WO2018192619A1

WO2018192619A1 - TRENNSCHIEBERSYSTEM, GIEßANLAGE UND GIEßVERFAHREN

Info

Publication number: WO2018192619A1
Application number: PCT/DE2018/100335
Authority: WO
Inventors: Jörg LOEWENSTEIN; Thomas Buschjohann; Klaus Greven
Original assignee: M & A Automation GmbH; KSM Castings Group GmbH
Current assignee: M & A Automation GmbH; KSM Castings Group GmbH
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2018-10-25
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: CN110740826B; CN110740826A; DE102018108569A1; US11318531B2; DE112018002077A5; US20210101207A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Trennschiebersystem, eine Gießanlage umfassend ein erfindungsgemäßes Trennschiebersystem und ein Gießverfahren zur Herstellung von Werkstücken, insbesondere aus metallischen Werkstoffen.

Description

Trennschiebersystem, Gießanlage und Gießverfahren

Die Erfindung betrifft ein Trennschiebersystem für eine Gießanlage, eine Gießanlage sowie ein Gießverfahren zur Herstellung von Werkstücken, insbesondere aus metallischen Werkstoffen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 , 6, 16 bzw. 18.

Aus der DE 10 2012 101 055 A1 ist eine Gießanlage und ein Gießverfahren bekannt, in welchem mehrere Gießeinheiten auf einem Rundtisch angeordnet werden, diese Gießeinheiten mittels des Rundtisches hintereinander zu einer Gießstation hin und von dieser weg bewegt werden und in der Gießstation Schmelze in die Kokillen der Gießeinheiten mittels eines Niederdruck- und/oder Gegendruckgießvorgangs eingebracht wird.

Aufgabe der DE 10 2012 101 055 A1 war es, die Vorteile eines getakteten Weitertransports und der damit einhergehenden Zeitersparnis mit dem Vorteil einer ausreichenden Gussqualität des Gussstücks, die insbesondere in einem Niederdruck- und/oder Gegendruckgießverfahren realisierbar ist, zu kombinieren.

Nachteilig an dem in der DE 10 2012 101 055 A1 beschriebenen Verfahren ist, dass der Ofen solange mit der Kokille gekoppelt bleiben und der Gießdruck aufrecht erhalten werden muss, bis eine ausreichende Abkühlung der Schmelze erfolgt ist. Je nach Gussstück kann dies zu Standzeiten der Gießanlange von mehreren Minuten führen, in der kein weiteres Gussstück gegossen werden kann.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gießanlage und ein Gießverfahren zur Herstellung von Gussstücken bereitzustellen, welches es ermöglicht, in einem Druckgussverfahren die Standzeit der Gießanlage zwischen der Herstellung zweier Gussstücke zu verringern und somit die Taktfrequenz und die Wirtschaftlichkeit der Gießanlage zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Trennschiebers gemäß Anspruch 1 , bei einer Gießanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6 sowie durch ein Gießverfahren nach Anspruch 16 oder 18 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Das erfindungsgemäße Trennschiebersystem für eine Gießanlage, insbesondere für eine Druckgussanlage oder eine Schwerkraftgussanlage, umfasst eine Grundplatte und eine Schieberplatte, wobei die Grundplatte eine Öffnung aufweist und die Schieberplatte eine erste Öffnung und wenigstens eine zweite Öffnung aufweist und das Trennschiebersystem derart eingerichtet ist, dass das Trennschiebersystem in eine Gießstellung, eine Druckstellung und eine Verschlussstellung verbringbar ist, wobei in der Gießstellung die erste Öffnung der Schieberplatte zumindest weitestgehend fluchtend mit der Öffnung der Grundplatte angeordnet ist, in der Druckstellung die zweite Öffnung der Schieberplatte zumindest weitestgehend fluchtend mit der Öffnung der Grundplatte angeordnet ist und in der Verschlussstellung die Schieberplatte die Öffnung der Grundplatte verschließt.

Ein derartiges Trennschiebersystem ermöglicht es, eine Durchtrittsöffnung zwischen einer Kokille und einem Ofen zu öffnen und/oder zu verschließen. Darüber hinaus vermag das erfindungsgemäße Trennschiebersystem nach dem Einbringen der Schmelze in die Kokille die Kokille vom Ofen zu trennen und gleichzeitig einen Druck auf die Schmelze aufzubauen und/oder den Gießdruck innerhalb der Kokille aufrecht zu erhalten. Dies wird dadurch erreicht, dass das Trennschiebersystem von einer Gießstellung in eine Druckstellung verbracht wird.

Es kann vorteilhaft sein, wenn an der Schieberplatte eine Trichterplatte angeordnet ist.

Eine Trichterplatte dient der einfacheren Kopplung zwischen einem Angussbereich der Kokille und einem Stutzen und/oder einem Steigrohr eines Ofens. Bevorzugter weise ist dabei die Trichterplatte als Aufnahme des Stutzens oder des Steigrohrs des Ofens ausgebildet. Um die Aufnahme und folglich die Kopplung zwischen Kokille und Ofen zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, wenn die Trichterplatte zumindest teilweise abgeschrägte Innenflächen aufweist und der Stutzen zu diesen abgeschrägten Innenflächen komplementäre abgeschrägte Außenflächen aufweist. Es kann vorteilhaft sein, wenn das Trennschiebersystem zumindest teilweise aus Wolfram und/oder einer Wolframlegierung und/oder einem keramischen Werkstoff besteht.

