EP1960137A1 - Verfahren zum giessen von formteilen - Google Patents

Verfahren zum giessen von formteilen

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Publication number
EP1960137A1
EP1960137A1 EP06791345A EP06791345A EP1960137A1 EP 1960137 A1 EP1960137 A1 EP 1960137A1 EP 06791345 A EP06791345 A EP 06791345A EP 06791345 A EP06791345 A EP 06791345A EP 1960137 A1 EP1960137 A1 EP 1960137A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
core
bulk material
mold
casting
core package
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06791345A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gelson G. Montero
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1960137A1 publication Critical patent/EP1960137A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D29/00—Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots
    • B22D29/001—Removing cores
    • B22D29/003—Removing cores using heat

Definitions

  • the invention relates to a method for casting moldings.
  • the invention relates generally to the molding of molded parts, i. on the foundry technology.
  • foundry cores and / or forms are usually made of separate parts, brought together and connected together to form a mold or a Kempaket or mold package.
  • form / core packages are then filled with molten metal to produce, for example, a metallic workpiece, wherein in series production the molten metal to be filled FormVKakakete successively lined up the production line.
  • moldings are cast in a mold, which in turn consists of cores or a core package. After firing and completing the mold, it is transformed into another core sand, i. in a kind of support form, integrated, namely, to ensure the required mechanical stability can.
  • a core package alone is not sufficient and the provision of the support form is absolutely necessary.
  • the support form is so far greensand forms in which the Kempaket is inserted.
  • Metallic molds have also been used so far, and such metallic molds are extremely expensive and, moreover, wear out quickly.
  • the mold material / core package forming mold material is then to be removed from the molded molding. Due to a binder, the molding material must be disposed of or recycled in a special way. The same applies to previously used support forms or green sand molds, which are also provided with binder. The recycling of the mold sands / Grünsands associated effort is considerable, especially in expensive treatment plants additives such as bentonite, etc. must be removed.
  • the present invention is therefore based on the object to design the above-discussed generic method in such a way and further that reduces especially in gray cast iron or cast steel the effort to be operated at a reproducible result, especially in relation to the recycling of the materials used.
  • the residual heat should be used in the solidified molding.
  • the support form previously made of greensand is needed, it is necessary, on the one hand, with the manufacture and other On the other hand, the costs associated with recycling, ie the total cost of production, can be considerably reduced.
  • a support form is still provided, which, however, to the core package - aware - spaced.
  • the support form can be generated from plates of different temperature-resistant materials, namely according to the modular principle.
  • the items could be reciprocally adjustable, latched or otherwise fastened together. It is essential that a space remains between the actual casting mold, ie the core package, and the support form. This space between the core package and the support form is backfilled with a pourable bulk material.
  • This bulk material defines an isostatic pressure around the core package on all sides so that, due to this pressure, the core package can withstand the outward pressure created during molten metal casting.
  • the bulk material is guaranteed in any case that the core package can withstand the pressure generated during casting and it is on top of that guaranteed that any fugitives, cracks or the like through no melt penetrates to the outside.
  • the energy stored in the melt or in the molding and in the core package is not readily sufficient to carry out a further-reaching process, for example to burn the binder contained in the core package.
  • a further-reaching process for example to burn the binder contained in the core package.
  • the support mold is opened or removed, after the solidification of the melt, so that the actual support function of the support form is no longer necessary.
  • the bulk material is at least largely removed.
  • the remaining core package is again isolated with the already solidified molding therein, so that the residual heat contained therein can be used without the bulk of the bulk material.
  • the core package is placed on a thermally insulating base as part of the support form for positioning the core package in the support form.
  • a thermally insulating base as part of the support form for positioning the core package in the support form.
  • a thermally insulating hood is used in an advantageous manner, which may be made in one piece or in several parts. In the case of a one-piece embodiment, this could be put over the core package, for example via a pulley block, a manipulator or with other aids. Specifically, the hood is placed around the core package with the molded part therein on the base and complements the hood with the base for a thermal insulation on all sides. Once the binders of the core package are burned or at least dissolved, the hood is removed again, so that remains on the basis of at least largely freed from the molding sand molding.
