DE10019310C1 - Gießform, umfassend Außenformteile und darin eingelegte Formstoffkerne - Google Patents

Abstract

Gießform, umfassend Außenformteile und darin eingelegte Formstoffkerne, die miteinander einen Formhohlraum bilden, wobei Innenkerne aus Formstoff in mehreren Lagen aufeinandergeschichtet sind und in durchgehendem Kraftfluß zwischen Außenformteilen und einem abschließenden Deckkern aus Formstoff eingespannt sind, wobei der Formhohlraum von Oberflächen der Außenform und Oberflächen der Innenkerne und des Deckkerns gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießform, umfassend Außenformteile und darin eingelegte Formstoffkerne, die miteinander einen Form­ hohlraum bilden. Die Außenformteile können Teile einer Dauer­ gießform und/oder Formstoffteile/Außenkerne sein.

Zur Darstellung komplizierter Gußstücke, beispielsweise von Zylinderköpfen, werden notwendigerweise Formstoffkerne in die Außenformteile eingelegt. Hierbei ist es bereits bekannt, auch Außenkerne aus Formstoff zu verwenden, so daß wesentliche Teile der Gußstückaußenflächen nicht von einer metallischen Kokillen­ wand, sondern von Außenkernen aus Formstoff abgebildet werden. Dies eignet sich besonders für das Gießen von Aluminium- und Magnesiumlegierungen.

Aus der DE 35 43 194 C1 geht eine Vorrichtung zum Gießen von Zylinder-Kurbelgehäusen von V-Motoren hervor. Die Innen- und Außenkanten des abzugießenden Teiles werden ausschließlich durch Kerne dargestellt, welche in eine Gießvorrichtung bestehend aus Oberteil und Unterteil frei eingesetzt und mittels verpreßtem Formsand fixiert sind. Hierfür werden zunächst alle Kerne und Kernmarken auf das Unterteil aufbauend zusammengefügt und anschließend alle Gießformhohlräume nach oben durch Deckkerne verschlossen. Zuletzt wird das Oberteil, welches die gestampfte Formsandauskleidung zum Fixieren der Kerne umfaßt, auf das Un­ terteil aufgesetzt und mit diesem verbunden. Das Gießen erfolgt in der Lage des Aufbaus.

Aus der DE 30 18 782 A1 geht ein Verfahren zum Herstellen eines verlorenen, aus mehreren Teilen bestehenden Kerns für Metall­ gießformen, insbesondere zum Herstellen von Zylinderblöcken für Brennkraftmaschinen hervor. Dabei wird auf zumindest einem Teil der Umfangsfläche eines inneren Kerns eine Kunststoffschicht aufgebracht, welche als vorübergehender Abstandshalter zu einem anzuformenden weiteren Kernteil dient. Die so gebildete Struktur wird dann mit einem einem Lösungsmittel behandelt, wobei die Kunststoffschichten aufgelöst werden. Die Kernteile werden an­ schließend einzeln mit entsprechenden Kernlagebestimmungsab­ schnitten in vorgeformte Ausnehmungen einer Grünsandform einge­ setzt. Die durch das Auflösen der Kunststoffschichten gebil­ deten Hohlräume werden beim Abgießen ausgefüllt und geben dem Gußteil seine Form.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießform der genannten Art bereitzustellen, die für komplizierte Gußstücke verwendbar ist und die insbesondere zum Drehgießen geeignet ist.

