VERFAHREN UND GUSSFORM ZUR HERSTELLUNG EINES GUSSTEILS

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft Ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Hohlraum-Gussteils, mit den Schritten: Bereitstellen einer Gussform, welche eine Kavität und zumindest einen ein- und ausfahrbaren Schieber aufweist, der in einem ausgefahrenen Zustand in die Kavität hineinragt; Einlegen eines einen Hohlraum des herzustellenden Gussteils definierenden Kerns in die Kavität der Gussform derart, dass der Kern an einer vorbestimmten Position mittels des ausgefahrenen Schiebers in zumindest einer Richtung abgestützt wird; Zumindest teilweises Füllen der Kavität mit einer Schmelze, wobei der Kern zumindest abschnittsweise von der Schmelze umschlossen wird; Einfahren des Schiebers in einen eingefahrenen Zustand, sodass der Kern an der vorbestimmten Position vom Schieber freigegeben wird. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Gussform zur Herstellung des Gussteils.

Beschreibung

GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils und eine Gussform zur Herstellung eines Gussteils

TECHNISCHER HINTERGRUND

[0002] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand einer Gussform (Druckgussform) für ein Hohlraum-Druckgussteil bzw. anhand eines Druckgussverfahrens zum Herstellen eines Hohlraum-Druckgussteils erläutert. Die Erfindung ist darauf jedoch nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Gussverfahren und Gussformen, bei welchen ein Kern eingesetzt wird, anwendbar. Insbesondere sind auch Gussverfahren oder Gussformen für den Schwerkraftguss umfasst. Es kann sich dabei um Gussverfahren oder Gussformen zum Herstellen von allen möglichen Arten von Gussteilen handeln.

[0003] Ein Kern (Gusskern) für ein Druckgussverfahren bzw. zum Einsetzen in eine Druckgussform ist in der DE 10 2013 021 197 B3 beschrieben. Ein solcher Kern bzw. Gusskern bildet die Form für einen Hohlraum eines herzustellenden Gussteils. Sind in diesem Hohlraum Hinterschneidungen vorhanden, werden in der Regel sogenannte verlorene Kerne eingesetzt. Verlorene Kerne sind aus einem Material gefertigt, welches der Hitze der Schmelze im Gießprozess standhält, sich aber nach dem Gießen leicht wieder entfernen lässt. Dazu werden die Kerne beispielsweise aus Sand mit Hilfe eines Binders oder aus Salz gefertigt. Derartige verlorene Kerne lassen sich nach dem Gießen entweder mechanisch zertrümmern oder chemisch in ihrem Zusammenhalt oder auch vollständig lösen, sodass das vormals den Kern bildende Material aus dem Hohlraum herausgeschüttelt oder herausgespült werden kann.

[0004] In der Gießereitechnik, insbesondere im Bereich des Druckgusses, hat sich gezeigt, dass hohle Gussteile, wie z. B. hohle Aluminiumdruckgussteile, mit geringen Wandstärken mit Hilfe von verlorenen Kernen oftmals nicht maßhaltig automatisiert hergestellt werden können. Derartige hohle Druckgussteile sind jedoch vorteilhaft, da sie ein geringes Gewicht aufweisen und ihre Herstellung zeit- und kostengünstig zu bewerkstelligen ist.

[0005] Bei der Verwendung von Kernen im Druckgussverfahren sind vor allem die hohen Drücke zu beachten, mit denen der flüssige Gusswerkstoff in die Druckgussform, in der sich wenigstens ein Kern befindet, eingebracht wird.
Diese hohen Drücke, die bis zu 800 bar betragen können, setzen den Kern beim Druckgießen hohen Belastungen aus. Ist der Kern daher nicht ausreichend in der Kavität der Gussform gelagert bzw. gehaltert, kann er beim Gießen verrutschen oder beschädigt werden, sodass der angestrebte Hohlraum nicht in der erwünschten Weise erzeugt wird.

[0006] Die DE 10 2013 021 197 B3 schlägt diesbezüglich vor, eine von dem Hohlkörper abstehende Kernlagerung zusammen mit dem Kern ebenfalls als verlorene Form herzustellen. Von der eigentlichen Kernkontur, das heißt im fertigen Gussteil von dem Hohlkörper, steht diese Kernlagerung ab. Die Kernlagerung wird im Rahmen eines Druckgussverfahrens verwendet, um den Kern an beziehungsweise in einer Druckgussform zu lagern, sodass der Kern beim Einschießen der Schmelze ausreichend abgestützt ist.

[0007] Durch eine solche Kernlagerung sind die Möglichkeiten der Bauteilgestaltung eingeschränkt und/oder zusätzliche Herstellungsschritte zum Nachbearbeiten des Gussteils in den Bereichen der Kernlagerung notwendig.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0008] Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Gussteils bzw. eine entsprechend verbesserte Gussform anzugeben.

[0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch eine Gussform mit den Merkmalen des Patentanspruches 12 gelöst.

[0010] Demgemäß ist vorgesehen:

• Ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Hohlraum-Gussteils, mit den Schritten: Bereitstellen einer Gussform, welche eine Kavität und zumindest einen ein-und ausfahrbaren Schieber aufweist, der in einem ausgefahrenen Zustand in die Kavität hineinragt; Einlegen eines einen Hohlraum des herzustellenden Gussteils definierenden Kerns in die Kavität der Gussform derart, dass der Kern an einer vorbestimmten Position mittels des ausgefahrenen Schiebers in zumindest einer Richtung abgestützt wird; Zumindest teilweises Füllen der Kavität mit einer Schmelze, wobei der Kern zumindest abschnittsweise von der Schmelze umschlossen wird; Einfahren des Schiebers in einen eingefahrenen Zustand, sodass der Kern an der vorbestimmten Position vom Schieber freigegeben wird.
• Eine Gussform, insbesondere Druckgussform, zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Hohlraum-Gussteils, mit einer Kavität, welche mit Schmelze befüllbar ist, mit zumindest einem ein- und ausfahrbaren Schieber, wobei der Schieber in einem ausgefahrenen Zustand in die Kavität derart hineinragt, dass er einen in die Kavität eingelegten Kern an einer vorbestimmten Position in zumindest einer Richtung abstützt, wobei der Schieber in einem eingefahrenen Zustand den Kern an der vorbestimmten Position frei gibt, wobei der Schieber eingerichtet ist, vom ausgefahrenen Zustand in den eingefahrenen Zustand einzufahren, wenn die Kavität zumindest teilweise mit Schmelze gefüllt ist und der Kern zumindest abschnittsweise von der Schmelze umschlossen ist.

