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Title:
METHOD FOR TILT CASTING AND TILT CASTING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/215020
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the tilt casting of a component from light metal.

Inventors:
BÜRGER, Florian (Buchenstraße 10, Ilsede, 31246, DE)
BÖSHANS, Viktor (Eschenweg 8 a, Giesen, 31180, DE)
GOLZ, Roland (Hasenwinkel 21, Wernigerode, 38855, DE)
LACHMUND, Heik (Kupferweg 26, Holle, 31188, DE)
RICHARD, Christian (Am Hahnewald 33, Harsum, 31177, DE)
KASSNER, Philipp (Siekbruch 57, Braunschweig, 38108, DE)
Application Number:
DE2018/100455
Publication Date:
November 29, 2018
Filing Date:
May 14, 2018
Export Citation:
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Assignee:
KSM CASTINGS GROUP GMBH (Cheruskerring 38, Hildesheim, 31137, DE)
International Classes:
B22D23/00; B22D35/04; B22D39/02; B22D41/06
Foreign References:
US20110114280A12011-05-19
DE102004015649B32005-08-25
DE102006058142A12008-06-12
DE102006058142A12008-06-12
DE102004015649B32005-08-25
Attorney, Agent or Firm:
KÖRNER, Andreas et al. (Zeppelinstr. 5, Patentanwälte Thömen & Körner, Hannover, 30175, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s o r ü c h e

1 . Verfahren zum Kippgießen eines Bauteils aus Leichtmetall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, mittels einer einen Formhohlraum aufweisenden Kippgießform (10), wobei die Schmelze zu Beginn und während der Kippbewegung der Kippgießform (10) kontinuierlich mit einem Gießlöffel bzw. einer Gießkelle (12) unmittelbar in den den Anguss des Bauteils ausbildenden Gießlauf (14) der Kippgießform (10) eingegossen wird und von Beginn an durch den Gießlauf (14) in den Formhohlraum der Kippgießform (10) strömt, wobei der Gießlöffel bzw. die Gießkelle (12) während der Kippbewegung der Kippgießform (10) kontinuierlich nachgeführt wird.

2. Verfahren zum Kippgießen, insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kippgießform (10) zu Beginn der Kippbewegung in eine Eingussposition gebracht wird, in der die Schmelze beim Eingießen in den Gießlauf (14) weitestgehend turbulenzarm in den Formhohlraum der Kippgießform (10) strömt.

3. Verfahren zum Kippgießen, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kippgießform (10) um eine Kippachse um bis zu 90° gekippt wird.

4. Verfahren zum Kippgießen, insbesondere nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießlöffel bzw. die Gießkelle (12) beabstandet vom Gießlauf (14) geführt wird.

5. Verfahren zum Kippgießen, insbesondere nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze innerhalb des Gießlaufs (14) durch einen Engpass geführt wird.

6. Kippgießvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend eine Kippgießform (10), die einen Formhohlraum aufweist, in den die Schmelze über einen Gießlauf (14) eingießbar ist, und Mittel zum Kippen der Kippgießform (10) aus einer Eingussposition in eine diesbezüglich um bis zu 90° gekippte Position, wobei die Gießvorrichtung keinen Gießtümpel oder Schmelzeaufnahmebehälter, beispielsweise in Form eines Querlaufs, insbesondere keinen mit dem Gießlauf (14) strömungsverbundenen Gießtümpel oder Schmelzeaufnahmebehälter, beispielsweise in Form eines Querlaufs, aufweist.

7. Kippgießvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gießlaufs (14) ein Engpass vorgesehen ist.

8. Kippgießvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießvorrichtung ein Gießlöffel bzw. eine Gießkelle (12) zugeordnet ist, wobei mittels des Gießlöffels bzw. der Gießkelle (12) die Schmelze zu Beginn und während der Kippbewegung der Kippgießform (10) kontinuierlich und unmittelbar in den den Anguss des Bauteils ausbildenden Gießlauf (14) der Kippgießform (10) eingießbar ist.

