金属溶融体から鋳造部品を鋳造する方法および装置
【課題】複雑な形状を有する高品質な鋳造部品を経済的にかつ高い作動信頼性をもって製造できる方法および装置を提供することにある。
【解決手段】本発明の方法の実施中、鋳造部品Ｇを成形する成形キャビティＨ、フィードシステムおよび鋳込みチャネル１３を有しかつピボット型装着により取付けられた鋳型Ｆは充填位置に回転され、かつ鋳型Ｆには金属溶融体が充填される。重力の作用の結果として、溶融体は鋳込みチャネルを通って流れ、このとき溶融体の主流れ方向は重力の作用方向に対して或る角度を形成する。充填は、鋳込みチャネル１３を含む鋳型Ｆが金属溶融体Ｍで完全に充填されるまで続けられる。次に、鋳型Ｆが充填開口１４内に置かれるストッパ１８によりシールされかつ凝固位置まで回転される。この凝固位置で、フィードシステム１０内に存在する溶融体Ｍが、成形キャビティＨ内に存在する溶融体Ｍを押圧する。
【解決手段】本発明の方法の実施中、鋳造部品Ｇを成形する成形キャビティＨ、フィードシステムおよび鋳込みチャネル１３を有しかつピボット型装着により取付けられた鋳型Ｆは充填位置に回転され、かつ鋳型Ｆには金属溶融体が充填される。重力の作用の結果として、溶融体は鋳込みチャネルを通って流れ、このとき溶融体の主流れ方向は重力の作用方向に対して或る角度を形成する。充填は、鋳込みチャネル１３を含む鋳型Ｆが金属溶融体Ｍで完全に充填されるまで続けられる。次に、鋳型Ｆが充填開口１４内に置かれるストッパ１８によりシールされかつ凝固位置まで回転される。この凝固位置で、フィードシステム１０内に存在する溶融体Ｍが、成形キャビティＨ内に存在する溶融体Ｍを押圧する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属溶融体から鋳造部品を鋳造する方法および該方法を実施する適当な装置に関する。本発明にしたがって加工される金属溶融体は、より詳しくは軽金属溶融体、好ましくはアルミニウム溶融体またはアルミニウム合金ベース溶融体である。
【背景技術】
【０００２】
鋳造部品の特性は、鋳型内での溶融体の凝固中および収縮の補償に必要なフィーディング中に大きい影響を受ける。したがって、溶融体による鋳型の充填が、鋳型内での溶融体の高速流れを防止する連続プロセスで行われるならば、特性の特に均一な分散が生じ、この場合には、鋳型のフィーダとは反対側での均一な分散を伴う凝固がスタートする。
【０００３】
いわゆる回転鋳造により、特に高品質の鋳造製品を作ることができる。下記特許文献１には、高品質の鋳造部品を製造すべく実際に試みられかつ試験されてきたこの鋳造方法の一実施形態が提案されている。この特許文献１によれば、金属溶融体を収容する、上向きの開口を備えたこの溶融体容器は、鋳型の下向きの充填開口とドッキングされる。次に、鋳型は、これに固定連結された溶融体容器と一緒に約１８０°に亘って回転される。この回転中に、溶融体は、溶融体容器から鋳型へと移動される。ひとたび最終回転位置に到達したならば、溶融体容器が鋳型から取外される。ここでフィーダ領域の頂部に留まる残留溶融体は、重力によって有効に留まることができかつ溶融体の凝固に伴う体積損と効率的に釣り合うことができる。
【０００４】
溶融体容器と一緒に鋳型が回転することにより、金属溶融体による鋳型の完全充填が達成される。鋳型を充填する金属溶融体は、鋳型の回転中に、重力を均一に受けるため、溶融体は、鋳造すべき部品を複製する鋳型の成形キャビティの全領域に確実に到達する。また、回転に伴う鋳型の整合によりもたらされる誘導された凝固の結果として、鋳造部品の構造が最適化される。
【０００５】
しかしながら、上記方法で実施される回転鋳造では、特に均一な凝固形態が要求される円筒状の内部幾何学的形状の場合に問題が生じる。鋳型が重力に抗して最初に充填され次に冷却のために回転される結果として、鋳型の静かな充填およびこれに伴う改善された凝固が実際に達成される。しかしながら、回転前でも鋳造の欠陥が生じ、この欠陥の殆どは気泡またはコールド・ラン（cold runs）の形態をとる。これらの鋳造欠陥は、溶融体が、鋳型の回転前でも、鋳型内で、制御されない凝固フロント（すなわち「コールド・ラン」）が形成されるか、溶融体が鋳型内で気泡を含んだ状態で収縮する程度まで冷えてしまうという事実により生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１００ １９ ３０９（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような背景に対し、本発明の目的は、複雑な形状を有する高品質な鋳造部品を経済的にかつ高い作動信頼性をもって製造できる方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
方法に関しては、上記目的は、特許請求の範囲の請求項１に記載の特徴を有する本発明の方法により達成される。本発明による方法の有利な実施形態は、請求項１に従属する特許請求の範囲に記載されている。
【０００９】
装置に関しては、上記目的は、特許請求の範囲の請求項１２に記載の特徴を有する本発明の装置により達成される。本発明による装置の有利な実施形態は、請求項１２に従属する特許請求の範囲に記載されている。
【００１０】
本発明によれば、金属溶融体から鋳造部品を鋳造するため、ピボット型装着により取付けられる鋳型が最初に設けられる（段階ａ）。この鋳型は、鋳造部品を成形する成形キャビティと、該成形キャビティに金属溶融体を供給するフィードシステムと、鋳込みチャネルとを有し、該鋳込みチャネルを介してフィードシステムが金属溶融体で充填される。ここでフィードシステムは、鋳型が充填位置に回転されると金属溶融体による成形キャビティの充填が重力の作用方向に抗してフィードシステムを介して行われるように、鋳型の成形キャビティに対して配置される。同時に、金属溶融体を充填するために設けられた、鋳込みチャネルの充填開口が、該鋳込みチャネルのフィードシステム内への口から遠隔の鋳型の側面に配置され、これにより、鋳込みチャネルの充填開口が、鋳型のそれぞれの充填位置において、フィードシステム内への口の上方に配置される。
【００１１】
充填前に、このようにして設けられた鋳型が充填位置に整合され、この充填位置で、鋳込みチャネル内に充填された金属溶融体が重力の作用の結果として鋳込みチャネルを通って流れ、このとき、金属溶融体の主流れ方向が重力の作用方向に対して或る角度を形成する（段階ｂ）。ここで、金属溶融体の「主流れ方向」とは、充填開口からフィードシステム内への充填チャネルの口までの直接通路をとるために、溶融体が、鋳込みチャネルの実際のコースとは独立して流れなくてはならない流れ方向を意味する。この場合、本発明ににより特定された充填位置での鋳型の整合は、各場合において別々に行われることは自明であるが、鋳型が本発明による手順の条件を満たすように鋳型を設けるときに、鋳型を整合させることも可能である。
【００１２】
充填位置に整合された鋳型には、鋳込みチャネルを含む該鋳型が金属溶融体により完全に充填されるまで、金属溶融体が充填される（段階ｃ）。
【００１３】
