EP4474079A1

EP4474079A1 - Casting machine and method for casting

Info

Publication number: EP4474079A1
Application number: EP23178424.0A
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: CN119098576A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gießmaschine und ein Verfahren zum Gießen einer Schmelze in einer Gießform, wobei zumindest eine Gießform (43) an einem Gestell in einer Gießmaschine aufgenommen wird, wobei die Gießform mittels einer Schwenkvorrichtung der Gießmaschine während eines Einfüllens einer Schmelze in die Gießform bewegt und um eine Achse (52) gekippt wird, wobei mittels einer Sensoreinrichtung der Gießmaschine beim Einfüllen der Schmelze in einen Einguss (48) der Gießform ein Niveau der Schmelze in dem Einguss und/oder in einem Anguss (50) der Gießform detektiert wird.The invention relates to a casting machine and a method for casting a melt in a casting mold, wherein at least one casting mold (43) is received on a frame in 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 an axis (52), wherein a level of the melt in the sprue and/or in a sprue (50) of the casting mold is detected by means of a sensor device of the casting machine during filling of the melt into a sprue (48) of the casting mold.

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 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 an 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, tritt beim Einfüllen der Schmelze in die Gießform das Problem auf, dass zu viel Schmelze zum Gießen verwendet wird und es zu einem Überlauf von Schmelze an einem Einguss der Gießform kommt. Grundsätzlich darf nicht zu wenig Schmelze in die Gießform eingefüllt werden, da dann das zu gießende Produkt fehlerhaft ist. Daher wird eine Menge an Schmelze so dosiert, dass die Menge an Schmelze ausreichend groß ist. Überfließende Schmelze erfordert jedoch eine ständige wiederkehrende Reinigung der Gießanlagen, kann Beschädigungen an der Gießmaschine verursachen und erfordert zum Schmelzen benötigte Energie, die eingespart werden könnte.However, it has been shown that when the melt is poured into the mold, the problem arises that too much melt is used for pouring and melt overflows at one of the mold's inlets. In principle, too little melt must not be poured into the mold, as this would result in the product being cast being defective. Therefore, an amount of melt is dosed so that the amount of melt is sufficiently large. However, overflowing melt requires constant, recurring cleaning of the casting equipment, can cause damage to the casting machine, and requires energy for melting that could be saved.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Gießen einer Schmelze in eine Gießform sowie eine Gießmaschine vorzuschlagen, dass bzw. die eine verbesserte Füllung der Gießform ermöglicht und Kosten reduziert.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 improved filling of the casting mold and reduces costs.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Gießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and a casting machine having the features of claim 16.