Wolfram besitzt einen sehr hohen Schmelzpunkt und eignet sich daher für die Konstruktion von Bauteilen für den Einsatz in einer Gießanlage, in der metallische Werkstoffe verarbeitet werden. Zudem wirkt Wolfram nicht adhäsiv auf Aluminium und eignet sich daher für den Einsatz in einer Gießanlage und/oder einem Trennschiebersystem, in welchem eine Schmelze aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung verarbeitet wird.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Abstand zwischen Grundplatte und Schieberplatte weniger als 0,15 mm beträgt. Um ein Einsickern des flüssigen metallischen Werkstoffs, insbesondere Aluminium, in den Zwischenraum zwischen Grundplatte und Schieberplatte zu minimieren, ist es vorteilhaft, den Abstand zwischen Grundplatte und Schieberplatte so gering wie möglich, insbesondere < 0,15 mm, auszubilden.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die erste Öffnung eine größere durchströmbare Querschnittsfläche aufweist, als die zweite Öffnung.

Die erfindungsgemäße Gießanlage, insbesondere die erfindungsgemäße Druckgussanlage oder Schwerkraftgussanlage, umfasst eine Kokille und einen Ofen, wobei zwischen der Kokille und dem Ofen ein Trennschiebersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 angeordnet ist.

Gießanlagen für die Verwendung in einem Druckgussverfahren in dessen Verlauf die Kokille vom Ofen getrennt wird, sind beispielsweise aus der DE 10 2012 101 055 A1 bekannt. Bevor eine Entkopplung zwischen der Kokille und dem Ofen in den im Stand der Technik bekannten Gießanlagen erfolgen kann, müssen die Kokillen jedoch solange mit dem Ofen gekoppelt bleiben, bis eine ausreichende Abkühlung der Schmelze in der Kokille stattgefunden hat, um ein Ausfließen der noch nicht erstarrten Schmelze in der Kokille zu verhindern. Bis eine ausreichende Erstarrung stattgefunden hat, können je nach Gussstück mehrere Minuten vergangen sein. In dieser Zeit kann kein weiteres Gussstück mittels des Ofens gegossen werden. Die Anordnung des erfindungsgemäßen Trennschiebersystems zwischen der Kokille und dem Ofen ermöglicht es, eine Durchtrittsöffnung zwischen der Kokille und dem Ofen, über welche die Schmelze von dem Ofen in die Kokille eingebracht wird, nachdem die Schmelze in die Kokille eingebracht wurde, zu verschließen. Entweder wird das Trennschiebersystem in eine Verschlussstellung oder eine Druckstellung verbracht.

Der vom Ofen erzeugte Gießdruck wird nach dem Verbringen des Trennschiebersystems von einer Gießstellung in eine Druckstellung oder eine Verschlussstellung über eine Druckvorrichtung, insbesondere über eine mechanische und/oder pneumatische Druckvorrichtung, und nicht mehr über den Ofen aufrecht erhalten.

In einer Druckstellung des Trennschiebersystems kann der vom Ofen erzeugte Gießdruck mittels einer Druckvorrichtung, insbesondere einer pneumatischen Druckvorrichtung, aufrecht erhalten werden. Dafür wird von der pneumatischen Druckvorrichtung ein Gasdruck erzeugt, der auf die Schmelze, insbesondere auf die Schmelze im Angusskanal und/oder dem Speiser, wirkt und somit den Druck auf die Schmelze erhöht.

In einer Verschlussstellung des Trennschiebersystems kann der vom Ofen erzeugte Gießdruck mittels einer Druckvorrichtung, insbesondere einer mechanischen Druckvorrichtung, innerhalb der Kokille aufrechterhalten werden. Dafür wird ein mechanischer Schieber in einen Speiser der Kokille verfahren und erhöht somit den Druck auf die Schmelze.

Es ist auch möglich, die Schmelze ohne zusätzlichen Druck, beispielsweise in einem Schwerkraftgießverfahren, in die Kokille einzubringen und erst nach dem Verbringen der Schmelze in die Kokille und einem Verfahren des Trennschiebersystems von einer Gießstellung in eine Druckstellung, einen Druck auf die Schmelze aufzubauen und auszuüben, der größer ist als der Umgebungsdruck, insbesondere größer ist als der mittlere Atmosphärendruck (1013 hPa). Folglich ist es möglich, direkt nach Einbringen der Schmelze in die Kokille den Ofen von der Kokille zu entkoppeln. Nachdem die Kokille von der Gießstation in eine Kühlstation verfahren wurde, steht der Ofen für einen weiteren Gießvorgang zur Verfügung. Somit wird die im Stand der Technik beschriebene nachteilige Standzeit der Gießanlage um bis zu mehrere Minuten verkürzt und folglich die Taktfrequenz beim Gießen einzelner Gussstücke erhöht.

Es kann vorteilhaft sein, wenn das Trennschiebersystem derart eingerichtet ist, dass das Trennschiebersystem mittels einer Relativbewegung der Kokille relativ zum ortsfesten Ofen in die Gießstellung, die Druckstellung und/oder die Verschlussstellung verbringbar ist.

