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Title:
CENTRIFUGAL CASTING METHOD, CENTRIFUGAL CASTING DEVICE, HOLLOW CASTING MOLD AND FEED TROUGH FORMING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/005988
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a centrifugal casting method, a centrifugal casting device, a hollow casting mold (13), a feed trough forming device which is suitable for producing hollow casting molds of this type and applications of these devices and methods. Cast workpieces are produced using the centrifugal casting technique by arranging and driving several mold cavities (14) formed by at least one hollow casting mold (13) in such a way that the mold cavities (14) rotate about a common axis of rotation (18). At least three mold cavities (14) are provided and these rotate in one plane.

Inventors:
CSER SANDOR (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/002421
Publication Date:
January 24, 2002
Filing Date:
July 05, 2001
Export Citation:
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Assignee:
CSER SANDOR (DE)
International Classes:
A61C13/08; B22D13/00; B22D13/04; B22D13/02; B22D13/06; B22D13/10; B22D15/00; (IPC1-7): B22D13/06; B22D13/10
Foreign References:
DE77768C
DE715260C1941-12-18
FR852514A1940-02-26
GB362035A1931-12-03
FR1346299A1963-12-20
US5980792A1999-11-09
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 07 31 July 1996 (1996-07-31)
Attorney, Agent or Firm:
Böck, Bernhard (Böck + Tappe Kollegen Kantstrasse 40 Würzburg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von gegossenen Werkstücken nach dem Schleudergussverfahren, wobei mehrere von zumindest einer Hohl gussform gebildete Formnester um eine gemeinsame Rotationsachse rotieren, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei Formnester (10,11,12,14) vorgesehen sind, die um eine Achse (06,27) rotieren und von zumindest einer gemeinsa men Ebene geschnitten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Formnest (10,11,12,14) zumindest einen Angusskanal (36) aufweist, wobei die Formnester (10,11,12,14) von der gemein samen Ebene im Bereich der Angusskanäle, insbesondere im Bereich der Ausflussöffnungen (37), geschnitten werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Formnester eine wiederverwendbare Hohlguss form verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Formnester eine verlorene Hohlgussform (10, 11,12,14) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Anzahl von n Formnestern (10, 11,12,14) im Wesentlichen gleichmäßig um einen Drehwinkel von etwa 360°/n ver setzt angeordnet wird.
6. Schleudergussvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit zumindest drei Haltevorrichtungen zur Befestigung jeweils einer zumindest ein Formnest beinhaltenden Hohlgussform, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Hohlgussformen (07,08,09) in den Haltevorrichtungen (02, 03,04) derart anordenbar sind, dass die Formnester (10,11,12) bei Antrieb der Schleudergussvorrichtung (01) um eine Achse (06) rotie ren und von einer Ebene geschnitten werden.
7. Schleudergussvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlgussformen (07,08,09) einzeln justierbar sind.
8. Schleudergussvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit zumindest einer Haltevorrichtung zur Be festigung einer zumindest drei Formnester beinhaltenden Hohlguss form, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Hohlgussform (13,19) in der Haltevorrichtung (30) derart anordenbar ist, dass die Formnester (14) bei Antrieb der Schleuder gussvorrichtung (22) um eine Achse (27) rotieren und von einer Ebe ne geschnitten werden.
9. Schleudergussvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl abhängig von der verwendeten Hohlgussform (07, 08,09,13,19) und/oder des zu vergießenden Werkstoffes einstellbar ist.
10. Schleudergussvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Drehzahl automatisch einstellbar ist.
11. Hohlgussform zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hohlgussform (13,19) zumindest drei Formnester (14) vorgesehen sind, die von einer Ebene geschnitten werden.
12. Hohlgussform nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Anzahl von n Formnestern (14) im Wesentlichen gleichmäßig um einen Drehwinkel von etwa 360°/n versetzt angeord net ist.
13. Hohlgussform nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Formnester (14) jeweils zumindest einen Angusskanal mit jeweils einer Ausflussöffnung (37) zu einer Eingussmulde (16) auf weisen, wobei der flüssige Gusswerkstoff in die Eingussmulde (16) einfüllbar ist, so dass die Formnester durch die Angusskanäle (36) mit Gusswerkstoff gefüllt werden können.
14. Hohlgussform nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Formnester (10,11,12,14) von der gemeinsamen Ebene im Bereich der Angusskanäle (36), insbesondere im Bereich der Aus flussöffnungen (37), geschnitten werden.
15. Hohlgussform nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Angusskanäle ausgehend von den in einer Ebene liegen den Ausflussöffnungen abwechselnd schräg nach oben und unten radi al nach außen erstrecken.
16. Hohlgussform nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine rotationssymmetrisch ausgebildete Eingussmulde (16) vor gesehen ist.
17. Hohlgussform nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mittelachse der Eingussmulde (16) im Wesentlichen entlang der Rotationsachse (18) der Hohlgussform erstreckt.
18. Hohlgussform nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Eingussmulde (16) von unten nach oben verjüngt, insbe sondere zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet ist.
19. Hohlgussform nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Durchmesser der Hohlgussform (13,19) von einem kreisringförmigen Muffelring (15) gebildet wird.
20. Hohlgussform nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Muffelring (15) Einlegeelemente (20,21) anordenbar sind, die am Innenumfang des Muffelrings (15) formschlüssig zur Anlage gelangen, um das für die Herstellung der Hohlgussform (19) im Muf felring (15) zur Verfügung stehende Volumen zu reduzieren.
21. Eingussmuldenformer zur Herstellung einer Hohlgussform nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingussmuldenformer kreissymmetrisch und/oder zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet ist.
22. Eingussmuldenformer zur Herstellung einer Hohlgussform nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingussmuldenformer aus einem austreibbaren Werkstoff hergestellt ist.
23. Anwendung eines Verfahrens und/oder einer Schleudergussvorrich tung und/oder einer Hohlgussform und/oder eines Eingussmuldenfor mers nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Schmuckstücke, Zahnersatz, Halbzeuge für die Herstellung von Zahnersatz oder Werkzeugteile hergestellt werden.
24. Anwendung eines Verfahrens und/oder einer Schleudergussvorrich tung und/oder einer Hohlgussform und/oder eines Eingussmuldenfor mers nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Gusswerkstoff ein Metall oder eine Legierung mit geringer Dichte, insbesondere Titan, verwendet wird.
Description:
Schleudergussverfahren, Schleudergussvorrichtung, Hohlgussform und Eingussmuldenformer Die Erfindung betrifft ein Schleudergussverfahren, eine Schleuderguss- vorrichtung und eine Hohlgussform nach den Oberbegriffen der unabhän- gigen Hauptansprüche. Weiter betrifft die Erfindung einen Eingussmul- denformer zur Herstellung einer Hohlgussform und die Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Herstellung bestimmter Werkstücke aus bestimmten Werkstoffen.