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 Achse gekippt wird, wobei mittels einer Sensoreinrichtung der Gießmaschine beim Einfüllen der Schmelze in einen Einguss der Gießform ein Niveau der Schmelze in dem Einguss und/oder in einem Anguss der Gießform detektiert wird.In the method according to the invention for pouring a melt into a casting mould, at least one casting mould is mounted 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 an axis, wherein a level of the melt in the pouring and/or in a sprue of the casting mold is detected by means of a sensor device of the casting machine during filling of the melt into a pouring in of the casting mold.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass während des Einfüllens der Schmelze in die Gießform, das heißt während des Gießvorgangs, die Gießmaschine die Gießform um zumindest eine Achse kippt bzw. schwenkt. Dadurch kann das in die Gießform einfließende Metall bzw. die Schmelze die Gießform kontinuierlich füllen, ohne dass es zu einer unkontrollierten Füllung einer Kavität der Gießform kommt, bei der dann die Schmelze die Kavität mit einem zufälligen Schmelzfluss füllt. Um zu verhindern, dass während des Einfüllens der Schmelze Schmelze aus dem Einguss der Gießform herausläuft, wäre es möglich das Kippen der Gießform bei dem Einfüllen soweit zu beschleunigen, dass dies für den Zeitabschnitt des Einfüllens weitestgehend ausgeschlossen ist. Dabei kann es jedoch zu einer zufälligen Verteilung von Schmelze in der Kavität der Gießform kommen, was eine Bildung von Gussfehlern und Oxideinschlüssen befördert. Mittels der Sensoreinrichtung der Gießmaschine wird nun beim Einfüllen der Schmelze in den Einguss der Gießform ein Niveau der Schmelze in dem Einguss und/oder in dem Anguss der Gießform detektiert. 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. 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 Achse 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. 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.The method according to the invention provides that while the melt is being poured into the casting mold, i.e. during the casting process, the casting machine tilts or pivots the casting mold about at least one axis. This allows the metal or melt flowing into the casting mold to fill the casting mold continuously without an uncontrolled filling of a cavity in the casting mold, in which case the melt then fills the cavity with a random melt flow. In order to prevent melt from running out of the pouring in of the casting mold while the melt is being poured in, it would be possible to accelerate the tilting of the casting mold during filling to such an extent that this is largely excluded for the period of filling. However, this can lead to a random distribution of melt in the cavity of the casting mold, which promotes the formation of casting defects and oxide inclusions. The sensor device of the casting machine is now used to detect a level of melt in the sprue and/or in the sprue of the casting mold when the melt is poured into the sprue of the casting mold. This makes it possible to use the sensor device to determine when the level or height of the melt within the cavity of the casting mold reaches the sprue or sprue. 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 in such a way that melt overflow is prevented. If melt is detected at the sprue and/or the sprue of the casting mold, the casting process can be corrected accordingly, for example by tilting the casting mold about its axis and/or dosing a volume flow. the melt poured into the casting mold. Overall, the pouring of the melt into the casting mold can be optimized so that the casting mold does not overflow, thus avoiding the work that would otherwise be required and saving energy. In principle, the process can be used for any type of casting mold. For example, the casting mold can be designed as a permanent mold or a lost mold. The casting mold is preferably a permanent mold or a sand mold. The permanent mold can be designed in two or more parts.

Mittels einer Steuervorrichtung der Gießmaschine kann das Kippen um die Achse 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 Achse gekippt bzw. geschwenkt wird. Ein zeitlicher Ablauf der Ansteuerung kann in der Steuervorrichtung für eine Gießform individuell gespeichert sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung das Kippen um die Achse in Abhängigkeit einer Detektion des Niveaus durchführt.The tilting around the axis can be controlled by means of a control device of the casting machine. The control device can comprise or be formed from data processing means, 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 is tilted or swiveled around the axis. A time sequence of the control can be stored individually in the control device for a casting mold. In particular, it can be provided that the control device carries out the tilting around the axis depending on a detection of the level.

Weiter kann eine Regeleinrichtung der Steuervorrichtung während des Einfüllens das Kippen um die Achse nach dem Niveau als eine Führungsgröße regeln. Ein Kippen der Gießform erfolgt dann nicht zwangsläufig, wie aus dem Stand der Technik bekannt, kontinuierlich bzw. mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit, sondern dynamisch, angepasst an das Niveau der Schmelze. Dadurch wird es auch möglich die Gießform mit einer optimierten Geschwindigkeit zu kippen bzw. die Kavität der Gießform mit der Schmelze zu befüllen. Ergibt sich beispielsweise durch das Kippen der Gießform während des Gießvorgangs in der Kavität abschnittsweise ein größeres zu füllendes Volumen, kann die Regeleinrichtung das Kippen der Gießform beschleunigen und, beispielsweise wenn das Volumen ausgefüllt ist, das Kippen wieder verlangsamen, um einen Überlauf zu verhindern. Das Kippen der Gießform kann daher auch mit einer nicht linearen Geschwindigkeit erfolgen.Furthermore, a control device of the control unit can regulate the tilting around the axis during filling according to the level as a reference variable. Tilting of the casting mold then does not necessarily occur continuously or at a constant speed, as is known from the prior art, but dynamically, adapted to the level of the melt. This also makes it possible to tilt the casting mold at an optimized speed or to fill the cavity of the casting mold with the melt. If, for example, tilting the casting mold during the casting process results in a larger volume to be filled in sections of the cavity, the control device can accelerate the tilting of the casting mold and, for example when the volume is filled, slow down the tilting again in order to to prevent overflow. The tilting of the mold can therefore also take place at a non-linear speed.

