EP1134048A1 - Verfahren zum Herstellen von Hohlräume aufweisenden Gussstücken und Giesskern-Herstellungform - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Hohlräume aufweisenden Gussstücken und Giesskern-Herstellungform Download PDF

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EP1134048A1
EP1134048A1 EP01101463A EP01101463A EP1134048A1 EP 1134048 A1 EP1134048 A1 EP 1134048A1 EP 01101463 A EP01101463 A EP 01101463A EP 01101463 A EP01101463 A EP 01101463A EP 1134048 A1 EP1134048 A1 EP 1134048A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
core
casting core
mold
core part
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01101463A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Benner
Ulrich Herrmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olsberg Hermann Everken GmbH
Original Assignee
Olsberg Hermann Everken GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Olsberg Hermann Everken GmbH filed Critical Olsberg Hermann Everken GmbH
Publication of EP1134048A1 publication Critical patent/EP1134048A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/106—Vented or reinforced cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/06—Core boxes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/103—Multipart cores

Definitions

  • the invention relates to a method for producing cavities Castings and a casting core manufacturing mold according to the Preambles of claims 1 and 12 respectively.
  • the liquid is poured into the casting mold equipped with the casting core Metal, e.g. liquid iron or steel, filled in, that's how it happens right now for a correspondingly strong heating of the casting core material, first of all, gases arising from the burnt binder, that have to be discharged into the atmosphere if there should be no gas inclusions in the casting.
  • the casting core Metal e.g. liquid iron or steel
  • Degassing channels are drilled in it or mold skewers are inserted. On the ends of these channels is e.g. through also drilled exhaust gas ducts to ensure a suitable connection to the atmosphere.
  • the casting core can consist of two casting core parts are formed, being in one or both interfaces of the two Part the degassing channels before assembling them into the casting core be molded.
  • the degassing channels become the interface with the other Cast core part incorporated.
  • the two casting core parts glued together the incorporated degassing channels were preserved and by suitable connection to the surrounding atmosphere the gas discharge when filling the liquid material into the Casting mold can take over.
  • a disadvantage of these methods is the need to bond the two separately manufactured core parts.
  • the first object of the invention is a method of the aforementioned To create genus, even in strongly curved areas the casting core degassing channels can be provided without that the two separately manufactured core parts glued together Need to become.
  • the idea of the invention is therefore to be seen in the fact that after the first casting core part while maintaining the intended degassing channels the material of the second core directly on the first Casting core is shot open, so that subsequently the two casting core parts so firmly connected without an additional gluing step are that there is practically a one-piece casting core.
  • the binding agent is supposed to make the casting core sufficiently resistant hardening catalyst gas immediately after injection the material for the first core part into the first core part mold are flowed through by the catalyst gas, so that the curing of the first casting core part is at least largely done before the second core casting mold placed and the material for the formation of the second casting core part is shot.
  • the embodiment according to claim 2 ensures that the intermediate plate the desired one using the surveys provided on it Channel arrangement in the interface facing the second casting core part of the first casting core part.
  • the filling compound expediently consists of plastic cords, for example made of nylon, which is then poured into the molten metal decompose into the casting mold so quickly that the Degassing channels for the discharge of the resulting gases from the Casting core will be largely free.
  • a cover according to claim 4 it can also can be decomposed by heat, but this does not have to be the case if it is sufficient Leave space for the degassing.
  • the channel-like degassing channels provided in the second casting core part, which on the Boundary surface of the first casting core part applied moldings for production the degassing channels either heat decomposable or something are shaped so that they are sufficient between the two casting core parts leave voluminous degassing channels.
  • a preferred choice of material for the molding material can be found in claim 8th.
  • the invention also has a G beaukem manufacturing mold according to the claims 12 to 15 to the subject, an essential part of the Intermediate plate is with which the channel-like degassing channels in the Interface of the first casting core part are made.
  • the subsequent at least partially filling the channel-shaped degassing channels with the filling compound or their cover as well as the placement of the second core casting part form the requirements for shooting in the powdery or granular core-forming material brought into the second core casting mold. It will then the powdery or granular core forming material into the second core casting mold shot in, so the material connects to the the interface material of the first casting core part, so that practically a one-piece casting core is achieved.
  • the filling compound the covers and / or the molded parts are provided, which remain formed recesses, especially degassing channels, however receive.
  • a casting mold 12 consists of a Casting upper mold 27 and a casting lower mold 28 which before Pour the liquid metal on top of each other.
  • a casting mold 12 is used to manufacture one link each a sectional boiler, with the finished casting in the center at 26 the combustion chamber and at 29 the water supply and drainage. Water supply or drainage also takes place diametrically at the connection point 29 opposite point, due to restriction of the drawing on a quarter of the items shown is not shown.
  • FIG. 4 shows a perspective view of a quarter of a first core casting part mold 15, which with a second core casting part mold shown in FIG 17 a G collectkem manufacturing mold in the superimposed state 11 forms.
  • the two core casting molds 15, 17 have a flat Touch surface 14, along which they are placed close together can.