  • the bulk material is essentially the same material as the core-molding material, preferably without any additives.
  • the cores consist of molding material (for example made of quartz sand) with binder, the same molding material, preferably without binder, can be used as the bulk material.
  • the bulk material could have substantially the same grain size as the molding material, so that the molding material together with the bulk material - after recycling the molding material - can be used again with identical or different grain size.
  • pure sand preferably so-called dry sand without additives, could be used as the bulk material, which causes no problems in further processing with the molding sand. This is especially true for identical or nearly identical grain size.
  • quartz sand is particularly suitable.
  • the backfilling in the space between the core package and the support form can be achieved by means of funnels or suitable technical aids by merely pouring it in of the bulk material to obtain a bulk density realize.
  • the weight of the bulk material results in an isostatic pressure acting on the core packet which counteracts the outward pressure encountered during casting with molten metal to maintain the shape. The individual cores of the core package will thus hold together securely.
  • the backfilling can be done by blowing in the bulk material.
  • a density of the bulk material can be achieved, which is above the bulk density.
  • a further compression of the bulk material can be achieved if the backfilling is supported by bulk material by vibration.
  • the vibration can be induced, for example, by means of ultrasound or else mechanically, in which case the entire support form or a functional element located therein or in the support form can be used as a resonator. In any case, it is essential that preferably vibration induced by ultrasound promotes the compaction of the bulk material.
  • the support mold is used for thermal insulation of the casting mold before and / or after casting and for deliberate use of the process heat within the casting mold or insulation for the controlled treatment of the cast molding and / or of the molding material forming the core pack.
  • the process heat can be used to burn the organic or inorganic binder in the molding material, so that special recycling measures are no longer required thereafter. A special disposal of the Form material as special waste is then also no longer necessary, you should not want to continue using the molding material.
  • the process heat can be used for the temperature treatment of the cast molded part.
  • the molded part could be cooled regulated, with a thermal insulation by the support form along with backfilling plays a very special role.
  • flue gases produced during combustion of the binder are retained within the device for heat insulation. They can be vacuumed at the end of the isolation process. The concentrated presence of noxious gases considerably facilitates their disposal or destruction, which considerably simplifies the process.
  • Fig. 1 is a schematic view of the arrangement of a core package with spaced support form and by means of bulk material hinterhelltem space between the core package and the support mold and
  • Fig. 2 is a schematic view of the arrangement of a core package of FIG. 1, but without bulk material and with it over hood for thermal insulation.
  • the core package 1 shows, to clarify the method according to the invention, in which arrangement the casting mold 2 to be understood as the core package 1 is provided for pouring the melt.
  • the core package 1 comprises a plurality of individual cores, which are completed together to form the core package 1.
  • the core package 1 forms the casting mold 2.
  • Fig. 1 can further recognize that the core package 1 is positioned in a support mold 3, which in turn is composed of individual parts 4 like a frame or made in one piece. Between the support form 3 and the core package 1, a space is formed, which is backfilled by a flowable bulk material 5 and thus builds between the support form 3 and the core package 1 isostatic pressure defined by the weight. In this state, the metallic melt is poured into the mold or in the core package 1 and ensures that the core package 1 dimensionally stable withstand the resulting internal pressure during casting.
  • the parts 4 of the support form 3 can be used several times.
  • quartz sand is an option. preferably with the same grain size as the molding material of the individual cores or of the core package 1.
  • the bulk material 5 can be compacted, for example by means of vibration beyond the bulk density, in order to increase the isostatic pressure in relation to the core packet 1.
  • the bulk material 5 can be compacted, for example by means of vibration beyond the bulk density, in order to increase the isostatic pressure in relation to the core packet 1.
