EP4474080A1

EP4474080A1 - Casting machine and method for casting

Info

Publication number: EP4474080A1
Application number: EP23178425.7A
Authority: EP
Inventors: Keishiro Kaneda; André Haschke; Kevin Grebe
Original assignee: Heinrich Wagner Sinto Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Heinrich Wagner Sinto Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2023-06-09
Filing date: 2023-06-09
Publication date: 2024-12-11
Also published as: CN119098575A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen einer Schmelze in eine Gießform sowie eine Gießmaschine, wobei zumindest eine Gießform (21) an einem Gestell (24) einer Gießmaschine (20) aufgenommen wird, wobei die Gießform mittels einer Schwenkvorrichtung (25) der Gießmaschine während eines Einfüllens einer Schmelze in die Gießform bewegt und um eine erste Achse (26) gekippt wird, wobei die Gießform mittels der Schwenkvorrichtung während des Einfüllens um eine zweite Achse (27) gekippt wird, wobei die erste Achse relativ zu der zweiten Achse quer verlaufend ausgebildet ist.The invention relates to a method for pouring a melt into a casting mold and to a casting machine, wherein at least one casting mold (21) is received on a frame (24) of a casting machine (20), wherein the casting mold is moved by means of a pivoting device (25) of the casting machine during filling of a melt into the casting mold and is tilted about a first axis (26), wherein the casting mold is tilted by means of the pivoting device during filling about a second axis (27), wherein the first axis is designed to run transversely relative to the second axis.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießmaschine sowie ein Verfahren zum Gießen einer Schmelze in eine Gießform, wobei zumindest eine Gießform an einem Gestell einer Gießmaschine aufgenommen wird, wobei die Gießform mittels einer Schwenkvorrichtung der Gießmaschine während eines Einfüllens einer Schmelze in die Gießform bewegt und um eine erste Achse gekippt wird.The invention relates to a casting machine and a method for pouring a melt into a casting mold, wherein at least one casting mold is received on a frame of a casting machine, wherein the casting mold is moved by means of a pivoting device of the casting machine during filling of a melt into the casting mold and is tilted about a first axis.

Derartige Gießmaschinen und Verfahren sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, wobei beim Gießen stets flüssiges Metall in eine Gießform solange eingefüllt wird, bis die Gießform bzw. eine Kavität der Gießform vollständig gefüllt ist. Nach einem Erstarren der Schmelze kann das dann ausgebildete Bauteil ausgeformt bzw. der Form entnommen werden. Die Gießform kann eine Dauerform oder eine verlorene Form sein, beispielsweise eine Kokille oder Sandform. Wesentlich ist, dass während des Einfüllens der Schmelze in die Gießform, was über einen Tiegel erfolgen kann, die Gießform bewegt bzw. um eine Achse gekippt wird. Dazu ist die Gießform an einem bewegbaren Gestell der Gießmaschine angeordnet. Das Gestell der Gießmaschine ist so ausgebildet, dass die Gießform mittels einer Schwenkvorrichtung bewegt bzw. um die Achse gekippt werden kann. Durch das Kippen der Gießform während des Einfüllens der Schmelze wird es möglich, je nach Gestalt einer Kavität der Gießform, eine vollständige Füllung der Gießform mit dem Metall zu erhalten, ohne dass sich innerhalb der Gießform Fehler, wie Lufteinschlüsse, Kaltlauf oder ähnliches bilden. Auch ist es von Vorteil, wenn die in die Gießform eingefüllte Schmelze die Kavität gleichmäßig ausfüllt und nicht zufällig in der Kavität verteilt wird. So kann auch ein kontrollierter Einfüllvorgang der Schmelze sichergestellt werden. Insgesamt wird es möglich aus Metall gegossene Produkte hoher Qualität bei gleichzeitig wenig Ausschuss zu erhalten.Such casting machines and methods are well known from the state of the art, whereby during casting liquid metal is always poured into a casting mold until the casting mold or a cavity of the casting mold is completely filled. After the melt has solidified, the component formed can be removed from the mold or removed from the mold. The casting mold can be a permanent mold or a lost mold, for example a permanent mold or sand mold. It is essential that while the melt is being poured into the casting mold, which can be done via a crucible, the casting mold is moved or tilted about an axis. For this purpose, the casting mold is arranged on a movable frame of the casting machine. The frame of the casting machine is designed in such a way that that the casting mold can be moved or tilted about the axis using a swivel device. By tilting the casting mold while the melt is being poured in, it is possible, depending on the shape of the cavity of the casting mold, to completely fill the casting mold with the metal without any defects such as air pockets, cold running or similar forming within the casting mold. It is also advantageous if the melt poured into the casting mold fills the cavity evenly and is not randomly distributed in the cavity. This also ensures a controlled filling process of the melt. Overall, it is possible to obtain high-quality metal cast products with little waste.

Wie sich jedoch gezeigt hat, treten bei komplexen Formen von Produkten dennoch vermehrt Fehler auf. Weiter können eine Porosität des gegossenen Produkts und Verunreinigungen mit Oxid vergleichsweise hoch sein, was es zu vermeiden gilt. Da die Gießform regelmäßig so an dem Gestell der Gießmaschine angeordnet wird, dass ein Einguss der Gießform in radialer Richtung relativ zu der Achse bei dem Einfüllen positioniert ist, ist eine Gestaltung eines Produkts immer auf eine Lage der Gießform beschränkt. Insbesondere ist dann darauf zu achten, dass komplexe Formen des Produkts nicht in der Nähe des Eingusses liegen.However, it has been shown that errors are more likely to occur with complex product shapes. Furthermore, the porosity of the cast product and contamination with oxide can be relatively high, which must be avoided. Since the casting mold is usually arranged on the frame of the casting machine in such a way that a pouring in of the casting mold is positioned in a radial direction relative to the axis during filling, the design of a product is always limited to one position of the casting mold. In particular, care must be taken to ensure that complex product shapes are not located near the pouring in.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Gießen einer Schmelze in eine Gießform sowie eine Gießmaschine vorzuschlagen, das bzw. die einen Guss von Produkten hoher Qualität ermöglicht.It is therefore an object of the invention to propose a method for pouring a melt into a casting mold and a casting machine which enables the casting of high-quality products.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Gießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and a casting machine having the features of claim 13.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Gießen einer Schmelze in eine Gießform wird zumindest eine Gießform an einem Gestell einer Gießmaschine aufgenommen, wobei die Gießform mittels einer Schwenkvorrichtung der Gießmaschine während eines Einfüllens einer Schmelze in die Gießform bewegt und um eine erste Achse gekippt wird, wobei die Gießform mittels der Schwenkvorrichtung während des Einfüllens um eine zweite Achse gekippt wird, wobei die erste Achse relativ zu der zweiten Achse quer verlaufend ausgebildet ist.In the method according to the invention for pouring a melt into a casting mould, at least one casting mould is accommodated on a frame of a casting machine, wherein the casting mould is pivoted by means of a pivoting device of the casting machine during the filling of a Melt is moved into the casting mold and tilted about a first axis, wherein the casting mold is tilted about a second axis by means of the pivoting device during filling, wherein the first axis is formed to run transversely relative to the second axis.