  • FIG. 5 shows an essentially flat intermediate plate 16, which can be placed on the first core casting part mold 15 according to FIG. 4 and on it Has underside rib-shaped elevations 20 which with the in first core casting part mold 15 provided in FIG. 4 are aligned.
  • the intermediate plate 16 ( Figure 5) with the rib-shaped elevations 20 side on the flat contact surface 14 of the first core casting mold 15 (FIG. 4) placed in such a way that the rib-like elevations 20 in at the desired location the recesses 30 of the first core casting mold 15 are located.
  • the quartz sand mixed in with two-component binder shot the cavity of the first core casting mold 15, this fills up compactly with the mixture of quartz sand and binder.
  • catalyst gas is then through openings, also not shown sent through the compacted quartz sand, which is why ensures that the two components of the binder react with one another and so a hardening takes place, which solidifies the first casting core part 13 and makes it self-supporting.
  • the intermediate plate 16 is removed from the first core casting mold 15 lifted. After removing the intermediate plate 16 are through the rib-like elevations 20 formed degassing channels 19 of the first Casting core part 13 free upwards, e.g. as right-angled and at least partially quarter-circular recesses, such as that shown in Figure 6 is.
  • Figure 6 can also be a top view of the first casting core part 13 can be viewed.
  • a gas-permeable becomes in the degassing channels 19
  • Filling compound 24 e.g. inserted in the form of a nylon cord, which is shown in FIG at 24 is only partially indicated by dashed lines. Through the filling compound 24 the degassing channels 19 are largely filled.
  • the mixture of quartz sand and Binder shot is compactly filled with the quartz sand binder mixture. Because of the filling compound 24 in the through the rib-like elevations 20th the degassing channels 19 formed between the intermediate plates 16 remain with the latter receive the degassing channels 19 in the second shooting process.
  • the casting core 23 can now be shaped, taking the shape according to Figure 3 and for insertion into the casting molds 27, 28 ( Figure 1, 2) is ready.
  • the casting core 23 in the Casting mold 12 becomes liquid iron or liquid in the usual way Steel poured into the mold 12, which in all in the mold existing cavities flow and the mold 12 and the casting core 23rd strongly heated.
  • the Degassing ducts through exhaust ducts only indicated by dashed lines in FIG. 2 21 be connected to the surrounding atmosphere.
  • These exhaust channels 21 can, for example, through bores or formations be implemented at a suitable location of the casting core 23.
  • the filling compound 24 must therefore - not necessarily only by the influence of heat - decompose and can thus expose the degassing channel 19. It filling compounds are also conceivable, which are already present when the core is gassed decompose and already expose the degassing channels 19.
  • the second core casting part mold 17 is then placed on the first core casting part mold 15 placed and then in the upper, second core casting mold 17 also shot in the quartz sand binder mixture and then hardened by passing catalyst gas through and thereby intimately connected to the first casting core part 13.
  • Figure 8 also shows one possibility, as in the upper second Casting core part 18, a degassing channel 19 can be provided.
  • a degassing channel 19 can be provided to Hardening of the first casting core part 13 is carried out while still being removed second core casting part mold 17 .
  • a suitably shaped molded part 20 'on the Boundary surface 14 of the first casting core part 13 is applied in such a way that the subsequent one Shoot up the quartz sand binder mixture also in a degassing channel 19 is formed in the upper half of the casting core 23.
  • Figure 9 is intended to illustrate that with the inventive method not only degassing channels, but also much more voluminous Cavities 19 'can be provided in the first casting core part 13 by corresponding elevations 20 on the intermediate plate 16 (FIG. 5) be provided. In principle, these cavities 19 'could also be used be filled with a filling compound before the upper second casting core part 18 is generated.
  • the cavity 19 ' to cover by a cover 25, which when introducing the quartz sand-binder mixture for the second casting core part 18 prevents the mixture penetrates into the cavity 19 '.
  • the cover 25 can be designed so that it is when filling the molten metal decomposes into the casting mold 12.
  • the tunnel-like molded part 20 'according to FIG. 8 can also become hot decomposing material. If, however, within the molded part 20 ' sufficient space is available, but it does not necessarily have to be decompose in heat. With the molded part 20 'according to Figure 8 can also larger recesses 19 are made.
  • the invention therefore relates to both a method for producing degassing channels or casting cores with recesses as well Process for making voided castings which first of all produces the casting core in the manner according to the invention and then for molding the castings into the casting mold is introduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Hohlräume aufweisenden Gußstücken. Die Erfindung besteht darin, daß zunächst ein erstes Gießkemteil in der zugeordneten und an der Berührungsfläche zu einer zweiten Kerngieß-Teilform durch eine Zwischenplatte abgedeckten ersten Kemgieß-Teilform geformt, dann die Zwischenplatte von der ersten Kemgieß-Teilform entfernt und durch die zweite Kerngieß-Teilform ersetzt wird, worauf in der zweiten Kerngieß-Teilform der andere Gießkernteil unmittelbar auf den bereits geformten ersten Gießkernteil aufgeformt wird, und daß beim Formen des ersten und/oder zweiten Gießkernteils durch ein oder mehrere entsprechende Formteile in einer oder beiden Grenzflächen der Gießkernteile die Ausnehmungen, insbesondere die Entgasungskanäle vorgesehen werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Hohlräume aufweisenden Gußstücken und eine Gießkern-Herstellungsform nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 12.