Die Formfüllung des Formnestes in einer Hohlgussform beruht bei gat- tungsgemåßen Schleudergussverfahren darauf, dass die Hohlgussform in eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse herum versetzt wird.

Aufgrund dieser Rotationsbewegung wirkt auf den flüssig geschmolzenen Gusswerkstoff beim Eingießen eine entsprechende Zentrifugalkraft, die den Gusswerkstoff in das Formnest drückt und für eine vollständige Ausfüllung sorgt.

Je nach Dichte und Wärmekapazität des Gusswerkstoffes sind unter- schiedlich hohe Rotationsgeschwindigkeiten für eine vollständige Füllung des Formnestes erforderlich. Dies beruht zum einen darauf, dass auf

Werkstoffe mit relativ geringer Dichte, beispielsweise Titan, nur eine entsprechend relativ schwache Fliehkraft wirkt, so dass zur Aufbringung einer ausreichend hohen Füllkraft eine entsprechend höhere Drehzahl gewählt werden muss. Außerdem erstarren Werkstoffe geringer Wärme- kapazität, beispielsweise Titan, relativ schnell, so dass eine vollständige Füllung des Formnestes, die eine ausreichende Fließfähigkeit des Guss- werkstoffes voraussetzt, in sehr kurzer Zeit bewirkt werden muss. Für derartig kurze Füllzeiten ist wiederum eine hohe Rotationsgeschwindig- keit erforderlich.