[0011] Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, den Kern zum Einlegen desselben in die Kavität der Gussform und zumindest zeitweise auch noch beim Befüllen der Kavität mit einer Schmelze bzw. mit flüssiger Gussmasse (geschmolzenem Gussmaterial) mittels eines ausgefahrenen Schiebers an einer vorbestimmten Position innerhalb der Kavität abzustützen und zu einem späteren Zeitpunkt des Verfahrens wird den Schieber einzufahren, sodass der Kern an der vorbestimmten Position, an welcher er zuvor mit dem Schieber abgestützt war, von der Schmelze umschlossen werden kann. Dies bedeutet, der Kern wird zunächst beim Einlegen und dann beim Einschießen bzw. Einfüllen der Schmelze, wobei hohe Kräfte auf den Kern wirken können, von dem Schieber an der vorbestimmten Position abgestützt. Anschließend wird der Kern, in einer Phase des Verfahrens, in der die Schmelze noch flüssig ist aber keine hohen Belastungen mehr auf den Kern wirken, also gegen Ende oder am Ende des Gussvorgangs, vom Schieber freigegeben. Dadurch kann der Kern an der vorbestimmten Position ebenfalls eingegossen bzw. von Schmelze umschlossen werden.

[0012] Das Einfahren des Schiebers kann vor oder während dem vollständigen Füllen der Kavität mit Schmelze erfolgen.

[0013] Denkbar ist auch, den Schieber erst nach dem vollständigen Füllen der Kavität mit Schmelze einzufahren, solange die Schmelze noch flüssig ist oder zumindest im Bereich des Schiebers noch eine ausreichende Viskosität aufweist, damit ein beim Einfahren des Schiebers innerhalb der Kavität freigegebener Raum zwischen dem Schieber und dem Kern durch Schmelze nachgespeist und so ausgefüllt wird.

[0014] Der Kern kann, braucht aber nicht notwendigerweise vollständig oder ausschließlich durch den Schieber abgestützt werden. Vielmehr kann der Schieber auch ergänzend zu herkömmlichen Kernlagerungen an Stellen des Gussteils eingesetzt werden, an welchen eine Öffnung des Hohlraumes nicht erwünscht ist. Hat beispielsweise ein Wassermantel seinen Zu- und Ablauf an demselben ersten Ende eines Gussteils, so kann der Kern am Zu- und Ablaufbereich mit einem oder mehreren Kernlagern in der Kavität der Gussform gelagert sein. An einem gegenüberliegenden zweiten Ende des Gussteils kann der Kern zu Beginn des Verfahrens in der erfindungsgemäßen Weise mit einem Schieber gelagert sein. Beim Einschießen der Schmelze in die Kavität der Gussform stützt der Schieber den Kern zur Aufnahme von durch das Einschießen wirkenden Belastungen ab. Nach dem Einschießen der Schmelze schwebt der Kern zumindest teilweise in der Schmelze. Wenn keine großen Belastungen mehr auf den Kern wirken und die Kernlagerung an dem ersten Ende des Gussteils zur sicheren Positionierung des Kerns ausreicht, kann der Schieber eingefahren werden.

[0015] Des Weiteren ist es möglich, den Kern von zwei gegenüberliegend angeordneten Schiebern zu abzustützen, sodass der Kern zwischen den beiden Schiebern gehaltert wird. Auch die Halterung mittels drei, vier oder mehr Schiebern ist möglich, je nach Größe und/oder Stabilität des Kerns und der Art und Stärke der Belastungen beim Einschießen. Somit kann der Kern bei Bedarf ausschließlich mittels der Schieber in der Kavität gehaltert werden, sodass es möglich ist, den Kern beim Gießen vollständig oder nahezu vollständig mit Schmelze zu umschließen und so ein Gussteil mit einem vollständig oder nahezu vollständig umschlossenen Hohlraum herzustellen.

[0016] Denkbar ist auch, den Kern mit einer ähnlichen Dichte wie die (flüssige) Schmelze vorzusehen, sodass er nach dem Einschießen der Schmelze frei in der Schmelze schwebt, insbesondere auch ohne Kernlager, ohne seine Position zu verändern.

[0017] Ferner kann die Viskosität und/oder die Temperatur der Schmelze und/oder deren Erstarrungsprozess derart abgestimmt sein, dass zwar der durch das Einfahren des Schiebers freigegebene Bereich noch nachgespeist wird, der Kern sich in der Schmelze aber dennoch bis zum vollständigen Erstarren der Schmelze nur unwesentlich bewegen kann.

[0018] Ferner wäre es auch denkbar, ein Temperaturgefälle oder unterschiedliche Wärmeleitungseigenschaften an der Gussform vorzusehen, sodass zuerst vom Schieber abgewandte Bereiche des Gussteils, in welchen sich auch Teile des Kerns befinden, in der Kavität erstarren und der durch das Einfahren des Schiebers freigegebene Bereich innerhalb der Kavität als letztes erstarrt. Somit besteht zwischen dem Erstarren der vom Schieber abgewandten Bereiche und dem Erstarren des durch das Einfahren des Schiebers freigegebenen Bereichs ein Zeitfenster. Innerhalb dieses Zeitfensters kann der Schieber eingefahren werden und der durch das Einfahren des Schiebers freigegebene Bereich mit (noch) flüssiger Schmelze nachgespeist werden.

[0019] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es sich insbesondere um ein Druckgussverfahren handeln. Entsprechend kann es sich bei einer erfindungsgemäßen Gussform insbesondere um eine Druckgussform handeln. Die Erfindung ist jedoch darauf nicht beschränkt, sondern auf vielerlei Gussverfahren und entsprechende Gussformen anwendbar.

[0020] Alternativ kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise um ein herkömmliches Schwerkraftgussverfahren handeln. Entsprechend kann es sich bei der erfindungsgemäßen Gussform insbesondere um eine Schwerkraftgussform, beispielsweise eine Kokille, handeln. In einer sehr einfachen Ausführung einer Schwerkraftgussform ist es auch möglich, die Erfindung des Verfahrens und/oder der Gussform mit einer einfachen Sandform umzusetzen, wobei ein Schieber beispielsweise als in den nassen Sand der Gussform eingedrückter Bolzen vorgesehen ist. Ein solcher Bolzen kann dazu in einem Sackloch mit gleichem Durchmesser gehaltert sein und zum Halten des Kerns in einem ausgefahrenen Zustand lediglich teilweise in das Sackloch eingeschoben sein, sodass eine gewisse Haftreibung zwischen Bolzen und Sackloch herrscht. Bei Erreichen eines ausreichenden Schwerkraftdrucks der flüssigen Schmelze wird der Bolzen in das Sackloch hineingedrückt und so eingefahren.

