EP2103363A2 - Verfahren zur Herstellung von eine komplexe Geometrie aufweisenden Kernen für Gießereizwecke - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a process for the production of solid cores used in foundry technology to form apertures or cavities on a casting, wherein the cores are made by introducing a molding material binder system into a core box corresponding to the engraving of the shape of the core.
- Such a method is for example from the DE 102005043754 A1 known.
- the castings to be produced by core production, casting and casting have complex component geometries with openings, undercuts and / or cavities, it is necessary to produce equally complex core geometries.
- the invention is therefore based on the object to provide a method for producing cores of the type mentioned above, which allows the formation of complex core geometries with one-piece cores, wherein the cores produced therewith avoid the formation of gaps in the region of the cores.
- the basic idea of the invention is that, to form more complex core geometries, separate insert cores made from a molding material are inserted into the engravings of the core box and become integral parts of raw cores formed in a first process step by introducing the molding material mixture having an insoluble binder system and that subsequently the insert cores are dissolved by means of a treatment applied to the dissolvable binder system used and that of the Einlegekernen initially covered partial surfaces of the raw cores are cleaned.
- an inorganic binder is used as a binder for the production of the insert cores.
- a water-soluble binder is used, wherein the attached to the Rohkernen located inserts by spraying the insert cores are dissolved with water.
- To remove the insert cores from the raw core can be provided that the insert cores are removed after their pre-treatment by blowing compressed air to the cores.
- the partial surfaces of the raw cores initially covered by the insert cores are subjected to a grinding process and / or that the partial surfaces of the cores initially covered by the insert cores are smoothed with tools.
- FIG. 1 illustrated core 10 having a shaping with a lower base 11, on which a circumferential rim 12 is arranged.
- the collar 12 is provided with a plurality of re-entrant undercuts 13, the formation of which is difficult to accomplish in the manufacture of the prior art core 10 as a one-piece core.
- FIG. 2 results, in the outer shape of the core 10 predetermining core mold 15 as a tool insert core 14 is inserted, which fills the region of the core 10 to be formed undercuts 13. Then now with the core mold 15 with the insert core 14 fixed therein filled in the customary for core production molding material binder system based on an insoluble binder, so there is a Rohkern 17 which consists of the area of the actual core 10 and the associated insert core 14. After removal of this Rohkerns 17 from the core mold 15, the insert core 14 is now removed, so that only the actual core 10 remains of the raw core 17, as in FIG. 1 shown.
- the insert core 14 consists of an inorganic, preferably water-soluble binder having molding material mixture
- the binder dissolves when spraying the Rohkerns 17 with water, so that the insert core 14 disintegrates and, for example, by pressurizing compressed air from the Rohkern 17th can be blown off, so that the desired shape of the core 10 ( FIG. 1 ) remains.
- the thus exposed part surfaces 16 of the core 10 may require a final cleaning by smoothing with tools or possibly a grinding process.
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- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von in der Gießereitechnik verwendeten, zur Ausbildung von Durchbrüchen oder Hohlräumen an einem Gußstück dienenden festen Kernen, wobei die Kerne durch Einbringen eines Formstoff-Bindersystems in einen mit der Form des Kerns entsprechenden Gravuren versehenen Kernkasten hergestellt werden.
- Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der
DE 102005043754 A1 bekannt. Soweit die durch Kernherstellung, Abformen und Abgießen herzustellenden Gussstücke komplexe Bauteilgeometrien mit Durchbrüchen, Hinterschnitten und/oder Hohlräumen aufweisen, bedarf es entsprechend der Herstellung ebenso komplex ausgestalteter Kerngeometrien. Hierzu ist es durch Benutzung in der Praxis beispielsweise bekannt, komplex aufgebaute Kerne in passende Teilkerne mit einfacheren Strukturen zu zerlegen und diese gesondert hergestellten Teilkerne entweder durch Zuammenkleben zu einem einheitlichen Kern zusammenzufügen oder die Teilkerne als solche in die Gießform einzulegen und darin zu fixieren. - Mit einer derartigen Herstellung oder auch mit mittels der ebenfalls bekannten Anwendung von integrierten Werkzeuglosteil- und/oder - schiebersystemen in Verbindung mit entsprechenden Zusatzkernen hergestellten Kernen ist der Nachteil verbunden, dass die Klebestellen beziehungsweise die Fügestellen von einzelnen Teilkernen wie auch auftretende Fertigungstoleranzen zwischen den Werkzeuglosteil- und/oder - schiebersystemen sowie den zugehörigen Zusatzkernen zur Bildung von Spalten, somit zur Ausbildung von Graten an den Gussstücken führen, die sich von insbesondere bei dem Abgießen von strömungstechnisch beanspruchten Gussstücken wie zum Beispiel Integralkrümmern, Abgas- und Turboladersystemen für den Kraftfahrzeugbau als außerordentlich störend erweisen und daher am Gussstück mit einem oft erheblichen Bearbeitungsaufwand, beispielsweise durch Schleifen, beseitigt werden müssen.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Kernen der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das die Ausbildung von komplexen Kerngeometrien mit einteiligen Kernen ermöglicht, wobei die damit hergestellten Kerne die Bildung von Spalten im Bereich der Kerne vermeiden.
- Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
- Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass zur Ausbildung komplexerer Kerngeometrien gesonderte, unter Verwendung eines auflösbaren Bindersystems aus einem Formstoff hergestellte Einlegekerne in die Gravuren des Kernkastens eingelegt und durch Einbringen des ein unlösbares Bindersystem aufweisenden Formstoffgemisches zum Bestandteil von in einem ersten Verfahrensschritt gebildeten Rohkernen werden und dass anschließend die Einlegekerne mittels einer auf das verwendete auflösbare Bindersystem abgestellten Behandlung aufgelöst und die von den Einlegekernen zunächst abgedeckten Teilflächen der Rohkerne gereinigt werden.
- Hiernach werden für Bereiche eines herzustellenden Kerns mit werkzeugtechnisch schwierig zu beherrschenden Hinterschnitten, Hohlräumen oder dergleichen entsprechend geformte Einlegekerne unter Verwendung eines auflösbaren Bindersystems für das eingesetzte Formstoffgemisch hergestellt und beispielsweise unter Anwendung des bekannten Kernschießverfahrens mit einem unter Verwendung eines handelsüblichen, jedoch unlösbaren Bindersystems hergestellten Formstoff umschossen. Nach dem Aushärten des zunächst so ausgebildeten Rohkerns wird der Einlegekern in seiner Konsistenz aufgelöst, so dass die durch den Einlegekern gebildeten Formbereiche an dem Rohkern freigemacht werden. Hieraus ergibt sich dann die Geometrie des fertigen und für den Gießvorgang einsetzbaren Kerns. Anschließend bedürfen gegebenenfalls die zunächst durch den jeweiligen Einlegekern abgedeckten Grenzflächen des Rohkerns noch einer Säuberung, bis der für den Gießvorgang geeignete Kern in der erforderlichen Qualität zur Verfügung steht.
- Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass auch komplexe Geometrien mit einteiligen Kernen hergestellt werden können, ohne dass es zu Spaltbildungen an den Kernen kommt. Damit entfallen auch aufwendige Nacharbeiten an dem fertigen Gussstück. Ferner ist die Verwendung aufwendiger Werkzeuglosteil- und/oder -schiebersysteme nicht mehr erforderlich, und schließlich kann bei Gussformen mit komplexen Formgebungen die Anzahl der einzulegenden Kerne aufgrund der vielgestaltigeren Formgebung dieser Kerne reduziert werden.
- Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass als Binder zur Herstellung der Einlegekerne ein anorganisches Bindemittel eingesetzt wird. Vorzugsweise wird nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein wasserlösliches Bindemittel eingesetzt, wobei die an den Rohkernen befindlichen Einlegeteile durch Besprühen der Einlegekerne mit Wasser aufgelöst werden.
- Zur Entfernung der Einlegekerne von dem Rohkern kann vorgesehen sein, dass die Einlegekerne nach ihrer Vorbehandlung durch Aufblasen von Druckluft auf die Rohkerne entfernt werden.