Bei handelsüblichen Schleudergussvorrichtungen für den Feinguss, wie sie beispielsweise in der Zahntechnik oder bei der Schmuckherstellung Verwendung finden, ist nur eine Hohlgussform vorhanden, die um eine außerhalb der Hohlgussform liegende Rotationsachse in einem bestimm- ten Abstand rotiert. Daraus folgt, dass auf die Hohlgussform selbst erhebliche Fliehkräfte wirken. Um die Hohlgussform auf ihrer Rotations- bahn zu halten, sind deshalb bei bekannten Schleudergussvorrichtungen massive mechanische Aufbauten erforderlich, um die Fliehkräfte abzu- fangen und die Unwucht, die von der rotierenden Masse der Hohlguss- form und der Masse des Gusswerkstoffes herrührt, zu kompensieren. Aus dem massiven mechanischen Aufbau bekannter Schleudergussvorrichtun- gen folgt ein hohes Gewicht mit entsprechend hohen Trägheitsmomenten, aus denen lange Beschleunigungs-bzw. Abbremsphasen folgen.

Aus der DE 195 05 689 AI ist eine Schleudergussvorrichtung mit einer wiederverwendbaren Hohlgussform bekannt, bei der jeweils gleichartige Formnester paarweise derart angeordnet sind, dass sie um eine gemein- same Rotationsachse rotieren und durch einen gemeinsamen Eingusskanal befüllt werden können. Sollen mit diesen bekannten Vorrichtungen mehr als zwei Werkstücke gleichzeitig gegossen werden, so werden die jeweils paarweise angeordneten Formnester in mehreren Schichten übereinander angeordnet, so dass sie in mehreren Ebenen zu liegen kommen.

Nachteilig an dieser Vorrichtung ist es, dass jeweils nur eine gradzahlige Anzahl von gleichartigen Werkstücken in einem Schleudergussvorgang hergestellt werden kann. Außerdem variiert abhängig von der Anzahl der zusammen in der Hohlgussform vorgesehenen Formnester die Gesamthöhe der Hohlgussform, so dass abhängig von der Anzahl der jeweils zusam- men in einem Gießvorgang herzustellenden Werkstücke unterschiedliche Bauteile zum Aufbau der Schleudergussvorrichtung erforderlich sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Schleudergussverfahren, eine neue Schleuderguss- vorrichtung, eine neue für den Schleuderguss geeignete Hohlgussform, einen zur Herstellung derartiger Hohlgussformen geeigneten Eingussmul- denformer und neuartige Anwendungen dieser Vorrichtungen und Verfah- ren vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird durch die Verfahren und Gegenstände gemäß den Hauptansprüchen gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass bei der Durchführung des Schleudergussverfahrens zur Erhöhung der in einem Gießvorgang herstellbaren Werkstücke drei oder mehr Formnester um eine Achse rotieren und dabei so angeordnet sind, dass sie von einer gemeinsamen Ebene geschnitten werden. Unter der erfindungsgemäßen Anordnung der verschiedenen Formnester ist also jede Ausbildung zu verstehen, bei der die verschiedenen Formnester derart angeordnet sind, dass sie sich zumindest teilweise in einer gemeinsamen Rotationsebene erstrecken.