Durch das Verbringen des Trennschiebersystems in die unterschiedlichen Stellungen mittels einer Relativbewegung der Kokille relativ zum ortsfesten Ofen ermöglicht es, das Trennschiebersystem ohne den Einsatz eines zusätzlichen Antriebs zu betreiben.

Ein derartiges Verbringen des Trennschiebers in die unterschiedlichen Stellungen ist besonders für den Einsatz in einer Gießanlage, die zum Transport der Kokillen einen Rundtisch einsetzt, geeignet. Nachdem die Schmelze in die Kokille eingebracht ist, erfolgt das Verbringen des Trennschiebers von der Gießstellung in die Druckstellung oder Verschlussstellung automatisch durch die Drehbewegung des Rundtisches, der die Kokille von einer Gießstation in eine Kühlstation verfährt. Zudem eignet sich derartiges Verbringen des Trennschiebers in die unterschiedlichen Stellungen besonders für den Einsatz in einer Gießanlage, die zum Transport der Kokillen einen Roboterarm einsetzt. Nachdem die Schmelze in die Kokille eingebracht ist, erfolgt das Verbringen des Trennschiebers von der Gießstellung in die Druckstellung oder Verschlussstellung automatisch durch eine Rotationsbewegung oder eine lineare Bewegung des Roboterarms.

Es kann vorteilhaft sein, wenn in der Gießstellung die erste Öffnung der Schieberplatte, die Öffnung der Grundplatte, ein Angussbereich der Kokille und ein Stutzen des Ofens derart zueinander angeordnet sind, dass eine Durchtrittsöffnung entsteht, durch welche eine Schmelze von dem Ofen in die Kokille eingebracht werden kann. Es kann vorteilhaft sein, wenn in der Verschlussstellung der Angussbereich der Kokille durch die Schieberplatte des Trennschiebersystems vollständig verschlossen ist.

Nachdem die Schmelze ausreichend abgekühlt ist, muss der Gießdruck nicht länger aufrecht erhalten bleiben. Um ein Eindringen von Fremdkörpern in eine der Öffnungen der Schieberplatte zu vermeiden, die einen nachfolgenden Gießvorgang negativ beeinflussen könnten, ist es vorteilhaft, das Trennschiebersystem so bald wie möglich, d.h. nachdem die Schmelze ausreichend verfestigt ist und der Gießdruck nicht mehr aufrecht erhalten werden muss, von der Druckstellung in eine Verschlussstellung zu verbringen, in welcher die Öffnungen der Schieberplatte durch die Grundplatte abgedeckt werden.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Grundplatte in die Kokille integriert ist.

Eine Integration der Grundplatte in die Kokille ermöglicht es, die Schieberplatte direkt an dem Außenbereich der Kokille anzuordnen. Somit ist es möglich, ein Bauteil und folglich Kosten zu sparen.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Angussbereich einen Angusskanal und/oder einen Speiser aufweist.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Angussbereich oder die Kokille derart eingerichtet ist, dass eine Druckvorrichtung, insbesondere eine mechanische und/oder eine pneumatische Druckvorrichtung, einen Druck auf die Schmelze im Angussbereich, insbesondere im Angusskanal und/oder dem Speiser, aufbringen kann und somit der Gießdruck innerhalb der Kokille auch nach Entkoppeln von Trennschiebersystem und Ofen aufrecht erhalten werden kann.

Um den Gießdruck nach dem Einbringen der Schmelze in die Kokille aufrecht zu erhalten, wird mittels einer Druckvorrichtung ein Druck auf die Schmelze ausgeübt. Dies kann entweder auf die Schmelze im Angusskanal erfolgen oder es kann ein zusätzlicher Speiser in der Kokille vorgesehen sein, auf dessen Inhalt die Druckvorrichtung den Druck zur Aufrechterhaltung des Gießdrucks ausübt.

Die Druckvorrichtung kann als eine mechanische Druckvorrichtung und/oder als eine pneumatische Druckvorrichtung ausgebildet sein. Bei einer mechanischen Druckvorrichtung wird ein mechanischer Schieber, der vorteilhafterweise an der Kokille angeordnet ist, durch die Kokille verfahren und übt einen Druck auf die Schmelze in der Kokille, insbesondere auf die Schmelze in einem Speiser, aus.

Eine pneumatische Druckvorrichtung erzeugt einen Gasdruck, der auf die Schmelze in der Kokille, insbesondere auf die Schmelze im Angusskanal und/oder dem Speiser, wirkt. Eine Kombination der mechanischen und der pneumatischen Druckvorrichtungen ist ebenfalls denkbar.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Gießanlage eine Transportvorrichtung umfasst, welche die Kokille von einer Gießstation in eine Kühlstation transportiert.

