DE102015000370B4

DE102015000370B4 - Verfahren zur Herstellung eines mit einem Gewindegang versehenen Körpers

Info

Publication number: DE102015000370B4
Application number: DE102015000370.4A
Authority: DE
Inventors: Roger Dönges; Andrei Gaier
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Climate Solutions SE
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2019-10-17
Anticipated expiration: 2035-01-21
Also published as: DE102015000370A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines mit einem innenliegend angeordneten Gewindegang (1.1) versehenen hohlzylindrischen Körpers (1), wobei der Körper (1) gusstechnisch hergestellt wird, wobei der Körper (1) mit dem Gewindegang (1.1) im Sandgussverfahren mit Hilfe zweier, den zu gießenden Gewindegang (1.1) freilassender, aber beidseitig begrenzender Sandgussformen (2.1, 2.2) hergestellt wird, wobei mit den Sandgussformen (2.1, 2.2) einerseits ein erster Freiraum (3.1) für den zu gießenden Körper (1) und andererseits ein zweiter Freiraum (3.2) für den zu gießenden Gewindegang (1.1) festgelegt wird, wobei in Entformrichtung gesehen die eine Sandgussform (2.1) den ersten und zweiten Freiraum (3.1, 3.2) von einer Seite und die andere Sandgussform (2.2) den ersten und zweiten Freiraum (3.1, 3.2) von der anderen Seite begrenzt, wobei zur Begrenzung des Gewindeganges (1.1) beim Gießen an beiden Sandgussformen (2.1, 2.2) jeweils mindestens ein Paar einander umgekehrt gegenüberstehend angeordneter, sägezahnartiger Sandgussformteile (4) verwendet wird, wobei bei der Herstellung der Sandgussformen (2.1, 2.2) an jedem Sandgussformteil (4) ein mit der Sandgussform (2.1, 2.2) verbundenes Basisteil (4.1), eine beim Gießen den Gewindegang (1.1) begrenzende Kontaktfläche (4.2) und eine parallel zur Entformrichtung verlaufende Abdichtfläche (4.3) erzeugt wird, wobei sich beim Gießen des Gewindegangs (1.1) jeweils zwei Abdichtflächen (4.3) einen Durchtritt des zum Gießen des Körpers (1) erforderlichen Materials verhindernd berühren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem Gewindegang versehenen Körpers.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus dem Patentdokument DE 101 29 325 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird der Körper mit Hilfe des so genannten Druckgussverfahrens, also gusstechnisch hergestellt, wobei das dort in 2 gezeigte Gewinde am Fokussierring entweder nachträglich spanend oder direkt im Gusswerkzeug durch einen drehbaren Dorn (durch Herausdrehen) erzeugt wird.
Beim Druckguss wird die flüssige Schmelze unter hohem Druck von etwa 10 bis 200 MPa und mit einer sehr hohen Formfüllgeschwindigkeit von bis zu 12 m/s in eine Druckgussform (Gussform, Kavität) gedrückt, wo sie dann erstarrt. Das Besondere am Druckgussverfahren ist, dass mit einer Dauerform, d. h. ohne Modell, gearbeitet wird. Dadurch fällt bei einer Serie gleicher Bauteile die Formherstellung nur einmal an, allerdings bei wesentlich höherem Herstellungsaufwand. Damit wird eine hohe Mengenleistung erzielt (siehe hierzu http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Druckguss&oldid=135526435).