  • the support mold 3 together with bulk material 5 serves for the thermal insulation of the casting mold 2 and can therefore be formed before or after casting for the deliberate use of the process heat within the casting mold or insulation and thus for the controlled treatment of the cast molding and / or of the molding pack Use molding material.
  • the process heat is absorbed too much by the bulk material 5 and also by the support mold 3.
  • the support mold 3 and the bulk material 5 has been removed. Instead, a thermally insulating cover 6 is also placed on the thermally insulating Basjs 8. so that the residual heat held under the hood 6 can be used for example for burning the binder present in the molding material.
  • the hood 6 is removed and the molding 7 is at least largely freed from the molding material of the former core package 1, namely because the bond between the components of the molding material is canceled.
  • the method according to the invention has the enormous advantage that on the one hand the process heat is used and on the other hand that no molding installation is required for molding the molding.
  • the process heat utilization is favored by the fact that the sand-to-iron ratio is favored by removing the bulk material.

Landscapes

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

Abstract

Ein Verfahren zum Gießen von Formteilen umfasst folgende Verfahrensschritte: Bereitstellen der Gussform (2), bestehend aus zu einem Kernpaket (1) komplettierten Kernen aus Formmaterial, Positionieren des Kernpakets (1) in eine zu dem Kernpaket (1) beabstandete Stützform (3), Hinterfüllen des Raumes zwischen dem Kernpaket (1) und der Stützform (3) mit einem rieselfähigen Schüttgut (5), Gießen der metallischen Schmelze in die Gussform (2). Öffnen oder Entfernen der Stützform (3) nach dem Erstarren der Schmelze, zumindest weitgehendes Entfernen des Schüttguts (5) und abermalige thermische Isolation des verbleibenden Kernpakets (1) mit dem darin befindlichen, bereits erstarrten Formteil (7).

Description

VERFAHREN ZUM GIESSEN VON FORMTEiLEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Formteilen.
Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf das Gießen von Formteilen, d.h. auf die Gießereitechnik. Zum Gießen von Formstücken jedweder Art werden Gießereikerne und/oder- formen meist aus getrennten Teilen hergestellt, zusammengeführt und miteinander zu einer Gussform bzw. zu einem Kempaket oder Formpaket verbunden. Diese Form-/Kernpakete werden dann zur Herstellung eines beispielsweise metallischen Werkstücks mit geschmolzenen Metall gefüllt, wobei in der Serienfertigung die mit geschmolzenem Metall zu füllenden FormVKempakete hintereinander aufgereiht die Fertigungstrasse durchlaufen.
Kern- und Maskenschießmaschinen zur Fertigung der miteinander zu verbindenden Kerne sind seit Jahrzehnten aus der Praxis bekannt. Lediglich beispielhaft wird hier auf die DE 31 48 461 C1 verwiesen, die eine Kern- und Maskenschießmaschine offenbart.
Bislang werden Formteile in einer Form gegossen, die wiederum aus Kernen bzw. einem Kernpaket besteht. Nach dem Schießen und Komplettieren der Form wird diese in eine weitere Form bzw. Umgebung aus Kernsand, d.h. in eine Art Stützform, eingebunden, um nämlich die erforderliche mechanische Stabilität gewährleisten zu können. Speziell bei Grauguss oder Stahlguss ist der statische Druck beim Gießen so hoch, dass ein Kernpaket alleine nicht ausreicht und die Vorkehrung der Stützform zwingend erforderlich ist. Bei der Stützform handelt es sich bislang um Grünsandformen, in die das Kempaket eingelegt wird. Metallische Formen wurden bislang ebenfalls bereits verwendet, wobei solche metallischen Formen äußerst teuer sind und obendrein schnell verschleißen.