Description:
Verfahren zum Kippgießen und Kippgießvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kippgießen eines Bauteils aus Leichtmetall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, mittels einer einen Formhohlraum aufweisenden Kippgießform, die keinen oder wenigstens einen Kern aufweist, sowie auf eine Kippgießvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Gießverfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Leichtmetall sowie entsprechende Gießvorrichtungen, die zur Durchführung derartiger Verfahren geeignet sind, bekannt.

DE 10 2006 058 142 B4 offenbart ein Verfahren zum Kippgießen von Bauteilen aus Leichtmetall sowie eine entsprechende Gießvorrichtung. Verfahren und Vorrichtungen zum Kippgießen von Bauteilen aus Leichtmetall sind - wie in der DE 10 2006 058 142 B4 beschrieben - bekannt. Beim Kippgießverfahren, das in allgemeiner Form im Standardwerk„Gießereilexikon", 16. Auflage, 1994, S. 244 und S. 655 beschrieben wird, wird eine Kokille bzw. Gießform um eine Kippachse um bis zu 90° gedreht, während die Schmelze in die Kokille einströmt. Durch diese Maßnahme kann die Kokille in besonders vorteilhafter Weise ohne Strömungsturbulenzen mit der Metallschmelze gefüllt werden. Ein wesentlicher Vorteil des

Kippgießens, der in der Literatur häufig genannt wird, besteht darin, dass das beim Schwerkraftkokillengießen gegebenenfalls auftretende verspritzendes Metalls durch Führen der Metallschmelze an einer Wand der Gießform vermieden werden kann.

Aus der in der DE 10 2006 058 142 B4 als Stand der Technik aufgeführten DE 10 2004 015 649 B3 sind ein Verfahren zum Gießen von Bauteilen aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminiumlegierungen, nach dem Kippgießprinzip sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Schmelze in einen an der Längsseite einer Gießform befindlichen Querlauf eingefüllt. Die Gießform wird dabei zunächst um einen Winkel von 45° bis 70° um ihre Längsachse gekippt. Danach beginnt das Einfüllen der flüssigen Schmelze in den Querlauf, bis etwa 1 /5 der für den Guss des Bauteils benötigten Schmelze in den Querlauf eingefüllt ist, ohne dass die Schmelze bereits in den Formhohlraum der Gießform einströmt. Anschließend wird die Gießform unter kontinuierlichem weiteren Einfüllen der Schmelze derart aus der gekippten Stellung in die Senkrechte gedreht, dass die Schmelze entlang einer Gießformwand in den Formhohlraum einströmt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kippgießen eines Bauteils aus Leichtmetall mittels einer einen Formhohlraum aufweisenden Kippgießform sowie eine Kippgießvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Kippgießvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen können sich aus den Unteransprüchen ergeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kippgießen eines Bauteils aus Leichtmetall mittels einer einen Formhohlraum aufweisenden Kippgießform sieht vor, dass die Leichtmetallschmelze zu Beginn und während der Kippbewegung der Kippgießform kontinuierlich mit einem Gießlöffel bzw. einer Gießkelle unmittelbar in den den Anguss des Bauteils ausbildenden Gießlauf der Kippgießform eingegossen wird und von Beginn an durch den Gießlauf in den Formhohlraum der Kippgießform strömt, wobei die Gießkelle bzw. der Gießlöffel während der Kippbewegung der Gießform kontinuierlich nachgeführt wird. Kontinuierlich bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Schmelze ununterbrochen zu Beginn und während der Kippbewegung der Kippgießform in den Gießlauf eingegossen und die Gießkelle bzw. der Gießlöffel dabei stetig während der Kippbewegung der Kippgießform nachgeführt wird. Allerdings kann das kontinuierliche Zuführen der Schmelze bzw. das kontinuierliche Nachführen der Gießkelle bzw. des Gießlöffels unter Umständen auch vor dem Ende der Kippbewegung der Kippgießform abschließen, beispielsweise wenn bereits während bzw. zum Ende der Kippbewegung der Kippgießform ausreichend Schmelze in der Kippgießform bzw. in dem mit dem Formhohlraum verbundenen Gießlauf zur Ausbildung des Bauteils enthalten ist. Da die Schmelze bis zu einem solchen Zeitpunkt ununterbrochen in den Gießlauf eingegossen wird und die Gießkelle bzw. der Gießlöffel bis zu einem solchen Zeitpunkt stetig nachgeführt wird, handelt es auch hierbei erfindungsgemäß um ein kontinuierliches Eingießen der Schmelze bzw. kontinuierliches Nachführen der Gießkelle bzw. des Gießlöffels während der Kippbewegung der Gießform.

