DE102022003565A1

DE102022003565A1 - Vorrichtung zum Druckgiessen

Info

Publication number: DE102022003565A1
Application number: DE102022003565.0A
Authority: DE
Inventors: Johannes Liebhäuser
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-09-27
Filing date: 2022-09-27
Publication date: 2022-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Druckgiessen, umfassend eine Gussform (1) zur Aufnahme eines Gussmaterials, in welcher eine Kontur (5) eines Gussteiles eingeprägt ist, wobei mindestens ein mechanisch bewegbares Element (7) zum Nachverdichten des Gussmaterials in der Gussform (1) vorgesehen ist. Bei einer Vorrichtung, welche auch bei komplizierten Gussformen eine Lunkerbildung während des Aushärtvorganges zuverlässig reduziert, beinhaltet eine Stirnfläche (9) des mechanisch bewegbaren Elementes (7) die Bauteilkontur (11) des Gussteiles im zu verdichtenden Bereich (13) der Gussform (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Druckgiessen, umfassend eine Gussform zur Aufnahme eines Gussmaterials, in welcher eine Kontur eines Gussteiles eingeprägt ist, wobei mindestens ein mechanisch bewegbares Element zum Nachverdichten des Gussmaterials in der Gussform angeordnet ist.
Die DE 10 2018 113 057 A1 offenbart Werkzeug und Verfahren zum direktem Squeezer-Casting. Dabei sind Squeezer in Form von Druckstempeln oder Schiebern zum Nachverdichten des flüssigen Gussmaterials während des Aushärtens des Gussformmaterials in der Gussform an dem Werkzeug vorgesehen. Diese bewegen sich in der Gussform nach innen, um die Materialschrumpfungen während der Verfestigung des Gussmaterials auszugleichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Druckgießen anzugeben, welche auch bei komplizierten Gussformen eine Lunkerbildung während des Aushärtvorganges zuverlässig reduziert.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der eingangs erläuterten Vorrichtung zum Druckgiessen, umfassend eine Gussform zur Aufnahme eines Gussmaterials, in welcher eine Kontur eines Gussteiles eingeprägt ist, wobei mindestens ein mechanisch bewegbares Element zum Nachverdichten des Gussmaterials in der Gussform vorgesehen ist, beinhaltet eine Stirnfläche des mechanisch bewegbaren Elementes die Bauteilkontur des Gussteiles im nach zu verdichtenden Bereich der Gussform. Durch die komplexere, vorzugsweise dreidimensionale, Kontur der Stirnfläche des mechanisch bewegbaren Elementes wird sichergestellt, dass auch dickwandige Bereiche der Gussform, welche von einer Nachspeisung des Gussmaterials isoliert sind, mit Gussmaterial versorgt und während des Erstarrungsprozesses verdichtet werden. Dadurch entsteht ein besseres Gefüge und Lunkerbildungen werden auch in komplex geformten Gussteilen zuverlässig reduziert. Unter Lunkern sollen im weiteren Hohlräume im Inneren des Gussteils oder Einbeulungen an dessen Oberfläche verstanden werden.
Vorteilhafterweise ist das mechanisch bewegbares Element pinförmig ausgebildet. Da ein solcher Pin platzsparend ist, können eine Mehrzahl von Pins, die an die jeweilige Kontur der Gussform angepasst sind, gleichzeitig zum Nachverdichten verwendet werden, was den Prozess wesentlich verkürzt.
In einer Ausgestaltung ist in oder an dem zu verdichtenden Bereich der Gussform ein Reservoir des Gussmaterials zur Einbringung in den zu verdichtenden Bereich mit dem mechanisch bewegbaren Element vorhanden. Durch die Ausprägung eines Reservoirs für das Gussmaterial innerhalb der Vorrichtung kann auf eine Bereitstellung separater Vorratseinheiten und eine zusätzliche Verbindung mit der Vorrichtung verzichtet werden, was die Kosten der Herstellung reduziert.