Unabhängig von dem eigentlichen Gießen ist danach das das Form-/Kernpaket bildende Formmaterial von dem gegossenen Formteil zu entfernen. Aufgrund eines Bindemittels ist das Formmaterial auf besondere Weise zu entsorgen oder zu recy- celn. Gleiches gilt für bislang verwendete Stützformen bzw. Grünsandformen, die ebenfalls mit Bindemittel versehen sind. Der mit dem Recyceln des Form- sands/Grünsands verbundene Aufwand ist erheblich, zumal in teueren Aufbereitungsanlagen Zusätze wie Bentonit, etc. entfernt werden müssen.
Hinzu kommt ein weiteres Problem in der Herstellung der Stützformen oder Grünsandformen, die nämlich auf sehr teueren Formanlagen hergestellt werden. Außerdem erfolgt die Sandaufbereitung in sehr aufwendigen und somit teuren Sandaufbereitungsanlagen. Die Bereitstellung von Grünsandformen zum Stützen des Kernpakets sowie die Sandaufbereitung ist daher unverhältnismäßig teuer.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das voranstehend erörterte gattungsbildende Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass sich insbesondere auch beim Grauguss oder Stahlguss der zu betreibende Aufwand bei reproduzierbarem Ergebnis verringert, insbesondere in Bezug auf das Recyceln der verwendeten Materialien. Außerdem soll die Restwärme in dem erstarrten Formteil genutzt werden.
Die voranstehende Aufgabe wird durch ein Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten gelöst:
- Bereitstellen der Gussform, bestehend aus zu einem Kernpaket komplettierten Kernen aus Formmaterial,
- Positionieren des Kempakets in eine zu dem Kernpaket beabstandete Stützform,
- Hinterfüllen des Raumes zwischen dem Kernpaket und der Stützform mit einem rieselfähigen Schüttgut,
- Gießen der metallischen Schmelze in die Gussform,
- Öffnen oder Entfernen der Stützform nach dem Erstarren der Schmelze,
- zumindest weitgehendes Entfernen des Schüttguts und
- abermalige thermische Isolation des verbleibenden Kernpakets mit dem darin befindlichen, bereits erstarrten Formteil.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass man die bislang aus Grünsand bestehende Stützform zwar benötigt, jedoch die einerseits mit der Herstellung und ande- rerseits mit dem Recyceln verbundenen Kosten, d.h. die Produktionskosten insgesamt, ganz erheblich reduzieren kann. Dazu ist nach wie vor eine Stützform vorgesehen, die jedoch zu dem Kernpaket - bewusst - beabstandet ist. So lässt sich die Stützform beispielsweise aus Platten unterschiedlicher temperaturbeständiger Materialien generieren, nämlich nach dem Baukastenprinzip. Zum Zusammenhalt könnten die Einzelteile ineinander stellbar, verrastbar oder sonst wie aneinander befestigbar sein. Wesentlich ist dabei, dass zwischen der eigentlichen Gussform, d.h. dem Kernpaket, und der Stützform ein Raum verbleibt. Dieser Raum zwischen dem Kernpaket und der Stützform wird mit einem rieselfähigen Schüttgut hinterfüllt. Dieses Schüttgut definiert allseitig um das Kernpaket herum einen isostatischen Druck, so dass aufgrund dieses Drucks das Kernpaket dem beim Gießen mit Metallschmelze entstehenden, nach außen gerichteten Druck widerstehen kann. Mit Hilfe des Schüttguts ist jedenfalls gewährleistet, dass das Kernpaket dem beim Gießen entstehenden Druck standhält und es ist obendrein gewährleistet, dass durch etwaige Fugen, Risse oder dergleichen hindurch keine Schmelze nach außen dringt. Mit einfachen Mitteln ist unter Zugrundelegung eines isostatischen Drucks gewährleistet, dass die metallische Schmelze in die Gussform gegossen werden kann, ohne die Formbeständigkeit des Kernpakets zu gefährden.
