Druckgiessen von Federbeinstützen

Abstract

 Druckgiessen von Federbeinstützen, wobei ein fliessfähiger Giesswerkstoff in zwei sich Rücken an Rücken gegenüberliegende Kavitäten gepresst wird, wobei die Kavitäten durch jeweils zwei Formteile, die jeweils eine Form bilden, gebildet werden, wobei eine Giesskammer zwischen den Formen angeordnet ist, wobei der flüssige Giesswerkstoff mittels des Giessantriebskolbens in der Giesskammer vertikal gepresst wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Druckgiessen von Federbeinstützen, wobei ein fliessfähiger Giesswerkstoff in zwei sich Rücken an Rücken gegenüberliegende Kavitäten gepresst wird, wobei die Kavitäten durch jeweils zwei Formteile, die jeweils eine Form bilden, gebildet werden, wobei die Giesskammer zwischen den Formen angeordnet ist.

[0002] Aus dem Stand der Technik ist das Druckgiessen von Federbeinstützen bekannt, dazu werden in der Regel horizontale Druckgussmaschinen eingesetzt, da diese sehr variabel sind und sich für viele Arten und Grössen von Gussteilen eignen und auch Gussteile mit hohem Teilegewicht zulassen, welche eine hohe Giessleistung erfordert.

[0003] Nachteilig beim Einsatz von horizontalen Druckgussmaschinen, insbesondere für die Herstellung von Federbeinstützen, sind die langen Angusssysteme, da bei horizontalen Druckgussmaschinen ein Anguss vorliegt, der sich dann zu den zu füllenden Kavitäten hin verzweigt. Wobei bei horizontalen Druckgussmaschinen 3-Platten-Werkzeuge bekannt sind, diese zwar einen zentralen Anguss aufweisen, jedoch besteht dort der Nachteil eines langen Giesslaufs immer noch, der zu langen Taktzeiten führt und zu Werkzeugen die aufwendig in der Herstellung sind.

[0004] Die DE 10 2012 107363 A1 offenbart ein solches Druckgusswerkzeug für horizontale Druckgussmaschinen mit einem komplexen Angussverteilkanalsystem. Dies führt zu einer grossen Menge an Restmaterial, das als Kreislaufmaterial wieder eingeschmolzen werden muss. Ein weiterer Nachteil ist auch, dass bei einer hohen Menge an Kreislaufmaterial, wie es in diesem Verfahren vorliegt, diese zusätzliche Menge von Material erwärmt werden muss, also Energie zugeführt werden muss, das Material jedoch nicht als Gussteil weiterverwendet wird sondern es wieder eingeschmolzen werden muss. So wird viel Energie zugeführt bzw. zu viel Material erwärmt, das wiederum verursacht hohe Kosten für Material das nicht in das Gussteil fliesst.

[0005] Zudem können die Gusswerkzeuge für eine vertikale Druckgussmaschine einfacher und günstiger hergestellt werden, wenn auf ein solch aufwendiges Angussverteilkanalsystem verzichtet werden kann.

[0006] Druckgussmaschinen bei denen die Giesskammer vertikal angeordnet ist, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die US 1 717 254 offenbart eine solche. In der Regel werden sie für kleinere und einfachere Teile eingesetzt da sie beim Teilegewicht von ihrer Kapazität begrenzt sind und deshalb auch nur sehr eingeschränkt variabel einsatzbar.

[0007] Es ist Aufgabe der Erfindung ein Druckgiessen von Federbeinstützen vorzuschlagen, das wirtschaftlicher ist als das Druckgiessen von Federbeinstützen mittels horizontaler Druckgussmaschinen, insbesondere durch Prozessoptimierung sowie dass eine höhere Materialqualität der Gussteile erreicht werden soll.

[0008] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der flüssige Giesswerkstoff mittels der Giessantriebskolben vertikal gepresst wird. Die Giesskammer verläuft somit vertikal. Vorzugsweise sind die Formen beidseitig der Giesskammer angeordnet. Die Formen werden durch jeweils zwei Formteile gebildet, die die Kavitäten bilden in die der fliessfähige Giesswerkstoff von der Giesskammer über den Anguss gepresst wird.

[0009] Mittels des Giessantriebskolbens wird der Giesswerkstoff in der Giesskammer nach unten gepresst.
Vorteilhaft an dieser Bauform ist, dass der Füllgrad der Giesskammer 100% ist. Das heisst, die Kammer kann komplett mit dem Giesswerkstoff gefüllt werden ohne dass Lufteinschlüsse darin auftreten wenn der Giessantriebskolben den Giesswerkstoff in die Kavitäten presst. Bei einem horizontalen Verlauf der Giesskammer ist dies nicht möglich wodurch eine schlechtere Qualität der gegossenen Federbeinstützen entstehen kann.