ひとたび鋳型が充分に充填されたならば、鋳型は、鋳込みチャネルの充填開口内に置かれるストッパによりシールされる（段階ｄ）。次に、鋳型は凝固位置に回転され、該凝固位置では、重力の作用の結果として、フィードシステム内に存在する溶融体が成形キャビティ内に存在する溶融体を押圧する（段階ｅ）。鋳型は、該鋳型内に存在する金属溶融体が或る凝固状態に到達するまで、凝固位置に保持される（段階ｆ）。次に、鋳造部品が鋳型から取出される（段階ｇ）。
【００１４】
鋳型のフィードシステム内に収容された金属溶融体が鋳造部品を形成する溶融体を押圧するように、充填し、次に鋳型のシーリングおよび維持を行いかつ鋳型を回転させる本発明による方法の結果として、鋳造の欠陥が回避される。特に静かな充填プロセスとは別に、これには、特に、充填の終時からおよび全凝固プロセス中に鋳型内に収容される金属溶融体は金属静水圧下に留まるという事実により更なる寄与がなされる。かくして、シーリング後に鋳込みチャネル内に残留する溶融体のコラム（柱）の結果として、鋳造部品を形成する成形キャビティ内の溶融体の収縮が妨げられる。同時に、鋳型の密封シーリングにより、鋳込み装置自体または他の高価なコンポーネンツを鋳型と一緒に移動させる必要なくして、充填プロセスの完了直後に鋳型の回転を開始させることができる。
【００１５】
鋳型の本発明による整合（段階ａ）〜段階ｃ））および重力の作用方向に対する主流れ方向の角度での関連整合の結果として、金属溶融体は、流れ速度に作用する相応の小さな重力のために、溶融体の主流れ方向と重力の作用方向とが一致すると仮定した場合よりもかなりゆっくりと鋳込みチャネルを通って流れる。本発明の手順により、鋳型には、充填プロセスのスタートから対応する静かさで金属溶融体が充填される。
【００１６】
特に既知の回転鋳造方法での充填のスタート時における溶融体の問題の多い乱流および不規則な流れは、本発明の手順により大幅に低減される。この簡素な方法は、鋳造の品質の大幅な改善に寄与する。
【００１７】
鋳型は、充填を続ける間、金属溶融体の或る充填レベルに到達後に、鋳込みチャネルを通って流れる金属溶融体の主流れ方向が重力の作用方向に徐々に近づくようにして回転されるので、充填プロセスが進行するときの重力の作用を完全に利用できる。ここで、この時点でフィードシステムまたは鋳込みチャネル内に既に存在している溶融体の量が、鋳型内に流入する溶融体を抑制し、このため重力の方向に徐々に近づく鋳込みチャネルでも、鋳型の静かで均一な充填が確保される。
【００１８】
また、充填中に行われる、重力の作用方向への鋳型の回転により、鋳型がシールされる時点での金属静水圧の最適有効性が確保される。したがって、本発明の実用に適した設計は、充填チャネルを通って流れる金属溶融体の主流れ方向が重力の作用方向と一致すると、充填プロセス中に行われる回転が停止するようになっている。
【００１９】
一方では充填のスタート時の角度と整合した主流れ方向によりおよび他方では充填プロセス中に行われる次の回転により達成される長所は、供給システム内への鋳込みチャネルの口が鋳型内に充填された金属溶融体のレベルより下になった時、鋳型の回転が最短で開始される場合に特に有効に利用できる。このようにして、重力の作用方向と広範囲に一致する主流れ方向の整合の長所の同時的最適利用により、過度の乱流の危険性および鋳造部品内の気泡形成が最小に低減される。
【００２０】
この結果、特に経済的な方法で本発明の方法を使用することにより、既知の鋳造方法より特に低い鋳造部品のスクラップ率を達成できると同時に、厳格な品質条件を満たすことも可能になる。
【００２１】
本発明の方法について上述したプロセスにしたがって、金属溶融体から鋳造部品を鋳造する装置は、鋳型を保持するリテーナと、回転軸線の回りで鋳型を回転させる回転駆動装置と、鋳型の充填開口内に金属溶融体を充填する鋳込み装置とを有し、本発明によれば、該鋳込み装置にトラッキング装置が設けられており、該トラッキング装置は、金属溶融体の充填中に鋳型の回転移動により引き起こされる鋳型の充填開口の位置の変化に対する鋳込み装置を追跡する。
【００２２】
鋳型の充填には、適当なトラッキング装置により、鋳型の充填開口の対応充填位置に運ばれ、必要ならば、鋳型の回転に伴う充填開口の位置の変化を追跡する慣用の鋳込みスプーンを使用できる。
【００２３】
本発明による方法および装置は、内燃機関のエンジンブロックの製造に特に適している。これらの比較的複雑な形状の鋳造部品では、鋳型内に充填された溶融体が鋳型の関連セクションと接触したときに所望の濡れ性または凝固の挙動を呈するように、鋳型の或るセクションを予め熱処理しておく必要がある。このような鋳型セクションの典型的な例として、いわゆる「シリンダライナ」または「シリンダスリーブ」があり、これらは、エンジンブロックのシリンダ開口の領域に充分な耐摩耗性を保証すべく軽金属のエンジンブロック内に鋳造される。これらのライナまたはスリーブ（これらは一般にスチール材料で作られる）は、一般に鋳型の鋳造コアまたは鋳造部品を形成する砂に比べて著しく高い熱伝導率を有している。鋳造部品として鋳造される部品は予熱されるので、鋳造金属との優れた濡れ性が得られ、熱応力の発生および好ましくない構造の形成が防止される。
【００２４】
鋳型の回転を通して鋳型およびその鋳込みチャネルの位置決めが行われ、鋳型内に充填される金属溶融体の主流れ方向が本発明の方法により整合されるならば、本発明の方法を実施するときに鋳型が回転される回転軸線の位置は重要ではない。しかしながら、鋳型の回転軸線が水平方向に整合されるならば、本発明の方法の実施に使用される本発明の装置の特に簡単で実用的な設計が得られる。
【００２５】
同様に、鋳型の鋳込みチャネルが直線状に形成されているならば、本発明により形成される装置の特に簡単な設計を達成できる。
【００２６】
鋳込みチャネルの充填開口が鋳型の下面（この下面は、凝固状態においてフィードシステムとの境界を画する鋳型の上面に対向して配置される）に配置されるならば、簡単で、したがって同時にコスト有効性に優れた装置に更に寄与できる。
【００２７】
本発明による装置の最も広い多様性を得るためには、その回転駆動装置は、１８０°より大きい角度に亘って鋳型を回転できるようにすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
以下、例示実施形態を示す添付図面を参照して、本発明を更に詳細に説明する。
【００２９】
【図１】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図２】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図３】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図４】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図５】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図６】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図７】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図８】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図９】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図１０】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