Des Weiteren ist in erfindungsgemäßer Weise erkannt worden, dass die in der Schmelze bzw. im Formteil und im Kernpaket gespeicherte Energie nicht ohne weiteres ausreicht, um einen weiterreichenden Prozess zu betreiben, so beispielsweise die im Kernpaket enthaltenen Bindemittel zu verbrennen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die zu erwärmende Masse nicht zuletzt aufgrund des im Inneren der Stützform befindlichen Schüttguts zu groß ist. So wird in weiter erfindungsgemäßer Weise die Stützform geöffnet bzw. entfernt, und zwar nach dem Erstarren der Schmelze, so dass die eigentliche Stützfunktion der Stützform nicht mehr erforderlich ist. Das Schüttgut wird zumindest weitgehend entfernt. Danach wird das verbleibende Kernpaket mit dem darin befindlichen, bereits erstarrten Formteil abermals isoliert, so dass die darin befindliche Restwärme ohne die Masse des Schüttguts genutzt werden kann.
In vorteilhafter Weise wird zur Positionierung des Kernpakets in der Stützform das Kernpaket auf eine thermisch isolierende Basis als Teil der Stützform gestellt. Diese Basis verbleibt unter dem Kernpaket. Durch eine thermisch isolierende Wandung und ein thermisch isolierendes Deckelteil wird die Basis zu der Stützform komplettiert.
Ein Öffnen der Stützform bzw. ein komplettes Entfernen der Stützform erfolgt durch Entfernen des Deckelteils und der Wandungen. Danach lässt sich das Schüttgut problemlos entfernen. Ein Absaugen des Schüttguts ist denkbar.
Zur abermaligen thermischen Isolation wird in vorteilhafter Weise eine thermisch isolierende Haube verwendet, die einteilig oder aber auch mehrteilig ausgeführt sein kann. Im Falle einer einteiligen Ausgestaltung könnte diese beispielsweise über einen Flaschenzug, einen Manipulator oder mit sonstigen Hilfsmitteln über das Kernpaket gestülpt werden. Im Konkreten wird die Haube um das Kernpaket mit dem darin befindlichen Formteil auf die Basis gestellt und ergänzt sich die Haube mit der Basis zu einer allseitigen thermischen Isolierung. Sobald die Bindemittel des Kernpakets verbrannt oder zumindest gelöst sind, wird die Haube abermals entfernt, so dass auf der Basis das zumindest weitgehend vom Formsand befreite Formteil verbleibt.
In besonders vorteilhafter Weise handelt es sich bei dem Schüttgut im Wesentlichen um das gleiche Material wie das Formmaterial zur Kernherstellung, und zwar vorzugsweise ohne jedwede Zusätze. Bestehen die Kerne aus Formmaterial (beispielsweise aus Quarzsand) mit Bindemittel, kann als Schüttgut das gleiche Formmaterial, vorzugsweise ohne Bindemittel, verwendet werden. Ebenso könnte das Schüttgut im Wesentlichen die gleiche Körnung wie das Formmaterial aufweisen, so dass sich das Formmaterial gemeinsam mit dem Schüttgut - nach dem Recyceln des Formmaterials - bei identischer oder unterschiedlicher Körnung wieder verwenden lässt.
Im Konkreten könnte als Schüttgut reiner Sand, vorzugsweise sog. Trockensand ohne Zusätze, verwendet werden, der bei der Weiterverarbeitung mit dem Formsand keine Probleme verursacht. Dies gilt insbesondere bei identischer oder nahezu identischer Körnung. Als Schüttgut eignet sich Quarzsand besonders.
Das Hinterfüllen im Raum zwischen dem Kernpaket und der Stützform lässt sich mittels Trichter oder geeigneter technischer Hilfsmittel durch bloßes Hineinschütten des Schüttguts zum Erhalt einer Schüttdichte realisieren. Aus dem Gewicht des Schüttguts resultiert ein auf das Kernpaket wirkender isostatischer Druck, der dem beim Gießen mit Metallschmelze auftretenden, nach außen gerichteten Druck zum Erhalt der Form entgegenwirkt. Die einzelnen Kerne des Kernpakets werden somit sicher zusammenhalten.