[0021] Als Schieber ist jede Art eines ein- und ausfahrbaren Elements denkbar, welches zum Einsatz innerhalb einer Kavität einer Gussform geeignet ist. Es kann sich dabei beispielsweise um einen Halter, einen Fixierschieber oder auch um einen sich beim Einfahren lösenden Greifer handeln.

[0022] Als Gussmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren kommen alle Arten von genießbaren Werkstoffen in Frage. Beispielsweise kann es sich dabei, insbesondere sofern es sich bei dem Herstellungsverfahren um ein Druckgussverfahren handelt, um Aluminium oder Magnesium bzw. um eine Aluminium- und/oder Magnesiumlegierung als Gussmaterial handeln. Ebenso kann es sich bei dem Gussmaterial aber auch um ein anderes Metall handeln. Denkbar ist es ferner, die vorliegende Erfindung bei der Herstellung eines Kunststoffgussteils einzusetzen, sodass als Gussmaterial ebenso ein Kunststoff, insbesondere ein thermoplastischer Kunststoff, in Frage kommt. Bei einem Verfahren zum Herstellen eines solchen Gussteils kann es sich, insbesondere bei Kunststoffgussteilen, auch um ein Spritzgussverfahren handeln. Entsprechend handelt es sich bei einer Gussform dann um eine Spritzgussform.

[0023] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.

[0024] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Schieber durch den Druck der Schmelze eingefahren. Somit kann zum einen vorteilhaft auf eine Ausstattung der Gussform mit einem den Schieber einfahrenden Aktor bzw. Motor verzichtet werden. Des Weiteren stellt diese Lösung vorteilhaft ein selbstregelndes System dar, in welchem der Schieber automatisch bei Erreichen eines, insbesondere vorbestimmten, zum Einfahren ausreichenden Drucks der Schmelze eingefahren wird. Beispielsweise kann ein solcher vorbestimmter Druck bei einem gewissen Füllstand der Kavität oder bei vollständigem Ausfüllen der Kavität erreicht bzw. eingestellt werden. Des Weiteren ist es auch denkbar, dass der Schieber durch fluidmechanischen Druck der Schmelze eingefahren wird. Beispielsweise kann die Gussform derart ausgelegt sein, dass sie ab einem gewissen Füllstand einen Strom der Schmelze an einen Bereich des Schiebers lenkt, insbesondere an einen Bereich der nicht in Kontakt mit dem Kern steht, sodass die Schmelze bei Erreichen dieses Füllstandes einen Druck auf den Schieber ausübt. In einer Weiterbildung wird eine vorbestimmte Haltekraft des Schiebers bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks oder Füllstands der Schmelze in der Kavität überwunden, sodass der Schieber bei Erreichen des vorbestimmten Drucks oder Füllstands eingefahren wird. Somit weist der Schieber eine Auslegung auf, gemäß welcher zum Einfahren des Schiebers erst eine vorbestimmte Haltekraft überwunden werden muss. Beispielsweise kann der Schieber als ein in einem Zylinder laufender Kolben ausgebildet sein, und die Haftreibung zwischen Zylinderwand und Kolben entsprechend derart vorgesehen sein, dass sie der vorbestimmten Haltekraft entspricht. Alternativ wäre auch ein Schnappfedermechanismus, ein Magnetenpaar oder dergleichen an bzw. zwischen Zylinder und Kolben zur Definition der Haltekraft möglich.

[0025] Gemäß einer Ausführungsform wird der Schieber zumindest zeitweise mittels eines Aktors motorisch betätigt. Die motorische Betätigung kann entweder zum Ausfahren und/oder zum Einfahren und/oder zum Halten des Schiebers in der ausgefahren Position vorgesehen sein. Beispielsweise erfolgt die Betätigung hydraulisch. Somit kann vorteilhaft die Positionierung des Schiebers automatisiert erfolgen. Optional oder zusätzlich kann der Schieber so auch zum bzw. beim Entformen des Gussteils eingesetzt werden, beispielsweise um das Gussteil aus der Kavität herauszuheben und/oder als sogenannter Auswerfer zum aktiven Ausgeben des Gussteils aus der Gussform. Zum entsprechenden Ansteuern des Aktors kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine manuelle Steuerung möglich.

[0026] Gemäß einer Ausführungsform hält der Aktor den Schieber im ausgefahrenen Zustand, bis der Schieber eingefahren wird. Der Aktor wird also zum Bereitstellen einer den Schieber in der ausgefahrenen Position haltenden Kraft verwendet. Dies kann die zuvor beschriebene überwindbare Haltekraft sein oder eine zusätzliche Kraft, welche beispielsweise bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstandes oder Drucks oder einer vorbestimmten Zeitdauer durch Deaktivieren des Aktors wegfällt, sodass der Schieber eingefahren wird. Beispielsweise kann der Aktor dazu einen Hydraulikzylinder aufweisen, sodass ein Gegendruck des Schiebers in Form eines hydraulischen Gegendrucks zum Haltern des Kerns bereitgestellt wird. Alternativ kann der Gegendruck auch mit einer anderen Art von Aktor und/oder auf andere Weise, beispielsweise pneumatisch oder elektrisch, bereitgestellt werden.

[0027] Gemäß einer Ausführungsform wird mittels eines Sensors der Füllstand und/oder der Druck der Schmelze innerhalb der Kavität, insbesondere im Bereich des Schiebers, erfasst. Vorteilhaft wird somit ermöglicht, dass ein Aktor in Reaktion auf den Füllstand und/oder den Druck aktiviert oder deaktiviert werden kann, insbesondere mittels einer dementsprechend ausgelegten Steuereinrichtung oder manuell. Optional oder zusätzlich kann mittels des Sensors auch der Gießprozess überwacht werden.