Nachdem die Schmelze in die Kokille eingebracht wurde und das Trennschiebersystem von einer Gießstellung in eine Druckstellung oder Verschlussstellung verbracht wurde, muss die befüllte Kokille aus der Gießstation entfernt werden, um die Gießstation für einen weiteren Gießvorgang bereitzustellen. Dies wird dadurch erreicht, dass die befüllte Kokille mittels einer Transportvorrichtung von der Gießstation in eine Kühlstation verbracht wird. Dabei wird der Gießdruck innerhalb der Kokille mittels einer Druckvorrichtung aufrechterhalten. Dies kann durch eine mechanische Druckvorrichtung und/oder eine pneumatische Druckvorrichtung erfolgen. Dabei wird der Gießdruck bei einer pneumatischen Druckvorrichtung mittels Versorgungsleitungen auch während des Transportvorgangs aufrecht erhalten.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Transportvorrichtung einen Rundtisch und/oder einen Roboterarm umfasst.

Ein Rundtisch weist den Vorteil auf, dass durch eine entsprechende Dimensionierung auch große und schwere Gussteile hergestellt werden können. Ein Roboterarm ist dage- gen sehr flexibel einsetzbar und kann die Kokille während des Transports rotieren oder anderer Bewegungsformen aussetzen.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Ofen, insbesondere der Stutzen des Steigrohrs des Ofens, ein spitz zulaufendes Ende, d.h. dass sich insbesondere die Wandstärke des Stutzens des Steigrohrs zum Ende hin verjüngt, aufweist, das mit der Trichterplatte des Trennschiebersystems koppelbar ist.

Das erfindungsgemäße Gießverfahren, insbesondere Druckgussverfahren oder Schwerkraftgießverfahren, zur Herstellung von Gussstücken, insbesondere aus metallischen Werkstoffen, umfasst die Verfahrensschritte:

• Verbringen eines Trennschiebersystems in eine Gießstellung,

• Koppeln von Trennschiebersystem und Ofen,

• Einbringen einer Schmelze in eine Kokille,

• Verbringen des Trennschiebersystems in eine Druckstellung oder eine Verschlussstellung,

• Entkoppeln von Trennschiebersystem und Ofen,

• Verbringen des Trennschiebersystems in eine Verschlussstellung,

Wobei insbesondere die Verfahrensschritte 1 und 2 in einer beliebigen Reihenfolge erfolgen können. Der letzte Verfahrensschritt ist optional und nicht zwingend notwendig.

Der Einsatz eines erfindungsgemäßen Trennschiebersystems wird im Folgenden für den Einsatz in einem Niederdruck- oder Gegendruck-Gießverfahrens beschrieben bei dem der Gießdruck nach dem Einbringen der Schmelze unmittelbar mittels einer Druckvorrichtung, insbesondere einer pneumatischen Druckvorrichtung, aufrecht erhalten wird. Die Verwendung des Trennschiebersystems ist jedoch nicht auf diese Druckgießverfahren beschränkt. Das erfindungsgemäße Trennschiebersystem kann auch bei einem Gießverfahren, insbesondere in einem Schwerkraftgießverfahren, eingesetzt werden, bei dem erst nach Verbringen der Schmelze in eine Kokille ein Druck auf die Schmelze aufgebaut und ausgeübt wird. Ausgangspunkt des erfindungsgemäßen Gießverfahrens ist ein mit Schmelze gefüllter Ofen und eine räumlich von dem Ofen getrennte Kokille. Die Kokille befindet sich räumlich oberhalb des Ofens und weist an der Unterseite ein erfindungsgemäßes Trennschiebersystem auf.

Mittels einer Transportvorrichtung wird die für einen Gießvorgang vorbereitete Kokille in eine Gießstation verbracht. In der Gießstation wird der Ofen und/oder die Kokille relativ zueinander, insbesondere aufeinander zu, bewegt und der Ofen mit dem Trennschiebersystem der Kokille gekoppelt.

Sollte sich das Trennschiebersystem nicht in einer Gießstellung befinden, so wird das Trennschiebersystem in eine Gießstellung verbracht, indem die Kokille und/oder der Ofen eine Bewegung, insbesondere eine seitliche Bewegung, vollführt.

Nachdem sich die Gießanlage in einer Gießstellung befindet, in welcher zumindest die Öffnung der Grundplatte, die erste Öffnung der Schieberplatte und die Öffnung der Trichterplatte eine durchgehende Durchtrittsöffnung vom Ofen zur Kokille ausformen, wird die Schmelze in die Kokille eingebracht. Dazu wird ein Gießdruck auf die Oberfläche der Schmelze in dem Ofen ausgeübt, und die Schmelze steigt durch das Steigrohr, durch die erste Öffnung der Schieberplatte, durch die Öffnung der Grundplatte und durch den Angussbereich in die Gießform.

Nachdem die Schmelze vollständig in die Kokille eingebracht wurde, wird das Trennschiebersystem in eine Druckstellung verbracht. Das Verbringen des Trennschiebersystems in eine Druckstellung erfolgt vorzugsweise automatisch mit dem Transport der Kokille von der Gießstation in eine Kühlstation. Aufgrund der Relativbewegung der Kokille zum Ofen oder umgekehrt, wird das Trennschiebersystem, insbesondere die Schieberplatte, bewegt, insbesondere seitlich bewegt. Am Ende der Bewegung ist die Öffnung der Grundplatte nicht mehr mit der ersten Öffnung der Schieberplatte zumindest teilweise in Überdeckung gebracht, sondern ist mit der zweiten Öffnung der Schieberplatte zumindest teilweise in Überdeckung gebracht.

