gießmaterial im zweiten Zufuhrkanal (8) abkühlt und erstarrt, sodass das zweite Dichtungselement (6) während des Zurückbewegens des Presskolbens (3) in einer gegen die Gießkammerinnenwand (2) gedrückten Position fixiert bleibt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein bei der Druckkraftbeaufschlagung des zweiten Dichtungselementes (6) über den zweiten Zufuhrkanal (8) gebildeter Spalt zwischen einem Presskolbenkörper (4) des Presskolbens (3) und dem zweitem Dichtungselement (6) mit Gießmaterial gefüllt wird, wobei anschließend das im Spalt befindliche Gießmaterial abkühlt und erstarrt, sodass das zweite Dichtungselement (6) in dessen Position fixiert bleibt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dichtungselement (5) und/oder zweite Dichtungselement (6) während des Pressens des Gießmaterials über mehrere erste Zufuhrkanäle (7) bzw. mehrere zweite Zufuhrkanäle (8) mit dem Gießmaterial gießmaterialleitend in Verbindung steht und über diese mit vom Gießmaterial verursachter Druckkraft beaufschlagt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren ersten Zufuhrkanäle (7) bzw. mehreren zweiten Zufuhrkanäle (8) während des Pressens des Gießmaterials über einen gemeinsamen ersten Zufuhrhauptkanal bzw. gemeinsamen zweiten Zufuhrhauptkanal gießmaterialleitend mit dem Gießmaterial verbunden sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zufuhrkanal (8) und/oder das zweite Dichtungselement (6) mit einer Kühlvorrichtung gekühlt werden, um ein im zweiten Zufuhrkanal (8) befindliches Gießmaterial abzukühlen, sodass das Gießmaterial erstarrt.

9. Vorrichtung (1) zur Herstellung eines metallischen Bauteiles, insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend eine Gießkammer zur Bereitstellung von fließfähigem, insbesondere thixotropem, metallischen Gießmaterial, einen Presskolben (3) und eine der Gießkammer stromabwärts nachgeordnete Gießform, welche zumindest eine Kavität für das zu erstellende Bauteil aufweist, wobei der Presskolben (3) durch eine Gießkammerinnenwand (2) der Gießkammer gleitend geführt relativ zur Gießkammer in eine Pressrichtung (P) bewegbar ist, um mit dem Presskolben (3) in der Gießkammer bereitgestelltes Gießmaterial in die Kavität der Gießform zu pressen, wobei der Presskolben (3) für eine Abdichtung zwischen dem Presskolben (3) und der Gießkammerinnenwand (2) ein Dichtungssystem aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungssystem zumindest ein erstes Dichtungselement (5) und zumindest ein zweites Dichtungselement (6) aufweist, wobei das Dichtungssystem derart ausgebildet ist, dass während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben (3) in die Kavität sowohl das erste Dichtungselement (5) als auch das zweite Dichtungselement (6) mit einer Druckkraft beaufschlagbar sind, sodass die Dichtungselemente (5, 6) gegen die Gießkammerinnenwand (2) gedrückt werden, um eine Abdichtung zwischen dem Presskolben (3) und der Gießkammerinnenwand (2) sicherzustellen, und während eines Zurückbewegens des Presskolbens (3) entgegen der Pressrichtung (P) eine Beaufschlagung des ersten Dichtungselementes (5) und zweiten Dichtungselementes (6) mit der Druckkraft aufgehoben ist, wobei das zweite Dichtungselement (6) in einer gegen die Gießkammerinnenwand (2) gedrückten Position fixierbar ist.

10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungssystem derart ausgebildet ist, dass die Druckkraft, mit welcher während des Pressens des Gießmaterials das erste Dichtungselement (5) bzw. zweite Dichtungselement (6) gegen die Gießkammerinnenwand (2) gedrückt wird, durch das Pressen des Gießmaterials mit dem Presskolben (3) bewirkbar ist.

11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungssystem mit einem ersten Zufuhrkanal (7) und/oder einem zweiten Zufuhrkanal (8) gebildet ist, wobei der erste Zufuhrkanal (7) bzw. zweite Zufuhrkanal (8) derart mit dem ersten Dichtungselement (5) bzw. zweiten Dichtungselement (6) in Verbindung steht, dass während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben (3) das erste Dichtungselement (5) über den ersten Zufuhrkanal (7) bzw. das zweite Dichtungselement (6) über den zweiten Zufuhrkanal (8) gießmaterialleitend mit dem zu pressenden Gießmaterial verbunden sind, sodass das erste Dichtungselement (5) bzw. zweite Dichtungselement (6) durch eine vom Gießmaterial verursachte Druckkraft gegen die Gießkammerinnenwand (2) drückbar sind, um eine Abdichtung zwischen dem Presskolben (3) und der Gießkammerinnenwand (2) zu erreichen.

12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Presskolben (3) derart ausgebildet ist, dass ein während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben (3) im ersten Zufuhrkanal (7) befindliches Gießmaterial fließfähig bleibt und/oder ein während des Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben (3) im zweiten Zufuhrkanal (8) befindliches Gießmaterial abkühlt und erstarrt, um das zweite Dichtungselement (6) in einer gegen die Gießkammerwand gedrückten Position zu fixieren.