[0010] Als vorteilhaft hat sich auch gezeigt, dass die Giesskammer mit fliessfähigem Giesswerkstoff gefüllt wird, während die Formen bzw. Kavitäten noch geöffnet sind. Das wird dadurch ermöglicht, dass der Gegenkolben den Anguss abdeckt wodurch kein Giesswerkstoff ausfliessen kann. Das hat eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Giessprozesses zur Folge, da die Federbeinstützen ausgeformt werden können und gleichzeitig die Giesskammer bereits wieder mit dem Giesswerkstoff gefüllt werden kann wodurch die Druckgussmaschine schnell wieder für den nächsten Schuss zur Verfügung steht.
Dies ist ein wesentlicher Punkt einer solchen Prozessoptimierung und gewährleistet eine wirtschaftliche Herstellung der Federbeinstützen.

[0011] Ein weiterer Vorteil dieses Druckgiessens von Federbeinstützen besteht darin, dass die Formen bereits vor der kompletten Erstarrung des Pressrests in der Giesskammer geöffnet werden können. Dies wiederum optimiert den Ablauf des Prozesses zusätzlich und verkürzt die Zykluszeit nochmals.

[0012] Der Gegenkolben wird unmittelbar nach der Nachspeisung hochgefahren, vorzugsweise innerhalb nicht einmal 1 Sekunde nach der Nachspeisung fährt der Gegenkolben zum Abscheren des Pressrests hoch. Dies ermöglicht dann ein sofortiges öffnen der Formen und ein Ausformen.

[0013] Der Pressrest in der Giesskammer wird mittels eines Gegenkolbens abgeschert. Dies ist ein einfacher und rascher Vorgang in dem der Gegenkolben in der Giesskammer hoch fährt, wird der Pressrest vom Anguss abgeschert.

[0014] Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der fliessfähige Giesswerkstoff über einen zentralen Anguss in die Kavitäten der Formen gepresst wird, wobei jede Form ihren eigenen Anguss aufweist. Der Anguss ist zentral im Bezug zur Federbeinstütze angeordnet. Somit erübrigen sich lange verzweigte Verteilkanäle für den fliessfähigen Giesswerkstoff. Das Giesssystem fällt sehr kurz aus und optimiert so den Prozess zusätzlich.
Der Anguss befindet sich bei der Federbeinstütze im zentralen Mittelteil der im eingebauten Zustand das Domlager aufnimmt. Das heisst, dass dieser Bereich hochbeansprucht ist und eine hohe Steifigkeit und Festigkeit benötigt. Durch das Giessen der Federbeinstützen mittels des erfindungsgemässen Verfahren befinden sich der Anguss im zentralen Mittelteil und da sich zwangsläufig die besten Materialeigenschaften nahe am Anguss ergeben ist dieses Verfahren ideal zur Herstellung von Federbeinstützen.

[0015] Vorzugsweise werden die Kolben hydraulisch betrieben.

[0016] Der Ablauf der Kolben ist prozessoptimiert geregelt, wodurch ein zeitoptimierter Ablauf bzw. ein minimaler Zeitaufwand für das Druckgiessen von Federbeinstützen benötigt wird, was wiederum eine Kostenreduktion zur Folge hat.

[0017] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren beschrieben, wobei sich die Erfindung nicht nur auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigen:

Fig. 1

einen Längsschnitt durch eine vertikale Druckgiessvorrichtung und

Fig. 2

eine schematische Darstellung der Giesskammer mit dem Verlauf des Giesswerkstoffs bis hin zu den entstandenen Federbeinstützen.

[0018] Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine vertikale Druckgiessvorrichtung 1, die zum Druckgiessen von Federbeinstützen dient. Die Giesskammer 2 verläuft vertikal. Darin sind ein Giessantriebskolben 3 sowie auch ein Gegenkolben 4 angeordnet. Mittels des Giessantriebskolbens 3 wird der fliessfähige Giesswerkstoff in der Giesskammer 2 über den Anguss 9 und die Kanäle 10 in die Kavitäten 5 gepresst. Die Kavitäten 5 werden jeweils mittels zweier Formteile 6a, 6b die zusammen eine Form 7 bilden, erzeugt. Dadurch, dass der Anguss 9 der Federbeinstützen 8 zentral in der Form 7 bzw. auch zentral gegenüber der den Kavitäten 5 angeordnet ist, kann auf lange und verzweigte Verteilkanäle verzichtet werden. Durch die vertikale Ausrichtung der Giesskammer 2 ist eine 100%-ige Füllung mit flüssigem Giesswerkstoff möglich. Das heisst, dass ein Füllgrad von 100% erreicht werden kann, wodurch Lufteinschlüsse vermieden werden können und die Qualität der Federbeinstützen 8 optimiert werden kann.
Die Formen 7 sind beidseitig der Giesskammer 2 angeordnet. Vorzugsweise sind die Kavitäten 5 Rücken an Rücken mit dazwischenliegender Giesskammer 2 angeordnet.