Mittels der Sensoreinrichtung kann für die Achse eine absolute Position, ein Rotationswinkel und/oder eine Rotationsgeschwindigkeit bestimmt werden, wobei die Regeleinrichtung die absolute Position, den Rotationswinkel oder die Rotationsgeschwindigkeit nach dem Niveau als eine übergeordnete Führungsgröße regeln kann. Die Sensoreinrichtung kann weitere Sensoren, beispielsweise Drehgeber an den jeweiligen Achsen oder andere geeignete Sensoren umfassen. Durch diese Sensoren ist es dann möglich, unabhängig von einem Antrieb der Schwenkvorrichtung zum Kippen der Gießform die tatsächliche Position der 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. 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 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. Durch die Regelung nach dem Niveau als übergeordnete Führungsgröße ist es noch nicht einmal erforderlich, dass in die Steuervorrichtung Werte für eine absolute Position, einen Rotationswinkel und/oder eine Rotationsgeschwindigkeit eingegeben werden müssen, da diese Parameter durch die Regelung nicht zwangsläufig bekannt sein müssen. Auf eine initiale Programmierung der Steuervorrichtung kann daher auch zunächst verzichtet werden. Dadurch kann ein Betrieb der Gießmaschine wesentlich vereinfacht und Kosten für eine Bedienperson eingespart werden.The sensor device can be used to determine an absolute position, a rotation angle and/or a rotation speed for the axis, whereby the control device can regulate the absolute position, the rotation angle or the rotation speed according to the level as a higher-level reference variable. The sensor device can comprise further sensors, 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 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. The control device can be designed as a control system within the control device, which controls a drive of the swivel device so that the casting mold is tilted around the 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 reached at the end of a period of time of the casting process. By controlling according to the level as a higher-level reference variable, it is not even necessary for values for an absolute position, a rotation angle and/or a rotation speed to be entered into the control device, since these parameters do not necessarily have to be known by the control. Initial programming of the A control device can therefore be dispensed with initially. This makes operation of the casting machine much easier and saves costs for an operator.

Mittels der Steuervorrichtung kann die Gießform so lange um die Achse gekippt werden, bis ein Soll-Niveau erreicht ist. Das Soll-Niveau kann dann im Bereich des Eingusses oder des Angusses liegen. Somit kann die Sensoreinrichtung auch so eingerichtet sein, dass das zu detektierende Niveau das Soll-Niveau ist. Das bedeutet, dass die Sensoreinrichtung ausschließlich das Erreichen des Soll-Niveaus erfassen kann. Anderseits ist es auch möglich, dass die Sensoreinrichtung einen Absolutwert des Niveaus detektiert, das heißt ein Ansteigen oder Abfallen des Niveaus innerhalb der Kavität. Die Sensoreinrichtung weist dann einen Messbereich für das Niveau auf. Das Soll-Niveau kann dann innerhalb des Messbereichs der Sensoreinrichtung liegen. Dann ist es auch möglich eine Toleranz für das Soll-Niveau in der Steuervorrichtung zu definieren.Using the control device, the mold can be tilted around the axis until a target level is reached. The target level can then be in the area of the sprue or the gate. The sensor device can therefore also be set up so that the level to be detected is the target level. This means that the sensor device can only detect when the target level is reached. On the other hand, it is also possible for the sensor device to detect an absolute value of the level, i.e. an increase or decrease in the level within the cavity. The sensor device then has a measuring range for the level. The target level can then be within the measuring range of the sensor device. It is then also possible to define a tolerance for the target level in the control device.

An die Steuervorrichtung können Daten für alleine eine Rotationsrichtung, einen initialen Rotationswinkel, bevorzugt einen Volumenstrom, übergeben werden, wobei die Steuervorrichtung nachfolgend die Schmelze in die Gießform einfüllen kann. Der Steuervorrichtung kann so ein Startpunkt bzw. eine Referenzposition für das Kippen um die Achse vorgegeben werden. Hier kann der Volumenstrom durch die Rotationsrichtung und eine Rotationsgeschwindigkeit vorgeben werden. Dies ist insofern vorteilhaft, da das Niveau der Schmelze erst dann detektiert werden kann, wenn Schmelze in die Gießform gelangt ist.Data for a direction of rotation, an initial angle of rotation, and preferably a volume flow can be transferred to the control device, whereby the control device can then fill the melt into the mold. The control device can thus be given a starting point or a reference position for tilting around the axis. Here, the volume flow can be specified by the direction of rotation and a rotation speed. This is advantageous because the level of the melt can only be detected when the melt has entered the mold.