13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass entgegen der Pressrichtung (P) des Presskolbens (3) das erste Dichtungselement (5) dem zweiten Dichtungselement (6) vorgelagert und von diesem beabstandet angeordnet ist, um während des Pressens des Gießmaterials einen Temperaturgradienten zwischen dem ersten Zufuhrkanal (7) und zweiten Zufuhrkanal (8) zu bewirken, um das Gießmaterial im zweiten Zufuhrkanal (8) abzukühlen, wobei insbesondere ein Abstand zwischen dem ersten Dichtungselement (5) und zweiten Dichtungselement (6) in Pressrichtung (P) des Presskolbens (3) größer als ein durchschnittlicher Durchmesser des Presskolbens (3) orthogonal zur Pressrichtung (P) ist.

14. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass entgegen der Pressrichtung (P) des Presskolbens (3) dem zweiten Dichtungselement vorgelagert, insbesondere zwischen dem ersten Dichtungselement (5) und dem zweiten Dichtungselement (6), zumindest ein Wärmewiderstandselement (13) angeordnet ist, dessen Wärmeleitfähigkeit kleiner ist als eine durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit des Presskolbens (3), um während des Pressens des Gießmaterials einen Temperaturgradienten im Presskolben (3) zu bewirken, um das Gießmaterial im zweiten Zufuhrkanal (8) abzukühlen.

15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Presskolben (3) eine Kühlvorrichtung aufweist, mit welcher der zweite Zufuhrkanal (8) und/oder das zweite Dichtungselement (6) kühlbar ist, um ein im zweiten Zufuhrkanal (8) befindliches Gießmaterial abzukühlen, sodass das Gießmaterial erstarrt.

16. Vorrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung mit zumindest einem Kühlkanal gebildet ist, durch welchen Kühlmittel leitbar ist, um den zweiten Zufuhrkanal (8) und/oder das zweite Dichtungselement (6) zu kühlen.

17. Vorrichtung (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung eine mit einem Hohlraum im Presskolben (3) gebildete Kühlkammer (10) sowie an die Kühlkammer (10) angeschlossen zumindest einen Zuführungskühlkanal (11) und zumindest einen Abführungskühlkanal (12) aufweist, um Kühlmittel über den Zuführungskühlkanal (11) der Kühlkammer (10) zuzuführen und Kühlmittel über den Abführungskühlkanal (12) von der Kühlkammer (10) abzuführen.

18. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zufuhrkanal (7) bzw. zweite Zufuhrkanal (8) zumindest teilweise, bevorzugt gänzlich, innerhalb eines Presskolbenkörpers (4) des Presskolbens (3), an welchem das erste Dichtungselement (5) bzw. zweite Dichtungselement (6) angeordnet sind, verlaufend angeordnet sind.

19. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Presskolben (3) mehrere erste Zufuhrkanäle (7) bzw. mehrere zweite Zufuhrkanäle (8) aufweist, welche gießmaterialleitend mit einem gemeinsamen ersten Zufuhrhauptkanal bzw. gemeinsamen zweiten Zufuhrhauptkanal verbunden sind, um im Einsatzzustand die ersten Zufuhrkanäle (7) bzw. zweiten Zufuhrkanäle (8) über den jeweiligen Zufuhrhauptkanal mit Gießmaterial zu befüllen.

20. Presskolben (3) für eine Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bauteiles, insbesondere für eine Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 19, wobei der Presskolben (3) mit einer Gießkammerinnenwand (2) einer Gießkammer gleitend geführt relativ zur Gießkammer in eine Pressrichtung (P) bewegbar ist, um mit dem Presskolben (3) in der Gießkammer bereitgestelltes Gießmaterial in zumindest eine Kavität einer der Gießkammer stromabwärts nachgeordneten Gießform zu pressen, um das Bauteil herzustellen, wobei der Presskolben (3) für eine Abdichtung zwischen dem Presskolben (3) und der Gießkammerinnenwand (2) ein Dichtungssystem aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungssystem zumindest ein erstes Dichtungselement (5) und zumindest ein zweites Dichtungselement (6) aufweist, wobei das Dichtungssystem derart ausgebildet ist, dass während eines Pressens des Gießmaterials mit dem Presskolben (3) in die Kavität sowohl das erste Dichtungselement (5) als auch das zweite Dichtungselement (6) mit einer Druckkraft beaufschlagbar sind, sodass die Dichtungselemente (5, 6) gegen die Gießkammerinnenwand (2) gedrückt werden, um eine Abdichtung zwischen dem

Presskolben (3) und der Gießkammerinnenwand (2) sicherzustellen, und während eines Zurückbewegens des Presskolbens (3) entgegen der Pressrichtung (P) eine Beaufschlagung des ersten Dichtungselementes (5) und zweiten Dichtungselementes (6) mit der Druckkraft aufgehoben ist, wobei das zweite Dichtungselement (6) in einer gegen die Gießkammerinnenwand (2) gedrückten Position fixierbar ist.