Erfindungsgemäß sind kein Gießtümpel, kein Schmelzesammelbehälter, beispielsweise in Form eines Querlaufs, oder dergleichen vorgesehen, in welche die Schmelze aus einem Gießlöffel bzw. einer Gießkelle zumindest teilweise vor und während der Kippbewegung des Kippgießform eingefüllt wird.

Es kann vorteilhaft sein, eine Siebvorrichtung, einen Schaumfilter oder dergleichen, vorzugsweise jeweils aus Keramik, vorzusehen, um insbesondere eine auf der Schmelze befindliche Oxidhaut zurückzuhalten. Die Siebvorrichtung, der Schaumfilter oder dergleichen kann vorteilhaft am Gießlöffel bzw. an der Gießkelle angeordnet sein.

Die Schmelze wird vielmehr vorteilhaft direkt aus dem Gießlöffel bzw. der Gießkelle unmittelbar in den Gießlauf gefüllt, und zwar sowohl zu Beginn der Kippbewegung, wenn sich die Kippgießform und mithin der Gießlauf in einer vorliegend als Eingussposition bezeichneten Startposition befinden, als auch während der Kippbewegung, wobei die Schmelze direkt durch den Gießlauf in den Formhohlraum der Kippgießform strömt. Es hat sich gezeigt, dass bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren qualitativ hochwertige Bauteile aus Leichtmetall herstellbar sind. Obwohl durch den direkten Einguss der Schmelze aus dem Gießlöffel bzw. der Gießkelle in den Gießlauf eigentliche eine turbulente Strömung zu erwarten wäre, tritt diese so nicht auf, sondern scheint sich - falls vorhanden - jedenfalls im Gießlauf abzuschwächen. Dazu trägt der Umstand bei, dass das Kippgießverfahren sich vom Schwerkraftgießverfahren, in dem die Schmelze quasi in den Formhohlraum stürzt, unterscheidet.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Kippgießform zu Beginn der Kippbewegung in eine Startposition, erfindungsgemäß als Eingussposition bezeichnet, gebracht wird, in der die Schmelze beim Eingießen in den Gießlauf weitestgehend turbulenzarm in den Formhohlraum der Kippgießform strömt. Dies ist vorzugsweise eine Position, in der der Gießlauf relativ flach in den Formhohlraum einmündet. Erfindungsgemäß wird diese Startposition als Eingussposition bezeichnet, weil die in den Gießlauf mittels des Gießlöffels bzw. der Gießkelle eingebrachte Schmelze schon in der Startposition in den Formhohlraum strömt, selbst wenn noch keine Kippbewegung der Kippgießform ausgeführt wird bzw. diese erst startet. Es ist also kein Gießtümpel bzw. Schmelzesammelbehälter oder dergleichen vorgesehen, in der sich vor der Kippbewegung der Kippgießform Schmelze ansammelt.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Kippgießform um eine Kippachse um bis zu 90° gekippt wird.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Gießkelle bzw. der Gießlöffel beabstandet vom Gießlauf geführt wird, also nicht formgebunden ist. Auf diese Weise lässt sich die Gießkelle bzw. der Gießlöffel unabhängig von der Kippgießform mit Gießlauf führen. Es kann von Vorteil sein, wenn die für den Abguss des Bauteils benötigte Schmelze in der Gießkelle bzw. dem Gießlöffel zur Verfügung gestellt wird.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Schmelze innerhalb des Gießlaufs durch einen Engpass geführt wird. Ein solcher Engpass kann sich vorteilhaft auf etwaige unerwünschte Strömungsturbulenzen auswirken.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Kippgießvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend eine Kippgießform, die einen Formhohlraum aufweist, in den die Schmelze über einen Gießlauf eingießbar ist, und Mittel zum Kippen der Kippgießform aus einer Eingussposition in eine diesbezüglich um bis zu 90° gekippte Position, wobei die Gießvorrichtung keinen Gießtümpel oder Schmelzeaufnahmebehälter, beispielsweise in Form eines Querlaufs, insbesondere keinen mit dem Gießlauf strömungsverbundenen Gießtümpel oder Schmelzeaufnahmebehälter, beispielsweise in Form eines Querlaufs, aufweist.