Mittels der Steuervorrichtung kann bei dem Kippen der Gießform um die Achse eine Rotationsgeschwindigkeit solange erhöht werden, bis das Soll-Niveau erreicht ist. Die Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit kann mit einer begrenzten Beschleunigung erfolgen. So kann ein Überschießen von Schmelze trotz Detektion des Niveaus verhindert werden. Beispielsweise kann die Rotationsgeschwindigkeit kontinuierlich erhöht werden bis das Soll-Niveau erreicht ist und nachfolgend kann eine Rotation bzw. ein Kippen der Gießform um die Achse gestoppt oder verlangsamt werden. Durch die Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit während des Gießvorgangs wird es möglich die Gießform des bzw. deren Kavität besonders schnell mit Schmelze zu füllen, und so einen Gießvorgang wesentlich zu beschleunigen.By means of the control device, the rotation speed can be increased when the mold is tilted around the axis until the target level is reached. The increase in the rotation speed can be carried out with a limited acceleration. This can prevent melt from overshooting despite detection of the level. For example, the rotation speed can be increased continuously until the target level is reached and then a Rotation or tilting of the casting mold around the axis can be stopped or slowed down. By increasing the rotation speed during the casting process, it is possible to fill the casting mold or its cavity with melt particularly quickly, thus significantly speeding up the casting process.

Mittels der Steuervorrichtung kann das Kippen der Gießform um die Achse gestoppt werden, wenn das Soll-Niveau überschritten ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Gießvorgang gestoppt wird, wenn das detektierte Niveau außerhalb eines Messbereichs der Sensoreinrichtung gelangt. Vorteilhaft kann die Lage des Soll-Niveaus so gewählt werden, dass es nicht unmittelbar nach Erreichen des Soll-Niveaus zu einem Überlaufen der Gießform kommt. Das Soll-Niveau kann daher auch zwischenliegend dem Einguss der Gießform und dem Anguss definiert sein.The control device can be used to stop the casting mold from tipping around the axis when the target level is exceeded. In particular, it can be provided that the casting process is stopped when the detected level goes outside a measuring range of the sensor device. The position of the target level can advantageously be selected so that the casting mold does not overflow immediately after the target level is reached. The target level can therefore also be defined between the pouring in of the casting mold and the sprue.

Die Steuervorrichtung kann während einer Zeitspanne des Einfüllens in die Gießform einen Zeitabschnitt bis zu einem Erreichen des Soll-Niveaus bestimmen, wobei die Steuervorrichtung bei einem darauffolgenden Guss den Zeitabschnitt durch eine Erhöhung eines in die Gießform eingefülltes Schmelzevolumens je Zeitabschnitt verkürzt. Mittels der Steuervorrichtung kann dann ein Gießvorgang so weit optimiert werden, dass eine maximal mögliche Geschwindigkeit einer Formfüllung erreicht wird. Dies kann dadurch ermöglichst werden, dass die Steuervorrichtung sukzessiv bei aufeinanderfolgendem Gießvorgängen, ein Kippen der Gießform um die Achse und/oder ein mit einem Tiegel eingebrachten Volumenstrom an Schmelze erhöht, derart, dass es zu einer schnelleren Erreichung des Soll-Niveaus und damit zu beispielsweise eines Haltens des Soll-Niveaus durch die Steuervorrichtung kommt. Diese Optimierung kann iterativ über eine Anzahl von Gießvorgängen identischer Produkte durchgeführt werden.During a period of filling into the casting mold, the control device can determine a time period until the target level is reached, whereby the control device shortens the time period during a subsequent casting by increasing the volume of melt filled into the casting mold per time period. The control device can then be used to optimize a casting process to such an extent that the maximum possible speed of mold filling is achieved. This can be made possible by the control device successively increasing the tilting of the casting mold about the axis and/or the volume flow of melt introduced with a crucible during successive casting processes in such a way that the target level is reached more quickly and thus, for example, the target level is maintained by the control device. This optimization can be carried out iteratively over a number of casting processes of identical products.