ここで、鋳造部品Ｇは、４気筒内燃機関のエンジンブロックである。ここに説明する例示実施形態に使用される鋳造金属は、アルミニウムの鋳造溶融体である。
【００３１】
装置１は、図面に断面で示す円筒状の鋳造セルＺを有している。該鋳造セルＺは２つのローラ２、３上に取付けられかつ駆動装置（図示せず）により回転駆動される。鋳造セルＺ内には、平らな取付け床４と、該取付け床４から間隔を隔てて平行に整合しているガイドプレート５とが固定されている。
【００３２】
ガイドプレート５に割り当てられた取付け床４の上面上には、ベースプレート６が配置されている。ベースプレート６は、種々の鋳型部品および鋳型コアから作られた鋳型Ｆの一部である。ベースプレート６は側方シート（側方座）を有し、各側方シートには、これに対応して形成された肩部を備えたフロントスライド７、８が、ベースプレート６内に確実嵌合により座合している。鋳型Ｆに一般に存在するフロントスライドのうち、明瞭化のため、ベースプレート６の両側で鋳造セルＺに割り当てられたスライド７、８のみが示されている。
【００３３】
ガイドプレート５において、取付け床４の方向に向けられたガイドプレート５の下面に平行に延びている押圧プレート９は、組立て作業の後、取付け床４の方向に調節して鋳型Ｆを保持するように、また鋳造プロセスの完了時に該鋳型Ｆを取外しかつ完成した鋳造部品Ｇを鋳型から取出すことができるようにするため取付け床から離れる方向に移動できるように支持されている。
【００３４】
次に、鋳造すべきエンジンブロック鋳造部品Ｇの円筒状キャビティを半径方向に包囲する円筒状スリーブＢおよびコアＫが、既知の態様でフロントスライド７、８の間に挿入される。これにより、鋳造部品Ｇ内に、鋳造金属Ｍにより充填すべきでないチャネルおよびキャビティが形成される。
【００３５】
押圧プレート９に割り当てられた鋳型Ｆの上面には底コアＯが配置されており、該底コアＯは、ガイドプレート５に割り当てられたフロントスライド７、８の上方セクション内に確実嵌合することによりフロントスライド７、８を保持する。ベースプレート６、フロントスライド７、８、コアＫ、円筒状スリーブＢおよび底コアＯは、鋳型Ｆの成形キャビティＨを形成する。
【００３６】
最後に、底コアＯ上には更にフィードコアＳが配置されている。フィードコアＳは循環大容量フィードチャネル１０を備えたフィードシステムを形成し、該フィードシステムは、フィードコアＳが完全に組立てられたときに、フロントスライド７、８の上方で作動する。ここで、フィードコアＳは開口１１を形成しており、円筒状スリーブＢにより包囲された各円筒状開口には、前記開口１１を介してアクセスできる。フィードチャネル１０は、種々の湯口１２を介して鋳型Ｆの成形キャビティＨに連結されている。
【００３７】
鋳型には、直線状に形成された鋳込みチャネル１３（技術的表現では「湯口（sprue）」とも呼ばれる）が形成されており、該鋳込みチャネル１３はフロントスライド７と、フロントスライド７に割り当てられかつフロントスライド７と取付け床４の間に配置されたベースプレート６の側方セクションと、フィードコアＳとを通って延び、取付け床４に対して垂直方向に整合しており、かつ取付け床４に形成されたファンネル状の充填開口１４から直接通路で通じておりかつ直線状にフィードコアＳの口１５に開口しているフィードチャネル１０に通じている。
【００３８】
ひとたびフィードコアＳが嵌合されたならば、このようにして準備された鋳型Ｆ上に押圧プレート９が下降され、鋳型Ｆの確実に嵌合相互ロックされた部品およびコアの組立て位置を確保する。
【００３９】
ここで、ベースプレート６が重力の作用方向ＷＫで見て頂に位置しかつフィードコアＳが底に位置するまで、内部に鋳型Ｆが保持された鋳造セルＺが、水平方向に整合されかつ鋳型Ｆの長手方向軸線と一致した回転軸線Ｘの回りで１８０°に亘って回転される。したがって、この位置では、取付け床４に設けられた、鋳込みチャネル１３の充填開口１４が頂に位置する。
【００４０】
ひとたびこの位置に到達すると、誘導加熱装置１６の加熱バーが、各円筒状スリーブＢ内に挿入され、これらの円筒状スリーブＢを特定温度に加熱する（図３および図４）。
【００４１】
円筒状スリーブＢを加熱した後、鋳造セルＺは、回転軸線Ｘの回りで約４５°の角度に亘って再び反時計回り方向に回転される。したがって、この「充填位置」では、直線状の鋳込みチャネル１３も、重力の作用方向ＷＫに対して約４５°の角度に配置される。
【００４２】
次に、鋳込みスプーンの形態をなす鋳込み装置１７により、鋳造すべき金属溶融体Ｍが鋳込みチャネル１３の充填開口１４内に注入される。鋳型Ｆの角度のため、溶融体Ｍは鋳込みチャネル１３を通って比較的ゆっくりと流れ、かつ対応する小さい運動エネルギでフィードコアＳのフィードチャネル１０に流入する。ここで、溶融体Ｍの主流れ方向ＳＲは鋳込みチャネル１３と同じ整合（アライメント）を有し、したがって、鋳込みチャネル１３を通って流れる溶融体Ｍの主流れ方向ＳＲは、重力の作用方向ＷＫに対して約４５°の角度で整合している。
【００４３】
金属溶融体Ｍによる傾斜鋳型Ｆの充填は、鋳込みチャネル１３の口１５が、フィードチャネル１０内に集合する金属溶融体Ｍのレベルより下に位置するまで続けられる（図５）。
【００４４】
ひとたびこの状態に到達すると、鋳造セルＺは、充填開口１４からフィードチャネル１０の口１５までの鋳込みチャネル１３が垂直下方を向くまで、時計回り方向にゆっくりと回転される。
【００４５】
金属溶融体Ｍによる鋳型Ｆの充填は、回転中に連続的に行われる。この目的のため、鋳込み装置１７はトラッキング装置Ｔにより追跡される。トラッキング装置Ｔは、例えば鋳込み装置１７を吊り下げるアクチュエータ駆動装置またはクレーンで構成され、鋳造セルＺの回転に伴う充填開口１４の位置の変化を追跡する。ひとたびこの回転の端位置に到達すると、溶融体Ｍの主流れ方向ＳＲが重力の作用方向と一致し、これにより、重力を最適に利用して鋳型Ｆの成形キャビティの残余のセクションの充填が行われる（図７および図８）。
【００４６】
鋳型Ｆ内に充分な量の溶融体Ｍが充填されるやいなや、充填開口１４内にストッパ１８が置かれ、充填開口１４を密封シールする（図８）。
【００４７】
次に、スタート位置（図２）に到達するまで鋳造セルＺが再び回転される。このスタート位置では、重力の作用方向ＷＫで見て、フィードコアＳが頂に配置されかつベースプレート６が底に配置される。ここでは、ストッパ１８が鋳型Ｆのシールを形成し続け、鋳型Ｆから溶融体Ｍが流出しないことを確保する。
【００４８】
鋳型Ｆは、鋳造部品を鋳型から取出すことができるように鋳造部品の凝固が充分に進むまで、この位置に保持される。
【００４９】