Dadurch, dass kein Gießtümpel, kein Schmelzesammelbehälter, beispielsweise in Form eines Querlaufs, oder dergleichen vorgesehen sind, in welche die Schmelze nach dem Stand der Technik aus einem Gießlöffel bzw. einer Gießkelle zumindest teilweise vor der Kippbewegung des Kippgießform eingefüllt wird, wird erreicht, dass die Schmelze vorteilhaft direkt aus dem Gießlöffel bzw. der Gießkelle unmittelbar in den Gießlauf übergeht, und zwar sowohl zu Beginn der Kippbewegung, wenn sich die Kippgießform und mithin der Gießlauf in einer vorliegend als Eingussposition bezeichneten Startposition befindet, als auch während der Kippbewegung, wobei die Schmelze direkt durch den Gießlauf in den Formhohlraum der Kippgießform strömt. Obwohl durch den direkten Einguss der Schmelze aus dem Gießlöffel bzw. der Gießkelle in den Gießlauf eigentliche eine turbulente Strömung zu erwarten ist, tritt diese so nicht auf. Um eine etwaige turbulente Strömung abzuschwächen, kann es von Vorteil sein, wenn innerhalb des Gießlaufs ein Engpass vorgesehen ist

Es kann von Vorteil sein, wenn der Gießvorrichtung ein Gießlöffel bzw. eine Gießkelle zugeordnet ist, wobei mittels des Gießlöffels bzw. der Gießkelle die Schmelze zu Beginn und während der Kippbewegung der Kippgießform kontinuierlich und unmittelbar in den den Anguss des Bauteils ausbildenden Gießlauf der Kippgießform eingießbar ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, dass in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Momentaufnahme von Gießkelle und Gießform mit Gießlauf zu Beginn der Kippbewegung der Gießform mit Gießlauf,

Fig. 2 schematisch eine Momentaufnahme von Gießkelle und Gießform mit Gießlauf während der Kippbewegung der Gießform mit Gießlauf und

Fig. 3 schematisch eine Momentaufnahme der Gießform mit Gießlauf am Ende der Kippbewegung der Gießform mit Gießlauf.

In der Zeichnung sind die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Merkmale dargestellt und erläutert. Werden in den Figuren gleiche Bezugsziffern verwendet, so bezeichnen diese gleiche Teile.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Kippgießen eines Bauteils aus Leichtmetall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, mittels einer einen Formhohlraum aufweisenden Kippgießform 10 wird die Schmelze zu Beginn und während der Kippbewegung der Kippgießform 10 kontinuierlich mit einer Gießkelle 12 unmittelbar in den den Anguss des Bauteils ausbildenden Gießlauf 14 der Kippgießform 10 eingegossen, wobei die Schmelze von Beginn an durch den Gießlauf 14 in den Formhohlraum der Kippgießform 10 strömt und die Gießkelle 12 während der Kippbewegung der Kippgießform 10 kontinuierlich nachgeführt wird.

Die Kippgießform 10 wird - wie in Fig. 1 dargestellt - zu Beginn der Kippbewegung in eine Eingussposition gebracht, in der die Schmelze beim Eingießen in den Gießlauf 14 weitestgehend turbulenzarm in den Formhohlraum der Kippgießform 10 strömt. Die Kippgießform 10 wird dann um eine Kippachse um 90° gekippt.

Fig. 2 zeigt dabei eine Momentaufnahme der um 45° gekippten Kippgießform 10, während Fig. 3 die Endposition, vorzugsweise die Erstarrungsposition, der um 90° gekippten Kippgießform 10 zeigt.

Die Gießkelle12 wird dabei beabstandet vom Gießlauf 14, also nicht formgebunden, geführt.




 
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