Sofern die durch Hineinschütten erreichte Schüttdichte des Schüttguts nicht ausreicht, kann das Hinterfüllen durch Hineinblasen des Schüttguts erfolgen. Dadurch lässt sich eine Dichte des Schüttguts erreichen, die über der Schüttdichte liegt. Des Weiteren ist es denkbar, nach Hineinschütten des Schüttguts dieses mittels Druckluft nachzuverdichten.
Eine weitere Verdichtung des Schüttguts, vorzugsweise bis hin zum Erhalt der Klopfdichte, lässt sich dann erreichen, wenn das Hinterfüllen mittels Schüttgut durch Vibration unterstützt wird. Die Vibration lässt sich beispielsweise mittels Ultraschall oder aber auch mechanisch induzieren, wobei dazu die gesamte Stützform oder ein darin befindliches oder in die Stützform hinein verbringbares Funktionselement als Resonator dient. Wesentlich ist jedenfalls, dass vorzugsweise durch Ultraschall induzierte Vibration die Verdichtung des Schüttguts begünstigt.
Ebenso ist es denkbar, dass zur weiteren Verdichtung des Schützguts mechanisch nachverdichtet wird, indem nämlich das Schüttgut mit mechanischer Gerätschaft in die Form gedrückt oder gar gepresst wird. Eine punktuelle oder zonale Nachverdichtung mittels dazu dienender Stempel oder dergleichen ist denkbar.
In weiter vorteilhafter Weise wird die Stützform zur thermischen Isolation der Gussform vor und/oder nach dem Gießen und zur bewussten Nutzung der Prozesswärme innerhalb der Gussform bzw. Isolation zur kontrollierten Behandlung des gegossenen Formteils und/oder des das Kernpaket bildenden Formmaterials genutzt.
So lässt sich die Prozesswärme zum Verbrennen des organischen oder anorganischen Bindemittels im Formmaterial verwenden, so dass besondere Recyclingmaßnahmen danach nicht mehr erforderlich sind. Eine besondere Entsorgung des Formmaterials als Sondermüll ist dann ebenfalls nicht mehr erforderlich, sollte man das Formmaterial nicht weiter verwenden wollen.
Ebenso lässt sich die Prozesswärme zur Temperaturbehandlung des gegossenen Formteils verwenden.
In ganz besonders vorteilhafter Weise könnte das Formteil geregelt abgekühlt werden, wobei einer thermischen Isolation durch die Stützform nebst Hinterfüllung eine ganz besondere Bedeutung zukommt.
Ebenso ist es denkbar, dass während der in-situ-Wärmebehandlung Gase aus dem Inneren der Form und/oder der Isolation bzw. aus dem Stützteil nebst Hinterfüllung geführt werden.
Ganz besondere Bedeutung kommt einem weiteren Merkmal zu, wonach es nämlich von Vorteil ist, wenn zur Bildung des Kernpakets einzelne Kerne verwendet werden, die als Hohlkörper ausgebildet sind. Dies hat den enormen Vorteil, dass die Masse des Kernsandmaterials möglichst gering gehalten ist, so dass die in Form von Wärme vorliegende Energie innerhalb des Gesamtsystems weitestgehend. zur Behandlung des gegossenen Formteils und/oder des Kernpakets, so bspw. zum Verbrennen des Bindemittels, genutzt werden kann. Außerdem entstehen wesentlich weniger Gase von vorneherein, die dazu noch gesammelt und abgesaugt werden können.
Vorteilhaft ist auch, wenn die beim Verbrennen des Bindemittels entstehenden Rauchgase innerhalb der Vorrichtung zur Wärmeisolation zurückgehalten werden. Sie lassen sich am Ende des Isolationsvorganges absaugen. Das konzentrierte Vorliegen der Schadgase erleichtert ganz erheblich ihre Entsorgung bzw. Vernichtung, wodurch sich das Verfahren ganz erheblich vereinfacht.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 in einer schematischen Ansicht die Anordnung eines Kernpakets mit beabstandeter Stützform und mittels Schüttgut hinterfülltem Raum zwischen dem Kernpaket und der Stützform und
Fig. 2 in einer schematischen Ansicht die Anordnung eines Kernpakets gemäß Fig. 1 , jedoch ohne Schüttgut und mit darüber gestülpter Haube zur thermischen Isolierung.