Die Steuervorrichtung kann in Abhängigkeit einer Kavität der Gießform, dem Niveau und einem Rotationswinkel der Achse ein Schmelzvolumen in der Gießform berechnen. Wenn beispielsweise die Sensoreinrichtung das Niveau der Schmelze detektieren kann, kann die Steuervorrichtung aus einer Lage und einem bekannten Volumen bzw. einer bekannten Gestalt der Kavität der Gießform das in die Gießform bereits eingefüllte Volumen an Schmelze berechnen. Hieraus kann dann die Steuervorrichtung ableiten, welches Volumen an Schmelze noch in die Gießform eingefüllt werden muss. Diese Kenntnis des noch einzufüllenden Schmelzevolumens kann von der Steuervorrichtung zu weiteren Optimierungen des Gießvorgangs genutzt werden. So kann auch ein Gesamtschmelzevolumen von der Steuervorrichtung begrenzt werden, sodass ein Überlauf der Gießform an einem Ende des Gießvorgangs infolge eines zu großen Schmelzevolumens ausgeschlossen werden kann.The control device can control a melt volume depending on a cavity of the mold, the level and a rotation angle of the axis. in the casting mold. If, for example, the sensor device can detect the level of the melt, the control device can calculate the volume of melt already filled into the casting mold from a position and a known volume or a known shape of the cavity of the casting mold. From this, the control device can then deduce which volume of melt still needs to be filled into the casting mold. This knowledge of the volume of melt still to be filled can be used by the control device to further optimize the casting process. The control device can also limit the total melt volume so that an overflow of the casting mold at one end of the casting process due to an excessive melt volume can be ruled out.

Die Steuervorrichtung kann in Abhängigkeit einer Kavität der Gießform und einer Position des Eingusses an der Gießform einen initialen Rotationswinkel berechnen. Der initiale Rotationswinkel der Gießform kann vor dem Einfüllen der Schmelze in die Gießform als ein Startpunkt für das Kippen der Gießform um die Achse genutzt werden. Der initiale Rotationswinkel kann dabei so gewählt werden, dass nicht schon unmittelbar beim Einfüllen von Schmelze diese wieder aus dem Einguss heraus gelangt. So kann eine Neigung der Gießform bzw. der darin ausgebildeten Kavität so gewählt werden, dass zumindest ein Gefälle in der Kavität besteht, welches ein Einfließen von Schmelze in die Kavität erlaubt. Entsprechende Daten der Kavität und deren Relativposition in der Gießform können in der Steuervorrichtung gespeichert werden. Die Steuervorrichtung kann dann in Abhängigkeit der Kavität und der Position des Eingusses die Gießform für einen Start des Gießvorgangs räumlich optimal positionieren woraus sich der initiale Rotationswinkel ergibt.The control device can calculate an initial angle of rotation depending on a cavity of the casting mold and a position of the sprue on the casting mold. The initial angle of rotation of the casting mold can be used as a starting point for tilting the casting mold about the axis before the melt is poured into the casting mold. The initial angle of rotation can be selected such that the melt does not come out of the sprue immediately when it is poured in. For example, an inclination of the casting mold or the cavity formed therein can be selected such that there is at least a gradient in the cavity, which allows melt to flow into the cavity. Corresponding data on the cavity and its relative position in the casting mold can be stored in the control device. The control device can then spatially position the casting mold optimally for the start of the casting process depending on the cavity and the position of the sprue, which results in the initial angle of rotation.

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 der 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 per filling time period. The melt volume or a volume flow of the melt can be determined by the control device via a rotation speed of the axis. In principle, it is also possible for the control device to calculate the total volume of melt in the mold at 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 at 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.

Die Gießform kann mittels der Schwenkvorrichtung während des Einfüllens um eine zweite Achse gekippt werden, wobei die Achse relativ zu der zweiten Achse quer verlaufend ausgebildet ist. Demnach kann vorgesehen sein die Gießform während des Einfüllens der Schmelze um die Achse bzw. 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 sein können, 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 und eine Kaltlaufneigung sowie Verunreinigungen des Produkts mit Oxiden vermieden werden. 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.The casting mold can be tilted about a second axis during filling by means of the swivel device, wherein the axis is designed to run transversely relative to the second axis. Accordingly, the casting mold can be tilted or rotated about the axis or the first axis and about the second axis during filling of the melt. Because the two axes can be designed or arranged to run transversely relative to each other, the casting mold can be moved in two planes, resulting in a movement in three dimensions during filling of the melt. This makes it possible to Movement of the casting mold during filling of the melt can be individually adapted 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, thereby avoiding air inclusions and a tendency to run cold, as well as contamination of the product with oxides. 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 cavity in the casting mold can be arranged in a way that saves as much space as possible.