In einer Variante ist eine Messeinheit zur Messung des von dem mechanisch beweglichen Element zurückgelegten Weges in der Gussform vorgesehen. Über eine solche Wegmessung wird sichergestellt, dass das mechanisch bewegbare Element tief genug zur Nachverdichtung eingefahren ist und dabei die Kontur des Gussteils innerhalb der Guss-toleranzen abgebildet wird.
In einer Ausführungsform ist an dem mechanisch bewegbaren Element ein Anschlag zur Begrenzung des zurückgelegten Weges ausgebildet. Durch diesen Anschlag wird ein zu tiefes Einfahren des mechanisch bewegbaren Elementes in die Gussform begrenzt.
Es ist von Vorteil, wenn das mechanisch bewegbare Element als Stempel oder Konturschieber ausgebildet ist. Diese können zum gleichzeitigen Nachverdichten des Gussmaterials in verschiedene Richtungen eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das mechanisch bewegbare Element hydraulisch oder elektrisch oder pneumatisch betätigbar. Der Betätigungsmechanismus der Elemente kann je nach Geometrie und Größe des herzustellenden Gussteils ausgewählt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Zum Druckgießen eines Gussteils wird ein Werkzeug verwendet, welches als zweiteilige Vorrichtung ausgebildet, wobei die einander zugewandten Oberflächen der Kontur des Gussteiles entsprechen. Der von der Vorrichtung gebildete Innenraum wird mit einem flüssigen Gussmaterial gefüllt, welches in der Gussform aushärtet.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigt eine Gussform 1 mit einer Oberfläche 3, die der Kontur 5 des zu gießenden Bauteils, beispielsweise eines Motorgehäuses, aufweist (1a). Senkrecht zu der Oberfläche 3 sind an der Vorrichtung mehrere Pins 7 bewegbar angeordnet, die als Kontur-Squeezer ausgebildet sind und zum Nachverdichten des Gussmaterials während dessen Aushärtung verwendet werden. Ein solcher Pin 7 ist in 1b gezeigt. An der Stirnfläche 9 des Pins 7 weist dieser eine dreidimensionale Geometrie auf, die der Bauteilkontur (11) des Gussteiles im zu verdichtenden Bereich (13) der Gussform (1) entspricht (1a). Während des Aushärtens schiebt der Pin 7 ein Reservoir 17 des Gussmaterials in den zu verdichtenden Bereich 13 und füllt somit Hohlräume aus. Damit der Pin 7 nicht zu tief in das Gussmaterial eindringt, ist an dem Pin 7 ein Anschlag 15 ausgebildet, welcher den Einfahrvorgang des Pins 7 begrenzt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102018113057 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zum Druckgiessen, umfassend eine Gussform (1) zur Aufnahme eines Gussmaterials, in welcher eine Kontur (5) eines Gussteiles eingeprägt ist, wobei mindestens ein mechanisch bewegbares Element (7) zum Nachverdichten des Gussmaterials in der Gussform (1) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnfläche (9) des mechanisch bewegbaren Elementes (7) die Bauteilkontur (11) des Gussteiles im zu verdichtenden Bereich (13) der Gussform (1) trägt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanisch bewegbaren Element (7) pinförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem zu verdichtenden Bereich (13) der Gussform (1) ein Reservoir (17) des Gussmaterials zur Einbringung in den zu verdichtenden Bereich (13) mit dem mechanisch bewegbaren Element (7) vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinheit zur Messung des von dem mechanisch bewegbaren Element (7) zurückgelegten Weges vorgesehen ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem mechanisch bewegbaren Element (7) ein Anschlag (15) zu Begrenzung des zurückgelegten Weges ausgebildet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanisch bewegbare Element (7) als Stempel oder Konturschieber ausgebildet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanisch bewegbare Element (7) hydraulisch oder elektrisch oder pneumatisch betätigbar ist.