[0028] Gemäß einer Ausführungsform gibt der Aktor in Reaktion auf einen vorbestimmten mittels des Sensors erfassten Füllstand oder Druck der Schmelze den Schieber frei, sodass der Schieber durch den Druck der Schmelze eingefahren wird. Beispielsweise kann dazu ein Hydraulikzylinder des Schiebers zunächst mit einem hydraulischen Gegendruck beaufschlagt sein, wobei bei Erreichen des vorbestimmten erfassten Füllstandes oder Drucks der Schmelze der hydraulische Gegendruck im Hydraulikzylinder abgebaut wird. Durch den Druck der Schmelze kann der Hydraulikzylinder des Schiebers und dadurch der gesamte Schieber eingefahren werden. Auch eine kombinierte Erfassung von Druck und Füllstand ist möglich, sodass der Schieber in Reaktion auf das Erreichen des vorbestimmten Drucks und des vorbestimmten Füllstands freigegeben wird. Eine etwaige Steuereinrichtung zum Ansteuern des Aktors ist in diesem Fall dementsprechend ausgelegt. Alternativ kann das Ansteuern auch manuell erfolgen. Vorteilhaft wird somit sichergestellt, dass der Schieber nicht vorzeitig eingefahren wird und dass ein ausreichender Druck zum vollständigen Einfahren des Schiebers vorliegt.

[0029] Gemäß einer alternativen Ausführungsform fährt der Aktor in Reaktion auf einen vorbestimmten mittels des Sensors erfassten Füllstand oder Druck in der Kavität den Schieber motorisch ein. Vorteilhaft kann damit der Prozess des Herstellungsverfahrens zeitgenau gesteuert werden, insbesondere mittels einer entsprechend ausgelegten Steuereinrichtung, da bei einem motorischen Betrieb die Einfahrparameter wie Geschwindigkeit und Beschleunigung des Schiebers vorbekannt und reproduzierbar sind.

[0030] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Zeitsteuerung vorgesehen und der Schieber wird mittels des Aktors nach Beginn des Füllvorgangs bei Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer zum Einfahren freigegeben oder motorisch eingefahren. Die Zeitsteuerung kann insbesondere mit einer entsprechend ausgelegten Steuereinrichtung verwirklicht sein. Somit kann vorteilhaft der Prozessablauf in vordefinierte Weise gesteuert werden. Dadurch kann vorteilhaft die Taktzeit optimiert werden.

[0031] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Kern in einem Bereich des Kerns, der vor dem Füllen der Kavität mit Schmelze durch den Schieber abgestützt wird, nach dem Einfahren des Schiebers mit Schmelze umschlossen. Nach dem Einfahren besteht dabei ein Abstand zwischen Kern und Schieber, der dann mit Schmelze ausgefüllt wird. Vorteilhaft kann somit vermieden werden, dass in dem Bereich des Kerns, der vor dem Füllen der Kavität durch den Schieber abgestützt wird, ein Zugang bzw. eine Öffnung des Hohlraums entsteht. Dennoch ist der Kern in denjenigen Zeitabschnitten des Verfahrens, in welchen dies notwendig ist, durch den Schieber mechanisch abgestützt. Vorteilhaft können somit Hohlraum-Gussteile, beispielsweise im Druckgussverfahren, hergestellt werden und dennoch ein Zugang bzw. eine Öffnung des Hohlraums, welche mit herkömmlichen Kernlagern unvermeidbar ist, vermieden werden.

[0032] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird als Kern ein verlorener Kern verwendet. Alternativ oder zusätzlich kann der Kern durch die Schmelze zumindest nahezu voll umschlossen werden, sodass ein zumindest nahezu voll umschlossener Hohlraum im Gussteil entsteht. Insbesondere ist es so auch möglich, falls der Kern ausschließlich durch erfindungsgemäße Schieber in der Kavität gehaltert wird, einen voll umschlossenen Hohlraum herzustellen. Vorteilhaft besteht somit eine deutlich größere Freiheit in der Bauteilgestaltung der Gussteile, wobei insbesondere keine oder zumindest weniger Rücksicht auf Kernlager genommen werden braucht.

[0033] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform einer Gussform bildet im eingefahrenen Zustand des Schiebers ein Abschnitt des Schiebers zugleich einen Abschnitt der die äußere Oberfläche des Gussteils definierenden Kavität. Vorteilhaft kann der Schieber somit zusätzlich zur Funktion des Abstützens des Kerns auch zur Formgebung des Gussteils dienen.

[0034] Gemäß einer Ausführungsform einer Gussform ist der Schieber derart ausgebildet, dass er durch den Druck einer in die Kavität eingefüllten Schmelze von dem ausgefahrenen Zustand in den eingefahrenen Zustand bewegbar ist. Somit kann zum einen vorteilhaft auf eine Ausstattung der Gussform mit einem den Schieber einfahrenden Aktor bzw. Motor verzichtet werden. Des Weiteren stellt diese Lösung vorteilhaft ein selbstregelndes System dar. Beispielsweise kann ein solcher vorbestimmter Druck bei einem gewissen Füllstand der Kavität erreicht werden oder bei vollständigem Ausfüllen der Kavität erreicht bzw. eingestellt werden. Es kann beispielsweise bei einer Druckgussform ein entsprechender Druck durch Nachdrücken der Schmelze in die Druckgussform bereitgestellt werden. Alternativ kann der Druck beim Einschießen der Schmelze in die Gussform als fluidmechanischer Druck bereitgestellt werden Ferner ist es auch denkbar, dass die Gussform derart ausgelegt, dass sie ab einem gewissen Füllstand die Schmelze an einen Bereich des Schiebers lenkt, sodass die auf diesen Bereich treffende Schmelze fluidmechanischen Druck auf den Schieber ausübt, wodurch der Schieber einfährt.

[0035] Gemäß einer Ausführungsform weist die Gussform einen Aktor auf. Es ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche eingerichtet ist den Aktor derart zu steuern, dass in Reaktion auf einen vorbestimmten Füllstand und/oder Druck der Schmelze in der Kavität der Schieber eingefahren wird. Dabei kann ein vorbestimmter Druck beispielsweise auch durch einen gewissen vorbestimmten Füllstand bestimmt sein, d.h. durch die Drucksäule der flüssigen Schmelze. Alternativ kann der Druck beim Einschießen der Schmelze in die Gussform als fluidmechanischer Druck bereitgestellt werden. Ferner kann der Druck auch erst nach dem vollständigen Füllen der Gussform, zum Beispiel durch Nachdrücken der Schmelze in die Gussform, aufgebaut werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Schieber auch bei Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer des Füllvorgangs bzw. einer vorbestimmten Verfahrensdauer des Gieß- bzw. Herstellungsverfahrens eingefahren werden, beispielsweise mittels einer mit der Steuereinrichtung verwirklichten Zeitsteuerung. Vorteilhaft kann somit in Reaktion auf die Prozessparameter der Schieber zum richtigen Zeitpunkt eingefahren werden.