Ein mit Schmelze gefüllter Tiegel kann bei dem Kippen der Gießform um die Achse relativ zur Gießform unbewegt sein, oder der Tiegel um eine weitere Achse gekippt werden. 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 when the casting mold is tilted about the axis relative to the casting mold, or the crucible can be tilted about another axis. To fill the melt into the casting mold, the crucible with the melt or the liquid metal can be positioned at a pouring point 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 along with it, so that the melt can be filled into the pouring point via this movement. According to a further embodiment, the crucible can be tilted about another axis. This means that during the movement the casting mold when the melt is poured into the sprue, the crucible can be moved relative to the casting mold, so that more or less melt can be poured into the sprue compared to a stationary crucible. This then 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.

Die erfindungsgemäße Gießmaschine zum Gießen einer Schmelze in eine Gießform umfasst ein Gestell zur Aufnahme zumindest einer Gießform und einer Schwenkvorrichtung zur Bewegung der Gießform, wobei die Gießform mittels der Schwenkvorrichtung während eines Einfüllens einer Schmelze in die Gießform bewegbar und um eine Achse kippbar ist, wobei die Gießmaschine eine Sensoreinrichtung aufweist, mittels der beim Einfüllen der Schmelze in einen Einguss der Gießform ein Niveau der Schmelze in dem Einguss und/oder in einem Anguss der Gießform detektierbar 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 an axis by means of the pivoting device during filling of a melt into the casting mold, wherein the casting machine has a sensor device by means of which a level of the melt in the pouring and/or in a sprue of the casting mold can be detected when the melt is filled into a pouring in of the casting mold. 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 Sensoreinrichtung kann zumindest einen Sensor, insbesondere Bildsensor, Infrarotsensor, Temperatursensor, Induktionssensor, kapazitiver Sensor, Näherungssensor, Ultraschallsensor, Radarsensor, Magnetsensor, umfassen. Der Sensor kann prinzipiell jeder Sensor sein, der geeignet ist, dass Niveau der Schmelze in dem Einguss und/oder dem Anguss der Gießform zu detektieren. Weiter kann die Sensoreinrichtung auch mehrere Sensoren gleicher oder unterschiedlicher Art umfassen. Der Bildsensor kann beispielsweise durch eine bildgebende Kamera gebildet sein. Der Infrarotsensor kann durch eine Infrarotdiode oder auch eine Infrarotkamera ausgebildet sein. Der Temperatursensor kann auch durch einen Infrarotsensor oder andere Mittel zur Bestimmung einer Temperatur gebildet sein. Der Näherungssensor kann durch einen Induktionssensor oder einen kapazitiven Sensor gebildet sein. Weiter ist es auch möglich einen Radarsensor zu verwenden, da dieser nicht durch eine Temperatur der Schmelze beeinflusst werden kann.The sensor device can comprise at least one sensor, in particular an image sensor, infrared sensor, temperature sensor, induction sensor, capacitive sensor, proximity sensor, ultrasonic sensor, radar sensor, magnetic sensor. The sensor can in principle be any sensor that is suitable for detecting the level of the melt in the sprue and/or the sprue of the mold. Furthermore, the sensor device can also comprise several sensors of the same or different types. The image sensor can be formed, for example, by an imaging camera. The infrared sensor can be formed by an infrared diode or an infrared camera. The temperature sensor can also be formed by an infrared sensor or other means for determining a temperature. The proximity sensor can be formed by an induction sensor or a capacitive sensor. Furthermore, it is It is also possible to use a radar sensor, since this cannot be influenced by the temperature of the melt.