Zum Herstellen von Hohlräume aufweisenden Gußstücken ist es erforderlich, außer der die Außenkonturen bestimmenden Gußstück-Gießform einen Gießkem vorzusehen, der die Innenkontur der Gußstücke im Bereich der Hohlräume bestimmt und aus durch ein Bindemittel zusammengehaltenem Quarzsand besteht. Für die Herstellung des Gießkems ist wiederum eine Gießkem-Herstellungsform erforderlich, in die der mit Bindemittel versetzte Quarzsand z.B. mittels Druckluft eingeschossen wird, wobei er die Gießkem-Herstellungsform vollständig ausfüllt und eine kompakte Struktur annimmt. Anschließend wird das mit dem Quarzsand vermischte, z.B. aus zwei Kunststoffkomponenten bestehende pulverförmige oder körnige Bindemittel ausgehärtet, was z.B. dadurch geschehen kann, daß durch die kompaktierte, aber noch gasdurchlässige Quarzsand-Bindemittelmischung ein Katalysatorgas hindurchgeführt wird, welches die beiden Kunststoffkomponenten zum die Quarzsandkörner zusammenhaltenden Bindemittel aushärtet. Es handelt sich hier um das sogenannte Cold-Box-Verfahren, bei dem zum Abbinden des Kunststoffes keine Wärme, sondern nur das Raumtemperatur aufweisende Katalysatorgas erforderlich ist (siehe z.B. EP 0 040 987 B1).
Wird in die mit dem Gießkern ausgestattete Gußstück-Gießform das flüssige Metall, z.B. flüssiges Eisen oder Stahl, eingefüllt, so kommt es momentan zu einer entsprechend starken Erhitzung auch des Gießkernmaterials, wobei zunächst vom verbrannten Bindemittel herrührende Gase entstehen, die nach außen in die Atmosphäre abgeführt werden müssen, wenn es nicht zu Gaseinschlüssen im Gußstück kommen soll.
Sofern es sich um im wesentlichen geradlinig ausgebildete oder mit längerem geradlinigen Abschnitten ausgestattete Gießkerne handelt, können darin Entgasungskanäle gebohrt oder Formspieße eingelegt werden. An den Enden dieser Kanäle ist dann z.B. durch ebenfalls gebohrte Abgaskanäle für eine geeignete Verbindung zur Atmosphäre zu sorgen.
Problematisch ist das Vorsehen von derartigen Entgasungskanälen bei mehr oder weniger stark gekrümmten Gießkernen oder Gießkernbereichen, weil mit einem Bohrer nur geradlinige Kanäle hergestellt werden können. Um auch in gekrümmten Bereichen von Gießkernen Entgasungskanäle vorsehen zu können, kann der Gießkern aus zwei Gießkernteilen gebildet werden, wobei in eine oder beide Grenzflächen der beiden Teile vor ihrem Zusammensetzen zum Gießkern die Entgasungskanäle eingeformt werden. Bei der Herstellung des einen oder beider Gießkernteile werden also die Entgasungskanäle in die Grenzfläche zum anderen Gießkernteil eingearbeitet. Anschließend werden dann die beiden Gießkernteile zusammengeklebt, wobei die eingearbeiteten Entgasungskanäle erhalten blieben und durch geeigneten Anschluß an die umgebende Atmosphäre die Gasabführung beim Einfüllen des flüssigen Materials in die Gußstück-Gießform übernehmen können.
Nachteilig bei diesen Verfahren ist das Erfordernis einer Verklebung der beiden separat hergestellten Gießkernteile.
Das erste Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem auch in stark gekrümmten Bereichen des Gießkerns Entgasungskanäle vorgesehen werden können, ohne daß die beiden separat hergestellten Gießkernteile miteinander verklebt werden müssen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 vorgesehen.
Der Erfindungsgedanke ist also darin zu sehen, daß nach Herstellung des ersten Gießkernteils unter Aufrechterhaltung der vorgesehenen Entgasungskanäle das Material des zweiten Gießkerns unmittelbar auf den ersten Gießkern aufgeschossen wird, so daß anschließend die beiden Gießkernteile ohne einen zusätzlichen Klebeschritt so fest miteinander verbunden sind, daß praktisch ein einstückiger Gießkern vorliegt.
Um den ersten Gießkernteil für das Aufschießen des Materials des zweiten Gießkerns ausreichend widerstandsfähig zu machen, soll das das Bindemittel aushärtende Katalysatorgas schon unmittelbar nach dem Einschießen des Materials für den ersten Gießkernteil in die erste Kerngieß-Teilform vom Katalysatorgas durchströmt werden, so daß die Aushärtung des ersten Gießkernteils zumindest schon weitgehend erfolgt ist, bevor die zweite Kerngieß-Teilform aufgelegt und das Material für die Bildung des zweiten Gießkernteils eingeschossen wird.
