Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gussteilen aus leichtmetalli¬ schen Legierungen, insbesondere durch Druckgiessen, nach dem Oberbegriff des Pa¬ tentanspruchs.

Es ist bekannt, Gase bei der Herstellung metallischer Gussteile zu verwenden. So be¬ schreibt die DE-A-3240242 ein Verfahren zum Druckgiessen bei gleichzeitiger Einwir¬ kung von Gasgegendruck. Kennzeichnend ist, dass vor Beginn des Giessvorganges der Hohlraum der Giessform und einer horizontalen Druckkammer getrennt werden, wo¬ nach im Hohlraum der Giessform ein Gasdruck erzeugt wird und gleichzeitig die Schmelze in die horizontale Druckkammer eingegossen wird, während zu Beginn des Giessens der Hohlraum und der Raum der horizontalen Druckkammer verbunden wer¬ den. Der Gasdruck ist unabhängig von der Strömung der Schmelze.

Die DE-OS 2823173 offenbart ein Verfahren zum Giessen von Metall in einer sich dre¬ henden Kokille, in der während des Giessvorganges die Oberfläche der Metallschmelze gleichzeitig durch verflüssigtes Inertgas geschützt wird. Das Gas wird sowohl auf die Schmelzeoberfläche als auch auf das Innere der drehenden Form gegossen. Es erfolgt das Giessen eines ersten Metalls, das sich durch Zentrifugieren an die Formwand an¬ legt und sich unter Bildung einer ersten, äusseren Schicht verfestigt, worauf die Zufüh¬ rung des Flüssiggases beginnt. Nachfolgend wird analog zumindest eine zweite Schicht gegossen. Das weiterhin zugeführte Flüssiggas füllt den inneren Hohlraum der Form bis zum Erhalt eines fertigen Drehstückes.

Bei einem Verfahren zum Giessen von Hohlkörpern mittels Sturzguss gemäss DE-A- 3403186 wird Luft in das Innere des Gussmantels eingeführt, um den Abfluss der ver¬ bliebenen Schmelze zu erleichtern. Die Luft wird durch eine herbeigeführte Öffnung des Gussmantels oder analog zur Schmelze zugeführt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Gussteilen unter Meidung der Nachteile des Standes der Technik zu entwickeln, insbesondere für Gussteile aus leichtmetallischen Legierungen und nach einem Druckgiessverfahren.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs.

Die Erfindung geht hierbei von bekannten Spritzgiessverfahren für Kunststoffteile aus, bei denen durch Injektion eines Gases Hohlräume mit einem gleichmässigen Gasin¬ nendruck im Hohlraum erzeugt werden. Aufgrund der zu Thermoplasten sehr unter¬ schiedlichen thermophysikalischen Eigenschaften bei der Erstarrung von Metallschmel¬ zen ist eine einfache Übertragung dieser Verfahren auf das Druckgiessen von metalli¬ schen Gussteilen nicht gegeben. Nicht nur die Arbeitstemperaturen sind höher, auch die Erstarrung verläuft wesentlich schneller, so dass ein Giesszyklus daher wesentlich schneller abläuft.

Das Verfahren mit Gasinjektion ist ausführbar mittels

> Teilfüllung (Restschmelze wird nach Gasinjektion wieder in Giesskammer ge¬ saugt) > Schwindungskompensation > Kemzugsystem > Überlaufkavität

Die Verfahrenführung mit Überlaufkavität bietet sich für Metallschmelzen (niedrige Vis¬ kositäten) bevorzugt an und ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

a) eine Kavität wird mit Schmelze gefüllt und eine Nebenkavität (Überlaufkavität) der Form ist verschlossen b) nach Erstarrung einer Randschicht wird durch einen Injektor Gas in die verbliebe¬ ne Schmelze eingeleitet und der Zugang zur Nebenkavität geöffnet c) die verbliebene Schmelze gelangt in die Nebenkavität, im Gussteil verbleibt mindestens ein Hohlraum d) Entlüftung der Kavitäten, Teilentnahme und Entfernung des Nebenkavitätsteiles. Als Gas wird bevorzugt Stickstoff verwendet, doch ist auch jedes andere inerte Gas ge¬ eignet. Zur Erreichung möglichst glattwandiger Oberflächen (auch der Innenseite) des Gussteiles sind Legierungen mit kurzem Erstarrungsintervall bevorzugt anzuwenden, zum Beispiel Zink-, Aluminium- oder Magnesiumlegierungen. Mittels lokalem Nachdruck kann Einfallstellen und/oder Verzug vorgebeugt werden.

Die Erstarrungsfront des Metalls erstarrt unter der Einwirkung von Gasdruck. Dies Führt zur Ausbildung einer glattwandigen Erstarrung. Dieser Aspekt ist für den späteren Ein¬ satz hohlgegossener Teile als medienführende Leitung, sei es Gas oder ein Fluid, von grösster Wichtigkeit, da der Fliesswiderstand durch die Glattwandigkeit der inneren Oberfläche stark herabgesetzt wird.

Möglich sind eine Reduktion der Zykluszeit bei dickwandigen Teilen, Materialeinsparun¬ gen, Stabilitätsverbesserungen, Schiesskraftreduktion infolge gleichmässigen Druckes sowie auch eine Verzugsminimierung durch reduzierte Masseanhäufung.

Erreichbar sind leichtgewichtige Gussteile wie zum Beispiel Türgriffe oder Ölfiltergehäu- se.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher beschrieben, ohne jedoch auf diese konkrete Ausführungsform begrenzt zu sein. Die Zeichnung zeigt in nur einer Figur den Verfahrensablauf.

In der Giesskammer 1 einer Druckgiessmaschine befindliche Metallschmelze wird mit¬ tels eines Giesskolbens über ein optionales Ventil 6 (das Verfahren kann auch ohne Verwendung eines Ventils 6 ausgeführt werden) in eine Formkavität 2 gepresst. Ein weiteres Ventil 7 zu einer Nebenkavität 4 ist geschlossen. Sobald eine Randschicht der Schmelze an der Innenwand der Formkavität 2 erstarrt ist, wird über einen Gasinjektor 3 Stickstoff in die Formkavität 2, respektive in die verbliebene Schmelze eingeleitet und gleichzeitig wird das Ventil 7 zur Nebenkavität 4 geöffnet. Das Ventil 6 ist nun geschlos¬ sen. Die verbliebene Menge an Metallschmelze wird infolge des Gasdruckes in die Ne- benkavität 4 verdrängt. In der Formkavität 2 bzw. im Gussteil bildet sich mindestens ein Hohlraum 5 aus. Anschliessend werden die Kavitäten, insbesondere der Hohlraum 5 über den Gasinjek¬ tor 3 entlüftet, das Gussteil kann der Form entnommen und weiter bearbeitet werden.