DD149477A1 - COOLING SYSTEM FOR CAST OIL, ESPECIALLY OF SANDING MATERIAL - Google Patents

Abstract

Es war ein effektives Kuehlsystem fuer Gieszereikerne, insbesondere aus Sandformstoff, zu schaffen, um damit eine gerichtete Erstarrung des Guszstueckes im inneren Bereich zu erreichen und damit einen homogenen Gefuegeaufbau bei guter Oberflaechenguete zu sichern. Zu diesem Zweck wurde ein Kuehlrohrsystem vorgeschlagen, d. in dem Kern im Bereich der aeuszeren Kernmantelflaeche eingeformt ist, wobei die Kuehlrohre als parallel zur Kernmantelflaeche angeordnete Doppelschleifen oder aber als spiralfoermige Wendelrohrschleifen ausgefuehrt sind. Als Vorteil wird eine gute Waermeableitung vom Guszstueck erreicht, die aktiv zur Qualitaetsverbesserung der inneren Guszoberflaeche beitraegt, insbesondere durch die Realisierung eines gerichteten Erstarrungsverlaufes. Die vorgeschlagene Einrichtung kann in jedem Gieszereibetrieb angewandt werden.It was an effective cooling system for Gieszereikerne, in particular made of sand molding material, in order to achieve a directional solidification of the Guszstueckes in the inner region and thus to ensure a homogeneous Gefuegeaufbau with good Oberflächenflaechenguete. For this purpose, a cooling tube system has been proposed, i. is formed in the core in the region of the outer Kernmantelflaeche, wherein the cooling tubes are arranged as parallel to the Kernmantelflaeche arranged double loops or as helical Wendelrohrschleifen. As an advantage, a good heat dissipation from the Guszstueck is achieved, which actively contributes to the quality improvement of the inner Guszoberflaeche, in particular by the realization of a directional solidification course. The proposed device can be used in any foundry.

Description

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Kühlsystem für Gießereikerne, inabesondere aus SandformstoffCooling system for foundry cores, in particular made of sand-molded material

Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

Di© Erfindung betrifft ein Kühlsystem im Gießereikern, insbesondere von Kernen aus Sandformstoff, die aber auch in metallischen Dauerformen (z* B* Kokillen) einführbar sind*Di © invention relates to a cooling system in the foundry core, in particular of cores made of sand molding material, but which can also be introduced in metallic permanent molds (z * B * molds) *

Charakteristik der bekannten technischen Lösung» Bai allen Gußstücken gibt ©s Bereiche, die mehr oder weniger stark mechanischen Beanspruchungen unterliegen·Characteristics of the known technical solution »Bai all castings are © s areas that are more or less subject to mechanical stress ·

Dabei handelt es sich z· B· bei We 13enbezügen und Schneckenrädern um eine ausgesprochene Belastung der äußeren Partien«For example, in the case of linen covers and worm wheels, this is a pronounced burden on the outer parts. «

Bei Lagerbuchsen und Druckznuttern jedoch wird in erster Linie der inner© Bareich (innere Wandfläch©) beansprucht· Während zur Erzielung einer hohen Qualität des Gusses en den Außenkonturen in der Regel konventionelle Kühlkörper ausreichen, sind bzw« bereits Küh!systeme entwickelt worden (W?...132176, WP B 22 D/199797), gibt es für Innonkonturen, d« h·, solche Konturen, die durch Sandkerne jeglicher Art gebildet werden, bisher keine praktisch verwertbaren Lösungen· Bisher sind lediglich nur Kühl» oder Abschreckeisen bekannt» Ihre Kühlfunk-» tion ist jedoch nur kurzzeitig wirksam, so daß eine gesteuerte Beeinflussung der Abkühlung des Gußstückes im inneren Bereich nicht oder nur begrenzt möglich ist· Hinzu kommt, daß mit zunehmender Flächengröße der gegen das Kühleisen zu gießenden Stücke Schwierigkeiten, v/ie Kaltschweißstellen oder Porösität des Gusses eintreten«.However, in the case of bearing bushes and pressure gauges, the inner surface is stressed primarily. While conventional heat sinks are generally sufficient to achieve a high casting quality, cooling systems have already been developed (W? ... 132176, WP B 22 D / 199797), there are for Innonkonturen, d · h ·, such contours, which are formed by sand cores of any kind, so far no practically usable solutions · So far, only cooling or Abschreckeisen known » Their cooling function, however, is only effective for a short time, so that controlled influencing of the cooling of the casting in the inner region is not possible or only to a limited extent. In addition, difficulties arise with increasing surface area of the pieces to be cast against the cooling iron or porosity of the casting. "