Durch die Ausführungsform nach Anspruch 2 wird erreicht, daß die Zwischenplatte mittels der auf ihr vorgesehenen Erhebungen die gewünschte Kanalanordnung in der dem zweiten Gießkernteil zugewandten Grenzfläche des ersten Gießkernteils erzeugt.
Von besonderer Bedeutung ist es, daß die in einer der Oberfläche der Gießkernteile vorgesehenen rinnenartigen Entgasungskanäle beim Aufschießen des Materials für das zweite Gießkernteil erhalten bleiben und nicht im zweiten Formschritt vom Quarzsand-Bindemittel-Gemisch zugeschüttet werden.
Hier sind die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 3 und 4 zweckmäßig, indem die hergestellten rinnenartigen Entgasungskanäle entweder durch eine Füllmasse oder eine Abdeckung vor dem Eintreten von Gießkern-Herstellungsmaterial in die zweite Gießkern-Teilform geschützt werden.
Die Füllmasse besteht zweckmäßigerweise aus Kunststoffschnüren, beispielsweise aus Nylon, die beim anschließenden Einfüllen der Metallschmelze in die Gußstück-Gießform sich so schnell zersetzen, daß die Entgasungskanäle für die Ableitung der entstehenden Gase aus dem Gießkern weitgehend frei werden.
Wird eine Abdeckung nach Anspruch 4 verwendet, so kann diese ebenfalls durch Hitze zersetzbar sein, muß dies aber nicht, sofern sie einen ausreichenden Raum für die Entgasung freiläßt.
Bei der Ausführungsform nach Anspruch 5 werden die rinnenartigen Entgasungskanäle in dem zweiten Gießkernteil vorgesehen, wobei die auf die Grenzfläche des ersten Gießkernteils aufgebrachten Formteile zur Herstellung der Entgasungskanäle entweder durch Hitze zersetzbar oder so geformt sind, daß sie zwischen den beiden Gießkernteilen ausreichend voluminöse Entgasungskanäle belassen.
Vorteilhafte Formgebungen für die Erhebungen entnimmt man dem Anspruch 6.
Nach Anspruch 7 sollen sämtliche Entgasungskanäle an einer oder mehreren Stellen münden, wo ein Anschluß an die umgebende Atmosphäre gegeben ist.
Eine bevorzugte Materialwahl für das Formmaterial entnimmt man Anspruch 8.
Zweckmäßig ist es, daß trotz des Vorsehens von Entgasungskanälen, Formteilen oder Abdeckungen die ineinander übergehenden Grenzflächen der beiden Gießkernteile ausreichend groß sind, damit eine einwandfreie feste Verbindung zwischen den Gießkernteilen gewährleistet ist und letztlich ein einheitlicher, stabiler Gießkern entsteht.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen entnimmt man den Ansprüchen 10 und 11.
Die Erfindung hat auch eine Gießkem-Herstellungsform nach den Ansprüchen 12 bis 15 zum Gegenstand, wobei wesentlicher Bestandteil die Zwischenplatte ist, mit der die rinnenartigen Entgasungskanäle in der Grenzfläche des ersten Gießkernteils gefertigt werden. Durch Wegnehmen der Zwischenplatte, das anschließende zumindest teilweise Ausfüllen der rinnenförmigen Entgasungskanäle mit der Füllmasse oder ihre Abdeckung sowie das Aufsetzen der zweiten Kerngieß-Teilform werden die Voraussetzungen für das Einschießen des pulverförmigen oder körnigen Kernbildungsmaterials in die zweite Kerngieß-Teilform herbeigeführt. Wird dann das pulverförmige oder körnige Kernbildungsmaterial in die zweite Kerngieß-Teilform eingeschossen, so verbindet sich das Material mit dem an der Grenzfläche befindlichen Material des ersten Gießkernteils, so daß praktisch ein einstückiger Gießkern erzielt wird. Dort, wo die Füllmasse, die Abdeckungen und/oder die Formteile vorgesehen sind, bleiben die dadurch gebildeten Ausnehmungen, insbesondere Entgasungskanäle, jedoch erhalten.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise beschrieben, in dieser zeigt:
Figur 1
eine perspektivische Teilansicht der Oberform einer Gußstück-Gießform,
Figur 2
eine entsprechende perspektivische Teilansicht der zugehörigen Unterform,
Figur 3
eine perspektivische Teilansicht eines für die Erstellung von Hohlräumen im Gußstück zwischen die Formen nach den Figuren 1 und 2 einzulegenden Gießkernes,
Figur 4
eine entsprechende perspektivische Ansicht einer ersten Kerngieß-Teilform, die zur Herstellung einer Hälfte des Gießkernes nach Figur 3 dient,
Figur 5
eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Zwischenplatte, die auf die erste Kerngieß-Teilform nach Figur 4 aufsetzbar ist,
Figur 6
eine horizontale Schnittansicht bzw. Draufsicht des Gießkerns nach Figur 3 in Höhe der Entgasungskanäle,
Figur 7
eine perspektivische Teilansicht des mit der ersten Kerngieß-Teilform nach Figur 4 zusammenarbeitenden zweiten Kerngieß-Teilform,
Figur 8
eine schematische Schnittansicht einer aus zwei Kerngieß-Teilformen zusammengesetzten Gießkern-Herstellungsform unmittelbar vor dem Einschießen des Gießkern-Herstellungs-Pulver-bzw.-Korn-Gemisches in die zweite Kerngieß-Teilform auf das bereits fertiggestellte erste Gießkernteil und
Figur 9
eine zur Figur 8 analoge Schnittansicht, wobei jedoch eine wesentlich größere Ausnehmung in der ersten Kerngieß-Teilform vorgesehen und durch eine Abdeckung zugedeckt ist.