Demnach ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, die Gießform während des Einfüllens der Schmelze um die erste Achse und um die zweite Achse zu kippen bzw. zu drehen. Dadurch, dass die beiden Achsen relativ zueinander quer verlaufend ausgebildet bzw. angeordnet sind, kann die Gießform in zwei Ebenen bewegt werden, woraus eine Bewegung in drei Dimensionen während des Einfüllens der Schmelze resultiert. Dies ermöglicht es, die Bewegung der Gießform während des Einfüllens der Schmelze an eine in der Gießform ausgebildete Kavität individuell anzupassen. Auch Produkte mit komplexen Geometrien können dann in hoher Qualität gegossen werden. Bei einem Einfüllen der Schmelze in die Gießform kann die Schmelze durch die Bewegung der Gießform in eine gewünschte Flussrichtung geleitet werden, die sich je nach der Gestalt des Produkts während des Gießvorgangs bzw. des Einfüllens ändern und an die Gestalt des Produkts angepasst werden kann. Hierbei können auch in der Gießform ausgebildete Schmelzekanäle berücksichtigt werden. Der Gießvorgang kann dabei so gestaltet werden, dass sich eine ruhige und vollständige Füllung der Kavität der Gießform ergibt, wodurch Lufteinschlüsse, Kaltlauf und Verunreinigungen des Produkts mit Oxid vermieden wird. Darüber hinaus ist auch eine Anordnung der Kavität innerhalb der Gießform dann nicht mehr zwangsläufig an eine optimale Lage eines Eingusses an der Gießform gebunden. Es besteht mehr Flexibilität hinsichtlich der Anordnung der Kavität, da die Gießform in zwei Freiheitsgraden bewegt werden kann. Je nach Gestalt des zu gießenden Produkts kann die Gießform dann auch in ihren Abmessungen kleiner gestaltet werden, weil eine möglichst platzsparende Anordnung der Kavität in der Gießform gewählt werden kann. Prinzipiell kann das Verfahren für jede Art von Gießform angewendet werden. Beispielsweise kann die Gießform als Dauerform oder verlorene Form ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Gießform eine Kokille oder eine Sandform. Die Kokille kann zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein.Accordingly, the method according to the invention provides for the casting mold to be tilted or rotated about the first axis and about the second axis during the filling of the melt. Because the two axes are designed or arranged to run transversely relative to one another, the casting mold can be moved in two planes, resulting in a movement in three dimensions during the filling of the melt. This makes it possible to individually adapt the movement of the casting mold during the filling of the melt to a cavity formed in the casting mold. Even products with complex geometries can then be cast in high quality. When the melt is filled into the casting mold, the movement of the casting mold can guide the melt in a desired flow direction, which can change depending on the shape of the product during the casting process or filling and can be adapted to the shape of the product. Melt channels formed in the casting mold can also be taken into account here. The casting process can be designed in such a way that the cavity of the casting mold is filled smoothly and completely, which avoids air pockets, cold running and contamination of the product with oxide. In addition, the arrangement of the cavity within the casting mold is then no longer necessarily tied to an optimal position of a sprue on the casting mold. There is more flexibility with regard to the arrangement of the cavity, as the casting mold can be moved in two degrees of freedom. Depending on the shape of the product to be cast, the dimensions of the casting mold can also be made smaller, because the arrangement of the cavity in the casting mold can be selected to save as much space as possible. In principle, the process can be used for any type of casting mold. For example, the casting mold can be used as a permanent mold or a lost mold. The casting mold is preferably a chill mold or a sand mold. The chill mold can be made up of two or more parts.

Ein mit Schmelze gefüllter Tiegel kann bei dem Kippen der Gießform um die erste Achse und die zweite Achse relativ zur Gießform unbewegt sein, oder der Tiegel kann um eine weitere Achse gekippt werden. Unter einem Tiegel wird auch eine Injektionseinheit verstanden. Zum Einfüllen der Schmelze in die Gießform kann der Tiegel mit der Schmelze bzw. dem flüssigen Metall an einem Einguss der Gießform positioniert werden. In einer ersten Ausführungsform des Verfahrens kann vorgesehen sein, den Tiegel relativ zu der Gießform fest zu fixieren bzw. so mit der Bewegung der Gießform mitzuführen, dass eine Relativbewegung unterbleibt. Durch die Bewegung der Gießform wird dann folglich der Tiegel mitbewegt, sodass die Schmelze über diese Bewegung in den Einguss eingefüllt werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Tiegel um eine weitere Achse gekippt werden. Das bedeutet, dass während der Bewegung der Gießform bei dem Einfüllen der Schmelze in den Einguss der Tiegel relativ zu der Gießform bewegt werden kann, sodass im Vergleich zu einem unbewegten Tiegel mehr oder weniger Schmelze in den Einguss eingefüllt werden kann. Hierdurch wird es dann möglich, einen Schmelzfluss bzw. einen Volumenstrom an Schmelze zu regulieren, beispielsweise in Abhängigkeit einer Gestalt der Kavität. Der Gießvorgang kann dann noch besser an die Gestalt des Produkts angepasst werden.A crucible filled with melt can remain stationary relative to the casting mold when the casting mold is tilted about the first axis and the second axis, or the crucible can be tilted about another axis. A crucible is also understood to mean an injection unit. To fill the melt into the casting mold, the crucible with the melt or the liquid metal can be positioned at a sprue of the casting mold. In a first embodiment of the method, it can be provided that the crucible is firmly fixed relative to the casting mold or that it is guided along with the movement of the casting mold in such a way that a relative movement is avoided. The movement of the casting mold then moves the crucible so that the melt can be filled into the sprue via this movement. According to a further embodiment, the crucible can be tilted about another axis. This means that while the casting mold is moving when the melt is filled into the sprue, the crucible can be moved relative to the casting mold so that more or less melt can be filled into the sprue compared to a stationary crucible. This makes it possible to regulate a melt flow or a volume flow of melt, for example depending on the shape of the cavity. The casting process can then be adapted even better to the shape of the product.

Mittels einer Steuervorrichtung der Gießmaschine kann das Kippen um die Achsen gesteuert werden. Die Steuervorrichtung kann Mittel zur Datenverarbeitung umfassen bzw. daraus gebildet sein, beispielsweise einem Computer oder eine speicherprogrammierbare Steuerung. Die Steuervorrichtung kann dann im Rahmen des Gießvorgangs beispielsweise Motoren, Aktoren oder andere Stellglieder so ansteuern, dass die Gießform um die erste und die zweite Achse gekippt bzw. geschwenkt wird. Ein zeitlicher Ablauf der Ansteuerung kann in der Steuervorrichtung für eine Gießform individuell gespeichert sein.The tilting around the axes can be controlled by means of a control device of the casting machine. The control device can comprise means for data processing or be formed from them, for example a computer or a programmable logic controller. The control device can then, for example, control motors, actuators or other actuators during the casting process so that the casting mold can be tilted or swiveled around the first and second axes. A timing sequence of the control can be individually stored in the control device for a casting mold.

Während einer Zeitspanne des Einfüllens kann das jeweilige Kippen um die erste Achse und um die zweite Achse in einem gemeinsamen Zeitabschnitt und/oder in jeweils unterschiedlichen Zeitabschnitten erfolgen. So können mittels der Steuervorrichtung die Achsen gleichzeitig oder nicht gleichzeitig bewegt werden. Die Steuervorrichtung kann die Achsen völlig unabhängig voneinander bewegen, sodass während eines Gießvorgangs beispielsweise zunächst nur die erste Achse, dann nachfolgend die erste Achse und die zweite Achse, und weiter nachfolgend allein die zweite Achse bewegt wird. Prinzipiell sind hier beliebige Bewegungen der jeweiligen Achsen während der Zeitspanne des Einfüllens, d. h. des Gießvorgangs, möglich.During a filling period, the respective tilting around the first axis and around the second axis can take place in a common time period and/or in different time periods. The control device can thus be used to move the axes simultaneously or not simultaneously. The control device can move the axes completely independently of one another, so that during a pouring process, for example, initially only the first axis is moved, then the first axis and the second axis, and then only the second axis. In principle, any movements of the respective axes are possible during the filling period, i.e. the pouring process.