Fig. 1 zeigt zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in welcher Anordnung die als Kernpaket 1 zu verstehende Gussform 2 zum Eingießen der Schmelze bereitgestellt wird. Das Kernpaket 1 umfasst mehrere einzelne Kerne, die gemeinsam zu dem Kernpaket 1 komplettiert sind. Das Kernpaket 1 bildet die Gussform 2.
Fig. 1 lässt des Weiteren erkennen, dass das Kernpaket 1 in einer Stützform 3 positioniert ist, die wiederum aus einzelnen Teilen 4 rahmenartig zusammengesetzt oder einteilig ausgeführt ist. Zwischen der Stützform 3 und dem Kernpaket 1 ist ein Raum gebildet, der durch ein rieselfähiges Schüttgut 5 hinterfüllt ist und somit zwischen der Stützform 3 und dem Kernpaket 1 einen durch das Gewicht definierten isostatischen Druck aufbaut. In diesem Zustand wird die metallische Schmelze in die Gussform bzw. in das Kernpaket 1 gegossen und ist sichergestellt, dass das Kernpaket 1 formstabil dem beim Gießen entstehenden Innendruck standhält.
Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel lassen sich die Teile 4 der Stützform 3 mehrfach verwenden. Die Abstützung der Gussform 2 bzw. des Kernpakets 1 erfolgt über das Schüttgut 5, bei dem es sich im Konkreten um sog. Trockensand ohne jedwede Zusätze handelt. Als Trockensand kommt Quarzsand in Frage, und zwar vor- zugsweise mit der gleichen Körnung wie das Formmaterial der einzelnen Kerne bzw. des Kernpakets 1.
Des Weiteren sei an dieser Stelle noch einmal angemerkt, dass das Schüttgut 5 beispielsweise mittels Vibration über die Schüttdichte hinaus verdichtet werden kann, um den isostatischen Druck gegenüber dem Kernpaket 1 zu erhöhen. Hinsichtlich weiterer Maßnahmen zur Verdichtung des Schüttguts 5 sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.
Des Weiteren dient die Stützform 3 nebst Schüttgut 5 zur thermischen Isolation der Gussform 2 und lässt sich daher vor oder nach dem Gießen zur bewussten Nutzung der Prozesswärme innerhalb der Gussform bzw. Isolation und somit zur kontrollierten Behandlung des gegossenen Formteils und/oder des das Kempaket bildenden Formmaterials verwenden. Jedoch ist erkannt worden, dass die Prozesswärme in zu hohem Maße von dem Schüttgut 5 und auch von der Stützform 3 absorbiert wird.
Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 ist die Stützform 3 sowie das Schüttgut 5 entfernt worden. Stattdessen ist eine thermisch isolierende Haube 6 auf die ebenfalls thermisch isolierende Basjs 8 gestellt, .so dass die unter der Haube 6 gehaltene Restwärme beispielsweise zum Verbrennen des im Formmaterial befindlichen Bindemittels genutzt werden kann. Am Ende des Prozesses wird die Haube 6 entfernt und das Formteil 7 ist zumindest weitgehend von dem Formmaterial des ehemaligen Kernpakets 1 befreit, da nämlich die Bindung zwischen den Bestandteilen des Formmaterials aufgehoben ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den enormen Vorteil, dass zum einen die Prozesswärme genutzt wird und dass zum anderen keine Formanlage zum Einformen des Formteils erforderlich ist. Die Prozesswärmenutzung wird dadurch begünstigt, dass das Sand-zu-Eisen-Verhältnis durch Entfernen des Schüttguts begünstigt ist.