Teile der Formnester im Sinne dieser Erfindung sind auch die Angusska- näle, die die Kavität zur Begrenzung des eigentlich herzustellenden Gusswerkstückes mit einer Eingussmulde, in die der flüssige Gusswerk- stoff eingegossen wird, verbinden. Im Ergebnis ist es also selbstver- ständlich nicht erforderlich, dass alle Formnester ausschließlich in der gemeinsamen Schnittebene angeordnet sind. Vielmehr werden sich in der Regel die verschiedenen Formnester je nach Form und Größe jeweils

abschnittsweise über die gemeinsame Ebene hinaus erstrecken. Zur Erfüllung des erfindungsgemäßen Prinzips ist es letztlich beispielsweise ausreichend, wenn nur die Ausflussöffnungen, mit denen die Angusska- näle der einzelnen Formnester in die Eingussmulde münden, von der gemeinsamen Schnittebene geschnitten werden.

Durch die Anordnung der Formnester in einer gemeinsamen Ebene lässt sich ein einfacher Massenausgleich zwischen den Formnestern bzw.

Hohlgussformen erreichen, da sich die von den Formnestern bzw. Hohl- gussformen verursachten Unwuchten im Wesentlichen gegenseitig kom- pensieren und somit die von der Schleudergussvorrichtung abzufangenden Zentrifugalkräfte minimiert werden können.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Schleudergussverfahrens können zur Bildung der Formnester sowohl wiederverwendbare Hohlguss- formen als auch verlorene Hohlgussformen eingesetzt werden.

Um einen möglichst gleichmäßigen Massenausgleich zwischen den einzelnen Formnestern zu erreichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn bei der Anordnung von n Formnestern diese möglichst gleichmäßig um einen Drehwinkel von etwa 360°/n versetzt angeordnet sind. D. h., die verschiedenen Formnester liegen jeweils mit einem Zwischenwinkel von 360°/n zueinander versetzt auf kreisförmigen Umlaufbahnen, so dass sich insgesamt eine nur geringe Unwucht ergibt.

Bei der Ausbildung von Schleudergussvorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt es grundsätzlich zwei konstrukti- ve Lösungen. Nach der ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleudergussvorrichtung sind an dieser zumindest drei Haltevorrichtun- gen vorgesehen, in denen jeweils zumindest eine Hohlgussform befestigt werden kann. Jede der Hohlgussformen beinhaltet dabei zumindest ein Formnest. Erfindungsgemäß werden die Hohlgussformen dabei in der Haltevorrichtung derart angeordnet, dass die Formnester bei Antrieb der Schleudergussvorrichtung in einer Ebene rotieren. Werden beispielsweise

drei Hohlgussformen verwendet, können diese an der Schleudergussvor- richtung beispielsweise sternförmig angeordnet werden, so dass sich die von der Masse der einzelnen Hohlgussformen hervorgerufene Unwucht insgesamt kompensiert.

Da das Gewicht der einzelnen Hohlgussformen bei einer derartigen Ausführungsform voneinander durchaus abweichen kann, beispielsweise aufgrund unterschiedlich großer Formnester in den einzelnen Hohlguss- formen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die verschiedenen Hohlguss- formen einzeln justierbar sind. Beispielsweise ist es denkbar, dass der Abstand zwischen den einzelnen Hohlgussformen und der Rotationsachse unabhängig voneinander eingestellt werden kann, so dass das unter- schiedliche Trägheitsmoment der verschiedenen Hohlgussformen durch Veränderungen des Rotationsabstandes ausgeglichen werden kann.

Nach einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleu- dergussvorrichtung ist an dieser eine Haltevorrichtung zur Befestigung einer Hohlgussform vorgesehen. In diese Hohlgussform ist dabei jedoch nicht nur ein Formnest, sondern sind zumindest drei Formnester eingear- beitet. Die Haltevorrichtung der Schleudergussvorrichtung muss dabei derart ausgebildet sein, dass die Hohlgussform in einer Art befestigbar ist, dass die Formnester bei Antrieb der Schleudergussvorrichtung in einer Ebene um die gemeinsame Rotationsachse rotieren. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Hohlgussform bei dieser Schleuderguss- vorrichtung um eine Rotationsachse rotieren kann, die sich beispielsweise durch den Schwerpunkt der Hohlgussform erstreckt. Aufgrund dieser Anordnung kann ein weitgehender Massenausgleich bei der Rotationsbe- wegung der Hohlgussform insgesamt erreicht werden, da im Wesentlichen jedem Massepunkt der Hohlgussform ein entsprechendes Gegengewicht auf der gegenüberliegenden Seite gegenübersteht. Unwuchten können dabei lediglich durch die unregelmäßige Form und Anordnung der ver- schiedenen Formnester hervorgerufen werden. Bei ausreichend gleich- ßiger Verteilung der nach Möglichkeit möglichst gleich großen Formnes-