上記例示実施形態では、鋳型Ｆは、鋳造すべき該鋳型ＦのフィーダＳが少なくともかなり大きい程度で鋳型Ｆの成形キャビティＨの下に配置され、このため、鋳型Ｆの成形キャビティＨが最初は重力に抗して充填されるように設計されている。最初の充填中に金属溶融体Ｍの速度を低下させかつ鋳込みチャネル１３およびフィードＳの均一な充填プロセスを達成するには、充填プロセス時に、鋳型Ｆの全体をスプルーに対して予め傾斜させておくのが好ましい。鋳込みスプーンの形態をなす鋳込み装置１７が充填に使用され、該鋳込み装置１７は、前述のように、鋳造プロセス中に鋳型Ｆの回転に追従することができる。
【００５０】
充填プロセスの完了時に、フィーダＳから上方を向いている湯口１３がシールされると、フィードＳおよび成形キャビティＨ内に存在する溶融体Ｍに金属静水圧が作用し、溶融体Ｍの収縮を防止する。
【００５１】
本発明の例示実施形態では、連続回転中に、フィーダＳ内に存在する金属溶融体Ｍが、成形キャビティＨ内の金属溶融体Ｍの溶湯静圧を維持する。これにより、例えば気泡およびコールド・ラン等の鋳造欠陥が排除される。
【符号の説明】
【００５２】
１ 鋳造部品Ｇの鋳造装置
２、３ ローラ
４ 取付け床
５ ガイドプレート
６ 鋳型Ｆのベースプレート
７、８ フロントスライド
９ 押圧プレート
１０ フィードコアＳのフィードチャネル
１１ フィードコアＳの開口
１２ 湯口
１３ 鋳込みチャネル
１４ 充填開口
１５ 鋳込みチャネル１３の口
１６ 加熱装置
１７ 鋳込み装置
１８ ストッパ
Ｂ 円筒状スリーブ
Ｆ 鋳型
Ｇ 鋳造部品
Ｈ 鋳型Ｆの成形キャビティ
Ｋ コア
Ｍ 金属溶融体
Ｏ 底コア
Ｓ フィードコア
ＳＲ 主流れ方向
Ｔ トラッキング装置
ＷＫ 重力の作用方向
Ｘ 回転軸線
Ｚ 鋳造セル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属溶融体から鋳造部品を鋳造する方法および該方法を実施する適当な装置に関する。本発明にしたがって加工される金属溶融体は、より詳しくは軽金属溶融体、好ましくはアルミニウム溶融体またはアルミニウム合金ベース溶融体である。
【背景技術】
【０００２】
鋳造部品の特性は、鋳型内での溶融体の凝固中および収縮の補償に必要なフィーディング中に大きい影響を受ける。したがって、溶融体による鋳型の充填が、鋳型内での溶融体の高速流れを防止する連続プロセスで行われるならば、特性の特に均一な分散が生じ、この場合には、鋳型のフィーダとは反対側での均一な分散を伴う凝固がスタートする。
【０００３】
いわゆる回転鋳造により、特に高品質の鋳造製品を作ることができる。下記特許文献１には、高品質の鋳造部品を製造すべく実際に試みられかつ試験されてきたこの鋳造方法の一実施形態が提案されている。この特許文献１によれば、金属溶融体を収容する、上向きの開口を備えたこの溶融体容器は、鋳型の下向きの充填開口とドッキングされる。次に、鋳型は、これに固定連結された溶融体容器と一緒に約１８０°に亘って回転される。この回転中に、溶融体は、溶融体容器から鋳型へと移動される。ひとたび最終回転位置に到達したならば、溶融体容器が鋳型から取外される。ここでフィーダ領域の頂部に留まる残留溶融体は、重力によって有効に留まることができかつ溶融体の凝固に伴う体積損と効率的に釣り合うことができる。
【０００４】
溶融体容器と一緒に鋳型が回転することにより、金属溶融体による鋳型の完全充填が達成される。鋳型を充填する金属溶融体は、鋳型の回転中に、重力を均一に受けるため、溶融体は、鋳造すべき部品を複製する鋳型の成形キャビティの全領域に確実に到達する。また、回転に伴う鋳型の整合によりもたらされる誘導された凝固の結果として、鋳造部品の構造が最適化される。
【０００５】
しかしながら、上記方法で実施される回転鋳造では、特に均一な凝固形態が要求される円筒状の内部幾何学的形状の場合に問題が生じる。鋳型が重力に抗して最初に充填され次に冷却のために回転される結果として、鋳型の静かな充填およびこれに伴う改善された凝固が実際に達成される。しかしながら、回転前でも鋳造の欠陥が生じ、この欠陥の殆どは気泡またはコールド・ラン（cold runs）の形態をとる。これらの鋳造欠陥は、溶融体が、鋳型の回転前でも、鋳型内で、制御されない凝固フロント（すなわち「コールド・ラン」）が形成されるか、溶融体が鋳型内で気泡を含んだ状態で収縮する程度まで冷えてしまうという事実により生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１００ １９ ３０９（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような背景に対し、本発明の目的は、複雑な形状を有する高品質な鋳造部品を経済的にかつ高い作動信頼性をもって製造できる方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
方法に関しては、上記目的は、特許請求の範囲の請求項１に記載の特徴を有する本発明の方法により達成される。本発明による方法の有利な実施形態は、請求項１に従属する特許請求の範囲に記載されている。
【０００９】
装置に関しては、上記目的は、特許請求の範囲の請求項１２に記載の特徴を有する本発明の装置により達成される。本発明による装置の有利な実施形態は、請求項１２に従属する特許請求の範囲に記載されている。
【００１０】
本発明によれば、金属溶融体から鋳造部品を鋳造するため、ピボット型装着により取付けられる鋳型が最初に設けられる（段階ａ）。この鋳型は、鋳造部品を成形する成形キャビティと、該成形キャビティに金属溶融体を供給するフィードシステムと、鋳込みチャネルとを有し、該鋳込みチャネルを介してフィードシステムが金属溶融体で充填される。ここでフィードシステムは、鋳型が充填位置に回転されると金属溶融体による成形キャビティの充填が重力の作用方向に抗してフィードシステムを介して行われるように、鋳型の成形キャビティに対して配置される。同時に、金属溶融体を充填するために設けられた、鋳込みチャネルの充填開口が、該鋳込みチャネルのフィードシステム内への口から遠隔の鋳型の側面に配置され、これにより、鋳込みチャネルの充填開口が、鋳型のそれぞれの充填位置において、フィードシステム内への口の上方に配置される。
【００１１】
充填前に、このようにして設けられた鋳型が充填位置に整合され、この充填位置で、鋳込みチャネル内に充填された金属溶融体が重力の作用の結果として鋳込みチャネルを通って流れ、このとき、金属溶融体の主流れ方向が重力の作用方向に対して或る角度を形成する（段階ｂ）。ここで、金属溶融体の「主流れ方向」とは、充填開口からフィードシステム内への充填チャネルの口までの直接通路をとるために、溶融体が、鋳込みチャネルの実際のコースとは独立して流れなくてはならない流れ方向を意味する。この場合、本発明ににより特定された充填位置での鋳型の整合は、各場合において別々に行われることは自明であるが、鋳型が本発明による手順の条件を満たすように鋳型を設けるときに、鋳型を整合させることも可能である。
【００１２】
充填位置に整合された鋳型には、鋳込みチャネルを含む該鋳型が金属溶融体により完全に充填されるまで、金属溶融体が充填される（段階ｃ）。
【００１３】