Mittels einer Sensoreinrichtung der Gießmaschine kann für jede der Achsen eine absolute Position, ein Rotationswinkel und/oder eine Rotationsgeschwindigkeit bestimmt werden. Die Schwenkvorrichtung kann die Sensoreinrichtung aufweisen und die Sensoreinrichtung kann durch beispielsweise Drehgeber an den jeweiligen Achsen oder andere geeignete Sensoren ausgebildet sein. Durch diese Sensoren ist es dann möglich, unabhängig von einem Antrieb der Schwenkvorrichtung zum Kippen der Gießform die tatsächliche Position der jeweiligen Achse bzw. einen Kippwinkel der Gießform zu bestimmen. Während einer Bewegung der Gießform kann darüber hinaus eine Rotationsgeschwindigkeit der Achse von der Sensoreinrichtung erfasst werden. Die Steuervorrichtung kann dann auch so eingerichtet sein, dass die jeweils erfassten Werte von der Steuervorrichtung ausgegeben werden. Dies kann durch Datenübermittlung, numerischer Darstellung, grafische Darstellung oder dergleichen erfolgen. Der Gießvorgang kann dann von einer Bedienperson der Gießmaschine unmittelbar überwacht werden. Darüber hinaus können die erfassten Daten von der Steuervorrichtung auch gespeichert bzw. protokolliert werden.By means of a sensor device of the casting machine, an absolute position, a rotation angle and/or a rotation speed can be determined for each of the axes. The swivel device can have the sensor device and the sensor device can be formed by, for example, rotary encoders on the respective axes or other suitable sensors. These sensors then make it possible to determine the actual position of the respective axis or a tilt angle of the casting mold independently of a drive of the swivel device for tilting the casting mold. During a movement of the casting mold, a rotation speed of the axis can also be recorded by the sensor device. The control device can then also be set up in such a way that the values recorded in each case are output by the control device. This can be done by data transmission, numerical representation, graphic representation or the like. The casting process can then be monitored directly by an operator of the casting machine. In addition, the recorded data can also be saved or logged by the control device.

Eine Regeleinrichtung der Steuervorrichtung kann während des Einfüllens das jeweilige Kippen um die erste Achse und die zweite Achse nach der absoluten Position, dem Rotationswinkel oder der Rotationsgeschwindigkeit als eine Führungsgröße regeln. Die Regeleinrichtung kann innerhalb der Steuervorrichtung als eine Regelstrecke ausgebildet sein, die einen Antrieb der Schwenkvorrichtung so regelt, dass die Gießform während des Gießvorgangs in der gewünschten Art und Weise um die erste Achse und die zweite Achse gekippt wird. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Regelung nach dem am Ende eines Zeitabschnitts des Gießvorgangs zu erreichenden Rotationswinkels der jeweiligen Achse erfolgt. Die Regeleinrichtung kann die Bewegung der Gießform für die erste Achse und die zweite Achse unabhängig regeln.A control device of the control apparatus can control the respective tilting about the first axis and the second axis during filling according to the absolute position, the angle of rotation or the speed of rotation as a reference variable. The control device can be designed within the control apparatus as a control system which controls a drive of the swivel device so that the casting mold is tilted about the first axis and the second axis in the desired manner during the casting process. Preferably, it can be provided that the control takes place according to the angle of rotation of the respective axis to be achieved at the end of a time period of the casting process. The control device can control the movement of the casting mold for the first axis and the second axis independently.

Mittels der Sensoreinrichtung kann beim Einfüllen der Schmelze in einen Einguss der Gießform ein Niveau der Schmelze in dem Einguss und/oder in einem Anguss der Gießform detektiert werden, wobei die Regeleinrichtung die absolute Position, den Rotationswinkel oder die Rotationsgeschwindigkeit nach dem Niveau als eine übergeordnete Führungsgröße regeln kann. Der Sensor kann an dem Tiegel, der Gießform, an dem Gestell oder an anderer Stelle angeordnet sein. Dadurch wird es möglich mittels der Sensoreinrichtung festzustellen, wann das Niveau bzw. eine Höhe der Schmelze innerhalb der Kavität der Gießform den Einguss bzw. Anguss erreicht. Die Sensoreinrichtung kann dazu zumindest einen Sensor, insbesondere Bildsensor, Infrarotsensor, Temperatursensor, Induktionssensor, kapazitiver Sensor, Näherungssensor, Ultraschallsensor, Radarsensor, Magnetsensor, aufweisen. Mittels der Sensoreinrichtung kann daher festgestellt werden, wann die Gefahr eines Überlaufs von Schmelze aus der Gießform besteht. Der Gießvorgang kann nun so angepasst werden, dass ein Überlauf von Schmelze verhindert wird. Bei einer Detektion von Schmelze an dem Einguss und/oder dem Anguss der Gießform kann der Gießvorgang entsprechend korrigiert werden, beispielsweise durch das Kippen der Gießform um die Achsen und/oder einer Dosierung eines Volumenstroms der in die Gießform eingefüllten Schmelze. Insgesamt kann das Einfüllen der Schmelze in die Gießform so optimiert werden, dass es nicht zu einem Überlauf der Gießform kommt, wodurch die sonst erforderlichen Arbeiten vermieden und Energie eingespart wird. Die Regeleinrichtung kann dann einen weiteren Regelkreis aufweisen, bei dem das Niveau der Schmelze bzw. ein Soll-Niveau der Schmelze in der Gießform bzw. an dem Einguss der Gießform, als weitere Führungsgröße dient. Wenn dieser weitere Regelkreis dem Regelkreis für die absolute Position, dem Rotationswinkel oder der Rotationsgeschwindigkeit übergeordnet ist, kann die Füllung der Gießform primär nach dem Soll-Niveau und damit einer zeitlich optimierten Füllung der Gießform geregelt werden. So wird es möglich, die Gießform bei gleichbleibender Qualität der Produkte noch schneller zu füllen.When the melt is poured into a pouring inlet of the casting mold, the sensor device can be used to detect a level of the melt in the pouring inlet and/or in a sprue of the casting mold, whereby the control device can control the absolute position, the angle of rotation or the speed of rotation according to the level as a higher-level reference variable. The sensor can be arranged on the crucible, the casting mold, on the frame or elsewhere. This makes it possible to use the sensor device to determine when the level or a height of the melt within the cavity of the casting mold reaches the pouring inlet or sprue. The sensor device can have at least one sensor for this purpose, in particular an image sensor, infrared sensor, temperature sensor, induction sensor, capacitive sensor, proximity sensor, ultrasonic sensor, radar sensor or magnetic sensor. The sensor device can therefore be used to determine when there is a risk of melt overflowing from the casting mold. The casting process can now be adjusted so that melt overflow is prevented. If melt is detected at the inlet and/or the sprue of the casting mold, the casting process can be corrected accordingly, for example by tilting the casting mold around the axes and/or dosing a volume flow of the melt into the casting mold. filled melt. Overall, the filling of the melt into the mold can be optimized so that the mold does not overflow, thus avoiding the work that would otherwise be required and saving energy. The control device can then have an additional control loop in which the level of the melt or a target level of the melt in the mold or at the mold inlet serves as an additional reference variable. If this additional control loop is higher than the control loop for the absolute position, the angle of rotation or the speed of rotation, the filling of the mold can be controlled primarily according to the target level and thus a time-optimized filling of the mold. This makes it possible to fill the mold even faster while maintaining the same quality of the products.

Vor dem Einfüllen kann ein Startpunkt als eine Referenzposition für das Kippen um jede der Achsen festgelegt werden. In dieser Referenzposition kann die Gießform mit horizontalen und vertikalen Seitenflächen so positioniert sein, dass eine absolute Position der jeweiligen Achse mit dem Rotationswinkel von 0° als Startpunkt definiert ist. Prinzipiell kann jedoch auch die Gießform bereits um eine oder beide Achsen gekippt sein, sodass eine absolute Position einen Rotationswinkel von ≠ 0° aufweist. Dieser Rotationswinkel kann dann als Startpunkt des Einfüllens bestimmt werden.Before filling, a starting point can be defined as a reference position for tilting around each of the axes. In this reference position, the mold can be positioned with horizontal and vertical side surfaces so that an absolute position of the respective axis with the rotation angle of 0° is defined as the starting point. In principle, however, the mold can already be tilted around one or both axes so that an absolute position has a rotation angle of ≠ 0°. This rotation angle can then be determined as the starting point of filling.