ter kann die Unwucht jedoch auf ein tolerierbares Maß reduziert werden.

Die einzelnen Formnester in der Hohlform sind dabei vorzugsweise im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Hauptträgheitsachse der Hohlgussform angeordnet.

Wie bereits dargelegt, erfordern unterschiedliche Gusswerkstoffe unter- schiedliche Fliehkräfte bzw. Gusszeiten. Nach einer bevorzugten Ausfüh- rungsform kann deshalb an der erfindungsgemäßen Schleudergussvor- richtung die Drehzahl abhängig von der verwendeten Hohlgussform und/oder des zu vergießenden Werkstoffes eingestellt werden. Dadurch können beispielsweise Werkstoffe mit hoher Wärmekapazität bzw. hoher Dichte, insbesondere Gold, mit relativ geringer Drehzahl und Werkstoffe mit geringer Dichte und geringer Wärmekapazität mit relativ hohen Drehzahlen gegossen werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Schleudergussverfahrens in einer Schleudergussvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform wird eine Hohlgussform vorgeschlagen, bei der zumindest drei Formnester im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn an der Hohlgussform eine Eingussmulde vorgesehen ist, in die die Ausflussöffnungen der an den einzelnen Formnester vorgesehenen Angusskanäle münden. Dadurch kann erreicht werden, dass beim Eingießen des flüssigen Gusswerkstoffes in die Eingussmulde die verschiedenen Formnester im Wesentlichen zeit- gleich und dadurch relativ gleichmäßig befüllt werden.

Die Angusskanäle können sich dabei vorzugsweise ausgehend von den in der Schnittebene Ebene liegenden Ausflussöffnungen abwechselnd schräg nach oben und unten radial nach außen erstrecken. Dadurch können die Kavitäten, die später das eigentliche Gusswerkstück bilden, in der Hohl- gussform dichter gepackt werden, da diese Kavitäten dann in zumindest zwei übereinander liegenden Ebenen zu liegen kommen und durch die

schräg verlaufenden Angusskanäle mit den in der Schnittebene liegenden Ausflussöffnungen verbunden sind.

Die Eingussmulde selbst sollte dabei möglichst rotationssymmetrisch ausgebildet sein, um im Ergebnis selbst keinen Einfluss auf die resultie- rende Unwucht der Hohlgussform zu haben.

Um ein Austreten des flüssigen, in die Eingussmulde eingefüllten Guss- werkstoffes im Wesentlichen ausschließen zu können, ist es vorteilhaft, wenn sich die Eingussmulde nach oben hin verjüngt. Durch den dabei entstehenden überhängenden oberen Rand der Eingussmulde, wird ein Austreten des flüssigen Gusswerkstoffes zuverlässig vermieden. Kon- struktiv kann dies beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Eingussmulde zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet ist.

Zur Bildung erfindungsgemäßer Hohlgussformen können kreisringförmige Muffelringe verwendet werden. Bei der Herstellung der Hohlgussform wird dann zunächst ein Modell, beispielsweise aus Wachs, hergestellt, das die Positivform der gewünschten Formnester aufweist. Dieses Modell wird zusammen mit einem Eingussmuldenformer in der Mitte des Muffel- ringes angeordnet und in eine Formmasse eingebettet. Nach Aushärtung der Formmasse wird der Modellwerkstoff dann thermisch, chemisch oder in sonstig geeigneter Weise ausgetrieben, so dass die Hohlgussform im Ergebnis vom kreisringförmigen Muffelring und dem darin ausgehärteten Formwerkstoff gebildet wird. Alternativ zur Verwendung eines Muffel- rings können die erfindungsgemäßen Hohlgussformen, beispielsweise bei Verwendung entsprechend geeigneter Gießvorrichtungen, auch ringlos hergestellt werden.