- Soweit erforderlich kann vorgesehen sein, dass die zunächst von den Einlegekernen abgedeckten Teilflächen der Rohkerne einem Schleifvorgang unterzogen werden und/oder dass die zunächst von den Einlegekernen abgedeckten Teilflächen der Rohkerne mit Werkzeugen geglättet werden.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
- Fig. 1
- das Design für einen herzustellenden Kern in einer schematisierten Seitenansicht,
- Fig. 2
- einen unter Verwendung eines Einlegekerns hergestellten, noch in der der Herstellung des Kerns dienenden Form liegenden Rohkern vor dem Entfernen des Einlegekerns.
- Die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll für einen in
Figur 1 dargestellten Kern 10 erläutert werden, der eine Formgebung mit einer unteren Basis 11 aufweist, auf der ein umlaufender Kranz 12 angeordnet ist. Der Kranz 12 ist mit einer Mehrzahl von einspringenden Hinterschnitten 13 versehen, deren Ausbildung bei der Herstellung des Kerns 10 nach dem Stand der Technik als ein einteiliger Kern schwierig zu bewerkstelligen ist. - Wie sich aus
Figur 2 ergibt, wird in die die äußere Form des Kerns 10 vorgebende Kernform 15 als Werkzeug ein Einlegekern 14 eingelegt, der den Bereich der an dem Kern 10 auszubildenden Hinterschnitte 13 ausfüllt. Wird nun anschließend die Kernform 15 mit dem darin fixierten Einlegekern 14 mit dem für die Kernherstellung üblichen Formstoff-Bindersystem auf der Basis eines unlösbaren Binders ausgefüllt, so ergibt sich ein Rohkern 17 der aus dem Bereich des eigentlichen Kerns 10 und dem zugehörigen Einlegekern 14 besteht. Nach Entnahme dieses Rohkerns 17 aus der Kernform 15 wird nun der Einlegekern 14 entfernt, so dass von dem Rohkern 17 nur noch der eigentliche Kern 10 übrig bleibt, wie inFigur 1 dargestellt. - Da der Einlegekern 14 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einem einen anorganischen, vorzugsweise wasserlöslichen Binder aufweisenden Formstoffgemisch besteht, löst sich der Binder bei Besprühen des Rohkerns 17 mit Wasser auf, so dass der Einlegekern 14 zerfällt und beispielsweise durch Druckluft-beaufschlagung von dem Rohkern 17 abgeblasen werden kann, so dass die gewünschte Form des Kerns 10 (
Figur 1 ) übrig bleibt. Die hierdurch freigelegten Teilflächen 16 des Kerns 10 bedürfen gegebenenfalls einer abschließenden Reinigung durch eine Glättung mit Werkzeugen oder gegebenenfalls eines Schleifvorganges. - Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Claims (6)
- Verfahren zur Herstellung von in der Gießereitechnik verwendeten, zur Ausbildung von Durchbrüchen oder Hohlräumen an einem Gußstück dienenden festen Kernen, wobei die Kerne durch Einbringen eines Formstoff-Bindersystems in einen mit der Form des Kerns entsprechenden Gravuren versehenen Kernkasten hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung komplexerer Kerngeometrien gesonderte, unter Verwendung eines auflösbaren Bindersystems aus einem Formstoff hergestellte Einlegekerne (14) in die Gravuren des Kernkastens eingelegt und durch Einbringen des ein unlösbares Bindersystem aufweisenden Formstoffgemisches zum Bestandteil von in einem ersten Verfahrensschritt gebildeten Rohkernen (17) werden und dass anschließend die Einlegekerne (14) mittels einer auf das verwendete auflösbare Bindersystem abgestellten Behandlung aufgelöst und die von den Einlegekernen (14) zunächst abgedeckten Teilflächen (16) der Rohkerne (17) gereinigt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder zur Herstellung der Einlegekerne (14) ein anorganisches Bindemittel eingesetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein wasserlösliches Bindemittel eingesetzt wird und die an den Rohkernen (17) befindlichen Einlegekerne (14) durch Besprühen der Einlegekerne mit Wasser aufgelöst werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegekerne (14) nach ihrer Vorbehandlung durch Aufblasen von Druckluft auf die Rohkerne (17) entfernt werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zunächst von den Einlegekernen (14) abgedeckten Teilflächen (16) der Rohkerne (17) einem Schleifvorgang unterzogen werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zunächst von den Einlegekernen (14) abgedeckten Teilflächen (16) der Rohkerne (17) mit Werkzeugen geglättet werden.
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