Besonders die inneren Bereiche eines Gußstückes werden oft mit komplizierten Konturen* z» B₀ Gewinden₉ verseh©n_g deren Qualität letztendlich von der Materialgüte bestimmt wird« Diese Materialgüte beeinflußt damit die Standzeit des Werkstückes und ist Ausdruck der erreichbaren Gebrauchseigenschaften·Especially the inner regions of a casting often with complicated contours * z "B ₀ threads ₉ verseh © n _g their quality is ultimately determined by the material quality," This material quality influenced so that the service life of the workpiece and is an expression of the achievable performance characteristics ·

16.MÄI1980*SGOJ.2·:16.MÄI1980 * SGOJ.2 ·:

Die Qualität der inneren Bereiche ist damit entscheidender Faktor für die Gesamtqualität des Gusses·The quality of the inner areas is therefore a decisive factor for the overall quality of the casting ·

In den bekannten technischen Lösungen werden vor allem !Temperaturregelungen der Gießform durch ein geeignetes Medium in metallischen Formen (WP 136222), in Strammgußkokillen (DT OS 2146792) und in Halbkokillen bei AI-Guß (DT OS 2425272) dargelegt.In the known technical solutions, temperature control of the casting mold by a suitable medium in metallic molds (WP 136222), in stretch casting molds (DT OS 2146792) and in half molds in AI casting (DT OS 2425272) are presented above all!

Alle genannten Varianten stellen SpezialVarianten dar und sind für eine allgemeine gießereitechnische Anwendung bei Sandkernen nicht geeignet·All variants mentioned represent special variants and are not suitable for a general foundry application in sand cores.

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Kühlsystem für Gießereikerne, insbesondere aus Sandformstoff zu entwickeln, mit dem eine gerichtete Erstarrung des Gußstückes im inneren Bereich zur Erzielung eines metallographisch optimalen und dichten Gefüges möglich ist· Damit soll gleichzeitig ein qualitätsgerechtes Gußgesamtgefüge bezüglich der geforderten mechanischen Festigkeitsv/erte erreicht werden, und es soll der fonatechnische Aufwand nicht verkompliziert und gleichzeitig soll die Stabilität der Kerne erhöht werden·It is the object of the invention to develop a cooling system for foundry cores, in particular made of sand molding material, with a directional solidification of the casting in the inner region to achieve a metallographically optimal and dense microstructure is possible · This should at the same time a quality cast total structure with respect to the required mechanical strength vv / erte be achieved, and it should not complicate the fonatechnische effort and at the same time the stability of the cores should be increased ·

Wesen der Erfindung?Essence of the invention?

Es ist durch die Erfindung ein Kühlsystem für Gießereikerne j insbesondere aus Sandformstoff zu entwickeln, mit dem es möglich ist, ein Kühlmedium nabe an die Mantelfläche des Gießereikernes heranzuführen, um somit in dem zu kühlenden Bereich des Gußstückes eine flächenhafte Kühlung zu sichern, ohne daß die Gefahr einer Zersetzung des Kernes mit dem Gußstück besteht, daß die Gefügeporösität vermieden und eine hohe Oberflächengüte erreicht wird»It is to develop by the invention, a cooling system for foundry cores j in particular made of sand molding material, with which it is possible to introduce a cooling medium hub to the lateral surface of the foundry core, thus to secure in the area to be cooled of the casting area cooling without the Risk of decomposition of the core with the casting is that the structure porosity avoided and a high surface quality is achieved »

Das Kühlsystem muß sich leicht einbauen und entfernen lassen© Es soll gleichzeitig der Kernbewährung dienen und es soll mehrfach verwendbar sein.The cooling system must be easy to install and remove © It should also serve the core probation and it should be reusable.

Die erfinöungsgemäß© Lösung besteht darin_s daß als Kühlsystem ein Rohrsystem verwendet wird, das um die Kernspindel im äußeren Mantel des Kernes eingoformt ist, wobei die Kühlrohre als parallelgeführte Doppel« schleifen oder als von unten nach oben aufsteigende spiralförmige einfache oder doppelte Wendelrohrschleifen ausgeführt sind, wobei die Zuleitung des Kühlmediums von oben erfolgt·The erfinöungsgemäß © solution consists in that _s as the cooling system, a pipe system is used, which is molded around the core spindle in the outer shell of the core, the cooling tubes are designed as a parallel-guided double «or as from bottom to top rising helical single or double helical tube loops, wherein the supply of the cooling medium takes place from above