ひとたび鋳型が充分に充填されたならば、鋳型は、鋳込みチャネルの充填開口内に置かれるストッパによりシールされる（段階ｄ）。次に、鋳型は凝固位置に回転され、該凝固位置では、重力の作用の結果として、フィードシステム内に存在する溶融体が成形キャビティ内に存在する溶融体を押圧する（段階ｅ）。鋳型は、該鋳型内に存在する金属溶融体が或る凝固状態に到達するまで、凝固位置に保持される（段階ｆ）。次に、鋳造部品が鋳型から取出される（段階ｇ）。
【００１４】
鋳型のフィードシステム内に収容された金属溶融体が鋳造部品を形成する溶融体を押圧するように、充填し、次に鋳型のシーリングおよび維持を行いかつ鋳型を回転させる本発明による方法の結果として、鋳造の欠陥が回避される。特に静かな充填プロセスとは別に、これには、特に、充填の終時からおよび全凝固プロセス中に鋳型内に収容される金属溶融体は金属静水圧下に留まるという事実により更なる寄与がなされる。かくして、シーリング後に鋳込みチャネル内に残留する溶融体のコラム（柱）の結果として、鋳造部品を形成する成形キャビティ内の溶融体の収縮が妨げられる。同時に、鋳型の密封シーリングにより、鋳込み装置自体または他の高価なコンポーネンツを鋳型と一緒に移動させる必要なくして、充填プロセスの完了直後に鋳型の回転を開始させることができる。
【００１５】
鋳型の本発明による整合（段階ａ）〜段階ｃ））および重力の作用方向に対する主流れ方向の角度での関連整合の結果として、金属溶融体は、流れ速度に作用する相応の小さな重力のために、溶融体の主流れ方向と重力の作用方向とが一致すると仮定した場合よりもかなりゆっくりと鋳込みチャネルを通って流れる。本発明の手順により、鋳型には、充填プロセスのスタートから対応する静かさで金属溶融体が充填される。
【００１６】
特に既知の回転鋳造方法での充填のスタート時における溶融体の問題の多い乱流および不規則な流れは、本発明の手順により大幅に低減される。この簡素な方法は、鋳造の品質の大幅な改善に寄与する。
【００１７】
鋳型は、充填を続ける間、金属溶融体の或る充填レベルに到達後に、鋳込みチャネルを通って流れる金属溶融体の主流れ方向が重力の作用方向に徐々に近づくようにして回転されるので、充填プロセスが進行するときの重力の作用を完全に利用できる。ここで、この時点でフィードシステムまたは鋳込みチャネル内に既に存在している溶融体の量が、鋳型内に流入する溶融体を抑制し、このため重力の方向に徐々に近づく鋳込みチャネルでも、鋳型の静かで均一な充填が確保される。
【００１８】
また、充填中に行われる、重力の作用方向への鋳型の回転により、鋳型がシールされる時点での金属静水圧の最適有効性が確保される。したがって、本発明の実用に適した設計は、充填チャネルを通って流れる金属溶融体の主流れ方向が重力の作用方向と一致すると、充填プロセス中に行われる回転が停止するようになっている。
【００１９】
一方では充填のスタート時の角度と整合した主流れ方向によりおよび他方では充填プロセス中に行われる次の回転により達成される長所は、供給システム内への鋳込みチャネルの口が鋳型内に充填された金属溶融体のレベルより下になった時、鋳型の回転が最短で開始される場合に特に有効に利用できる。このようにして、重力の作用方向と広範囲に一致する主流れ方向の整合の長所の同時的最適利用により、過度の乱流の危険性および鋳造部品内の気泡形成が最小に低減される。
【００２０】
この結果、特に経済的な方法で本発明の方法を使用することにより、既知の鋳造方法より特に低い鋳造部品のスクラップ率を達成できると同時に、厳格な品質条件を満たすことも可能になる。
【００２１】
本発明の方法について上述したプロセスにしたがって、金属溶融体から鋳造部品を鋳造する装置は、鋳型を保持するリテーナと、回転軸線の回りで鋳型を回転させる回転駆動装置と、鋳型の充填開口内に金属溶融体を充填する鋳込み装置とを有し、本発明によれば、該鋳込み装置にトラッキング装置が設けられており、該トラッキング装置は、金属溶融体の充填中に鋳型の回転移動により引き起こされる鋳型の充填開口の位置の変化に対する鋳込み装置を追跡する。
【００２２】
鋳型の充填には、適当なトラッキング装置により、鋳型の充填開口の対応充填位置に運ばれ、必要ならば、鋳型の回転に伴う充填開口の位置の変化を追跡する慣用の鋳込みスプーンを使用できる。
【００２３】
本発明による方法および装置は、内燃機関のエンジンブロックの製造に特に適している。これらの比較的複雑な形状の鋳造部品では、鋳型内に充填された溶融体が鋳型の関連セクションと接触したときに所望の濡れ性または凝固の挙動を呈するように、鋳型の或るセクションを予め熱処理しておく必要がある。このような鋳型セクションの典型的な例として、いわゆる「シリンダライナ」または「シリンダスリーブ」があり、これらは、エンジンブロックのシリンダ開口の領域に充分な耐摩耗性を保証すべく軽金属のエンジンブロック内に鋳造される。これらのライナまたはスリーブ（これらは一般にスチール材料で作られる）は、一般に鋳型の鋳造コアまたは鋳造部品を形成する砂に比べて著しく高い熱伝導率を有している。鋳造部品として鋳造される部品は予熱されるので、鋳造金属との優れた濡れ性が得られ、熱応力の発生および好ましくない構造の形成が防止される。
【００２４】
鋳型の回転を通して鋳型およびその鋳込みチャネルの位置決めが行われ、鋳型内に充填される金属溶融体の主流れ方向が本発明の方法により整合されるならば、本発明の方法を実施するときに鋳型が回転される回転軸線の位置は重要ではない。しかしながら、鋳型の回転軸線が水平方向に整合されるならば、本発明の方法の実施に使用される本発明の装置の特に簡単で実用的な設計が得られる。
【００２５】
同様に、鋳型の鋳込みチャネルが直線状に形成されているならば、本発明により形成される装置の特に簡単な設計を達成できる。
【００２６】
鋳込みチャネルの充填開口が鋳型の下面（この下面は、凝固状態においてフィードシステムとの境界を画する鋳型の上面に対向して配置される）に配置されるならば、簡単で、したがって同時にコスト有効性に優れた装置に更に寄与できる。
【００２７】
本発明による装置の最も広い多様性を得るためには、その回転駆動装置は、１８０°より大きい角度に亘って鋳型を回転できるようにすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
以下、例示実施形態を示す添付図面を参照して、本発明を更に詳細に説明する。
【００２９】
【図１】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図２】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図３】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図４】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図５】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図６】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図７】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図８】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図９】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【図１０】鋳造部品Ｇを鋳造する装置１の１０の作動位置の１つを、装置の長手方向軸線に対して垂直に切断して示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