[0036] Bei der vorliegenden Erfindung können Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens in der erfindungsgemäßen Gussform verwirklicht sein und umgekehrt.

[0037] Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.

INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG

[0038] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

Fig. 1

eine Gussform mit eingelegtem Kern gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2

die Gussform gemäß Fig. 1 mit teilweise gefüllter Kavität;

Fig. 3

die Gussform gemäß Fig. 2 mit erhöhtem Füllstand in der Kavität;

Fig. 4

die Gussform gemäß Fig. 3 mit vollständig gefüllter Kavität und eingefahrenem Schieber;

Fig. 5

eine Gussform mit eingelegtem Kern gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 6

die Gussform gemäß Fig. 5 mit teilweise gefüllter Kavität;

Fig. 7

die Gussform gemäß Fig. 6 mit erhöhtem Füllstand in der Kavität;

Fig. 8

die Gussform gemäß Fig. 7 mit vollständig gefüllter Kavität und eingefahrenen Schiebern.

[0039] Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.

[0040] In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

[0041] Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Gussform 1 mit einer Kavität 2 und einem in die Kavität eingelegten Kern 3.

[0042] Die Gussform 1 weist einen Schieber 4 und einen Anguss 5 auf. Die Gussform 1 ist ferner zweiteilig und weist einen unteren Teil 6 und einen oberen Teil 7 auf.

[0043] Der Schieber 4 ist im unteren Teil 6 der Gussform vorgesehen und darin ein-und ausfahrbar gelagert. Dargestellt ist der Schieber 4 in Fig. 1 im ausgefahrenen Zustand. In diesem ausgefahrenen Zustand stützt der Schieber 4 den Kern 3 an einer vorbestimmten Position 11 ab.

[0044] Der Kern 3 ist außer am Schieber 4 auch an seinem unteren Ende mit einem Kernlager 8 abgestützt, welches an einen Lagerpunkt 12 innerhalb der Kavität 2 gelagert ist. In der Darstellung der Fig. 1 haltern das Kernlager 8 und der ausgefahrene Schieber 4 den Kern 3 gemeinsam. Dabei sind der Schieber 4 und das Kernlager 8 derart angeordnet, dass der Kern 3 bei Einschießen von Schmelze 9 durch den Anguss 5 in die Kavität 2 trotz der durch die einschießende Schmelze wirkenden Belastungen in seiner eingezeichneten Lage verbleibt.

[0045] Bei der Gussform 1 handelt es sich um eine Druckgussform, wobei Schmelze 9 unter Druck in den Anguss 5 eingeführt wird und folglich ebenso unter Druck die Kavität 2 flutet. Die Gussform 1 ist dabei derart ausgelegt, dass die einschießende Schmelze 9 im Wesentlichen derartige Belastungen auf den Kern 3 ausübt, welche denselben in Richtung des Schiebers 4 drücken, d.h. in der gezeigten Darstellung nach links. Diese Kräfte werden zu einem Anteil, insbesondere zum Großteil, durch den Schieber 4 aufgenommen.

[0046] Der Schieber 4 ist als ein in einem Zylinder 10 verfahrbarer Kolben ausgebildet. Die Haftreibung zwischen Zylinder 10 und den Kolben sind dabei derart ausgelegt, dass der Schieber 4, wenn der Füllstand der Schmelze 9 das Niveau des Schiebers 4 übersteigt, durch den Druck der Schmelze 9 in den Zylinder 10 eingedrückt und so eingefahren wird. Dies geschieht, wenn die Druckkraft der Schmelze 9 auf den Schieber 4 eine vorbestimmte Haltekraft, in diesem Fall die Haftreibungskraft des Schiebers 4 an der Zylinderwand, übersteigt.

[0047] Die Darstellung der Fig. 1 ist, ebenso wie in den darauffolgenden Figuren, rein schematisch zu verstehen. Insbesondere sind Größenverhältnisse, wie beispielsweise der Durchmesser des Angusses 5 in Relation zur Größe der Kavität 2 oder dergleichen, darin nicht maßstabsgetreu.

[0048] Fig. 2 zeigt die Gussform 1 gemäß Fig. 1, wobei die Kavität 2 bereits teilweise mit Schmelze 9 gefüllt ist. Der Füllstand der Kavität 2 ist dabei noch so niedrig, dass der Bereich der Gussform 1, in welchem der Schieber 4 angeordnet ist, noch nicht gefüllt ist. In den dargestellten Zustand ist ein unterer Abschnitt des Kerns 3 bereits vollständig von der Schmelze 9 umhüllt und der Füllvorgang ist noch im Gange.

[0049] Fig. 3 zeigt die Gussform 1 in einem im Vergleich zu Fig. 2 späteren Stadium des Füllvorgangs. Der Füllstand der Schmelze 9 liegt dabei in etwa auf dem Niveau des Schiebers 4. Der Schieber 4 ist in diesem Zustand weiterhin ausgefahren und der Füllvorgang findet weiterhin statt, d.h. es wird weiterhin Schmelze durch den Anguss 5 in die Kavität 2 eingefüllt.

[0050] Fig. 4 zeigt die Gussform 1 in einem Zustand, in dem die Kavität 2 vollständig gefüllt ist. Der Kern 3 ist vollständig von Schmelze 9 umschlossen. Alle Bereiche der Kavität 2 sind vollständig mit Schmelze 9 gefüllt. Der Schieber 4 ist in diesem Verfahrensstadium eingefahren.

[0051] Das Einfahren des Schiebers erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch den Druck der Schmelze 9, wenn diese das Niveau des Schiebers 4 innerhalb der Kavität 2 übersteigt, sodass der Druck der Schmelze 9 auf den Schieber 4 wirkt und diesen einfährt. Dies geschieht in einem Stadium des Füllvorgangs, in welchem der Kern 3 bereits nicht mehr oder nur noch geringfügig durch nachfließende Schmelze 9 belastet wird. Daher kann der Kern 3 nun ohne die Abstützung durch den Schieber 4 an der vorbestimmten Position 11 innerhalb der Schmelze 9 nur noch am Kernlager 8 gehalten stehen, sodass er in seiner Position, in welcher er ursprünglich in die Kavität 2 eingelegt wurde, verbleibt. Die dem Kern 3 zugewandte Oberfläche des eingefahrenen Schiebers 4 bildet nun einen Abschnitt der die äußere Oberfläche des Gussteils definierenden Kavität 2.