Die Steuervorrichtung kann in Abhängigkeit einer Kavität der Gießform für eine Zeitspanne des Einfüllens einen Rotationswinkel und/oder eine Rotationsgeschwindigkeit je Achse berechnen. So kann die Steuervorrichtung für jede Achse einen Rotationswinkel und/oder eine Rotationsgeschwindigkeit als eine Zielgröße bzw. Sollgröße für die Bewegung der Gießform während des Gießvorgangs vorgeben. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung den Rotationswinkel und/oder die Rotationsgeschwindigkeit für jeweils unterschiedliche Zeitabschnitte der Zeitspanne des Einfüllens bzw. des Gießvorgangs berechnet. Die Bewegung der Gießform kann dann besonders genau an die Gestalt einer Kavität bzw. eines zu gießenden Produkts angepasst werden.The control device can calculate a rotation angle and/or a rotation speed for each axis for a period of filling depending on a cavity of the casting mold. The control device can thus specify a rotation angle and/or a rotation speed for each axis as a target value or nominal value for the movement of the casting mold during the casting process. It can also be provided that the control device calculates the rotation angle and/or the rotation speed for different time periods of the filling or casting process. The movement The mold can then be adapted particularly precisely to the shape of a cavity or a product to be cast.

Die Steuervorrichtung kann ein in die Gießform eingefülltes Schmelzevolumen je Zeitabschnitt des Einfüllens berechnen. Das Schmelzevolumen bzw. ein Volumenstrom der Schmelze kann von der Steuervorrichtung über eine Rotationsgeschwindigkeit je Achse bestimmt werden. Prinzipiell ist es auch möglich, dass die Steuervorrichtung dann auch ein gesamtes zu einem jeweiligen Zeitabschnitt in der Gießform befindliches Schmelzevolumen berechnet. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn ein Volumen der Kavität bekannt ist. So kann dann auch von der Steuervorrichtung der Zeitpunkt ermittelt werden, bis zu dem ein Gießvorgang bzw. eine Zeitspanne des Einfüllens der Schmelze in die Gießform abgeschlossen ist.The control device can calculate a volume of melt filled into the mold for each time period of filling. The volume of melt or a volume flow of the melt can be determined by the control device via a rotation speed for each axis. In principle, it is also possible for the control device to calculate a total volume of melt in the mold for a particular time period. This is particularly advantageous if the volume of the cavity is known. The control device can then also determine the point in time by which a casting process or a period of time for filling the melt into the mold is completed.

Die Steuervorrichtung kann einen Schmelzefluss für eine Zeitspanne des Einfüllens simulieren und ein Ergebnis der Simulation ausgeben oder eine Simulation speichern. Die Steuervorrichtung kann dazu eingerichtet sein, einen Gießvorgang zu simulieren, beispielsweise mittels einer Gieß-Erstarrungssimulation oder der Finite-Elemente-Methode (FEM). Weiter kann eine nicht von der Steuervorrichtung erstellte Simulation eines Gießvorgangs in der Steuervorrichtung eingebunden werden. Die Steuervorrichtung kann dann durch diese Simulation eine Bewegung der Gießform, beispielsweise durch Wiederholung der Simulation mit abweichenden Parametern, so weit optimieren, dass sich eine möglichst ruhige Füllung der Kavität in einer möglichst kurzen Zeitspanne ergibt. Diese Optimierung kann auch mittels Künstlicher Intelligenz (KI) erfolgen. Die Steuervorrichtung kann das Ergebnis beispielsweise grafisch ausgeben, sodass dieses von einer Bedienperson der Gießmaschine geprüft und/oder ausgewählt werden kann.The control device can simulate a melt flow for a period of filling and output a result of the simulation or save a simulation. The control device can be set up to simulate a casting process, for example by means of a casting solidification simulation or the finite element method (FEM). Furthermore, a simulation of a casting process not created by the control device can be integrated into the control device. The control device can then use this simulation to optimize a movement of the casting mold, for example by repeating the simulation with different parameters, to such an extent that the cavity is filled as smoothly as possible in the shortest possible time. This optimization can also be carried out using artificial intelligence (AI). The control device can, for example, output the result graphically so that it can be checked and/or selected by an operator of the casting machine.

Während des Einfüllens der Schmelze in die Gießform kann ein laminarer Schmelzefluss in der Gießform ausgebildet werden. Durch den laminaren Schmelzefluss kann eine Bildung von Lufteischlüssen sowie eine Kaltlaufneigung und Verunreinigungen des Produkts mit Oxiden vermieden werden. Ein turbulenter Schmelzefluss könnte sich dadurch ergeben, dass innerhalb der Kavität die Schmelze über Hindernisse, wie beispielsweise einen Absatz oder dergleichen, strömt. Durch das Kippen der Gießform um die erste Achse und die zweite Achse kann die Schmelze um die betreffenden Hindernisse herumgeleitet werden, sodass ein turbulenter Schmelzefluss in der Gießform vermieden wird.During the filling of the melt into the mold, a laminar melt flow can be formed in the mold. The laminar melt flow can prevent the formation of air inclusions and a tendency for cold running and contamination of the product with oxides can be avoided. Turbulent melt flow could result from the melt flowing over obstacles within the cavity, such as a step or the like. By tilting the mold around the first axis and the second axis, the melt can be guided around the obstacles in question, thus avoiding turbulent melt flow in the mold.

Die erfindungsgemäße Gießmaschine zum Gießen einer Schmelze in eine Gießform umfasst ein Gestell zur Aufnahme zumindest einer Gießform und eine Schwenkvorrichtung zur Bewegung der Gießform, wobei die Gießform mittels der Schwenkvorrichtung während eines Einfüllens einer Schmelze in die Gießform bewegbar und um eine erste Achse kippbar ist, wobei die Gießform mittels der Schwenkvorrichtung während des Einfüllens um eine zweite Achse kippbar ist, wobei die erste Achse relativ zu der zweiten Achse quer verlaufend ausgebildet ist. Zu den vorteilhaften Wirkungen der erfindungsgemäßen Gießmaschine wird auf die Vorteilsbeschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.The casting machine according to the invention for pouring a melt into a casting mold comprises a frame for receiving at least one casting mold and a pivoting device for moving the casting mold, wherein the casting mold can be moved and tilted about a first axis by means of the pivoting device during filling of a melt into the casting mold, wherein the casting mold can be tilted about a second axis by means of the pivoting device during filling, wherein the first axis is designed to run transversely relative to the second axis. For the advantageous effects of the casting machine according to the invention, reference is made to the description of the advantages of the method according to the invention.

Die Gießmaschine kann eine Gießform und/oder einen Tiegel zum Einfüllen der Schmelze in die Gießform umfassen. Die Gießform kann eine Kokille oder eine Sandform sein. Die Gießform kann an dem Gestell der Gießmaschine aufgenommen bzw. an diesem so fixiert werden, dass die Gießform mittels der Schwenkvorrichtung bewegt werden kann. Der Tiegel kann dabei zum Einfüllen der Schmelze in die Gießform an der Gießform angeordnet sein oder alternativ mit der Gießform bei dem Gießvorgang, wenn die Gießform bewegt wird, mit der Gießform mitgeführt werden. Dies kann beispielsweise auch mittels eines mehrachsigen Roboters oder dergleichen erfolgen. Dieser Roboter kann dann auch eine Baugruppe der Gießmaschine sein.The casting machine can comprise a casting mold and/or a crucible for filling the melt into the casting mold. The casting mold can be a permanent mold or a sand mold. The casting mold can be accommodated on the frame of the casting machine or fixed to it in such a way that the casting mold can be moved using the swivel device. The crucible can be arranged on the casting mold for filling the melt into the casting mold or alternatively can be moved with the casting mold during the casting process when the casting mold is moved. This can also be done using a multi-axis robot or the like, for example. This robot can then also be a component of the casting machine.

Die erste Achse kann relativ zu der zweiten Achse orthogonal verlaufend ausgebildet sein, wobei bevorzugt die erste Achse die zweite Achse schneidet. Denkbar ist es jedoch auch, dass die Achsen voneinander beabstandet ausgebildet sind. Unter einer Achse wird hier eine gedachte Linie verstanden, um die die Gießform gedreht bzw. gekippt werden kann. Die Achse muss nicht zwangsläufig durch eine strukturell vorhandene Achse ausgebildet sein. Vielmehr kann vorgesehen sein, dass beliebige mechanische Mittel, beispielsweise mehrere Achsen, Gelenke oder dergleichen, das Kippen um die Achse ermöglichen.The first axis can be designed to be orthogonal to the second axis, with the first axis preferably intersecting the second axis. However, it is also conceivable that the axes are are spaced apart. An axis is understood here to be an imaginary line around which the casting mold can be rotated or tilted. The axis does not necessarily have to be formed by a structurally existing axis. Rather, it can be provided that any mechanical means, for example several axes, joints or the like, enable tilting around the axis.