Dar Vorteil dieses Kühlrohrsystems besteht darin, daß es unmittelbar unter der Kernoberfläche angeordnet werden kann und damit eine optimale Färmeableitung vom Gußstück über den Kern ermöglicht« Damit wird eine gerichtete Erstarrung des Gußstückes gesichert und ein homogener Gefügeaufbau bei gleichzeitiger hoher Oberflächengüte gewährleistet* Durch den einfachen kompakten Aufbau des Kühlsystems sind neben der Kernspindel zusätzliche Bewährungsmittel gegeben, die die Formstabilität des Kernes erhöhen· Durch die offene Schleifenführung bzw© Wendelführung läßt sich das Kühlrohrsystem leicht in den Kern ein«· und ausformenβThe advantage of this cooling tube system is that it can be placed just below the core surface and thus an optimal Färmeableitung from the casting over the core allows «This is a directional solidification of the casting secured and ensures a homogeneous structure structure while maintaining high surface quality * By the simple compact In addition to the core spindle, the structure of the cooling system provides additional means of preserving the shape stability of the core. The open loop guide or spiral guide allows the cooling tube system to be easily inserted into the core

Als Kühlmedium kanu vorzugsweise Wasser eingesetzt werden_s das aus dem betrieblichen Wassernetz entnommen und danach wieder zugeführt v/erden kann« Bei größeren Kernen bzw© Kernserien kann das aufgeheizte Kühlwasser als Energieträger für Heizzwecke oder ähnliches wiederverwendet werden« _S are as cooling medium canoe preferably water used has been removed from the operating water supply and then fed back to v can / ground "For larger cores or © core series, the heated cooling water as a source of energy for heating purposes or the like to be reused"

Zusammenfassend ergeben sich bei der Verwendung gekühlter Kerne folgende VorteilesIn summary, the use of cooled cores has the following advantages

- geringer formtechniseher Aufwand- Less formtechniseher effort

- gering® Rauch- und Hitzebelästigung beim Gießen- low® smoke and heat nuisance during casting

- geringer Putzaufwand durch günstige Kernverfallseigenscbaften- low cleaning costs due to favorable Kernverfallseigenscbaften

- keine Vererzung der Kerne mit dem Gußstück- no mineralization of the cores with the casting

- sauber© innere Gußoberfläche- clean © inner casting surface

- hohe Festigkeitswerte an der inneren Gußoberfläche - keine Porösität im inneren Gußgefüge- high strength values on the inner casting surface - no porosity in the inner cast structure

- mehrfache Verwendbarkeit der Kühlvorrichtung- Multiple availability of the cooler

Insgesamt führen die genannten Vorteile dazu, daß die Arbeitsbedingungen für den Former und Gießer erleichtert und verbessert werden·Overall, the advantages mentioned lead to the fact that the working conditions for the former and foundry are facilitated and improved ·

AusführungsbeispislsAusführungsbeispisls

Die erfindungsgsmäßQ Lösung soll nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden· Es zeigenThe erfindungsgsmäßQ solution will be explained below with reference to two embodiments · show it

Fig. 1s den Gießereikern mit Kühlrobrsystem in DoppelrohrschleifenausführungFig. 1s the foundry core with Kühlrobrsystem in double-tube design

Fig· 2: den Gießereikern mit Kühlrofarsysten mit epiralförmigen RohrsystemFig. 2: the foundry core with Kühlrofarsysten with epiral-shaped pipe system

Die Fig· 1 zeigt einen Kern 1 aus Sandformstoff mit dem um die Kernspindel 2 angeordneten, aus einzelnen Doppelrohrschleifen 4 bestehenden Kühlsystem 3· Zur Erzielung einer effektiven Kernmantelkühlung sind die Doppslrohrschleifen 4 unmittelbar am äußeren Rand des Kernes 1 eingeformt· Als Kühlmedium findet V/asser Verwendung^ das aus dem Bstriebsnetz entnommen wird und über die Oberseite des Kernes dem Kühlsystem zugeführt bzw* wieder abgeleitet wird·FIG. 1 shows a core 1 made of sand-molded material with the cooling system 3 arranged around the core spindle 2 consisting of individual double-pipe loops 4. In order to achieve effective core-jacket cooling, the twin-pipe loops 4 are formed directly on the outer edge of the core 1. The cooling medium is water Use ^ which is taken from the power network and fed via the top of the core to the cooling system or * is discharged again.