Der Sensor kann entfernt von der Gießform an der Gießform oder in der Gießform, bevorzugt benachbart dem Einguss oder unmittelbar an dem Einguss, positioniert sein. Vorteilhaft ist es, wenn der Sensor nicht unmittelbar an der Gießform angeordnet ist, da der Sensor dann unabhängig von der Gießform ist. Der Sensor kann beispielsweise an einem Gestell der Gießmaschine so angeordnet und ausgerichtet werden, dass er benachbart des Eingusses positioniert ist, beispielsweise eine Kamera die mit einem optischen Erfassungsbereich auf einen Einguss gerichtet ist. Alternativ oder ergänzend kann der Sensor auch unmittelbar an der Gießform angeordnet sein, der Sensor kann sich dann direkt an dem Einguss oder innerhalb des Eingusses befinden. Dann ist es auch von Vorteil, wenn der Sensor innerhalb der Gießform angeordnet ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass in der Gießform eine Ausnehmung vorgesehen ist, in der der Sensor positioniert ist. Der Sensor muss dabei nicht unmittelbar mit der Schmelze in Kontakt gelangen, was jedoch auch möglich ist. Beispielsweise kann eine Lage des Sensors auch so gewählt sein, dass sich der Sensor zwischen dem Einguss und dem Anguss der Gießform an einem Schmelzekanal befindet.The sensor can be positioned away from the mold on the mold or in the mold, preferably adjacent to the sprue or directly on the sprue. It is advantageous if the sensor is not arranged directly on the mold, since the sensor is then independent of the mold. The sensor can, for example, be arranged and aligned on a frame of the casting machine so that it is positioned adjacent to the sprue, for example a camera with an optical detection area aimed at a sprue. Alternatively or additionally, the sensor can also be arranged directly on the mold, the sensor can then be located directly on the sprue or inside the sprue. It is then also advantageous if the sensor is arranged inside the mold. This can be done, for example, by providing a recess in the mold in which the sensor is positioned. The sensor does not have to come into direct contact with the melt, but this is also possible. For example, the position of the sensor can also be selected so that the sensor is located between the sprue and the sprue of the mold on a melt channel.

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.

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 here 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 can be moved about a first axis 15 and a second axis 16 or tilted 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 swivel device 25 is designed for the first axis 26 with two frames 28 that are partially circular segment-shaped, with a circular segment 29 of the frame 28 resting on a bearing 30 and being movable along the bearing 30 by means of a drive device 31. The bearing 30 is essentially formed here from two bearing rollers 32 for each 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 designed here by a hydraulically or electrically driven cylinder 40, which enables the circular segment 35 to be swiveled or tilted 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 in which examples of possible movements of the Fig. 1 to 5 mentioned axes are reproduced 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 period of time within which melt is poured into the casting mold. The movement of the casting mold is carried out independently of each other for the first axis and the second axis. With steps 1 and 2, only the first axis is initially moved, and with steps 3 and 4, both axes. Starting from a starting point of the casting mold, the respective steps move to a rotation angle within a designated travel time, which results in a rotation speed for the respective axis. It is essential that the casting mold is moved around the first axis and the second axis while the melt is being poured into the 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 can be monitored for 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 tilt about a first axis 52 and a second axis 53. The crucible 44 can also be designed so that it can tilt 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 tilting about the first The volume flow of melt dependent on axis 52 can then not be controlled 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 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. 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 around 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 a Flow rate or volume flow of the melt 55 into the cavity 47. 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, for completely filling the cavity 47 or the casting 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.

Prinzipiell ist es ausreichend, wenn bei den in den Fig. 1 bis 11 beschriebenen Verfahren bzw. Gießmaschinen und Gießformen ein Kippen der Gießform um alleine eine Achse erfolgt. Ein Kippen um alleine eine Achse ist damit für sämtliche Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 11 ebenfalls von der Beschreibung umfasst. Eine Bewegung der Gießform 43 um eine zweite Achse ist in den Fig. 7 bis 11 nicht ersichtlich, kann jedoch auch ausgeführt werden. Wesentlich ist, dass immer ein Sensor vorhanden ist, mit dem ein Niveau einer Schmelze in einem Einguss und/oder in einem Anguss der beschriebenen Gießform detektiert werden kann.In principle, it is sufficient if the Fig. 1 to 11 In the methods or casting machines and casting molds described above, the casting mold is tilted around one axis alone. Tilting around one axis alone Axis is therefore suitable for all embodiments of the Fig. 1 to 11 also covered by the description. A movement of the mold 43 about a second axis is in the Fig. 7 to 11 not apparent, but can also be carried out. It is essential that a sensor is always present with which a level of melt in a sprue and/or in a gate of the described casting mold can be detected.