Wird zur Herstellung der erfindungsgemäßen Hohlgussform ein kreisring- förmiger Muffelring verwendet, muss das im Muffelring vorhandene Volumen im Wesentlichen vollständig ausgefüllt werden, um den ge- wünschen Massenausgleich beim rotatorischen Antrieb der Hohlgussform zu erreichen. Ist aufgrund des geringen Volumens der einzelnen Form-

nester bzw. der geringen Anzahl von Formnestern insgesamt jedoch nur ein relativ geringes Einbettvolumen erforderlich, kann die Verschwen- dung von unnötig viel Einbettmasse dadurch vermieden werden, dass im Muffelring Einlegeelemente angeordnet werden. Durch diese Einlegeele- mente wird das im Muffelring zur Verfügung stehende Volumen redu- ziert, so dass im Ergebnis weniger Einbettmasse zur Füllung des Restvo- lumens erforderlich ist. Bei der Anordnung der Einlegeelemente im Muffelring ist selbstverständlich darauf zu achten, dass die Einlegeele- mente derart platziert sind, dass sich insgesamt wiederum ein ausreichen- der Massenausgleich ergibt und durch die Einlegeelemente verursachte Unwuchten im Wesentlichen vermieden werden.

Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Schleudergussverfahren bzw. die dazu geeignete Schleudergussvorrichtung bzw. Hohlgussform für beliebige Gusswerkstücke eingesetzt werden. Besondere Vorteile bietet die Anwendung jedoch bei der Herstellung von Werkstücken im Feinguss, insbesondere bei der Herstellung von Schmuckstücken, Zahnersatz oder Werkzeugteilen.

Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Schleudergussverfahren bzw. die dazu geeignete Schleudergussvorrichtung bzw. Hohlgussform für beliebige Gusswerkstoffe, beispielsweise Gold oder Stahl, eingesetzt werden. Besondere Vorteile bietet die Anwendung des erfindungsgemä- ßen Verfahrens bzw. der dafür geeigneten Schleudergussvorrichtung bzw.

Hohlgussform bei Gusswerkstoffen mit geringer Dichte, beispielsweise Titan, da diese Werkstoffe mit herkömmlichen Verfahren bzw. Vorrich- tungen aufgrund der dabei erforderlichen hohen Rotationsgeschwindig- keiten nur mit unbefriedigender Qualität bzw. mit sehr aufwändigen Vorrichtungen vergossen werden können.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen :

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Schleudergussvor- richtung in einer schematisch dargestellten Ansicht von oben ; Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer Hohlgussform in schematisch dargestellter Ansicht von oben ; Fig. 3 die Hohlgussform gemäß Fig. 2 im Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I ; Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Hohlgussform in schematisch dargestellter Ansicht von oben ; Fig. 5 die Hohlgussform gemäß Fig. 4 im Querschnitt entlang der Schnittlinie II-II ; Fig. 6 eine Schleudergussvorrichtung zur Verwendung mit Hohlgussformen gemäß Fig. 2 bis Fig. 5.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Schleudergussvorrichtung 01 weist drei sternförmig angeordnete Haltevorrichtungen 02,03 und 04 auf, die durch Antrieb einer Antriebswelle 05 gemeinsam in einer Ebene um eine Rotationsachse 06 rotieren.

In jeder Haltevorrichtung 02,03 bzw. 04 kann eine Hohlgussform 07,08 bzw. 09 befestigt werden. In jede der Hohlgussformen 07,08 und 09 ist durch Einbetten und Ausschmelzen eines entsprechend modellierten Wachsmodells ein Formnest 10,11 bzw. 12 eingearbeitet. Jedes Formnest 10,11 bzw. 12 weist drei Angusskanäle auf, die jeweils eine zahnförmige Kavität mit einer in Fig. 1 nicht dargestellten Eingussmulde verbindet.