Nach den Figuren 1 und 2 besteht eine Gußstück-Gießform 12 aus einer Gußstück-Oberform 27 und einer Gußstück-Unterform 28, die vor dem Eingießen des flüssigen Metalls aufeinandergelegt werden. Von den beiden Formen 27, 28 ist in den Figuren 1 und 2 lediglich ein Viertel gezeigt. Tatsächlich setzen sich die Formen an beiden Enden zur Bildung einer insgesamt kreisförmigen Anordnung einstückig fort. Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Gußstück-Gießform 12 dient der Herstellung jeweils eines Gliedes eines Glieder-Heizkessels, wobei sich beim fertigen Gußstück im Zentrum bei 26 der Feuerraum und bei 29 die Wasserzu- bzw. -abfuhr befindet. Wasserzu- oder -abfuhr erfolgt auch an der der Anschlußstelle 29 diametral gegenüberliegenden Stelle, die wegen Beschränkung der Zeichnung auf ein Viertel der gezeigten Gegenstände nicht gezeigt ist.
Um mit der Gießform 12 die für die einzelnen Glieder erforderlichen Hohlräume herstellen zu können, wird in die Formen 27, 28 ein Gießkern 23 nach Figur 3 eingelegt. Auch vom Gießkern ist in Figur 3 nur ein Viertel dargestellt. Tatsächlich bildet auch der Gießkern eine Kreisringanordnung entsprechend der vollständigen Gußstück-Gießform 12.
Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Viertels einer ersten Kerngieß-Teilform 15, welche mit einer in Figur 7 gezeigten zweiten Kerngieß-Teilform 17 im aufeinandergelegten Zustand eine Gießkem-Herstellungsform 11 bildet. Die beiden Kerngieß-Teilformen 15, 17 weisen eine ebene Berührungsfläche 14 auf, entlang der sie dicht aufeinandergelegt werden können.
Zu Figur 5 ist eine im wesentlichen ebene Zwischenplatte 16 gezeigt, welche auf die erste Kerngieß-Teilform 15 nach Figur 4 aufsetzbar und an ihrer Unterseite rippenförmige Erhebungen 20 aufweist, die mit den in der ersten Kerngieß-Teilform 15 nach Figur 4 vorgesehenen Vertiefungen 30 ausgerichtet sind.
Zur Herstellung einer ersten Hälfte des Gießkerns 23, nämlich des ersten Gießkernteils 13 (Figur 3) wird die Zwischenplatte 16 (Figur 5) mit der die rippenförmigen Erhebungen 20 aufweisenden Seite auf die ebene Berührungsfläche 14 der ersten Kerngieß-Teilform 15 (Figur 4) derart aufgelegt, daß die rippenartigen Erhebungen 20 sich an der gewünschten Stelle in den Vertiefungen 30 der ersten Kerngieß-Teilform 15 befinden. Durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Öffnung oder mehrere Öffnungen wird dann der mit Zwei-Komponenten-Bindemittel vermischte Quarzsand in den Hohlraum der ersten Kerngieß-Teilform 15 eingeschossen, wobei dieser sich kompakt mit dem Gemisch aus Quarzsand und Bindemittel füllt.
Anschließend wird dann durch ebenfalls nicht gezeigte Öffnungen Katalysatorgas durch den kompaktierten Quarzsand geschickt, welches dafür sorgt, daß die zwei Komponenten des Bindemittels miteinander reagieren und so eine Härtung stattfindet, die den ersten Gießkernteil 13 verfestigt und selbsttragend macht.
Danach wird die Zwischenplatte 16 von der ersten Kerngieß-Teilform 15 abgehoben. Nach dem Abnehmen der Zwischenplatte 16 liegen die durch die rippenartigen Erhebungen 20 gebildeten Entgasungskanäle 19 des ersten Gießkernteiles 13 nach oben frei, z.B. als rechtwinklige und zumindest teilweise viertelkreisförmige Ausnehmungen, wie das in Figur 6 gezeigt ist. Figur 6 kann also auch als Draufsicht des ersten Gießkernteils 13 angesehen werden.
In diesem Zustand wird in die Entgasungskanäle 19 eine gasdurchlässige Füllmasse 24 z.B. in Form einer Nylonschnur eingelegt, welche in Figur 6 bei 24 nur teilweise gestrichelt angedeutet ist. Durch die Füllmasse 24 werden die Entgasungskanäle 19 weitgehend ausgefüllt.