Anmelderseitig wird dabei weiterhin und genauer betrachtet davon ausgegangen, dass der besagte Fokussierring im so genannten Aluminiumdruckgussverfahren hergestellt wird. Hierunter versteht man ein Druckgussverfahren, bei dem Aluminium im flüssigen oder teigigen Zustand unter hohem Druck in eine vorgewärmte Stahlform gepresst wird. Es verdrängt die in der Form vorhandene Luft und wird während des Erstarrungsvorganges unter Druck gehalten. Die Dauerform aus Stahl ist das um das Schwindmaß vergrößerte genaue Negativ des herzustellenden Abgusses. Die Form besteht aus zwei Hälften (gegebenenfalls zusätzliche Schieber), so dass sie nach dem Füllvorgang und Erstarren des Metalls geöffnet und der Abguss aus ihr entfernt werden kann (siehe hierzu http://de.wikipedia.org/w/index.php? title=Aluminiumdruckguss&oldid=127172216).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem Gewindegang versehenen Körpers geschaffen werden, bei dem der Gewindegang ohne nachträgliche Bearbeitung oder sonstige spezielle Einrichtungen an der Gussform (wie zum Beispiel entsprechende Schieber oder dergleichen) direkt bei der Herstellung mit entsteht.
Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung somit insbesondere dadurch aus, dass der einen Gewindegang aufweisende Körper nicht mehr im Druckgussverfahren, sondern nunmehr im Sandgussverfahren bzw. Sandformverfahren hergestellt wird. Auf diese Weise ist es, was noch genauer erläutert wird, möglich, einen Körper mit einem Gewindegang ohne jede spanende Bearbeitung oder dergleichen herzustellen, wobei der Kerngedanke der Erfindung darauf beruht, an den beiden beim Gießen einander zugewandten und gegeneinander positionierten Sandgussformen jeweils entsprechende Formflächen vorzusehen, die bei zusammengefügten Sandgussformen einen Freiraum für den Gewindegang definieren. Die Sandgussformen selbst gehen, wie beim Sandgussverfahren üblich, beim Entformen verloren:
Das Sandform- oder Sandgussverfahren ist ein Gussverfahren für Metall und andere Werkstoffe, das mit Formen aus Sand arbeitet. Es funktioniert nach dem Prinzip der verlorenen Form, das heißt, dass die Form nach einmaliger Verwendung zum Auslösen des Gusskörpers zerstört wird. Zum Guss in einer Sandform wird ein Gießereimodell (zum Beispiel aus Holz, Metall oder gebranntem Ton) in Sand abgeformt, dann entfernt und der verbliebene Hohlraum mit dem geschmolzenen Werkstoff ausgegossen. Das Metall fließt dank seines Eigengewichtes durch ein System von Zuleitungen (das Anschnittsystem) in die Sandform, ein System von Austrittskanälen erleichtert in manchen Fällen das Entweichen der Gase aus den Hohlräumen. Nach dem Erstarren des Gusskörpers wird der Sand entfernt, um das Werkstück zu entnehmen (siehe hierzu http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Sandformverfahren&oldid=134588896).
Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung mehrgängiger Gewinde zu verwenden. Auch dies wird weiter unten noch genauer erläutert.
Der Vollständigkeit halber wird noch auf das Patentdokument DE 10 2006 040 927 A1 hingewiesen, bei dem der Körper mit seinem Gewindegang aber ebenfalls mit dem oben erläuterten Druckgussverfahren, d. h. nicht mit verlorenen Formen hergestellt wird.
Außerdem wird noch auf die Dokumente WO 96/03237 A1 , DE 35 28 589 A1 und DE 15 08 723 B hingewiesen.
Das erfindungsgemäße Verfahren einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt

1 im Schnitt die beiden zusammengefügten Sandgussformen und den Körper mit seinen Gewindegängen;
2 im Schnitt die beiden nicht zusammengefügten Sandgussform ohne den Körper;
3 perspektivisch eine Hälfte des Körpers mit seinen Gewindegängen;
4 perspektivisch das Oberteil der Sandgussform gemäß 1 und 2;
5 perspektivisch das Unterteil des Sandgussform gemäß 1 und 2;
6 perspektivisch die nicht zusammengefügten Sandgussformen gemäß 2; und
7 perspektivisch der vollständige Körper mit seinen Gewindegängen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines mit einem schraubenlinienförmigen Gewindegang 1.1 versehenen Körpers 1, bei dem der Körper 1 gusstechnisch hergestellt wird, wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung der zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Sandgussformen 2.1, 2.2 genauer erläutert.
Wie aus den Figuren ersichtlich, weist der Körper bei der beschriebenen Ausführungsform stets nicht nur einen, sondern insgesamt sechs einzelne Gewindegänge 1.1 auf, d. h. es handelt sich hier um ein mehrgängiges Gewinde, mithin um ein so genanntes Bewegungsgewinde, bei dem mit wenigen Umdrehungen viel Vorschub erreicht werden kann (siehe hierzu auch http:// de.wikipedia.org/w/index.php? title=Gewinde&oldid=137410411#Mehrg.C3.A4ngige_Gewinde).
Die Maßgabe im Patentanspruch 1, nämlich, dass „ein“ Gewindegang 1.1 vorgesehen sei, bringt dabei zum Ausdruck, dass „mindestens ein“ Gewindegang 1.1 vorgesehen ist. Sollte also nachfolgend von nur einem Gewindegang 1.1 die Rede sind, so ist dies gegebenenfalls stets gleichbedeutend mit mehreren Gewindegängen.
Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist nun, dass der Körper 1 mit dem Gewindegang 1.1 im Sandgussverfahren mit Hilfe zweier, den zu gießenden Gewindegang 1.1 freilassender, aber beidseitig begrenzender Sandgussformen 2.1, 2.2 hergestellt wird.
Weiterhin ist vorgesehen, dass mit den Sandgussformen 2.1, 2.2 einerseits ein erster Freiraum 3.1 (siehe 2) für den zu gießenden Körper 1 und andererseits ein zweiter Freiraum 3.2 für den zu gießenden Gewindegang 1.1 festgelegt wird. Der zweite Freiraum 3.2 ist dabei im Prinzip am besten in 1 zu erkennen, wenn gleich er dort bereits mit dem Material für den Gewindegang 1.1 gefüllt ist.
Ferner ist vorgesehen, dass in Entformrichtung gesehen die eine Sandgussform 2.1 den ersten und zweiten Freiraum 3.1, 3.2 von einer Seite (hier von oben) und die andere Sandgussform 2.2 den ersten und zweiten Freiraum 3.1, 3.2 von der anderen Seite (hier von unten) begrenzt. Die Richtungsangabe „in Entformrichtung“ bedeutet dabei mit Verweis auf die 1 und 2, dass die eine Sandgussform 2.1 zum Entformen nach oben und/ oder die andere Sandgussform 2.2 zum Entformen nach unten bewegt wird, mithin in diesem Fall in vertikaler Richtung.
Ferner ist vorgesehen, dass zur Begrenzung des Gewindeganges 1.1 beim Gießen an beiden Sandgussformen 2.1, 2.2 jeweils mindestens ein Paar einander umgekehrt gegenüberstehend angeordneter, sägezahnartiger Sandgussformteile 4 verwendet wird.
Noch etwas genauer betrachtet, ist in diesem Kontext und mit Verweis auf 4 vorgesehen, dass bei der Herstellung der Sandgussformen 2.1, 2.2 an jedem Sandgussformteil 4 ein mit der Sandgussform 2.1, 2.2 verbundenes Basisteil 4.1, eine beim Gießen den Gewindegang 1.1 begrenzende Kontaktfläche 4.2 und eine parallel zur Entformrichtung verlaufende Abdichtfläche 4.3 erzeugt wird.
Wie insbesondere aus 1 ersichtlich, ist dabei weiterhin vorgesehen, dass sich beim Gießen des Gewindegangs 1.1 jeweils zwei Abdichtflächen 4.3 einen Durchtritt des zum Gießen des Körpers 1 erforderlichen Materials verhindernd berühren.
Ferner ist vorgesehen, dass beim Gießen eines hohlzylindrischen Körpers 1 mit innenliegend angeordnetem Gewindegang 1.1 (vergleiche 3 und 7) das Sandgussformteil 4 zwischen dem ersten Freiraum 3.1 für den hohlzylindrischen Körper 1 und einem zylindrischen Sandgussvollkörper 5 positioniert wird (siehe hierzu 2 und 5).
Alternativ zur Ausbildung als Hohlzylinderkörper kann auch vorgesehen sein (nicht extra dargestellt), dass der Körper 1 als Zylinderkörper gegossen wird. In diesem Fall (gegebenenfalls aber auch bei einem hohlzylindrischen Körper 1) wird der Gewindegang 1.1 am äußeren Umfang des Zylinderkörpers als Teil des Körpers 1 gegossen, wobei weiterhin vorgesehen ist, dass beim Gießen des zylindrischen Körpers 1 mit außenliegendem Gewindegang 1.1 das Sandgussformteil 4 zwischen dem ersten Freiraum 3.1 für den zylindrischen Körper 1 und einem hohlzylindrischen Sandgusskörper positioniert wird.
Wiederum mit Verweis insbesondere auf 1 ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass sich ein an der einen Sandgussform 2.1 vorgesehener zylindrischer Sandgussvollkörper 5 und ein anderer an der anderen Sandgussform 2.2 vorgesehener zylindrischer Sandgussvollkörper 5 bei Gießen in einer Teilungsebene 5.1 vollflächig berühren.
Bei Ausbildung eines mehrgängigen Gewindes ist darüber hinaus, wie sich auch aus den Figuren ergibt, vorgesehen, dass der Körper 1 mit mehreren, in Entformrichtung überdeckungsfrei zueinander angeordneten Gewindegängen 1.1 gegossen wird, d. h. die Abdichtfläche 4.3 verläuft regelmäßig parallel zur Entformrichtung.
Schließlich ist mit Verweis auf die 3 und 7 vorgesehen, dass der Körper 1 in Entformrichtung eine Höhe aufweist und sich der Gewindegang 1.1 über diese gesamte Höhe erstreckt.
Bezugszeichenliste