Während des Verbringens des Trennschiebersystems von der Gießstellung in die

Druckstellung wird mittels einer Druckvorrichtung, insbesondere einer pneumatischen Druckvorrichtung, ein Druck an die zweite Öffnung der Schieberplatte angelegt, der dem Gießdruck der Gießanlage zumindest weitestgehend entspricht.

Nachdem der Gießdruck innerhalb der Kokille durch die Druckvorrichtung, insbesondere durch die pneumatische Druckvorrichtung, zumindest weitestgehend aufrecht gehalten wird, wird der Ofen vom Trennschiebersystem abgekoppelt und die Kokille weiter in die Kühlstation verbracht.

Um ein Eindringen von Fremdkörpern in die Kokille zu vermeiden, kann das Trennschiebersystem nach einer ausreichenden Abkühlung der Schmelze in der Kokille das Trennschiebersystem in eine Verschlussstellung verbracht werden, in dem der Angussbereich der Kokille vollständig von der Schieberplatte verschlossen wird und die Öffnungen der Schieberplatte durch die Grundplatte zumindest einseitig verschlossen werden.

Um den Ofen mit dem Trennschiebersystem zu koppeln, wird insbesondere ein Endbereich des Steigrohrs des Ofens oder ein Stutzen des Ofens in mechanischen Kontakt mit der Schieberplatte, insbesondere einer an der Schieberplatte angeordneten Trichterplatte, des Trennschiebersystems gebracht. Es wird entweder der Endbereich des Steigrohrs oder der Stutzen in die Trichterplatte eingeführt oder über die Trichterplatte gestülpt.

Ein alternatives Verfahren sieht vor, dass nachdem die Schmelze vollständig in die Kokille eingebracht wurde, wird das Trennschiebersystem in eine Verschlussstellung verbracht wird. Das Verbringen des Trennschiebersystems in eine Verschlussstellung erfolgt vorzugsweise automatisch mit dem Transport der Kokille von der Gießstation in eine Kühlstation. Aufgrund der Relativbewegung der Kokille zum Ofen oder umgekehrt, wird das Trennschiebersystem, insbesondere die Schieberplatte, bewegt, insbesondere seitlich bewegt.

Am Ende der Bewegung ist die Öffnung der Grundplatte nicht mehr mit der ersten Öffnung der Schieberplatte zumindest teilweise in Überdeckung gebracht, sondern ist durch die Schieberplatte vollständig verschlossen.

Während des Verbringens des Trennschiebersystems von der Gießstellung in die Verschlussstellung wird mittels einer Druckvorrichtung, insbesondere einer mechanischen Druckvorrichtung, ein Druck auf die Schmelze in der Kokille ausgeübt, der dem Gießdruck der Gießanlage zumindest weitestgehend entspricht.

Nachdem der Gießdruck innerhalb der Kokille durch die Druckvorrichtung, insbesondere durch die mechanische Druckvorrichtung, zumindest weitestgehend aufrecht gehalten wird, wird der Ofen vom Trennschiebersystem abgekoppelt und die Kokille um 180° rotiert.

Anschließend an die Rotation kann das Trennschiebersystem von der Verschlussstellung in die Druckstellung verbracht werden. In der Druckstellung ist die Öffnung der Grundplatte zumindest teilweise mit der zweiten Öffnung der Schieberplatte in Überdeckung gebracht.

Während des Verbringens des Trennschiebersystems von der Verschlussstellung in die Druckstellung wird mittels einer Druckvorrichtung, insbesondere einer pneumatischen Druckvorrichtung, ein Druck an die zweite Öffnung der Schieberplatte angelegt, der dem Gießdruck der Gießanlage zumindest weitestgehend entspricht.

Nachdem der Gießdruck innerhalb der Kokille durch die Druckvorrichtung, insbesondere durch die pneumatische Druckvorrichtung, zumindest weitestgehend aufrecht gehalten wird, kann die Kokille weiter in die Kühlstation verbracht werden. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Kokille nach dem Entkoppeln von Trennschiebersystem und Ofen, um wenigstens eine Achse rotiert wird.

Die Rotation der Kokille schließt bevorzugt einen Winkel zwischen 1 ° und 180°, insbesondere 180°, ein.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Kokille mittels einer Kippgießmaschine oder einem Roboter rotiert wird.

Es kann vorteilhaft sein, wenn das Trennschiebersystem nach der Rotation der Kokille um wenigstens eine Achse in eine Druckstellung verbracht wird.

Es kann vorteilhaft sein, wenn das Trennschiebersystem anschließend an die Rotation der Kokille um wenigstens eine Achse und dem Verbringen des Trennschiebersystems in eine Druckstellung in eine Verschlussstellung verbracht wird.

Es kann vorteilhaft sein, wenn in der Druckstellung und/oder der Verschlussstellung der Gießdruck innerhalb der Kokille mittels einer Druckvorrichtung, insbesondere mittels einer pneumatischen und/oder mechanischen Druckvorrichtung, aufrechterhalten wird.

Um den Ofen möglichst schnell, nachdem die Schmelze vollständig in die Kokille eingebracht wurde, von der Kokille zu trennen, gleichzeitig aber den Gießdruck innerhalb der Kokille möglichst lange aufrecht zu erhalten, wird der Gießdruck innerhalb der Kokille mittels einer externen Druckvorrichtung, insbesondere mittels einer pneumatischen und/oder mechanischen Druckvorrichtung, aufrecht erhalten.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Gießdruck in der Druckstellung mittels eines Gasdrucks, insbesondere mittels Luftdrucks, auf die Schmelze aufrechterhalten wird.