[0052] Bei einem Herstellungsverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 wird zunächst die Gussform 1 geöffnet, d.h. der obere Teil 7 vom unteren Teil 6 abgenommen. Der Schieber 4 wird ausgefahren und der Kern 3 im Bereich der Kavität 2 derart eingelegt, dass er zum einen an seinem unteren Ende mit dem Kernlager 8 an einem in der Kavität 2 vorgesehenen Lagerpunkt 12 gelagert und mittels des Schiebers 4 an der vorbestimmten Position 11 abgestützt wird. Anschließend wird die Gussform 1 verschlossen, indem der obere Teil 7 auf den unteren Teil 6 aufgesetzt und gesichert wird. Sodann beginnt der Gieß- bzw. Füllvorgang, bei welchem die unter Druck stehende Schmelze 9 durch den Anguss 5 in die Kavität 2 eingeschossen wird. Dabei auf den Kern 3 wirkende Kräfte werden durch das Kernlager 8 und zu einem Großteil durch den Schieber 4 abgestützt, sodass der Kern 3 in seiner Lage, in welcher er in die Kavität 2 eingelegt wurde, verbleibt. Ist der Füllvorgang weitgehend oder vollständig abgeschlossen, wird durch die Schmelze 9 ein Druck auf den Schieber 4 ausgeübt. Übersteigt dieser Druck die durch die Reibung zwischen Kolben und Zylinder 10 des Schiebers 4 definierte vorbestimmte Haltekraft, so wird der Schieber 4 in den Zylinder 10 hineingedrückt, sodass er einen eingefahrenen Zustand einnimmt. Nach dem vollständigen Füllen der Kavität 2 mit Schmelze 9 erstarrt die Schmelze 9. Nach dem vollständigen Erstarren kann das so entstandene Gussteil entformt werden. Dazu wird die Gussform 1 geöffnet, indem der obere Teil 7 vom unteren Teil 6 abgenommen und das Gussteil aus dem unteren Teil 6 herausgenommen wird.

[0053] Gegebenenfalls können sodann, falls notwendig, noch Reinigungs- und/oder Abkühlschritte an der Gussform 1 vorgenommen werden. Anschließend kann das Herstellungsverfahren von neuem beginnen.

[0054] Fig. 5 zeigt eine Gussform 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Diese Gussform 1 weist einen Schieber 4 und einen Anguss 5 auf. Die Gussform 1 ist ebenfalls zweiteilig und weist einen unteren Teil 6 und einen oberen Teil 7 auf. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weist die Gussform 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Fig. 5 zusätzlich zum im unteren Teil 6 der Gussform 1 gelagerten ersten Schieber 4 einen zweiten Schieber 14 auf, welcher im oberen Teil 7 der Gussform 1 gelagert ist. Dieser zweite Schieber 14 ist mit einem zweiten Kolben gebildet, welcher in einem zweiten Zylinder 13 an dem oberen Teil 7 der Gussform 1 ein- und ausfahrbar vorgesehen ist.

[0055] In Fig. 5 haltern der erste Schieber 4 und der zweite Schieber 14, welche jeweils im ausgefahrenen Zustand dargestellt sind, den Kern 3. Dazu sind sie einander gegenüberliegend angeordnet, sodass sie den Kern 3 an der vorbestimmten Position 11 von zwei Seiten zwischen sich einklemmen.

[0056] Als weiteren Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weist der Kern 3 beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 kein Kernlager auf. Es handelt sich somit um einen kernlagerfreien Kern 3. Da der Kern 3 hier von 2 Seiten zwischen den Schiebern 4 und 14 eingeklemmt ist, wird er beim Einschießen der Schmelze 9 ausreichend durch den ersten und zweiten Schieber 4, 14 gelagert. Somit verbleibt der Kern beim Gieß- bzw. Füllvorgang trotz mechanischer Belastung durch die einschießende Schmelze 9 in der gewünschten Lage, in welcher er beim Einlegen in die Kavität 2 positioniert wurde. Eine herkömmliche Kernlagerung bzw. ein herkömmliches Kernlager ist somit nicht notwendig. Der Kern 3 wird stattdessen ausschließlich durch die Schieber 4,14 innerhalb der Kavität 2 gelagert.

[0057] Fig. 6 zeigt die Gussform 1 gemäß Fig. 5, wobei die Kavität 2 bereits teilweise mit Schmelze 9 gefüllt ist. Der Füllstand der Kavität 2 ist dabei noch so niedrig, dass der Bereich der Gussform 1, in welchem der erste und der zweite Schieber 4, 14 angeordnet sind, noch nicht gefüllt ist. In dem dargestellten Zustand ist ein unterer Teil des Kerns 3 bereits von der Schmelze 9 umhüllt, während der Füllvorgang weiterhin im Gange ist.

[0058] Fig. 7 zeigt die Gussform 1 in einem im Vergleich zu Fig. 6 späteren Stadium des Füllvorgangs. Der Füllstand der Schmelze 9 liegt dabei in etwa auf dem Niveau der beiden Schieber 4, 14. Beide Schieber 4, 14 sind in diesem Zustand weiterhin ausgefahren, da die Haltekraft durch den Druck der Schmelze 9 noch nicht überwunden ist. Es wird weiterhin Schmelze 9 durch den Anguss 5 in die Kavität 2 eingefüllt.

[0059] Fig. 8 zeigt die Gussform 1 in einem Zustand in dem die Kavität 2 vollständig gefüllt ist. Der Kern 3 ist nun vollständig von Schmelze 9 umschlossen. Die restlichen Bereiche der Kavität 2 sind ebenfalls vollständig mit Schmelze 9 gefüllt. Die beiden Schieber 4, 14 sind in diesem Verfahrensstadium eingefahren.

[0060] Das Einfahren der Schieber 4, 14 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch den Druck der Schmelze 9, wenn diese das Niveau der beiden Schieber 4, 14 innerhalb der Kavität übersteigt. Der dann auf den jeweiligen Schieber wirkende Druck der Schmelze 9 übersteigt dabei die jeweilige Haltekraft sodass der Schieber entsprechend einfährt. Dies geschieht in einem Stadium des Füllvorgangs, in welchem der Kern 3 durch nachfließende Schmelze 9 bereits nicht mehr oder nur noch geringfügig belastet wird.

[0061] Die dem Kern 3 zugewandten Oberflächen der beiden eingefahrenen Schieber 4 und 14 bilden nun einen Abschnitt der die äußere Oberfläche des Gussteils definierenden Kavität 2.