ここで、鋳造部品Ｇは、４気筒内燃機関のエンジンブロックである。ここに説明する例示実施形態に使用される鋳造金属は、アルミニウムの鋳造溶融体である。
【００３１】
装置１は、図面に断面で示す円筒状の鋳造セルＺを有している。該鋳造セルＺは２つのローラ２、３上に取付けられかつ駆動装置（図示せず）により回転駆動される。鋳造セルＺ内には、平らな取付け床４と、該取付け床４から間隔を隔てて平行に整合しているガイドプレート５とが固定されている。
【００３２】
ガイドプレート５に割り当てられた取付け床４の上面上には、ベースプレート６が配置されている。ベースプレート６は、種々の鋳型部品および鋳型コアから作られた鋳型Ｆの一部である。ベースプレート６は側方シート（側方座）を有し、各側方シートには、これに対応して形成された肩部を備えたフロントスライド７、８が、ベースプレート６内に確実嵌合により座合している。鋳型Ｆに一般に存在するフロントスライドのうち、明瞭化のため、ベースプレート６の両側で鋳造セルＺに割り当てられたスライド７、８のみが示されている。
【００３３】
ガイドプレート５において、取付け床４の方向に向けられたガイドプレート５の下面に平行に延びている押圧プレート９は、組立て作業の後、取付け床４の方向に調節して鋳型Ｆを保持するように、また鋳造プロセスの完了時に該鋳型Ｆを取外しかつ完成した鋳造部品Ｇを鋳型から取出すことができるようにするため取付け床から離れる方向に移動できるように支持されている。
【００３４】
次に、鋳造すべきエンジンブロック鋳造部品Ｇの円筒状キャビティを半径方向に包囲する円筒状スリーブＢおよびコアＫが、既知の態様でフロントスライド７、８の間に挿入される。これにより、鋳造部品Ｇ内に、鋳造金属Ｍにより充填すべきでないチャネルおよびキャビティが形成される。
【００３５】
押圧プレート９に割り当てられた鋳型Ｆの上面には底コアＯが配置されており、該底コアＯは、ガイドプレート５に割り当てられたフロントスライド７、８の上方セクション内に確実嵌合することによりフロントスライド７、８を保持する。ベースプレート６、フロントスライド７、８、コアＫ、円筒状スリーブＢおよび底コアＯは、鋳型Ｆの成形キャビティＨを形成する。
【００３６】
最後に、底コアＯ上には更にフィードコアＳが配置されている。フィードコアＳは循環大容量フィードチャネル１０を備えたフィードシステムを形成し、該フィードシステムは、フィードコアＳが完全に組立てられたときに、フロントスライド７、８の上方で作動する。ここで、フィードコアＳは開口１１を形成しており、円筒状スリーブＢにより包囲された各円筒状開口には、前記開口１１を介してアクセスできる。フィードチャネル１０は、種々の湯口１２を介して鋳型Ｆの成形キャビティＨに連結されている。
【００３７】
鋳型には、直線状に形成された鋳込みチャネル１３（技術的表現では「湯口（sprue）」とも呼ばれる）が形成されており、該鋳込みチャネル１３はフロントスライド７と、フロントスライド７に割り当てられかつフロントスライド７と取付け床４の間に配置されたベースプレート６の側方セクションと、フィードコアＳとを通って延び、取付け床４に対して垂直方向に整合しており、かつ取付け床４に形成されたファンネル状の充填開口１４から直接通路で通じておりかつ直線状にフィードコアＳの口１５に開口しているフィードチャネル１０に通じている。
【００３８】
ひとたびフィードコアＳが嵌合されたならば、このようにして準備された鋳型Ｆ上に押圧プレート９が下降され、鋳型Ｆの確実に嵌合相互ロックされた部品およびコアの組立て位置を確保する。
【００３９】
ここで、ベースプレート６が重力の作用方向ＷＫで見て頂に位置しかつフィードコアＳが底に位置するまで、内部に鋳型Ｆが保持された鋳造セルＺが、水平方向に整合されかつ鋳型Ｆの長手方向軸線と一致した回転軸線Ｘの回りで１８０°に亘って回転される。したがって、この位置では、取付け床４に設けられた、鋳込みチャネル１３の充填開口１４が頂に位置する。
【００４０】
ひとたびこの位置に到達すると、誘導加熱装置１６の加熱バーが、各円筒状スリーブＢ内に挿入され、これらの円筒状スリーブＢを特定温度に加熱する（図３および図４）。
【００４１】
円筒状スリーブＢを加熱した後、鋳造セルＺは、回転軸線Ｘの回りで約４５°の角度に亘って再び反時計回り方向に回転される。したがって、この「充填位置」では、直線状の鋳込みチャネル１３も、重力の作用方向ＷＫに対して約４５°の角度に配置される。
【００４２】
次に、鋳込みスプーンの形態をなす鋳込み装置１７により、鋳造すべき金属溶融体Ｍが鋳込みチャネル１３の充填開口１４内に注入される。鋳型Ｆの角度のため、溶融体Ｍは鋳込みチャネル１３を通って比較的ゆっくりと流れ、かつ対応する小さい運動エネルギでフィードコアＳのフィードチャネル１０に流入する。ここで、溶融体Ｍの主流れ方向ＳＲは鋳込みチャネル１３と同じ整合（アライメント）を有し、したがって、鋳込みチャネル１３を通って流れる溶融体Ｍの主流れ方向ＳＲは、重力の作用方向ＷＫに対して約４５°の角度で整合している。
【００４３】
金属溶融体Ｍによる傾斜鋳型Ｆの充填は、鋳込みチャネル１３の口１５が、フィードチャネル１０内に集合する金属溶融体Ｍのレベルより下に位置するまで続けられる（図５）。
【００４４】
ひとたびこの状態に到達すると、鋳造セルＺは、充填開口１４からフィードチャネル１０の口１５までの鋳込みチャネル１３が垂直下方を向くまで、時計回り方向にゆっくりと回転される。
【００４５】
金属溶融体Ｍによる鋳型Ｆの充填は、回転中に連続的に行われる。この目的のため、鋳込み装置１７はトラッキング装置Ｔにより追跡される。トラッキング装置Ｔは、例えば鋳込み装置１７を吊り下げるアクチュエータ駆動装置またはクレーンで構成され、鋳造セルＺの回転に伴う充填開口１４の位置の変化を追跡する。ひとたびこの回転の端位置に到達すると、溶融体Ｍの主流れ方向ＳＲが重力の作用方向と一致し、これにより、重力を最適に利用して鋳型Ｆの成形キャビティの残余のセクションの充填が行われる（図７および図８）。
【００４６】
鋳型Ｆ内に充分な量の溶融体Ｍが充填されるやいなや、充填開口１４内にストッパ１８が置かれ、充填開口１４を密封シールする（図８）。
【００４７】
次に、スタート位置（図２）に到達するまで鋳造セルＺが再び回転される。このスタート位置では、重力の作用方向ＷＫで見て、フィードコアＳが頂に配置されかつベースプレート６が底に配置される。ここでは、ストッパ１８が鋳型Ｆのシールを形成し続け、鋳型Ｆから溶融体Ｍが流出しないことを確保する。
【００４８】
鋳型Ｆは、鋳造部品を鋳型から取出すことができるように鋳造部品の凝固が充分に進むまで、この位置に保持される。
【００４９】