Nunmehr wird die in Figur 7 gezeigte zweite Kerngieß-Teilform 17 mit ihrer ebenen Berührungsfläche 14 auf die ebene Berührungsfläche 14 der ersten Kerngieß-Teilform 15 gelegt, und zwar derart, daß die verschiedenen Erhebungen und Vertiefungen 30 der beiden Formhälften 15, 17 in der gewünschten Weise passend übereinanderliegen.
Jetzt wird durch eine oder mehrere ebenfalls nicht dargestellte Öffnungen auch in die zweite Kerngieß-Teilform 17 das Gemisch aus Quarzsand und Bindemittel eingeschossen, so daß auch die zweite Kerngieß-Teilform 17 kompakt mit dem Quarzsand-Bindemittel-Gemisch ausgefüllt ist. Aufgrund der Füllmasse 24 in den durch die rippenartigen Erhebungen 20 der Zwischenplatte 16 gebildeten Entgasungskanälen 19 bleiben bei diesem zweiten Einschießvorgang die Entgasungskanäle 19 erhalten.
Nach dem Einschießen des Quarzsand-Bindemittel-Gemisches in die zweite Kerngieß-Teilform 17 wird auch durch diese Hälfte des Gießkerns Katalysatorgas geleitet, welches nunmehr auch dort das Bindemittel zur Härtung bringt. An der Grenzfläche 22 (Figur 6) zwischen den beiden Gießkernteilen 13, 18 verbinden sich die Bindemittel der beiden Gießkernteile 13, 18 innig derart, daß praktisch ein einstückiger Gießkern 23 erzielt wird.
Nunmehr kann der Gießkern 23 ausgeformt werden, wobei er die Gestalt nach Figur 3 aufweist und für das Einlegen in die Gußstück-Gießformen 27, 28 (Figur 1, 2) bereit ist. Nach dem Einlegen des Gießkernes 23 in die Gußstück-Gießform 12 wird in üblicher Weise flüssiges Eisen oder flüssiger Stahl in die Gießform 12 eingefüllt, welches in sämtliche in der Form vorhandene Hohlräume fließt und die Gießform 12 sowie den Gießkern 23 stark erhitzt. Hierbei zersetzt sich zunächst die in Form einer Nylonschnur vorgesehene Füllmasse 24 in den Entgasungskanälen 19, so daß diese gasleitfähig werden. Entsteht dann anschließend durch die Verbrennung des Bindemittels Gas im Gießkern 23, so wird dies durch die Entgasungskanäle 19 in die umgebende Atmosphäre abgeleitet. Hierzu müssen die Entgasungskanäle durch in Figur 2 nur gestrichelt angedeutete Abgaskanäle 21 mit der umgebenden Atmosphäre verbunden werden. Diese Abgaskanäle 21 können beispielsweise durch Bohrungen oder Ausformungen an geeigneter Stelle des Gießkerns 23 verwirklicht werden.
Anhand von Figur 8 kann die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders anschaulich dargestellt werden. Nachdem in der durch die Zwischenplatte 16 abgedeckten, ersten Kerngieß-Teilform 15 der erste Gießkernteil 13 geformt und ausgehärtet worden ist, wird in die durch die Zwischenplatte 16 erzeugten Entgasungskanäle 19 die Füllmasse 24 in Form einer Nylonschnur eingebracht.
Die Füllmasse 24 muß sich also - nicht unbedingt nur durch Wärmeeinfluß - zersetzen und somit den Entgasungskanal 19 freilegen können. Es sind auch Füllmassen denkbar, die sich bereits beim Begasen des Kernes zersetzen und schon dabei die Entgasungskanäle 19 freilegen.
Anschließend wird die zweite Kerngieß-Teilform 17 auf die erste Kerngieß-Teilform 15 aufgesetzt und dann in die obere, zweite Kerngieß-Teilform 17 ebenfalls das Quarzsand-Bindemittel-Gemisch eingeschossen und anschließend durch Hindurchleitung von Katalysatorgas gehärtet sowie dadurch mit dem ersten Gießkemteil 13 innig verbunden.
Figur 8 zeigt auch noch eine Möglichkeit, wie auch im oberen zweiten Gießkernteil 18 ein Entgasungskanal 19 vorgesehen werden kann. Nach Aushärten des ersten Gießkernteils 13 wird bei noch abgenommener zweiter Kerngieß-Teilform 17 ein geeignet geformtes Formteil 20' auf die Grenzfläche 14 des ersten Gießkernteils 13 so aufgebracht, daß beim anschließenden Aufschießen des Quarzsand-Bindemittel-Gemisches auch in der oberen Hälfte des Gießkerns 23 ein Entgasungskanal 19 entsteht.
Obwohl grundsätzlich ein Entgasungskanal in einer der Gießkernteile 13, 18 ausreicht, wäre es aber auch möglich, so, wie in Figur 8 gezeigt, aneinandergrenzend oder aber auch versetzt gegeneinander zwei Entgasungskanäle 19 in den Gießkern 23 einzuarbeiten.
Figur 9 soll verdeutlichen, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur Entgasungskanäle, sondern auch wesentlich voluminösere Hohlräume 19' im ersten Gießkernteil 13 vorgesehen werden können, indem entsprechende Erhebungen 20 an der Zwischenplatte 16 (Figur 5) vorgesehen werden. Grundsätzlich könnten diese Hohlräume 19' ebenfalls mit einer Füllmasse ausgefüllt werden, bevor das obere zweite Gießkernteil 18 erzeugt wird.