1: Körper
1.1: Gewindegang
2.1: Sandgussform
2.2: Sandgussform
3.1: erster Freiraum
3.2: zweiter Freiraum
4: Sandgussformteil
4.1: Basisteil
4.2: Kontaktfläche
4.3: Abdichtfläche
5: Sandgussvollkörper
5.1: Teilungsebene

Claims

Verfahren zur Herstellung eines mit einem innenliegend angeordneten Gewindegang (1.1) versehenen hohlzylindrischen Körpers (1), wobei der Körper (1) gusstechnisch hergestellt wird, wobei der Körper (1) mit dem Gewindegang (1.1) im Sandgussverfahren mit Hilfe zweier, den zu gießenden Gewindegang (1.1) freilassender, aber beidseitig begrenzender Sandgussformen (2.1, 2.2) hergestellt wird, wobei mit den Sandgussformen (2.1, 2.2) einerseits ein erster Freiraum (3.1) für den zu gießenden Körper (1) und andererseits ein zweiter Freiraum (3.2) für den zu gießenden Gewindegang (1.1) festgelegt wird, wobei in Entformrichtung gesehen die eine Sandgussform (2.1) den ersten und zweiten Freiraum (3.1, 3.2) von einer Seite und die andere Sandgussform (2.2) den ersten und zweiten Freiraum (3.1, 3.2) von der anderen Seite begrenzt, wobei zur Begrenzung des Gewindeganges (1.1) beim Gießen an beiden Sandgussformen (2.1, 2.2) jeweils mindestens ein Paar einander umgekehrt gegenüberstehend angeordneter, sägezahnartiger Sandgussformteile (4) verwendet wird, wobei bei der Herstellung der Sandgussformen (2.1, 2.2) an jedem Sandgussformteil (4) ein mit der Sandgussform (2.1, 2.2) verbundenes Basisteil (4.1), eine beim Gießen den Gewindegang (1.1) begrenzende Kontaktfläche (4.2) und eine parallel zur Entformrichtung verlaufende Abdichtfläche (4.3) erzeugt wird, wobei sich beim Gießen des Gewindegangs (1.1) jeweils zwei Abdichtflächen (4.3) einen Durchtritt des zum Gießen des Körpers (1) erforderlichen Materials verhindernd berühren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Gießen das Sandgussformteil (4) zwischen dem ersten Freiraum (3.1) für den hohlzylindrischen Körper (1) und einem zylindrischen Sandgussvollkörper (5) positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein an der einen Sandgussform (2.1) vorgesehener zylindrischer Sandgussvollkörper (5) und ein anderer an der anderen Sandgussform (2.2) vorgesehener zylindrischer Sandgussvollkörper (5) bei Gießen in einer Teilungsebene (5.1) vollflächig berühren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) mit mehreren, in Entformrichtung überdeckungsfrei zueinander angeordneten Gewindegängen (1.1) gegossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindegang (1.1) schraubenlinienförmig gegossen wird.