Ein Gasdruck ist leicht aufzubauen, zu regeln und aufrecht zu erhalten. Vorteilhafterweise werden Gase eingesetzt, die mit dem Gussmaterial nicht oder nur geringfügig reagieren. Somit wird eine negative Beeinflussung des Gussstücks vermieden. Es kann vorteilhaft sein, wenn das Trennschiebersystem mittels einer Relativbewegung der Kokille relativ zum Ofen in die Gießstellung, die Druckstellung und/oder die Verschlussstellung verbracht wird.

Das Verbringen des Trennschiebersystems mittels einer Relativbewegung der Kokille zum Ofen oder umgekehrt in die Gießstellung, die Druckstellung und/oder die Verschlussstellung weist den Vorteil auf, dass für die Betätigung des Trennschiebersystems kein weiterer Antrieb nötig ist.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Kokille um wenigstens eine Achse rotiert und anschließend der Gießdruck innerhalb der Kokille mittels einer Druckvorrichtung, insbesondere einer pneumatischen Druckvorrichtung, aufrechterhalten wird.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können sich auch aus den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen ergeben, die in der Zeichnung dargestellt sind. Erfindungswesentliche Merkmale können sich auch aus der Anordnung einzelner Bauteile, Aussparungen, Ausnehmungen, Freilassungen und/oder Vertiefungen zueinander ergeben. Werden in den Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche Teile.

In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Teilbereichs einer erfindungsgemäßen

Gießanlage mit einem Trennschiebersystem in Gießstellung,

Fig. 2 einen Querschnitt eines Teilbereichs einer erfindungsgemäßen

Gießanlage mit einem Trennschiebersystem in Druckstellung,

Fig. 3 einen Querschnitt eines Teilbereichs einer erfindungsgemäßen

Gießanlage mit einem Trennschiebersystem in Verschlussstellung, Fig. 1 zeigt einen Teilbereich einer erfindungsgemäßen Gießanlage 10 in einer Querschnittsansicht. Im oberen Bereich der Fig. 1 ist ein Teilbereich einer Kokille 12 mit einem darin befindlichen Angussbereich 14 dargestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Angussbereich 14 als Angusskanal ohne Steiger ausgebildet. Im unteren Bereich der Fig. 1 ist ein Teilbereich des Ofens 16 mit einem Steigrohr 18 gezeigt.

Zwischen der Kokille 12 und dem Ofen 16 ist ein Trennschiebersystem 20 angeordnet. Dabei zeigt die Fig. 1 das erfindungsgemäße Trennschiebersystem 20 in einer Gießstellung. Das gezeigte Trennschiebersystem 20 umfasst eine Grundplatte 22 und eine Schieberplatte 24. Die Grundplatte 22 weist eine Öffnung 26 auf. Die Schieberplatte 24 weist eine erste Öffnung 28, sowie eine zweite Öffnung 30 auf. Dabei ist die zweite Öffnung 30 mittels zweier Durchtrittsöffnungen 30a, 30b durch die Schieberplatte ausgebildet.

An diese zweite Öffnung 30 anschließend ist die Druckvorrichtung (nicht gezeigt) über eine Druckzuleitung 32 mit der zweiten Öffnung 30 verbunden. Des Weiteren sind zwischen der Grundplatte 22 und der Schieberplatte 24 Dichtungen 34 angeordnet. Die Dichtungen 34 sind in die Schieberplatte 24 eingelassen.

Darüber hinaus umfasst das Trennschiebersystem 20 eine Trichterplatte 36, die bündig an die Schieberplatte 24 angeordnet ist. Die Trichterplatte 36 weist eine Öffnung 38 auf, wobei die Öffnung 38 der Trichterplatte 36 fluchtend mit der ersten Öffnung 28 der Schieberplatte 24 angeordnet ist und eine gemeinsame Durchtrittsöffnung ausbildet. Die Trichterplatte 36 weist auf der der Öffnung 38 zugewandten Seite abgeschrägte Seitenbereiche auf.

Der Ofen 16 weist am Ende des Steigrohrs 18 einen Stutzen 40 auf, welcher an seiner Außenseite abgeschrägte Seitenbereiche aufweist. Die abgeschrägten Seitenbereiche des Stutzens 40 sind dabei komplementär zu den Seitenbereichen der Trichterplatte 36 abgeschrägt. Beim Koppeln des Ofens 16 mit dem Trennschiebersystem 20 gleiten die abgeschrägten Bereiche von Trichterplatte 36 und Stutzen 40 aneinander. Aufgrund des abgeschrägten Seitenbereiche wird der Kopplungsvorgang vereinfacht und leichte Abweichungen von Trennschiebersystem 20 und Ofen 16 können ausgeglichen werden. Die Schieberplatte 24 ist mittels Seitenführungen 42 verschiebbar gelagert, wobei die Grundplatte 22 in ihren Endbereichen Anschläge 44 aufweist, welche das seitliche Verschieben der Schieberplatte 24 begrenzen.