Es ist jedoch auch möglich, - wie in Figur 9 gezeigt - den Hohlraum 19' durch einen Deckel 25 abzudecken, der beim Einbringen des Quarzsand-Bindemittel-Gemisches für den zweiten Gießkernteil 18 verhindert, daß das Gemisch in den Hohlraum 19' eindringt.
Die Abdeckung 25 kann so ausgebildet sein, daß sie sich beim Einfüllen der Metallschmelze in die Gußstück-Gießform 12 zersetzt.
Auch das tunnelartige Formteil 20' nach Figur 8 kann aus bei Hitze sich zersetzenden Material bestehen. Sofern jedoch innerhalb des Formteils 20' ausreichend Raum zur Verfügung steht, muß es jedoch nicht unbedingt bei Hitze sich zersetzen. Mit dem Formteil 20' nach Figur 8 können auch größere Ausnehmungen 19 hergestellt werden.
Die Erfindung betrifft also sowohl ein Verfahren zum Herstellen von Entgasungskanäle oder Ausnehmungen aufweisende Gießkernen als auch ein Verfahren zum Herstellen von Hohlräume aufweisenden Gußstücken, bei dem zunächst der Gießkern in der erfindungsgemäßen Weise hergestellt und anschließend zur Formung der Gußstücke in die Gußstück-Gießform eingebracht wird.
Bezugszeichenliste
11
Gießkern-Herstellungsform
12
Gußstück-Gießform
13
erstes Gießkernteil
14
Berührungsfläche
15
erste Kerngieß-Teilform
16
Zwischenplatte
17
zweite Kerngieß-Teilform
18
zweiter Kemgießteil
19
Entgasungskanal
19'
Hohlraum
20
rippenartige Erhebung
20'
Formteil
21
Abgaskanal
22
Grenzfläche
23
Gießkern
24
Füllmasse
25
Abdeckung
26
Feuerraumausnehmung
27
Gußstück-Oberform
28
Gußstück-Unterform
29
Wasserzu- bzw. -abfuhrstelle
30
Vertiefung

Claims (15)

  1. Verfahren zum Herstellen von Hohlräume aufweisenden Gußstükken, bei dem ein oder mehrere, den Hohlräumen angepaßte Gießkerne (23) in einer entsprechenden Gießkernherstellungsform (11) aus einem durch Bindemittel zusammengehaltenen, pulverförmigen oder körnigem Material, wie Quarzsand, hergestellt und in der eigentlichen, an die Form der Gußstücke angepaßten Gußstück-Kerngießform (12) in einer den vorzusehenden Hohlräumen entsprechenden Weise angeordnet werden, worauf zum Schmelzen gebrachtes flüssiges Metall, insbesondere Eisen oder Stahl, in die Kemgießform eingebracht und den dabei insbesondere im Gießkern (23) entstehenden Gasen ohne Beeinträchtigung des umgebenden flüssigen Metalls Gelegenheit zum Austreten aus dem Gießkern in die umgebende Atmosphäre gegeben wird, worauf das Gußstück nach Verfestigung vom wieder zu einem pulverförmigen, körnigen oder stückigen Material zerfallenen Gießkern (23) befreit wird, wobei der Gießkern (23) in zwei aufeinanderfolgenden Schritten aus zwei in jeweils einer Kerngieß-Teilform (15, 17) hergestellten Gießkernteilen (13, 18) zusammengesetzt wird und mindestens in der Grenzfläche (22) eines Gießkernteils (13, 18) zum anderen Gießkernteil (18, 13) ein oder mehrere Ausnehmungen (19, 19') vorzugsweise in Form von zur umgebenden Atmosphäre führenden Entgasungskanälen (19) vorgesehen und die beiden Gießkernteile (13, 18) anschließend zum Gießkern (23) zusammengefügt werden,
    dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein erstes Gießkernteil (13) in der zugeordneten und an der Berührungsfläche (14) zu einer zweiten Kerngieß-Teilform (17) durch eine Zwischenplatte (16) abgedeckten ersten Kerngieß-Teilform (15) geformt, dann die Zwischenplatte (16) von der ersten Kerngieß-Teilform (15) entfernt und durch die zweite Kerngieß-Teilform (17) ersetzt wird, worauf in der zweiten Kerngieß-Teilform (17) der andere Gießkernteil (18) unmittelbar auf den bereits geformten ersten Gießkernteil (13) aufgeformt wird, und daß beim Formen des ersten und/oder zweiten Gießkernteils (13, 18) durch ein oder mehrere entsprechende Formteile (20, 20') in einer oder beiden Grenzflächen (22) der Gießkernteile (13, 18) die Ausnehmung(en) (19, 19'), insbesondere die Entgasungskanäle (19) vorgesehen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile auf der dem ersten Gießkernteil (13) zugewandten Seite der Zwischenplatte (16) vorspringende Erhebungen (20) sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die von den Formteilen (20, 20') in dem ersten Gießkernteil (13) gebildeten Entgasungskanäle (19) nach der Formung des ersten Gießkernteils (13) und vor Aufbringen der zweiten Kerngieß-Teilform (17) zumindest weitgehend mit einer vorzugsweise gasdurchlässigen Füllmasse (24) ausgefüllt werden, die beim Formen des zweiten Gießkernteils (18) die Entgasungskanäle (19) im ersten Gießkernteil (13) aufrechterhält und sich bis zur Gasentwicklung aus dem Gießkern (23) beim Erhitzen der Metallschmelze zumindest insoweit zersetzt, daß das entstehende Gas durch die Entgasungskanäle (19) in die umgebende Atmosphäre abgeführt werden kann.