上記例示実施形態では、鋳型Ｆは、鋳造すべき該鋳型ＦのフィーダＳが少なくともかなり大きい程度で鋳型Ｆの成形キャビティＨの下に配置され、このため、鋳型Ｆの成形キャビティＨが最初は重力に抗して充填されるように設計されている。最初の充填中に金属溶融体Ｍの速度を低下させかつ鋳込みチャネル１３およびフィードＳの均一な充填プロセスを達成するには、充填プロセス時に、鋳型Ｆの全体をスプルーに対して予め傾斜させておくのが好ましい。鋳込みスプーンの形態をなす鋳込み装置１７が充填に使用され、該鋳込み装置１７は、前述のように、鋳造プロセス中に鋳型Ｆの回転に追従することができる。
【００５０】
充填プロセスの完了時に、フィーダＳから上方を向いている湯口１３がシールされると、フィードＳおよび成形キャビティＨ内に存在する溶融体Ｍに金属静水圧が作用し、溶融体Ｍの収縮を防止する。
【００５１】
本発明の例示実施形態では、連続回転中に、フィーダＳ内に存在する金属溶融体Ｍが、成形キャビティＨ内の金属溶融体Ｍの溶湯静圧を維持する。これにより、例えば気泡およびコールド・ラン等の鋳造欠陥が排除される。
【符号の説明】
【００５２】
１ 鋳造部品Ｇの鋳造装置
２、３ ローラ
４ 取付け床
５ ガイドプレート
６ 鋳型Ｆのベースプレート
７、８ フロントスライド
９ 押圧プレート
１０ フィードコアＳのフィードチャネル
１１ フィードコアＳの開口
１２ 湯口
１３ 鋳込みチャネル
１４ 充填開口
１５ 鋳込みチャネル１３の口
１６ 加熱装置
１７ 鋳込み装置
１８ ストッパ
Ｂ 円筒状スリーブ
Ｆ 鋳型
Ｇ 鋳造部品
Ｈ 鋳型Ｆの成形キャビティ
Ｋ コア
Ｍ 金属溶融体
Ｏ 底コア
Ｓ フィードコア
ＳＲ 主流れ方向
Ｔ トラッキング装置
ＷＫ 重力の作用方向
Ｘ 回転軸線
Ｚ 鋳造セル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ピボット型装着により取付けられる鋳型（Ｆ）を設ける段階を有し、鋳型（Ｆ）は、鋳造部品（Ｇ）を成形する成形キャビティ（Ｈ）と、該成形キャビティ（Ｈ）に金属溶融体（Ｍ）を供給するフィードシステム（１０）と、鋳込みチャネル（１３）とを有し、該鋳込みチャネル（１３）を介してフィードシステム（１０）が金属溶融体で充填され、フィードシステム（１０）は、鋳型（Ｆ）が充填位置に回転されると金属溶融体（Ｍ）による成形キャビティ（Ｈ）の充填が重力の作用方向に抗してフィードシステム（１０）を介して行われるように、鋳型（Ｆ）の成形キャビティ（Ｈ）に対して配置され、金属溶融体（Ｍ）を充填するために設けられた、鋳込みチャネル（１３）の充填開口（１４）が、フィードシステム（１０）内への口（１５）から遠隔の鋳型（Ｆ）側面に配置され、これにより、鋳込みチャネル（１３）の充填開口（１４）が、鋳型（Ｆ）のそれぞれの充填位置において、フィードシステム（１０）内への口（１５）の上方に配置され、
ｂ）鋳込みチャネル（１３）内に充填された金属溶融体（Ｍ）が重力の作用の結果として鋳込みチャネル（１３）を通って流れる充填位置に、鋳型（Ｆ）を整合させる段階を有し、金属溶融体（Ｍ）の主流れ方向（ＳＲ）が重力の作用方向（ＷＫ）に対して或る角度を形成し、
ｃ）鋳込みチャネル（１３）を含む鋳型（Ｆ）が金属溶融体（Ｍ）により完全に充填されるまで、充填位置に整合した鋳型（Ｆ）に金属溶融体（Ｍ）を充填する段階と、
ｄ）鋳込みチャネル（１３）の充填開口（１４）内に置かれるストッパ（１８）により鋳型（Ｆ）をシールする段階と、
ｅ）シールされた鋳型（Ｆ）を凝固位置に回転させる段階とを有し、凝固位置では、重力の作用の結果として、フィードシステム（１０）内に存在する溶融体（Ｍ）が成形キャビティ（Ｈ）内に存在する溶融体（Ｍ）を押圧し、
ｆ）鋳型（Ｆ）内に存在する金属溶融体（Ｍ）が或る凝固状態に到達するまで、鋳型（Ｆ）を凝固位置に保持する段階と、
ｇ）鋳造部品（Ｇ）を鋳型（Ｆ）から取出す段階とを更に有していることを特徴とする金属溶融体（Ｍ）から鋳造部品（Ｇ）を鋳造する方法。
【請求項２】
前記金属溶融体（Ｍ）の或る充填レベルに到達後に、鋳込みチャネル（１３）を通って流れる金属溶融体（Ｍ）の主流れ方向（ＳＲ）が重力の作用方向（ＷＫ）に益々近づくようにして充填を続けながら、鋳型（Ｆ）が回転されることを特徴とする請求項１記載の鋳造方法。
【請求項３】
前記充填プロセス中に行われる回転は、鋳込みチャネル（１３）を通って流れる金属溶融体（Ｍ）の主流れ方向が重力の作用方向（ＷＫ）に一致すると停止されることを特徴とする請求項２記載の鋳造方法。
【請求項４】
前記鋳型（Ｆ）の回転は、フィードシステム（１０）内への鋳込みチャネル（１３）の口（１５）が、鋳型（Ｆ）内に充填された金属溶融体（Ｍ）のレベルに到達したらすぐ開始されることを特徴とする請求項２または３記載の鋳造方法。
【請求項５】
前記金属溶融体（Ｍ）は、鋳込みスプーン（１７）により鋳型（Ｆ）内に充填されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項６】
前記鋳込みスプーン（１７）は、鋳型（Ｆ）の回転を追跡することを特徴とする請求項５および２〜４または３のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項７】
前記鋳型（Ｆ）の少なくとも１つのセクションは、金属溶融体（Ｍ）の充填前に熱処理されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項８】
前記鋳造部品（Ｇ）は内燃機関のエンジンブロックであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項９】
前記鋳型（Ｆ）の回転軸線（Ｘ）は水平方向に整合していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項１０】
前記鋳型（Ｆ）の鋳込みチャネル（１３）は直線状に形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項１１】
前記鋳込みチャネル（１３）の充填開口（１４）は鋳型（Ｆ）の下面に割当てられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項１２】
鋳型（Ｆ）を保持するリテーナと、回転軸線（Ｘ）の回りで鋳型（Ｆ）を回転させる回転駆動装置と、鋳型（Ｆ）の充填開口（１５）内に金属溶融体（Ｍ）を充填する鋳込み装置（１７）とを有する、金属溶融体（Ｍ）から鋳造部品（Ｇ）を鋳造する装置において、金属溶融体（Ｍ）の充填中に鋳型（Ｆ）の回転移動により引き起こされる鋳型（Ｆ）の充填開口（１４）の位置の変化に対する鋳込み装置（１７）を追跡するトラッキング装置（Ｔ）を有していることを特徴とする鋳造装置。
【請求項１３】
前記鋳込み装置は鋳込みスプーン（１７）であることを特徴とする請求項１２記載の鋳造装置。
【請求項１４】
前記鋳型（Ｆ）を１８０°より大きい角度に亘って自由に回転させる回転駆動装置が設けられていることを特徴とする請求項１２または１３記載の鋳造装置。
【請求項１５】
前記鋳型（Ｆ）の回転軸線（Ｘ）は水平方向に整合していることを特徴とする請求項１２または１３記載の鋳造装置。
【請求項１】