Der radiale Abstand der einzelnen Hohlgussformen 07,08 bzw. 09 zur Rotationsachse 06 kann unabhängig voneinander einzeln justiert werden, um dadurch Massenunwuchten zu kompensieren.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Schleudergussverfahrens rotieren die drei Hohlgussformen 07,08 und 09 in einer Ebene gemein- sam um die Rotationsachse 06. Bei Erreichen einer ausreichend hohen Drehzahl wird der flüssige Gusswerkstoff in die in Fig. 1 nicht darge- stellte Eingussmulde eingefüllt und aufgrund der dabei einwirkenden Fliehkräfte in die Formnester 10,11 bzw. 12 eingedrückt. Durch die erfindungsgemäß sehr hoch einstellbaren Drehzahlen kann eine im We- sentlichen vollständige Formfüllung in sehr kurzen Zeiten erreicht werden, so dass auch Werkstoffe mit geringer Wärmekapazität bzw. geringer Dichte mit ausreichend hoher Qualität vergossen werden können.

Fig. 2 stellt eine Hohlgussform 13 in Ansicht von oben dar, wobei zum besseren Verständnis die an sich von außen nicht erkennbaren Formnester 14 mit den jeweils daran anschließenden Angusskanälen 36 angedeutet sind. Die Hohlgussform 13 weist an ihrem Außenumfang einen kreisring- förmigen Muffelring 15, beispielsweise aus Stahl, auf. Bei der Herstel- lung der Hohlgussform 13 wird ein Modell, beispielsweise aus Wachs, verwendet, dessen Form der Positivform der gewünschten Formnester 14 mit Angusskanälen und einer abschnittsweise konischen Eingussmulde 16 entspricht. Zur Herstellung dieses Modells werden die herzustellenden Gussobjekte, z. B. Ersatzzähne, in Wachs modelliert und dann unter Verwendung standardisierter Angusskanalformer an einen standardisier- ten Angussmuldenformer angeschmolzen. Das so entstandene, im We- sentlichen rotationssymmetrisch ausgebildete Modell wird dann in der Mitte des Muffelringes 15 angeordnet und anschließend in eine härtbare Formmasse 17 eingebettet. Nach Aushärtung der Formmasse 17 wird der Modellwerkstoff ausgeschmolzen, so dass die gewünschte Negativform der Formnester im Formwerkstoff 17 entsteht.

Wie insbesondere aus Fig. 3 erkennbar, sind die einzelnen Formnester 14 und die Eingussmulde 16 rotationssymmetrisch zur Rotationsachse 18 der Hohlgussform 13 angeordnet. Außerdem liegen alle Formnester 14 in einer gemeinsamen Ebene um die Hauptträgheitsachse 18. Jedes Formnest

weist einen Angusskanal 36 mit einer Ausflussöffnung 37 auf, so dass der flüssige Gusswerkstoff aus der Eingussmulde 16 in die Formnester 14 einströmen kann. Im Ergebnis kann die Hohlgussform 13 in einer Schleu- dergussvorrichtung so angeordnet werden, dass die Hauptträgheitsachse 18 entlang der Rotationsachse der Schleudergussvorrichtung verläuft, so dass die beim rotatorischen Antrieb der Hohlgussform 13 auftretenden Unwuchten im Wesentlichen kompensiert und auf ein zulässiges Maß reduziert sind. Beim eigentlichen Gießvorgang wird der flüssige Guss- werkstoff in die Eingussmulde 16 eingegossen, während sich die Hohl- gussform 13 mit einer ausreichend hohen Drehzahl um die Hauptträg- heitsachse 18 dreht. Aufgrund der dabei auf den Gusswerkstoff wirkenden Fliehkräfte werden die Formnester 14 schnell und im Wesentlichen lunkerfrei ausgegossen.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform 19 einer Hohlgussform entspricht in ihrem wesentlichen Aufbau der Hohlgussform 13. Wiederum findet der kreisringförmige Muffelring 15 Verwendung und ist in den härtbaren Formwerkstoff 17 eine Eingussmulde 16 mit daran anschlie- ßenden Angusskanälen und Formnestern 14 vorgesehen.