Die Fig. 1 zeigt die Gießanlage, insbesondere das Trennschiebersystem 20, in einer Gießstellung. Dabei ist der Ofen 16 über den Stutzen 40 mit der Trichterplatte 36 gekoppelt. Der Ofen 16, das Steigrohr 18, die Schieberplatte 24, die Grundplatte 22 sowie der Angussbereich 14 sind in der Gießstellung derart zueinander angeordnet, dass die Öffnung 26 der Grundplatte 22, die erste Öffnung 28 der Schieberplatte 24 und die Öffnung 38 der Trichterplatte 36 eine durchgehende Durchtrittsöffnung vom Ofen 16 zur Kokille 12 ausformen. Die zweite Öffnung 30 der Schieberplatte 24 ist seitlich zu der Öffnung 28 der Grundplatte 22 verschoben.

Fig. 2 zeigt den gleichen Teilbereich einer erfindungsgemäßen Gießanlage 10 in einer Querschnittsansicht wie Fig. 1 . Entgegen Fig. 1 ist in Fig. 2 die erfindungsgemäße Gießanlage 10 in einer Druckstellung dargestellt.

In der Druckstellung sind der Ofen 16, die Schieberplatte 24, die Grundplatte 22 sowie der Angussbereich 14 derart zueinander angeordnet, dass die Öffnung 26 der Grundplatte 22 und die zweite Öffnung 30 der Schieberplatte 24 eine durchgehende Durchtrittsöffnung von der Druckvorrichtung (nicht gezeigt) zur Kokille 12 ausformen. Die erste Öffnung 28 der Schieberplatte 24 ist seitlich zu der Öffnung 28 der Grundplatte 22 verschoben.

Fig. 3 zeigt den gleichen Teilbereich einer erfindungsgemäßen Gießanlage 10 in einer Querschnittsansicht wie Fig. 1 und 2. Entgegen den Fig. 1 und 2 ist in Fig. 3 die erfindungsgemäße Gießanlage 10 in einer Verschlussstellung dargestellt.

In der Verschlussstellung sind der Ofen 16, die Schieberplatte 24, die Grundplatte 22 sowie der Angussbereich 14 derart zueinander angeordnet, dass weder eine Durchtrittsöffnung vom Ofen 16 zur Kokille 12 noch von der Druckvorrichtung (nicht gezeigt) zur Kokille 12 ausgeformt wird. Vielmehr verschließt die Schieberplatte 24 die Öffnung 26 der Grundplatte 22 vollständig. Sowohl die erste Öffnung 28 als auch die zweite Öffnung 30 der Schieberplatte 24 sind seitlich zu der Öffnung 28 der Grundplatte 22 verschoben.

Bezugszeichenliste

(ist Teil der Beschreibung)

10 Gießanlage

12 Kokille

14 Angussbereich

16 Ofen

18 Steigrohr

20 Trennschiebersystem

22 Grundplatte

24 Schieberplatte

26 Öffnung Grundplatte

28 erste Öffnung Schieberplatte

30 zweite Öffnung Schieberplatte

32 Druckzuleitung

34 Dichtung

36 Trichterplatte

38 Öffnung Trichterplatte

40 Stutzen

42 Seitenführung

44 Anschlag

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Trennschiebersystem (20) für eine Gießanlage (10), insbesondere für eine Druckgussanlage oder eine Schwerkraftgussanlage, umfassend eine Grundplatte (22) und eine Schieberplatte (24), wobei die Grundplatte (22) eine Öffnung (26) aufweist und die Schieberplatte (24) eine erste Öffnung (28) und wenigstens eine zweite Öffnung (30) aufweist und das Trennschiebersystem (20) derart eingerichtet ist, dass das Trennschiebersystem (20) in eine Gießstellung, eine Druckstellung und eine Verschlussstellung verbringbar ist, wobei in der Gießstellung die erste Öffnung (28) der Schieberplatte (24) zumindest weitestgehend fluchtend mit der Öffnung (26) der Grundplatte (22) angeordnet ist, in der Druckstellung die zweite Öffnung (30) der Schieberplatte (24) zumindest weitestgehend fluchtend mit der Öffnung (26) der Grundplatte (22) angeordnet ist und in der Verschlussstellung die Schieberplatte (24) die Öffnung (26) der Grundplatte (22) verschließt.

2. Trennschiebersystem (20) insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an der Schieberplatte (24) eine Trichterplatte (36) angeordnet ist.

3. Trennschiebersystem (20) insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennschiebersystem (20) zumindest teilweise aus Wolfram und/oder einer Wolframlegierung und/oder einem keramischen Werkstoff besteht.

4. Trennschiebersystem (20) insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Grundplatte (22) und Schieberplatte (24) weniger als 0,15 mm beträgt.

5. Trennschiebersystem (20) insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (28) eine größere durchströmbare Querschnittsfläche aufweist, als die zweite Öffnung (30).

6. Gießanlage (10), insbesondere Druckgussanlage oder Schwerkraftgussanlage, umfassend eine Kokille (12) und einen Ofen (16), dadurch gekennzeichnet, dass zwi- sehen der Kokille (12) und dem Ofen (16) ein Trennschiebersystem (20) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5 angeordnet ist.