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die von den Formteilen (20, 20') in dem ersten Gießkernteil (13) gebildete(n) Ausnehmung(en) (19') nach der Formung des ersten Gießkernteils (13) und vor Aufbringen der zweiten Kerngieß-Teilform (17) zumindest weitgehend von einer Abdeckung (25) zur zweiten Kerngieß-Teilform (17) hin abgedeckt wird. bzw. werden, die beim Formen des zweiten Gießkernteils (18) die Ausnehmungen (19') im ersten Gießkernteil (13) aufrechterhält und sich vorzugsweise beim Erhitzen der Metallschmelze zersetzt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abnehmen der Zwischenplatte (16) von der ersten Kerngieß-Teilform (15) ein oder mehrere Formteile (20'), die sich während der Erstarrung der eingebrachten Metallschmelze vorzugsweise zersetzen, auf der zunächst von der Zwischenplatte (16) abgedeckt gewesenen Grenzfläche (22) des ersten Gießkernteils (13) angeordnet werden, um in der Grenzfläche des zweiten Gießkernteils (18) entsprechende Ausnehmungen (19) vorzusehen.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (20, 20') die Form von Rippen aufweisen, die sich entlang der im ersten und/oder zweiten Gießkernteil (13, 18) vorzusehenden Entgasungskanäle (19) erstrecken.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Entgasungskanäle (19) entweder in der Atmosphäre münden oder zu einer Stelle des Gießkerns (23) laufen, wo z.B. durch Bohren ein oder mehrere zur Atmosphäre führender Abgaskanäle (21) angebracht werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Gießkern (23) aus körnigem Material, insbesondere Quarzsand gebildet wird, der mit pulverförmigem oder körnigem Kunststoffmaterial als Bindemittel vermischt ist, welches z.B. durch ein durch die Gießkernteile (13, 18) hindurchgeleitetes Katalysatorgas kalt härtbar ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß seitlich der durch die Formteile (20, 20') gebildeten Ausnehmungen (19) das Material der beiden Gießkernteile (13, 18) unmittelbar ineinander übergeht.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß nach der Herstellung des ersten Gießkernteiles (13) die Aushärtung z.B. durch das hindurchgeleitete Katalysatorgas erfolgt, bevor das zweite Gießkernteil (18) aufgeformt und anschließend ebenfalls ausgehärtet wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das für die Bildung der Gießkernteile (13, 18) vorgesehene pulverförmige oder körnige Material in die unerhitzten Kerngieß-Teilformen (15, 17) der Kerngießform (12) z.B. mittels Druckluft eingeschossen wird.
  12. Gießkern-Herstellungsform zur Herstellung von Gießkernen (23) bestehend aus einer ersten und einer zweiten Kerngieß-Teilform (15, 17), insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zwischenplatte (16) aufweist, mit der die erste Kerngieß-Teilform (15) so abgedeckt werden kann, daß darin separat ein erstes Gießkernteil (13) geformt und gegebenenfalls gleich ausgehärtet werden kann.
  13. Gießkern-Herstellungsform nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (16) auf der dem ersten Gießkernteil (13) zugewandten Seite Erhebungen (20) vorzugsweise in Form von Rippen aufweist, die beim Formen des ersten Gießkernteils (13) Ausnehmungen (19, 19'), insbesondere Entgasungskanäle (19) bilden, welche zu einer mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Stelle (21) innerhalb des Gießkernteils (13) führen.
  14. Gießkern-Herstellungsform nach Anspruch 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß Formteile (20') vorgesehen sind, die nach Fertigstellung des ersten Gießkernteils (13) in der den herzustellenden Ausnehmungen (19) entsprechender Anordnung auf der dem zweiten Gießkernteil (18) zugewandten Grenzfläche (22) angeordnet werden, bevor der zweite Gießkernteil (18) aufgeformt wird, wobei vorzugsweise die Formteile (20') beim Erhitzen durch die Metallschmelze zumindest weitgehend zersetzt werden.
  15. Gießkern-Herstellungsform (11) nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß die im ersten Gießkernteil (13) vorgesehenen Ausnehmungen (19, 19'), insbesondere Entgasungskanäle (19) vor dem Aufformen des zweiten Gießkernteils (18) von einer Füllmasse (24) zumindest weitgehend ausfüllbar und/oder von einer Abdeckung (25) abdeckbar sind, die beim Erhitzen durch die Metallschmelze vorzugsweise zersetzt werden.
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