Die erste Achse und die zweite Achse können horizontal relativ zu der Gießform verlaufend ausgebildet sein oder die erste Achse kann horizontal und die zweite Achse vertikal relativ zu der Gießform verlaufend ausgebildet sein. Die Gießform kann dabei so angeordnet sein, dass deren Ober- und Unterseite horizontal und deren Seitenflächen vertikal ausgerichtet sind.The first axis and the second axis can be designed to run horizontally relative to the casting mold, or the first axis can be designed to run horizontally and the second axis vertically relative to the casting mold. The casting mold can be arranged such that its top and bottom are aligned horizontally and its side surfaces are aligned vertically.

Die erste Achse und die zweite Achse können durch die Gießform verlaufend, bevorzugt durch einen Schwerpunkt der Gießform, ausgebildet sein. Unter einem Schwerpunkt wird hier ein geometrischer Schwerpunkt oder ein Masseschwerpunkt der Gießform verstanden. Da eine Gießform regelmäßig ein vergleichsweise hohes Gewicht aufweist, müssen dann geringere Drehmomente aufgewendet werden, um die Gießform zu bewegen. Durch diese Anordnung der Achsen kann ein Antrieb der Schwenkvorrichtung kleiner dimensioniert bzw. mit geringem Energieaufwand betrieben werden.The first axis and the second axis can run through the mold, preferably through a center of gravity of the mold. A center of gravity is understood here to be a geometric center of gravity or a center of mass of the mold. Since a mold is usually relatively heavy, lower torques must be applied to move the mold. This arrangement of the axes means that a drive for the swivel device can be smaller or operated with less energy.

Die Schwenkvorrichtung kann die Achse mit zumindest einem zumindest abschnittsweise kreissegmentförmig ausgebildeten Rahmen ausgebildet sein, wobei das Kreissegment des Rahmens auf einem Lager der Schwenkvorrichtung aufliegen kann und mittels einer Antriebseinrichtung der Schwenkvorrichtung entlang des Lagers bewegbar sein kann. Je Achse können ein, zwei oder mehr Rahmen vorgesehen sein, die jeweils auf einem zugehörigen Lager aufliegen. Der Rahmen kann scheibenförmig oder in Art eines Fachwerks ausgebildet sein. Weiter ist es auch möglich, dass der Rahmen auch kreisförmig ausgebildet ist, wobei eine kreissegmentförmige Ausbildung des Rahmens zum Verschwenken der Gießform bereits ausreichend ist. Das Lager kann ebenfalls kreisförmig bzw. kreissegmentförmig in Übereinstimmung mit dem Rahmen ausgebildet sein. Das Lager kann ein Gleitlager sein. Alternativ kann das Lager auch durch Wälzkörper bzw. Wälzlager ausgebildet sein, auf denen der Rahmen dann aufliegt. Die Antriebseinrichtung kann ein Elektromotor oder ein Aktor, beispielsweise ein elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Linearantrieb sein. Der Elektromotor kann mit einem Getriebe, beispielsweise einem Zahnradgetriebe, Riementrieb oder dergleichen den bzw. die Rahmen relativ zu dem jeweiligen Lager um die Achse schwenken. Auch kann der bzw. die Aktoren an dem Rahmen und dem Gestell so angeordnet sein, dass durch eine Bewegung des jeweiligen Aktors eine Relativbewegung von Rahmen und Lager bzw. ein Schwenken des Rahmens um die jeweilige Achse erfolgt.The pivoting device can be designed as an axle with at least one frame that is at least partially circular segment-shaped, whereby the circular segment of the frame can rest on a bearing of the pivoting device and can be moved along the bearing by means of a drive device of the pivoting device. One, two or more frames can be provided for each axle, each of which rests on an associated bearing. The frame can be disk-shaped or designed in the manner of a framework. It is also possible for the frame to be circular, whereby a circular segment-shaped design of the frame is used for pivoting the Casting mold is already sufficient. The bearing can also be circular or circular segment-shaped in accordance with the frame. The bearing can be a plain bearing. Alternatively, the bearing can also be formed by rolling elements or roller bearings on which the frame then rests. The drive device can be an electric motor or an actuator, for example an electric, pneumatic or hydraulic linear drive. The electric motor can pivot the frame(s) about the axis relative to the respective bearing using a gear, for example a toothed gear, belt drive or the like. The actuator(s) can also be arranged on the frame and the rack in such a way that a movement of the respective actuator causes a relative movement of the frame and bearing or a pivoting of the frame about the respective axis.

Bei einem Einfüllen der Schmelze kann ein Einguss der Gießform an einer geneigten, horizontalen oder vertikalen Seitenfläche der Gießform angeordnet sein. Die Gießform kann demnach so an dem Gestell aufgenommen sein, dass sich zu Beginn des Einfüllens der Schmelze in die Gießform der Einguss an einer der Seitenflächen der Gießform bzw. an einer Oberseite der Gießform befindet.When the melt is poured in, a pouring in of the casting mold can be arranged on an inclined, horizontal or vertical side surface of the casting mold. The casting mold can therefore be mounted on the frame in such a way that when the melt is first poured into the casting mold, the pouring in is located on one of the side surfaces of the casting mold or on an upper side of the casting mold.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen einer Gießmaschine ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Verfahrensanspruch 1 zurückbezogenen Unteransprüche.Further advantageous embodiments of a casting machine emerge from the feature descriptions of the subclaims referring back to method claim 1.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer Gießform mit Achsen;
Fig. 2: eine weitere perspektivische Ansicht der Gießform mit Achsen;
Fig. 3: eine Seitenansicht einer Gießmaschine;
Fig. 4: eine Rückansicht der Gießmaschine aus Fig. 3 ;
Fig. 5: eine perspektivische Teilansicht der Gießmaschine aus Fig. 3 ;
Fig. 6: eine Tabelle zu Bewegungen einer Gießform während eines Gießvorgangs;
Fig. 7: eine schematische Darstellung einer Gießform mit einem Tiegel;
Fig. 8: eine schematische Darstellung eines Gießvorgangs in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 9: eine schematische Darstellung eines Gießvorgangs in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 10a-h: eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs zum Füllen einer Gießform nach einer ersten Ausführungsform;
Fig. 11a-h: eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs zum Füllen einer Gießform nach einer zweiten Ausführungsform.

They show:

Fig. 1: a perspective view of a mold with axes;
Fig. 2: another perspective view of the mold with axes;
Fig. 3: a side view of a casting machine;
Fig. 4: a rear view of the casting machine Fig. 3 ;
Fig. 5: a perspective partial view of the casting machine from Fig. 3 ;
Fig. 6: a table showing movements of a mold during a casting process;
Fig. 7: a schematic representation of a casting mold with a crucible;
Fig. 8: a schematic representation of a casting process in a first embodiment;
Fig. 9: a schematic representation of a casting process in a second embodiment;
Fig. 10a-h: a schematic representation of a process sequence for filling a casting mold according to a first embodiment;
Fig. 11a-h: a schematic representation of a process sequence for filling a casting mold according to a second embodiment.

Die Fig. 1 zeigt eine Gießform 10, die hier im Wesentlichen aus einem oberen Formteil 11 und einem unteren Formteil 12 gebildet ist und an einer Seitenfläche 13 einen Einguss 14 aufweist. Die Gießform 10 ist um eine erste Achse 15 und um eine zweite Achse 16 bewegbar bzw. mittels einer hier nicht näher dargestellten Gießmaschine kippbar. Die erste Achse 15 und die zweite Achse 16 sind horizontal relativ zu der Gießform 10 verlaufend ausgebildet und schneiden sich in einem rechten Winkel in einem Schwerpunkt 19 der Gießform 10.The Fig. 1 shows a casting mold 10, which is essentially formed from an upper mold part 11 and a lower mold part 12 and has a sprue 14 on a side surface 13. The casting mold 10 is a first axis 15 and movable about a second axis 16 or tiltable by means of a casting machine not shown in detail here. The first axis 15 and the second axis 16 are designed to run horizontally relative to the casting mold 10 and intersect at a right angle at a center of gravity 19 of the casting mold 10.