7. Gießanlage (10) insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennschiebersystem (20) derart eingerichtet ist, dass das Trennschiebersystem (20) mittels einer Relativbewegung der Kokille (12) relativ zum ortsfesten Ofen (16) in die Gießstellung, die Druckstellung und/oder die Verschlussstellung verbringbar ist.

8. Gießanlage (10) insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gießstellung die erste Öffnung (28) der Schieberplatte (24), die Öffnung (26) der Grundplatte (22), ein Angussbereich (14) der Kokille (12) und ein Stutzen (40) des Ofens (16) derart zueinander angeordnet sind, dass eine Durchtrittsöffnung entsteht, durch welche eine Schmelze von dem Ofen (16) in die Kokille (12) eingebracht werden kann.

9. Gießanlage (10) insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verschlussstellung der Angussbereich (14) der Kokille (12) durch die Schieberplatte (24) des Trennschiebersystems (20) vollständig verschlossen ist.

10. Gießanlage (10) insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatte (24) in die Kokille (12) integriert ist.

1 1 . Gießanlage (10) insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Angussbereich (14) einen Angusskanal und/oder einen Speiser aufweist.

12. Gießanlage (10) insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Angussbereich (14) oder die Kokille (12) derart eingerichtet ist, dass eine Druckvorrichtung, insbesondere eine mechanische und/oder eine pneumatische Druckvorrichtung, einen Druck auf die Schmelze im Angussbereich (14), insbesondere im Angusskanal und/oder dem Speiser, aufbringen kann und somit der Gießdruck innerhalb der Kokille (12) auch nach Entkoppeln von Trennschiebersystem (20) und Ofen (16) aufrechterhalten werden kann.

13. Gießanlage (10) insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießanlage (10) eine Transportvorrichtung umfasst, welche die Kokille (12) von einer Gießstation in eine Kühlstation transportiert.

14. Gießanlage (10) insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung einen Rundtisch und/oder einen Roboterarm umfasst.

15. Gießanlage (10) insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (16), insbesondere der Stutzen (40) des Steigrohrs (18) des Ofens (16), ein spitz zulaufendes Ende aufweist, das mit der Trichterplatte (36) des Trennschiebersystems (20) koppelbar ist.

16. Gießverfahren, insbesondere Druckgussverfahren oder Schwerkraftgießverfahren, zur Herstellung von Gussstücken, insbesondere aus metallischen Werkstoffen, umfassend die Verfahrensschritte:

Verbringen eines Trennschiebersystems (20), insbesondere nach einem der

Ansprüche 1 bis 5, in eine Gießstellung,

Koppeln von Trennschiebersystem (20) und Ofen (16),

Einbringen einer Schmelze in eine Kokille (12),

Verbringen des Trennschiebersystems (20) in eine Druckstellung,

Entkoppeln von Trennschiebersystem (20) und Ofen (16), wobei insbesondere die Verfahrensschritte 1 und 2 in einer beliebigen Reihenfolge erfolgen können.

17. Gießverfahren insbesondere nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennschiebersystem (20) nach dem Entkoppeln von Trennschiebersystem (20) und Ofen (16) in eine Verschlussstellung verbracht wird.

18. Gießverfahren, insbesondere Druckgussverfahren oder Schwerkraftgießverfahren, zur Herstellung von Gussstücken, insbesondere aus metallischen Werkstoffen, umfassend die Verfahrensschritte:

Verbringen eines Trennschiebersystems (20) , insbesondere nach einem der

Ansprüche 1 bis 5, in eine Gießstellung,

Koppeln von Trennschiebersystem (20) und Ofen (16),

Einbringen einer Schmelze in eine Kokille (12),

Verbringen des Trennschiebersystems (20) in eine Verschlussstellung,

Entkoppeln von Trennschiebersystem (20) und Ofen (16),

wobei insbesondere die Verfahrensschritte 1 und 2 in einer beliebigen Reihenfolge erfolgen können.

19. Gießverfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (12) nach dem Entkoppeln von Trennschiebersystem (20) und Ofen (16), um wenigstens eine Achse rotiert wird.

20. Gießverfahren insbesondere nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (12) mittels einer Kippgießmaschine oder einem Roboter rotiert wird.

21 . Gießverfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 19 bis 20 soweit Rückbezogen auf Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennschiebersystem (20) nach der Rotation der Kokille (12) um wenigstens eine Achse in eine Druckstellung verbracht wird.

22. Gießverfahren insbesondere nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Trennschiebersystem (20) anschließend in eine Verschlussstellung verbracht wird.

23. Gießverfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckstellung und/oder der Verschlussstellung der Gießdruck innerhalb der Kokille (12) mittels einer Druckvorrichtung, insbesondere einer mechanischen und/oder einer pneumatischen Druckvorrichtung, aufrechterhalten wird.

24. Gießverfahren insbesondere nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießdruck in der Druckstellung mittels eines Gasdrucks, insbesondere mittels Luftdrucks, auf die Schmelze aufrechterhalten wird.

25. Gießverfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennschiebersystem (20) mittels einer Relativbewegung der Kokille (12) relativ zum Ofen (16) in die Gießstellung, die Druckstellung und/oder die Verschlussstellung verbracht wird.