Um eine ausreichende Kühlung zu erreichen, ist nach praktischen Versuchen eine max· Temperaturdifferenz von ca* 20 ⁰C zwischen Zu- und Ablauf des Küh!mediums anzustreben, wobei die max· Austrittstemperatur ca« 50 ° nicht überschritten werden eollte, um bei möglichen Leckverlusten eine Verbrennungsgefahr für den Bedienenden auszuschließen· Das verbrauchte Kühl-Y/asser wird danach dem betrieblichen Wassernetz wieder zugeführt· Bei größeren Kühlwassermengen wäre eine weitere wirtschaftliche lutzung, wie z« B« für Heizzwecke, möglich·In order to achieve sufficient cooling, by practical tests is a max · temperature difference of about * 20 ⁰ C between inlet and outlet of the Coo! Desirable medium, with the max · outlet temperature about "50 ° eollte not be exceeded in order for possible leakage preclude a risk of burns to the operator · The used cooling water is then returned to the operating water network. · For larger amounts of cooling water, further economic use, such as "B" for heating purposes, would be possible ·

In Fig· 2 ist ein Küblrohrsy3tem 3 zu erkennen, bei dem die Kühlrohre als spiralförmige Wendelrohrschleifen 5 in dem Kern 1 eingeformt sind· Bei dieser Ausführung ist es möglich, die Kühlrohre der äußeren Kontur des Kernes optimal anzupassen und somit in allen Bereichen eine flächenhafte gerichtete Kühlung des Gußstückes zu gewährleisten· Per Wasserzufluß für dieses Kühlrohrsystem erfolgt in Kernmitte parallel zur Kernapindel 2 bis zum Fuß des Kernes 1« Von dort wird das Kühlwasser in die spiralförmigen Yfendelrohrschleifen 5 übergeleitet·2 shows a Küblrohrsy3tem 3, in which the cooling tubes are formed as helical Wendelrohrschleifen 5 in the core 1. In this embodiment, it is possible to optimally adapt the cooling tubes of the outer contour of the core and thus in all areas a planar directed Ensuring cooling of the casting · Water flow for this cooling pipe system takes place in the center of the core parallel to the core spindle 2 up to the base of the core 1. From there, the cooling water is transferred into the helical spiral pipe loops 5.

Die beschriebenen Kühlrohrsysteme lassen sich einfach einformen und erleichtern das Entformen des Gußstückes durch einen leichteren Kernzerfall· Gleichzeitig dient das Kühlrohrsystem der Kernbewährung und erhöht damitThe described cooling tube systems are easy to mold and facilitate demoulding of the casting by a lighter nuclear decay · At the same time, the cooling tube system is the core probation and increases it

, öi© Stabilität der Kerne aus S.andformstoff« Der Ein» und Ausbau des Kühlrohrsystems sowie die Bedienung ist einfach, so daß sie auch von Hilfskräften gehandhabt werden kann©© stability of cores made of pvc material "The installation and removal of the cooling pipe system as well as the operation is simple, so that it can also be handled by auxiliaries ©

Claims (1)

Erfindungsansprüche s ' .Invention claims s'. 1« Kühlsystem für Gießereikerne, insbesondere aus Sandformstoff, gekennzeichnet dadurch, daß im Kern (1) im Bereich des Gußstückes ein Kühlrohrsystem angeordnet ist, das von außen mit einem Kühlmedium hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Wasser, versorgt wird* 1 «cooling system for foundry cores, in particular made of sand-molded material, characterized in that in the core (1) in the region of the casting a cooling pipe system is arranged, which is supplied from the outside with a cooling medium of high thermal conductivity, preferably water * 2e Kühlsystem nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Kühlrohrsystem um die Kernspindel (2) im äußeren Mantelbereich des Kernes (1) angeordnet ist·2e cooling system according to item 1, characterized in that the cooling tube system is arranged around the core spindle (2) in the outer jacket region of the core (1). 3* Kühlrohrsystem nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Kühlrohrsystem aus parallel zur Kernspindel (2) bestehenden Doppelrohrschleifen (4) besteht« 3 * Cooling tube system according to items 1 and 2, characterized in that the cooling tube system consists of double tube loops (4) parallel to the core spindle (2) « 4· Kühlrobrsystem nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Kühlrohrsystem aus spiralförmig von unten nach oben aufsteigenden, der Mantelfläche des Kernes (1) angepaßten Wendelrobrschleifen (5) besteht,4 · Kühlrobrsystem according to item 1 and 2, characterized in that the cooling tube system consists of spirally rising from bottom to top, the lateral surface of the core (1) adapted helical grinding loops (5), - Hierzu 1 Blatt Zeichnungan.-- For this 1 sheet drawing.