Die Fig. 2 zeigt die Gießform 10, die hier im Unterschied zu Fig. 1 um eine erste Achse 17 und eine zweite Achse 18 kippbar an der nicht dargestellten Gießmaschine angeordnet ist, wobei die erste Achse 17 horizontal und die zweite Achse 18 vertikal relativ zu der Gießform 10 verlaufend ausgebildet sind.The Fig. 2 shows the mold 10, which here in contrast to Fig. 1 is arranged on the casting machine (not shown) so as to be tiltable about a first axis 17 and a second axis 18, wherein the first axis 17 is designed to run horizontally and the second axis 18 vertically relative to the casting mold 10.

Eine Zusammenschau der Fig. 3 bis 5 zeigt eine Gießmaschine 20 mit einer Gießform 21, die ein oberes Formteil 22 und ein unteres Formteil 23 aufweist. Die Gießmaschine 20 weist ein Gestell 24 zur Aufnahme der Gießform 21 sowie eine Schwenkvorrichtung 25 zur Bewegung der Gießform 21 auf. Mittels der Schwenkvorrichtung 25 ist die Gießform 21 während des Einfüllens einer Schmelze in die Gießform 21 bewegbar und um eine erste Achse 26 sowie eine zweite Achse 27 kippbar. Die erste Achse 26 und die zweite Achse 27 verlaufen hier relativ zu der Gießform 21 horizontal und orthogonal und in einem Relativabstand zueinander. Die Schwenkvorrichtung 25 ist für die erste Achse 26 mit zwei abschnittsweise kreissegmentförmig ausgebildeten Rahmen 28 ausgebildet, wobei ein Kreissegment 29 des Rahmens 28 auf einem Lager 30 aufliegt und mittels einer Antriebeinrichtung 31 entlang des Lagers 30 bewegbar ist. Das Lager 30 ist hier im Wesentlichen je Rahmen 28 aus zwei Lagerrollen 32 gebildet und die Antriebeinrichtung 31 durch einen Elektromotor 33. Für die zweite Achse 27 umfasst die Schwenkvorrichtung 25 einen kreissegmentförmigen Rahmen 34, der mit seinem Kreissegment 35 auf einem Lager 36 aufliegt. Weiter ist ein Lagerzapfen 37 in einer Lagerbuchse 38 des Gestells 24 drehbar gelagert. Eine Antriebeinrichtung 39 ist hier durch einen hydraulisch oder elektrisch angetriebenen Zylinder 40 ausgebildet, der ein Verschwenken bzw. Kippen des Kreissegments 35 um die zweite Achse 27 ermöglicht. Die Gießform 21 ist auf einem Tisch 41 des Gestells 24 aufgelegt und mittels einer Backe 42 auf den Tisch 41 gespannt. Die hier gezeigte Position der Gießform 21 dient als ein Startpunkt für eine Bewegung der Gießform 21 während eines Gießvorgangs.A summary of the Fig. 3 to 5 shows a casting machine 20 with a casting mold 21, which has an upper mold part 22 and a lower mold part 23. The casting machine 20 has a frame 24 for receiving the casting mold 21 and a pivoting device 25 for moving the casting mold 21. By means of the pivoting device 25, the casting mold 21 can be moved during the filling of a melt into the casting mold 21 and can be tilted about a first axis 26 and a second axis 27. The first axis 26 and the second axis 27 run horizontally and orthogonally relative to the casting mold 21 and at a relative distance from one another. The pivoting device 25 is designed for the first axis 26 with two frames 28, which are partially designed in the shape of a segment of a circle, wherein a segment of a circle 29 of the frame 28 rests on a bearing 30 and can be moved along the bearing 30 by means of a drive device 31. The bearing 30 is essentially formed here from two bearing rollers 32 per frame 28 and the drive device 31 by an electric motor 33. For the second axis 27, the swivel device 25 comprises a circular segment-shaped frame 34, which rests with its circular segment 35 on a bearing 36. Furthermore, a bearing pin 37 is rotatably mounted in a bearing bush 38 of the frame 24. A drive device 39 is formed here by a hydraulically or electrically driven cylinder 40, which pivots or tilts the circular segment 35 about the second axis 27. The casting mold 21 is placed on a table 41 of the frame 24 and clamped onto the table 41 by means of a jaw 42. The position of the casting mold 21 shown here serves as a starting point for a movement of the casting mold 21 during a casting process.

Die Fig. 6 zeigt eine Tabelle, in der beispielhaft mögliche Bewegungen der in den Fig. 1 bis 5 genannten Achsen während eines Gießvorgangs wiedergegeben sind. Der Gießvorgang erstreckt sich hier über eine Zeitspanne von Schritten, die in beliebiger Anzahl durchgeführt werden können. Ein mit Start bezeichneter Schritt kennzeichnet den Beginn der Zeitspanne, und ein mit Ende bezeichneter Schritt kennzeichnet das Ende der Zeitspanne des Gießvorgangs. Zwischen jedem der Schritte ergibt sich ein Zeitabschnitt der Zeitspanne, innerhalb dem Schmelze in die Gießform eingefüllt wird. Für die erste Achse und die zweite Achse wird die Bewegung der Gießform jeweils unabhängig voneinander ausgeführt. Es wird mit den Schritten 1 und 2 zunächst nur die erste Achse bewegt und mit den Schritten 3 und 4 beide Achsen. Ausgehend von einem Startpunkt der Gießform wird mit den jeweiligen Schritten ein Rotationswinkel innerhalb einer dafür vorgesehenen Wegezeit angefahren, woraus sich eine Rotationsgeschwindigkeit für die jeweilige Achse ergibt. Wesentlich ist, dass während des Einfüllens der Schmelze in die Gießform eine Bewegung der Gießform um die erste Achse sowie die zweite Achse ausgeführt wird.The Fig. 6 shows a table showing possible movements of the Fig. 1 to 5 mentioned axes during a casting process. The casting process here extends over a period of steps, which can be carried out in any number. A step marked with Start marks the beginning of the period of time, and a step marked with End marks the end of the period of time of the casting process. Between each of the steps there is a time segment of the period during which molten metal is poured into the casting mold. The movement of the casting mold is carried out independently of one another for the first axis and the second axis. In steps 1 and 2, only the first axis is initially moved, and in steps 3 and 4, both axes are moved. Starting from a starting point of the casting mold, the respective steps move to an angle of rotation within a designated travel time, which results in a rotation speed for the respective axis. It is important that the casting mold is moved around the first axis and the second axis while the molten metal is being poured into the casting mold.

Die Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Gießform 43 mit einem Tiegel 44. Die Gießform 43 ist aus einem oberen Formteil 45 und einem unteren Formteil 46 gebildet. Innerhalb der Gießform 43 ist eine Kavität 47 eines zu gießenden Produkts ausgebildet. An der Gießform 43 ist weiter ein Einguss 48 ausgebildet mit einem Schmelzekanal 49, der zu einem Anguss 50 der Kavität 47 führt. An dem Einguss 48 ist darüber hinaus ein Sensor 51 angeordnet, mit dem der Einguss 48 der Gießform 43 auf ein Niveau der Schmelze in dem Einguss 48 bzw. dem Anguss 50 hin überwacht werden kann. Dies kann dadurch erfolgen, dass der Sensor 51 das Niveau der Schmelze detektiert. Die Gießform 43 ist um eine erste Achse 52 und eine zweite Achse 53 kippbar an einer nicht dargestellten Gießmaschine gelagert. Der Tiegel 44 kann ebenfalls um eine weitere Achse 54 kippbar ausgebildet sein.The Fig. 7 shows a schematic representation of a casting mold 43 with a crucible 44. The casting mold 43 is formed from an upper mold part 45 and a lower mold part 46. A cavity 47 of a product to be cast is formed within the casting mold 43. A sprue 48 is also formed on the casting mold 43 with a melt channel 49 that leads to a sprue 50 of the cavity 47. A sensor 51 is also arranged on the sprue 48, with which the sprue 48 of the casting mold 43 is adjusted to a level of the melt in the sprue 48 or the sprue 50. This can be done by the sensor 51 detecting the level of the melt. The casting mold 43 is mounted on a casting machine (not shown) so that it can be tilted about a first axis 52 and a second axis 53. The crucible 44 can also be designed so that it can be tilted about a further axis 54.