[0062] Der Kern 3 ist derart ausgelegt, dass seine Dichte der Dichte der flüssigen Schmelze 9 ähnelt oder entspricht, sodass er ohne Halterung nicht oder nicht wesentlich einsinkt. Daher kann der Kern 3 nun ohne Abstützung durch die beiden Schieber 4, 14 an der vorbestimmten Position 11 innerhalb der Schmelze bis zum Erstarren derselben frei schweben und verbleibt dabei in seiner Lage, in welcher er ursprünglich in die Kavität 2 eingelegt wurde.

[0063] Bei einem Herstellungsverfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Figuren 5 bis 8 wird zunächst die Gussform 1 geöffnet, d.h. der obere Teil 7 vom unteren Teil 6 abgenommen. Die beiden Schieber 4 und 14 werden jeweils ausgefahren und der Kern 3 im Bereich der Kavität 2 derart eingelegt, dass er mittels des ersten Schiebers 4 an einer vorbestimmten Position 11 abgestützt wird. Anschließend wird die Gussform 1 verschlossen indem der obere Teil 7 auf den unteren Teil 6 aufgesetzt wird, sodass der Kern 3 mittels des zweiten Schiebers 14 an der vorbestimmten Position 11 zwischen dem ersten und dem zweiten Schieber 4, 14 eingeklemmt und so gehaltert wird. Sodann beginnt der Gieß- bzw. Füllvorgang, bei welchem die unter Druck stehende Schmelze 9 durch den Anguss 5 in die Kavität 2 eingeschossen wird. Dabei auf den Kern 3 wirkende Kräfte werden durch den ersten Schieber 4 und den zweiten Schieber 14 abgestützt, sodass der Kern 3 in seiner Lage, in welcher er ursprünglich in der Kavität 2 positioniert wurde, verbleibt. Ist der Füllvorgang weitgehend oder vollständig abgeschlossen, wird durch die Schmelze 9 ein Druck auf die beiden Schieber 4 bzw. 14 ausgeübt. Übersteigt dieser Druck die durch die Reibung zwischen dem jeweiligen Kolben und dem jeweiligen Zylinder 10 bzw. 13 definierte vorbestimmte Haltekraft, so wird der jeweilige Schieber 4, 14 in den jeweiligen Zylinder 10, 13 hineingedrückt, sodass er einen eingefahrenen Zustand einnimmt. Nach dem Einfahren der beiden Schieber 4,14 und dem vollständigen Füllen der Kavität 2, insbesondere auch nach dem Füllen bzw. Nachspeisen mit Schmelze 9 von beim Einfahren der Schieber 4, 14 freigegebenen Bereichen innerhalb der Kavität 2, erstarrt die Schmelze 9. Sodann kann das erstarrte Gussteil entformt werden. Dazu wird die Gussform 1 geöffnet, indem der obere Teil 7 vom unteren Teil 6 abgenommen wird. Anschließend wird das Gussteil aus dem unteren Teil 6 herausgenommen.

[0064] Analog zum erst Ausführungsbeispiel können, falls notwendig, Reinigungs- und/oder Abkühlschritte an der Gussform 1 nachgelagert werden. Anschließend kann das Herstellungsverfahren von neuem beginnen.

[0065] Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.

[0066] So kann insbesondere anstatt eines Druckgussverfahrens ein herkömmliches Schwerkraftgussverfahren für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eingesetzt werden. Ein Anguss würde in diesem Fall vertikal von oben in die Kavität verlaufen.

[0067] Die Gussform braucht nicht notwendigerweise eine zweiteilige Gussform sein, sondern kann auch dreiteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Beispielsweise kann es sich dabei auch um eine sogenannte Kokille in einer Gießanlage handeln, wobei die Kokille beispielsweise auch mehr als 2 Teile aufweisen kann.

[0068] Bei der Gussform kann es sich um eine gekühlte Gussform handeln.

[0069] Die Halterungskonzepte der beiden Ausführungsbeispiele können auch kombiniert werden. So kann beispielsweise zusätzlich zu einer Halterung mittels einem ersten und einem zweiten Schieber auch noch eine Kernlagerung vorgesehen sein. Diese kann insbesondere an Stellen, an welchen sie konstruktiv nicht störend ist, beispielsweise im Zu- und/oder Ablaufbereich eines Wasser- oder Ölmantels, vorgesehen sein.

[0070] Ferner können in Ergänzung des zweiten Ausführungsbeispiels auch mehrere Schieberpaare oder eine asymmetrische Anordnung mehrerer Schieber in der Kavität vorgesehen sein. Beispielsweise können dazu in einem Bereich der Kavität, der früher gefüllt wird, zusätzliche Schieber vorgesehen sein. Optional können alle Schieber gleichzeitig oder nacheinander in einer vorbestimmten zeitlichen Reihenfolge oder in Reaktion auf den jeweils lokal anliegenden Druck der Schmelze eingefahren werden.

[0071] Alternativ zum Einfahren des Schiebers bzw. der beiden Schiebern durch den Druck der Schmelze können bei beiden Ausführungsbeispielen auch ein Aktor bzw. mehrere Aktoren vorgesehen sein, welche den Schieber bzw. die Schieber motorisch einfahren. Ferner kann zusätzlich eine den Aktor bzw. die Aktoren ansteuernde Steuereinrichtung vorgesehen sein.

[0072] Denkbar ist es ferner bei beiden Ausführungsbeispielen anstatt oder zusätzlich zum Bereitstellen eines Haftreibungswiderstands zwischen Zylinder und Kolben des jeweiligen Schiebers, einen Aktor zum Halten des jeweiligen Schiebers im ausgefahrenen Zustand vorzusehen. Ein derartiger Aktor wird bei Erreichen eines vorbestimmten Füllstandes entweder durch eine entsprechend ausgelegte Steuereinrichtung oder manuell freigegeben, sodass der jeweilige Schieber durch den Druck der Schmelze eingefahren wird.

[0073] Als Aktor kann es sich bei beiden Ausführungsbeispielen beispielsweise bei den Zylindern der Schieber um Hydraulik- oder Pneumatikzylinder handeln.

[0074] Zum Erkennen eines vorbestimmten Füllstandes oder eines vorbestimmten Drucks können entsprechende Sensoren innerhalb der Kavität vorgesehen sein, insbesondere im Bereich des Schiebers bzw. der Schieber.

[0075] Optional oder zusätzlich kann der Schieber bzw. können die Schieber auch mittels des Aktors bzw. der Aktoren ausfahrbar sein. Beispielsweise können die Schieber so auch zum bzw. beim Entformen des Gussteils eingesetzt werden, beispielsweise als Auswerfer.