ａ）ピボット型装着により取付けられる鋳型（Ｆ）を設ける段階を有し、鋳型（Ｆ）は、鋳造部品（Ｇ）を成形する成形キャビティ（Ｈ）と、該成形キャビティ（Ｈ）に金属溶融体（Ｍ）を供給するフィードシステム（１０）と、鋳込みチャネル（１３）とを有し、該鋳込みチャネル（１３）を介してフィードシステム（１０）が金属溶融体で充填され、フィードシステム（１０）は、鋳型（Ｆ）が充填位置に回転されると金属溶融体（Ｍ）による成形キャビティ（Ｈ）の充填が重力の作用方向に抗してフィードシステム（１０）を介して行われるように、鋳型（Ｆ）の成形キャビティ（Ｈ）に対して配置され、金属溶融体（Ｍ）を充填するために設けられた、鋳込みチャネル（１３）の充填開口（１４）が、フィードシステム（１０）内への口（１５）から遠隔の鋳型（Ｆ）側面に配置され、これにより、鋳込みチャネル（１３）の充填開口（１４）が、鋳型（Ｆ）のそれぞれの充填位置において、フィードシステム（１０）内への口（１５）の上方に配置され、
ｂ）鋳込みチャネル（１３）内に充填された金属溶融体（Ｍ）が重力の作用の結果として鋳込みチャネル（１３）を通って流れる充填位置に、鋳型（Ｆ）を整合させる段階を有し、金属溶融体（Ｍ）の主流れ方向（ＳＲ）が重力の作用方向（ＷＫ）に対して或る角度を形成し、
ｃ）鋳込みチャネル（１３）を含む鋳型（Ｆ）が金属溶融体（Ｍ）により完全に充填されるまで、充填位置に整合した鋳型（Ｆ）に金属溶融体（Ｍ）を充填する段階と、
ｄ）鋳込みチャネル（１３）の充填開口（１４）内に置かれるストッパ（１８）により鋳型（Ｆ）をシールする段階と、
ｅ）シールされた鋳型（Ｆ）を凝固位置に回転させる段階とを有し、凝固位置では、重力の作用の結果として、フィードシステム（１０）内に存在する溶融体（Ｍ）が成形キャビティ（Ｈ）内に存在する溶融体（Ｍ）を押圧し、
ｆ）鋳型（Ｆ）内に存在する金属溶融体（Ｍ）が或る凝固状態に到達するまで、鋳型（Ｆ）を凝固位置に保持する段階と、
ｇ）鋳造部品（Ｇ）を鋳型（Ｆ）から取出す段階とを更に有していることを特徴とする金属溶融体（Ｍ）から鋳造部品（Ｇ）を鋳造する方法。
【請求項２】
前記金属溶融体（Ｍ）の或る充填レベルに到達後に、鋳込みチャネル（１３）を通って流れる金属溶融体（Ｍ）の主流れ方向（ＳＲ）が重力の作用方向（ＷＫ）に益々近づくようにして充填を続けながら、鋳型（Ｆ）が回転されることを特徴とする請求項１記載の鋳造方法。
【請求項３】
前記充填プロセス中に行われる回転は、鋳込みチャネル（１３）を通って流れる金属溶融体（Ｍ）の主流れ方向が重力の作用方向（ＷＫ）に一致すると停止されることを特徴とする請求項２記載の鋳造方法。
【請求項４】
前記鋳型（Ｆ）の回転は、フィードシステム（１０）内への鋳込みチャネル（１３）の口（１５）が、鋳型（Ｆ）内に充填された金属溶融体（Ｍ）のレベルに到達したらすぐ開始されることを特徴とする請求項２または３記載の鋳造方法。
【請求項５】
前記金属溶融体（Ｍ）は、鋳込みスプーン（１７）により鋳型（Ｆ）内に充填されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項６】
前記鋳込みスプーン（１７）は、鋳型（Ｆ）の回転を追跡することを特徴とする請求項５および２〜４または３のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項７】
前記鋳型（Ｆ）の少なくとも１つのセクションは、金属溶融体（Ｍ）の充填前に熱処理されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項８】
前記鋳造部品（Ｇ）は内燃機関のエンジンブロックであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項９】
前記鋳型（Ｆ）の回転軸線（Ｘ）は水平方向に整合していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項１０】
前記鋳型（Ｆ）の鋳込みチャネル（１３）は直線状に形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項１１】
前記鋳込みチャネル（１３）の充填開口（１４）は鋳型（Ｆ）の下面に割当てられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の鋳造方法。
【請求項１２】
鋳型（Ｆ）を保持するリテーナと、回転軸線（Ｘ）の回りで鋳型（Ｆ）を回転させる回転駆動装置と、鋳型（Ｆ）の充填開口（１５）内に金属溶融体（Ｍ）を充填する鋳込み装置（１７）とを有する、金属溶融体（Ｍ）から鋳造部品（Ｇ）を鋳造する装置において、金属溶融体（Ｍ）の充填中に鋳型（Ｆ）の回転移動により引き起こされる鋳型（Ｆ）の充填開口（１４）の位置の変化に対する鋳込み装置（１７）を追跡するトラッキング装置（Ｔ）を有していることを特徴とする鋳造装置。
【請求項１３】
前記鋳込み装置は鋳込みスプーン（１７）であることを特徴とする請求項１２記載の鋳造装置。
【請求項１４】
前記鋳型（Ｆ）を１８０°より大きい角度に亘って自由に回転させる回転駆動装置が設けられていることを特徴とする請求項１２または１３記載の鋳造装置。
【請求項１５】
前記鋳型（Ｆ）の回転軸線（Ｘ）は水平方向に整合していることを特徴とする請求項１２または１３記載の鋳造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２０１２−５０９７６７（Ｐ２０１２−５０９７６７Ａ）
【公表日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３６８８６（Ｐ２０１１−５３６８８６）
【出願日】平成２１年１１月２３日（２００９．１１．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６５６２７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５８００３
【国際公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（５０９１２９９７８）
【氏名又は名称原語表記】Ｎｅｍａｋ Ｄｉｌｌｉｎｇｅｎ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｐａｒｋ Ｓｔａｕｓｔｕｆｅ ６６７６３ Ｄｉｌｌｉｎｇｅｎ Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２３日（２００９．１１．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６５６２７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５８００３
【国際公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【出願人】（５０９１２９９７８）
【氏名又は名称原語表記】Ｎｅｍａｋ Ｄｉｌｌｉｎｇｅｎ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｐａｒｋ Ｓｔａｕｓｔｕｆｅ ６６７６３ Ｄｉｌｌｉｎｇｅｎ Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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