Die Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform eines Gießvorgangs mit der Gießform 43 an einer Gießmaschine, bei der die Gießform 43 während des Gießvorgangs in einem Winkel um die erste Achse 52 in der in der Fig. 8 dargestellten Richtung gekippt wird, wobei der Tiegel 44 um die weitere Achse 54 während des Gießvorgangs ebenfalls in der dargestellten Richtung gekippt wird. Ein Volumenstrom an Schmelze, welche durch den Einguss 48 in die Gießform 43 hinein strömt, kann so erhöht werden.The Fig. 8 shows an embodiment of a casting process with the casting mold 43 on a casting machine, in which the casting mold 43 during the casting process is rotated at an angle about the first axis 52 in the direction shown in the Fig. 8 shown direction, whereby the crucible 44 is also tilted in the direction shown about the further axis 54 during the casting process. A volume flow of melt which flows through the sprue 48 into the casting mold 43 can thus be increased.

Im Vergleich dazu ist in der Fig. 9 eine Ausführungsform eines Gießvorgangs mit der Gießform 43 dargestellt, bei der der Tiegel 44 relativ zu der Gießform 43 bzw. dem Einguss 48 unbewegt bleibt, während die Gießform 43 in der in der Fig. 9 dargestellten Richtung um die erste Achse 52 gekippt wird. Auch dadurch kann Schmelze aus dem Tiegel 44 in den Einguss 48 eingefüllt werden. Ein von einem Kippen um die erste Achse 52 abhängiger Volumenstrom an Schmelze ist dann nicht mittels des Tiegels 44 regelbar.In comparison, in the Fig. 9 an embodiment of a casting process with the casting mold 43 is shown, in which the crucible 44 remains stationary relative to the casting mold 43 or the sprue 48, while the casting mold 43 is in the position shown in the Fig. 9 shown direction about the first axis 52. This also allows melt from the crucible 44 to be filled into the sprue 48. A volume flow of melt that depends on tilting about the first axis 52 cannot then be regulated by means of the crucible 44.

Eine Zusammenschau der Fig. 10a bis 10h zeigt die Gießform 43 mit dem Tiegel 44 während unterschiedlicher Zeitabschnitte gemäß einer Ausführungsform eines Gießvorgangs. Bei diesem Gießvorgang ist der Tiegel 44 stets relativ zu der Gießform 43 starr fixiert bzw. ohne eine Relativbewegung angeordnet. Aus der in der Fig. 10a gezeigten Startposition wird die Gießform 43 gemäß der Fig. 10b um die erste Achse 52 geneigt, sodass eine in dem Tiegel 44 befindliche Schmelze 55 hin zu dem Einguss 48 fließt. Wie in der Fig. 10c dargestellt, wird die Kavität 47 mit der Schmelze 55 entsprechend der Neigung um die erste Achse 52 gefüllt, so lange, bis der an dem Einguss 48 befindliche Sensor 51 die Schmelze 55 detektiert. Eine hier nicht dargestellte Steuervorrichtung der Gießmaschine, die die Gießform 43 bewegt, erhöht dann eine Rotationsgeschwindigkeit der Gießform 43 um die erste Achse 52, sodass eine schnellere Befüllung der Kavität 47 erzielt und ein Niveau 56 der Schmelze 55 in der Kavität 47, wie in Fig. 10e dargestellt, außerhalb eines Detektionsbereichs des Sensors 51 gelangt. Bei einer fortgesetzten Schwenkbewegung gemäß Fig. 10f füllt sich die Kavität 47 weiter mit Schmelze 55, sodass ein Niveau 56 weiter in der Kavität 47 ansteigt. Nach der Fig. 10g detektiert der Sensor 51 erneut Schmelze 55 bzw. deren Niveau 56 an dem Einguss 48. Hierauf wird wieder eine Rotationsgeschwindigkeit der Gießform 43 um die erste Achse 52 so weit erhöht, dass, wie in der Fig. 10h dargestellt, es zu einer vollständigen Füllung der Gießform 43 mit Schmelze 55 kommt.A summary of the Fig. 10a to 10h shows the casting mold 43 with the crucible 44 during different time periods according to an embodiment of a casting process. During this casting process, the crucible 44 is always rigidly fixed relative to the casting mold 43 or arranged without any relative movement. From the Fig. 10a In the starting position shown, the mold 43 is moved according to the Fig. 10b inclined about the first axis 52, so that a melt 55 in the crucible 44 flows towards the sprue 48. As in the Fig. 10c As shown, the cavity 47 is filled with the melt 55 according to the inclination around the first axis 52 until the sensor 51 located on the sprue 48 detects the Melt 55 is detected. A control device of the casting machine (not shown here) which moves the casting mold 43 then increases a rotation speed of the casting mold 43 about the first axis 52, so that a faster filling of the cavity 47 is achieved and a level 56 of the melt 55 in the cavity 47, as in Fig. 10e shown, outside the detection range of the sensor 51. With a continued pivoting movement according to Fig. 10f the cavity 47 continues to fill with melt 55, so that a level 56 continues to rise in the cavity 47. After the Fig. 10g the sensor 51 again detects melt 55 or its level 56 at the sprue 48. Then a rotation speed of the mold 43 about the first axis 52 is increased so much that, as in the Fig. 10h shown, the casting mold 43 is completely filled with melt 55.

Die Fig. 11a bis 11h zeigen eine weitere Ausführungsform eines Gießvorgangs mit der Gießform 43 und dem Tiegel 44, wobei hier im Unterschied zu den Fig. 10a bis 10h der Tiegel 44 um die weitere Achse 54 kippbar ist. Im Unterschied zu der Fig. 10c ist nun gemäß der Fig. 11c vorgesehen, dass der Tiegel 44 in der hier dargestellten Richtung relativ zu der Gießform 43 gekippt wird, sodass sich eine Erhöhung einer Fließgeschwindigkeit bzw. eines Volumenstroms der Schmelze 55 in die Kavität 47 ergibt. So kommt es auch hier gemäß der Fig. 11d zu einer Detektion der Schmelze 55 bzw. des Niveaus 56 an dem Einguss 48. Nach der Fig. 11e wird mittels einer Steuervorrichtung der betreffenden hier ebenfalls nicht dargestellten Gießmaschine eine Rotationsgeschwindigkeit um die erste Achse 52 und eine Rotationsgeschwindigkeit des Tiegels 44 um die weitere Achse 54 so weit erhöht, dass sich eine schnelle Füllung der Kavität 47 mit Schmelze 55 ergibt. Wie in der Fig. 11f gezeigt, wird die Kavität 47 kontinuierlich weiter gefüllt, bis das Niveau 56 der Schmelze 55 wieder den Sensor 51 bzw. den Einguss 48 erreicht. Durch wiederum eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit um die erste Achse 52 kommt es, wie in der Fig. 11h dargestellt, zur vollständigen Füllung der Kavität 47 bzw. der Gießform 43 mit Schmelze 55.The Fig. 11a to 11h show a further embodiment of a casting process with the casting mold 43 and the crucible 44, in which, in contrast to the Fig. 10a to 10h the crucible 44 can be tilted about the further axis 54. In contrast to the Fig. 10c is now according to the Fig. 11c It is provided that the crucible 44 is tilted in the direction shown here relative to the mold 43, so that an increase in the flow rate or volume flow of the melt 55 into the cavity 47 results. Here too, according to the Fig. 11d to a detection of the melt 55 or the level 56 at the sprue 48. After the Fig. 11e By means of a control device of the relevant casting machine (also not shown here), a rotational speed about the first axis 52 and a rotational speed of the crucible 44 about the further axis 54 are increased to such an extent that a rapid filling of the cavity 47 with melt 55 results. As in the Fig. 11f As shown, the cavity 47 is continuously filled until the level 56 of the melt 55 again reaches the sensor 51 or the sprue 48. By increasing the rotation speed around the first axis 52, as shown in the Fig. 11h shown, to complete filling of the cavity 47 or the mold 43 with melt 55.