[0076] Bei einem Herstellungsverfahren mit einer derart abgewandelten Gussform 1 wird diese zunächst geöffnet, d.h. der obere Teil 7 vom unteren Teil 6 abgenommen. Der bzw. die Schieber wird bzw. werden jeweils motorisch ausgefahren und der Kern 3 im Bereich der Kavität 2 eingelegt. Der Füllvorgang erfolgt analog zu den beiden Ausführungsbeispielen. Ist der Füllvorgang weitgehend oder vollständig abgeschlossen, wird dies sensorisch durch Druck und/oder Temperaturmessung im Bereich des oder der Schieber erkannt. Alternativ kann auch eine Zeitsteuerung vorgesehen sein und ein Zeitpunkt vorbestimmt sein, zu welchem der Füllvorgang weitgehend oder vollständig abgeschlossen ist. Der Schieber bzw. die Schieber werden in Reaktion auf das Erreichen eines vorbestimmten Drucks und/oder einer vorbestimmten Temperatur und/oder der vorbestimmten Zeitdauer eingefahren, entweder motorisch durch den jeweiligen Aktor oder durch den Druck der Schmelze nach Freigabe des jeweiligen Aktors.

[0077] Zusätzlich kann nach dem Erstarren beim anschließenden Entformen des Gussteils, wenn die Gussform geöffnet ist, der jeweilige Schieber dazu genutzt werden, das Gussteil motorisch mittels des Aktors aus der Kavität herauszuheben bzw. aktiv aus der Gussform auszugeben.

Bezugszeichenliste

[0078] 

1

Gussform

2

Kavität

3

Kern

4

Schieber bzw. erster Schieber

5

Anguss

6

unterer Teil der Gussform

7

oberer Teil der Gussform

8

Kernlager

9

Schmelze

10

Zylinder

11

vorbestimmte Position

12

Lagerpunkt

13

zweiter Zylinder

14

zweiter Schieber

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Hohlraum-Gussteils, mit den folgenden Verfahrensschritten:

Bereitstellen einer Gussform (1), welche eine Kavität (2) und zumindest einen ein- und ausfahrbaren Schieber (4) aufweist, der in einem ausgefahrenen Zustand in die Kavität (2) hineinragt;

Einlegen eines einen Hohlraum des herzustellenden Gussteils definierenden Kerns (3) in die Kavität (2) der Gussform (1) derart, dass der Kern (3) an einer vorbestimmten Position (11) mittels des ausgefahrenen Schiebers (4) in zumindest einer Richtung abgestützt wird;

zumindest teilweises Füllen der Kavität (2) mit einer Schmelze (9), wobei der Kern (3) zumindest abschnittsweise von der Schmelze (9) umschlossen wird; und

Einfahren des Schiebers (4) in einen eingefahrenen Zustand, derart, dass der Kern (3) an der vorbestimmten Position (11) vom Schieber (4) freigegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schieber (4) durch den Druck der Schmelze (9) eingefahren wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet,
dass eine vorbestimmte Haltekraft des Schiebers (4) bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks oder Füllstands der Schmelze (9) in der Kavität (2) derart überwunden wird, dass der Schieber (4) bei Erreichen des vorbestimmten Drucks oder Füllstands eingefahren wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schieber (4) zumindest zeitweise mittels eines Aktors motorisch betätigt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktor den Schieber (4) im ausgefahrenen Zustand hält, bis der Schieber (4) eingefahren wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5
dadurch gekennzeichnet,
dass mittels eines Sensors der Füllstand und/oder der Druck der Schmelze (9) innerhalb der Kavität (2) erfasst wird, insbesondere im Bereich des Schiebers (4).

7. Verfahren nach Anspruch 6
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktor in Reaktion auf einen vorbestimmten mittels des Sensors erfassten Füllstand oder Druck den Schieber (4) freigibt, derart dass der Schieber (4) durch den Druck der Schmelze (9) eingefahren wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktor in Reaktion auf einen vorbestimmten mittels des Sensors erfassten Füllstand und/oder Druck der Schmelze (9) den Schieber (4) motorisch einfährt.

9. Verfahren nach Anspruch 5
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zeitsteuerung vorgesehen ist und der Schieber (4) mittels des Aktors bei Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach Beginn des Füllvorgangs zum Einfahren freigegeben wird oder motorisch eingefahren wird.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kern (3) in einem Bereich des Kerns (3), der vor dem Füllen der Kavität (2) durch den Schieber (4) abgestützt wird, nach dem Einfahren des Schiebers (4) mit Schmelze (9) umschlossen wird.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass als Kern (3) ein verlorener Kern verwendet wird und/oder dass der Kern (3) durch die Schmelze (9) zumindest nahezu derart voll umschlossen wird, dass ein zumindest nahezu voll umschlossener Hohlraum im Gussteil entsteht.

12. Gussform (1), insbesondere Druckgussform oder Spritzgussform, zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Hohlraum-Gussteils, mit:

einer Kavität (2), welche mit Schmelze (9) befüllbar ist; und zumindest einem ein- und ausfahrbaren Schieber (4), wobei der Schieber (4) in einem ausgefahrenen Zustand in die Kavität (2) derart hineinragt, dass er einen in die Kavität (2) eingelegten Kern (3) an einer vorbestimmten Position (11) in zumindest einer Richtung abstützt, wobei der Schieber (4) in einem eingefahrenen Zustand den Kern (3) an der vorbestimmten Position (11) frei gibt;

wobei der Schieber (4) eingerichtet ist, vom ausgefahrenen Zustand in den eingefahrenen Zustand einzufahren, wenn die Kavität (2) zumindest teilweise mit Schmelze (9) gefüllt ist und der Kern (3) zumindest abschnittsweise von der Schmelze (9) umschlossen ist.

13. Gussform nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass im eingefahrenen Zustand des Schiebers (4) ein Abschnitt des Schiebers (4) zugleich einen Abschnitt der die äußere Oberfläche des Gussteils definierenden Kavität (2) bildet.

14. Gussform nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schieber (4) derart ausgelegt ist, dass er durch den Druck der in die Kavität eingefüllten Schmelze (9) von dem ausgefahrenen Zustand in den eingefahrenen Zustand bewegbar ist.

15. Gussform nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gussform (1) einen Aktor aufweist und dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist welche eingerichtet ist den Aktor derart zu steuern, dass in Reaktion auf einen vorbestimmten Füllstand und/oder Druck der Schmelze (9) in der Kavität (2) und/oder bei Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer des Füllvorgangs der Schieber (4) eingefahren wird.

Zeichnung