[0019] Der fliessfähige Giesswerkstoff kann bereits in die Giesskammer 2 gefüllt werden während die Formen 7 bzw. Formteile 6a, 6bnoch geöffnet sind, wobei eines der Formteile 6b vorzugsweise feststehend ist und das andere beweglich 6a bzw. verfahrbar, wodurch sich so die Formen öffnen lassen und die Federbeinstützen 8 ausgeformt werden können. Dies ist dadurch möglich, da der Gegenkolben 4 den Anguss 9 versperrt und so das Abfliessen des flüssigen Giesswerkstoffs in die Kavitäten 5 verhindert.

[0020] Die Formteile 6a, 6b können vorzugsweise durch horizontales Verschieben geöffnet und geschlossen werden um die gegossenen Federbeinstützen 8 zu entformen. Als besonders bevorzugte Ausführungsform ist jeweils nur eines der Formteile 6a beweglich und das andere festzustehend 6b.

[0021] Ebenfalls ist es bei diesen Verfahren möglich die Formen 7 zu öffnen bevor der Pressrest in der Giesskammer 2 komplett erstarrt ist da der Gegenkolben 4 hoch gefahren wird um den Pressrest abzuscheren Der Gegenkolben 4 kann sogar bereits hochgefahren werden, wenn die Nachspeisung des Gussteils abgeschlossen ist und der Pressrest aufgrund seiner Masse noch nicht erstarrt ist. Das verkürzt die Taktzeit wesentlich.

[0022] Zudem wird der Gegenkolben 4 hochgefahren um den Pressrest abzuscheren damit ein Ausformen überhaupt möglich ist.

[0023] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Giesskammer 2 mit den gegossenen Federbeinstützen 8. Der Giessantriebskolben 3 presst den flüssigen Giesswerkstoff in die Kavitäten 5 die das Negativ der Federbeinstützen 8 bilden. Es ist gut zu erkennen, dass der fliessfähige Giesswerkstoff nur jeweils über einen Anguss 9 und auch nur über jeweils einen Kanal 10 in die Kavitäten 5 gepresst wird.
Der Gegenkolben 4 dient einerseits dem Abscheren des Pressrests, wie auch der Schliessung der Kanäle 10 bzw. der Angusse 9, wodurch wie zuvor erwähnt, ein Auffüllen der Giesskammer 2 und ein Entformen der Formen 7 parallel bzw. zeitgleich stattfinden kann.

Bezugszeichenliste

[0024] 

1

Druckgiessvorrichtung

2

Giesskammer

3

Giessantriebskolben

4

Gegenkolben

5

Kavität

6a

Formteil beweglich

6b

Formteil feststehend

7

Form

8

Federbeinstütze

9

Anguss

10

Kanal

Ansprüche

1. Druckgiessen von Federbeinstützen (8), wobei ein fliessfähiger Giesswerkstoff in zwei sich Rücken an Rücken gegenüberliegende Kavitäten (5) gepresst wird, wobei die Kavitäten (5) durch jeweils zwei Formteile (6a, 6b), die jeweils eine Form (7) bilden, gebildet werden, wobei eine Giesskammer (2) zwischen den Formen (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Giesswerkstoff mittels des Giessantriebskolbens (3) in der Giesskammer (2) vertikal gepresst wird.

2. Druckgiessen von Federbeinstützen (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Giesskammer (2) mit fliessfähigem Giesswerkstoff gefüllt wird, während die Formen (7) noch geöffnet sind.

3. Druckgiessen von Federbeinstützen (8) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formen (7) vor der kompletten Erstarrung des Pressrests in der Giesskammer (2) geöffnet werden.

4. Druckgiessen von Federbeinstützen (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenkolben (4) unmittelbar nach der Nachspeisung hochgefahren wird.

5. Druckgiessen von Federbeinstützen (8) nach einer der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressrest in der Giesskammer (2) mittels eines Gegenkolbens (4) abgeschert wird.

6. Druckgiessen von Federbeinstützen (8) nach einer der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der fliessfähige Giesswerkstoff über einen zentralen Anguss (9) in die Kavitäten (5) der Formen (7) gepresst wird, wobei jede Form (7) ihren eigenen Anguss (9) aufweist.

7. Druckgiessen von Federbeinstützen (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Giesskammer (2) einen Füllgrad von 100% erlaubt.

8. Druckgiessen von Federbeinstützen (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (3, 4) hydraulisch betrieben sind.

9. Druckgiessen von Federbeinstützen (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsablauf von Giessantriebs (3)-und Gegenkolben (4) prozessoptimiert geregelt ist.

Zeichnung