Mittels des Sensors 51 kann die Steuervorrichtung ein Kippen um die erste Achse 52 bzw. die zweite Achse 53 und auch die weitere Achse 54 so steuern, dass das Kippen um die Achsen 52, 53, 54 nach dem Niveau 56 als eine Führungsgröße geregelt wird. Das Niveau 56 kann dann auch eine übergeordnete Führungsgröße sein, nach der eine absolute Position, ein Rotationswinkel und/oder eine Rotationsgeschwindigkeit geregelt wird. Das Niveau 56 kann von der Steuervorrichtung als ein Soll-Niveau definiert sein. Die Steuervorrichtung kann bei dem Kippen der Gießform 43 eine Rotationsgeschwindigkeit solange erhöhen, bis das Soll-Niveau erreicht ist. Dann kann, wie zuvor beschrieben, das Kippen der Gießform 43 gestoppt oder verlangsamt werden, sodass das Niveau 56 im Wesentlichen konstant gehalten wird, während die Gießform 43 bzw. der Tiegel 44 gekippt und Schmelze in die Gießform 43 eingefüllt wird. Eine Befüllung der Gießform 43 kann so wesentlich beschleunigt werden.By means of the sensor 51, the control device can control tilting about the first axis 52 or the second axis 53 and also the further axis 54 such that the tilting about the axes 52, 53, 54 is regulated according to the level 56 as a reference variable. The level 56 can then also be a higher-level reference variable according to which an absolute position, a rotation angle and/or a rotation speed is regulated. The level 56 can be defined by the control device as a target level. When the casting mold 43 is tilted, the control device can increase a rotation speed until the target level is reached. Then, as previously described, the tilting of the casting mold 43 can be stopped or slowed down so that the level 56 is kept essentially constant while the casting mold 43 or the crucible 44 is tilted and melt is poured into the casting mold 43. Filling the casting mold 43 can thus be significantly accelerated.

Eine Bewegung der Gießform 43 um eine zweite Achse ist in den Fig. 7 bis 11 nicht ersichtlich, wird jedoch auch ausgeführt.A movement of the mold 43 about a second axis is in the Fig. 7 to 11 not apparent, but is also executed.

Der Sensor 51 ist zur Ausführung des Verfahrens nicht zwingend erforderlich, sodass die in den Fig. 7 bis 11 beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens auch ohne den Sensor 51 ausführbar und von der Beschreibung umfasst sind. Eine Steuervorrichtung der betreffenden Gießmaschine kann dann so eingerichtet sein, dass unabhängig von einer Kenntnis eines Niveaus einer Schmelze bzw. einer unmittelbaren Detektion mittels eines Sensors eine Rotationsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der dann bekannten Kavität 47 verändert wird.The sensor 51 is not absolutely necessary for carrying out the method, so that the Fig. 7 to 11 described embodiments of the method can also be carried out without the sensor 51 and are included in the description. A control device of the casting machine in question can then be set up so that a rotation speed is changed depending on the then known cavity 47, regardless of knowledge of a level of a melt or an immediate detection by means of a sensor.

Claims

Method for pouring a melt into a casting mould, wherein at least one casting mould (10, 21, 43) is received on a frame (24) of a casting machine (20), wherein the casting mould is moved by means of a pivoting device (25) of the casting machine during filling of a melt (55) into the casting mould and is tilted about a first axis (15, 17, 26, 52),
characterized by
that the casting mold is tilted about a second axis (16, 18, 27, 53) by means of the pivoting device during filling, wherein the first axis is designed to run transversely relative to the second axis.

Method according to claim 1,
characterized by
that a crucible (44) filled with melt (55) is immobile relative to the casting mold when the casting mold (10, 21, 43) is tilted about the first axis (15, 17, 26, 52) and the second axis (16, 18, 27, 53) or the crucible is tilted about a further axis (54).

Method according to claim 1 or 2,
characterized by
that the tilting about the axes (15, 16, 17, 18, 26, 27, 52, 53) is controlled by means of a control device of the casting machine (20).

Method according to claim 3,
characterized by
that during a period of filling, the respective tilting about the first axis (15, 17, 26, 52) and the second axis (16, 18, 27, 53) takes place in a common time period and/or in respectively different time periods.

Method according to claim 3 or 4,
characterized by
that an absolute position, a rotation angle and/or a rotation speed is determined for each of the axes (15, 16, 17, 18, 26, 27, 52, 53) by means of a sensor device of the casting machine (20).

Method according to claim 5,
characterized by
that a control device of the control apparatus controls the respective tilting about the first axis (15, 17, 26, 52) and the second axis (16, 18, 27, 53) during filling according to the absolute position, the angle of rotation or the speed of rotation as a reference variable.

Method according to claim 6,
characterized by
that by means of the sensor device, when the melt (55) is poured into a sprue (14, 48) of the casting mould (15, 17, 26, 52), a level (56) of the melt in the sprue and/or in a sprue (50) of the casting mold is detected, whereby the control device regulates the absolute position, the angle of rotation or the speed of rotation according to the level as a higher-level reference variable.

Method according to one of claims 3 to 7,
characterized by
that before filling, a starting point is determined as a reference position for tilting about each of the axes (15, 16, 17, 18, 26, 27, 52, 53).

Method according to one of claims 3 to 8,
characterized by
that the control device calculates a rotation angle and/or a rotation speed per axis (15, 16, 17, 18, 26, 27, 52, 53) for a period of filling as a function of a cavity (47) of the casting mold (10, 21, 43).

Method according to one of claims 3 to 9,
characterized by
that the control device calculates a volume of melt filled into the casting mold (10, 21, 43) per time period of filling.

Method according to one of claims 3 to 10,
characterized by
that the control device simulates a melt flow for a period of filling and outputs a result of the simulation or stores a simulation.

Method according to one of the preceding claims,
characterized by
that during the filling of the melt (55) into the casting mould (10, 21, 43) a laminar melt flow is formed in the casting mold.

Casting machine (20) for pouring a melt into a casting mold, wherein the casting machine comprises a frame (24) for receiving at least one casting mold (10, 21, 43) and a pivoting device (25) for moving the casting mold, wherein the casting mold can be moved by means of the pivoting device during filling of a melt (55) into the casting mold and can be tilted about a first axis (15, 17, 26, 52),
characterized by
that the casting mold can be tilted about a second axis (16, 18, 27, 53) by means of the pivoting device during filling, wherein the first axis is designed to run transversely relative to the second axis.

Casting machine according to claim 13,
characterized by
that the casting machine comprises a casting mold (10, 21, 43) and/or a crucible (44) for filling the melt (55) into the casting mold.

Casting machine according to claim 13 or 14,
characterized by
that the first axis (15, 17, 26, 52) is designed to extend orthogonally relative to the second axis (16, 18, 27, 53), wherein the first axis preferably intersects the second axis.

Casting machine according to one of claims 13 to 15,
characterized by
that the first axis (15, 26, 52) and the second axis (16, 27, 53) are designed to extend horizontally relative to the casting mold (10, 21, 43) or that the first axis (17) is designed to run horizontally and the second axis (18) vertically relative to the casting mold (10, 21, 43).

Casting machine according to one of claims 13 to 16,
characterized by
that the first axis (15, 17, 26, 52) and the second axis (16, 18, 27, 53) are formed so as to run through the casting mold (10, 21, 43), preferably through a center of gravity (19) of the casting mold.

Casting machine according to one of claims 13 to 17,
characterized by
that the pivoting device (25) is designed for each axis (15, 16, 17, 18, 26, 27, 52, 53) with at least one frame (28, 34) which is at least partially circular segment-shaped, wherein the circular segment (29, 35) of the frame rests on a bearing (32, 36) of the pivoting device and can be moved along the bearing by means of a drive device (31, 39) of the pivoting device.

Casting machine according to one of claims 13 to 18,
characterized by
that when filling the melt (55), a pouring in (14, 48) of the casting mold (10, 21, 43) is arranged on an inclined, horizontal or vertical side surface (13) of the casting mold.