Um auch die Herstellung einer relativ geringen Anzahl von Werkstücken, d. h. im vorliegenden Fall von Ersatzzähnen, in der Hohlgussform 19 zu ermöglichen, können in dem Muffelring 15 zwei kreisabschnittsförmige Einlegeelemente 20 bzw. 21 einander achssymmetrisch gegenüberliegend angeordnet werden. Durch die Einlegeelemente 20 und 21 wird das von der Formmasse 17 zu füllende Volumen innerhalb des Muffelringes 15 reduziert, wobei sich die Trägheitsmassen der Einlegeelemente 20 und 21 bei einer rotatorischen Bewegung der Hohlgussform 19 um die Haupt- trägheitsachse 18 gegenseitig kompensieren.

Die Einlegeelemente 20 und 21 können als massive Bauteile oder als Hohlkörper, z. B. in der Art von Blechbiegeteilen, ausgebildet sein, wobei

sich bei der Verwendung von Blechbiegeteilen eine entsprechende Ver- ringerung der trägen Masse insgesamt ergibt.

Fig. 6 stellt eine zweite Ausführungsform 22 einer Schleudergussvor- richtung in einem schematischen Querschnitt dar. Diese ist zur Verwen- dung zusammen mit Hohlgussformen 13 und 19, wie sie in Fig. 2 bis Fig.

5 dargestellt sind, geeignet. Die Schleudergussvorrichtung 22 weist in einem Gehäuse 23 eine Antriebseinrichtung 24, beispielsweise einen Elektromotor, auf, die mit einer Steuer-und Regeleinrichtung 25 entspre- chend den vom Bediener vorgegebenen Einstellungen gesteuert bzw. geregelt wird. Die Antriebswelle 26 kann mittels der Antriebseinheit 24 um eine Mittelachse 27 drehend rotatorisch angetrieben werden. Am oberen Ende der Antriebsachse 26 ist eine Grundplatte 28 vorgesehen, auf deren Oberseite unter Zwischenanordnung eines Distanzstücks 29 eine kreisscheibenförmige Haltevorrichtung 30 befestigbar ist. Die Oberseite der Haltevorrichtung 30 weist eine kreisscheibenförmige Vertiefung auf, deren Durchmesser mit dem Außendurchmesser der Hohlgussform 13 übereinstimmt. Mittels lediglich schematisch dargestellter Spanneinrich- tungen 31 und 32, die beispielsweise in der Art von Spannschrauben ausgebildet sein können, wird die Hohlgussform 13 auf der Haltevor- richtung 30 befestigt.

Nach Befestigung der Hohlgussform 13 auf der Grundplatte 30 wird am Gehäuse 23 von oben ein Deckel 33 angebracht, so dass die Hohlgussform 13 nach außen hin umschlossen ist. Oberhalb der Eingussmulde 16 weist der Deckel 33 eine Ausnehmung 34 auf, durch die das geschmolzene Gussmaterial von oben in die Eingussmulde 16 eingegossen werden kann.

Ein drehbar gelagerter Deckel 35 dient der Abdeckung der Ausnehmung 34 nach dem Eingießen des flüssigen Gusswerkstoffs.

Aufgrund der Größe und der Form der Eingussmulde 16 sind spezielle Gusstechniken, wie beispielsweise Balkenguss oder verlorene Köpfe, als Reservoir zur Versorgung des Erstarrungsschwunds nicht mehr erforder- lich. Diese Funktion wird von der in Eingussmulde verbleibenden Schmelze erfüllt, da das Gussmaterial in diesem Bereich zuletzt erstarrt und dadurch in die Formnester 14 nachgefördert werden kann.