Hinsichtlich weiterer Merkmale, die sich den Figuren nicht entnehmen lassen, sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen. Schließlich sei angemerkt, dass das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel lediglich der beispielhaften Erläuterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Gießen von Formteilen (7) mit folgenden Verfahrensschritten:
- Bereitstellen der Gussform (2), bestehend aus zu einem Kernpaket (1) komplettierten Kernen aus Formmaterial,
- Positionieren des Kernpakets (1) in eine zu dem Kernpaket (1) beabstan- dete Stützform (3),
- Hinterfüllen des Raumes zwischen dem Kernpaket (1) und der Stützform (3) mit einem rieselfähigen Schüttgut (5),
- Gießen der metallischen Schmelze in die Gussform (2),
- Öffnen oder Entfernen der Stützform (3) nach dem Erstarren der Schmelze,
- zumindest weitgehendes Entfernen des Schüttguts (5) und
- abermalige thermische Isolation des verbleibenden Kempakets (1) mit dem darin befindlichen, bereits erstarrten Formteil (7).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionierung des Kernpakets (1) in der Stützform (3) das Kernpaket (1) auf eine thermisch isolierende Basis (8) als Teil der Stützform (3) positioniert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (8) durch thermisch isolierende Wandungen und ein thermisch isolierendes Deckelteil zu der Stützform (3) komplettiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützform (3) durch Entfernen des Deckelteils und der Wandungen geöffnet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur abermaligen thermischen Isolation eine thermisch isolierende Haube (6) verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (6) einteilig ausgeführt ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (6) um das Kernpaket (1) mit dem darin befindlichen Formteil (7) auf die Basis (8) gestellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Schüttgut (5) im Wesentlichen das gleiche Formmaterial wie zur Kernherstellung, vorzugsweise ohne Zusätze, verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut (5) im Wesentlichen die gleiche Körnung wie das Formmaterial oder eine dazu unterschiedliche Körnung hat.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Schüttgut (5) reiner Sand, vorzugsweise sog. Trockensand ohne Zusätze, verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Schüttgut (5) Quarzsand oder sonstige in der Gießerei bekannte bzw. übliche Sande verwendet werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hinterfüllen durch Hineinschütten des Schüttguts (5) zum Erhalt einer Schüttdichte erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinterfüllen durch Hineinblasen des Schüttguts (5) erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Verdichtung mittels Druckluft nachverdichtet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Verdichtung, vorzugsweise bis hin zum Erhalt der Klopfdichte, das Hinterfüllen durch Vibration unterstützt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibration mittels Ultraschall induziert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Verdichtung das Schüttgut (5) mechanisch nachverdichtet wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Stützform (3) zur thermischen Isolation der Gussform (2) vor und/oder nach dem Gießen und danach die Haube zur bewussten Nutzung der Prozesswärme innerhalb der Gussform (2) bzw. Isolation zur kontrollierten Behandlung des gegossenen Formteils (4) und/oder des das Kernpaket (1) bildenden Formmaterials genutzt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesswärme zum Verbrennen des organischen oder anorganischen Bindemittels im Formmaterial dient.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesswärme zur Temperaturbehandlung des gegossenen Formteils (4) dient.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (4) bzw. das gesamte System geregelt abgekühlt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass während der in-situ-Wärmebehandlung des gegossenen Formteils (4) und/oder des Kernpakets (1) Gas aus dem inneren der Form und/oder aus der Isolation abgeführt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass während der in-situ-Wärmebehandlung des gegossenen Formteils (4) und/oder des Kernpakets (1) das beim Verbrennen des Bindemittels entstehende Gas innerhalb der thermischen Isolation zurückgehalten und am Ende des Isolationsvorgangs abgesaugt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass während der thermischen Isolation Wärme zugeführt werden kann.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Kernpakets (1) auch teilweise hohl ausgebildete Kerne mit reduzierter Masse verwendet werden.
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