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 an axis (15, 17, 26, 52),
characterized by
that a level (56) of the melt in the sprue and/or in a sprue (50) of the casting mold is detected by means of a sensor device of the casting machine when the melt is poured into a sprue (14, 48) of the casting mold.

Method according to claim 1,
characterized by
that the tilting about the axis (15, 17, 26, 52) is controlled by means of a control device of the casting machine (20).

Method according to claim 2,
characterized by
that a control device of the control apparatus controls the tilting about the axis (15, 17, 26, 52) according to the level (56) as a reference variable during filling.

Method according to claim 3,
characterized by
that an absolute position, a rotation angle and/or a rotation speed is determined by means of the sensor device for the axis (15, 17, 26, 52), wherein the control device controls the absolute position, the rotation angle or the rotation speed according to the level (56) as a higher-level reference variable.

Method according to one of claims 2 to 4,
characterized by
that by means of the control device the casting mould (10, 21, 43) is tilted about the axis (15, 17, 26, 52) until a desired level (56) is reached.

Method according to claim 5,
characterized by
that data for a direction of rotation, an initial angle of rotation, preferably a volume flow, are transferred to the control device, wherein the control device subsequently fills the melt (55) into the casting mold (10, 21, 43).

Method according to claim 5 or 6,
characterized by
that by means of the control device, when the casting mold (10, 21, 43) is tilted about the axis (15, 17, 26, 52), a rotation speed is increased until the desired level (56) is reached.

Method according to one of claims 5 to 7,
characterized by
that the tilting of the casting mould (10, 21, 43) about the axis (15, 17, 26, 52) is stopped by means of the control device when the target level (56) is exceeded.

Method according to one of claims 5 to 8,
characterized by
that the control device determines a time period until the target level (56) is reached during a period of filling into the casting mold (10, 21, 43), wherein the control device shortens the time period during a subsequent casting by increasing a volume of melt filled into the casting mold per time period.

Method according to one of claims 2 to 9,
characterized by
that the control device calculates a melt volume in the casting mold depending on a cavity (47) of the casting mold (10, 21, 43), the level (56) and a rotation angle of the axis (15, 17, 26, 52).

Method according to one of claims 2 to 10,
characterized by
that the control device calculates an initial angle of rotation depending on a cavity (47) of the casting mold (10, 21, 43) and a position of the sprue (14, 48) on the casting mold.

Method according to one of claims 2 to 11,
characterized by
that the control device during a period of filling a volume of melt filled into the casting mould (10, 21, 43) is calculated for each time period of filling.

Method according to one of claims 2 to 12,
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 the casting mold (10, 21, 43) is tilted about a second axis (16, 18, 27, 53) by means of the pivoting device (25) during filling, wherein the axis (15, 17, 26, 52) is designed to run transversely relative to the second axis.

Method according to one of the preceding claims,
characterized by
that a crucible (44) filled with melt is immobile relative to the casting mold when the casting mold (10, 21, 43) is tilted about the axis (15, 17, 26, 52), or the crucible is tilted about a further axis (54).

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 an axis (15, 17, 26, 52),
characterized by
that the casting machine has a sensor device by means of which when the melt is poured into a sprue (14, 48) of the casting mold, a level (56) of the melt in the sprue and/or in a sprue of the casting mold is detectable.

Casting machine according to claim 16,
characterized by
that the sensor device comprises at least one sensor (51), in particular image sensor, infrared sensor, temperature sensor, induction sensor, capacitive sensor, proximity sensor, ultrasonic sensor, radar sensor, magnetic sensor.

Casting machine according to claim 17,
characterized by
that the sensor is positioned away from the casting mold (10, 21, 43), on the casting mold or in the casting mold, preferably adjacent to the sprue (14, 48) or directly on the sprue.

Casting machine according to one of claims 16 to 18,
characterized by
that the casting machine (20) comprises a casting mold (10, 21, 43) and/or a crucible (44) for filling the melt (55) into the casting mold.