Die Lösung hierfür besteht darin, daß Innenkerne aus Formstoff in mehreren Lagen aufeinandergeschichtet sind und in durchgehen­ dem Kraftfluß zwischen Außenformteilen und einem abschließenden Deckkern aus Formstoff eingespannt sind, wobei der Formhohlraum von Oberflächen der Außenformteile und Oberflächen der Innenker­ ne und des Deckkerns gebildet wird, wobei die Außenformteile eine Grundplatte und mehrere gegenüber dieser bewegliche Seiten­ teile umfassen und als Dauerformteile ausgebildet sind. Hiermit wird erfindungsgemäß auf darüberhinausgehende Mittel zur Fixie­ rung der Formstoffkerne in den Außenformkernen und zwischen den Formstoffkernen untereinander verzichtet. Der Aufbau in mehreren Schichten erlaubt eine komplizierte Formgebung. Die Verwendung des abschließenden Deckkerns aus Formstoff erlaubt ein Andocken eines Gießbehälters (Kontaktgießen) und schafft damit die Vor­ aussetzung für ein Drehgießverfahren. Der Deckkern weist hierzu vorzugsweise zumindest eine Eingußöffnung und zumindest eine Gasaustrittsöffnung auf.

In weiterführender Form ist vorgesehen, daß die Seitenteile insbesondere zwei gegenüber der Grundplatte vom Formhohlraum entgegengesetzt nach außen wegschiebbare Längsseitenteile umfas­ sen und/oder zumindest ein gegenüber der Grundplatte vom Form­ hohlraum nach außen wegschwenkbares Stirnseitenteil umfassen. Durch diese Maßnahme ist ein problemloser Aufbau der in mehreren Schichten aufgestapelten Innenkerne möglich. Die Seitenteile können hierbei an den Innenseiten Formvorsprünge aufweisen, die einzelne der Innenkerne zusätzlich gegenüber der Grundplatte festhalten. Zur Festlegung des Deckkernes können an der Grund­ platte oder an zumindest zwei Seitenteilen verschiebbare Riegel oder schwenkbare Klauen angeordnet sein, die das Paket der Form­ stoffkerne innerhalb der Gießform in einer Weise sichern, daß auch beim Drehen der Gießform Verschiebungen zwischen den Innen­ kernen ausgeschlossen sind.

In einer besonders günstigen Art der Verwendung einer erfin­ dungsgemäßen Gießform wird diese zunächst auf der Grundplatte stapelnd aufgebaut, dann um 180° um eine horizontale Achse gedreht, so daß der Deckkern, der eine Eingußöffnung aufweist, nach unten zu liegen kommt. An den Deckkern wird sodann ein Gießbehälter, der mit Schmelze für einen Gießvorgang gefüllt ist, angedockt. Heim erneuten Drehen um 180° um die horizontale Achse fließt die Schmelze über die Eingußöffnung im Deckkern in den Formhohlraum. Anschließend wird der Schmelzebehälter ent­ fernt und es kommt zur Erstarrung des Gußteils, wonach die Gießform entformt werden kann. Die Gießform wird vorzugsweise jeweils um eine zu ihrer Längserstreckung parallele Achse ge­ dreht.

Die Grundplatte ist als Dauerformteil aus Metall ausgebildet; die Außenformteile können ebenfalls Dauerformteile sein, die mit der Grundplatte mechanisch verbunden sind, oder Formstoffteile sein, die mit mechanischen Spannmitteln von den Seiten und von oben auf der Grundplatte zusammen und aufgespannt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Gießform in einer ersten Stellung nach dem Aufbau;

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Gießform in einer zweiten Stellung vor dem Beginn eines Gießvorgangs.

Die Fig. 1 und 2 werden weitgehend gemeinsam beschrieben. Eine erfindungsgemäße Gießform 11 umfaßt eine mehrteilige Grund­ platte 12, Seitenteile 13, 14, jeweils als Dauerformteile, eine Mehrzahl von Innenkernen 15, die in mehreren Schichten überein­ ander auf der Grundplatte 12 aufgebaut sind, sowie einen Deck­ kern 16, jeweils aus Formstoff bestehend. Die mehreren Innen­ kerne 15 sind in durchgehendem Kraftfluß zwischen der Grund­ platte 12 und dem Deckkern 16 eingespannt. An den Seitenteilen 13, 14 sind Formvorsprünge 17, 18 erkennbar, die einzelne der Innenkerne 15 zusätzlich gegen die Grundplatte 12 halten. Die Seitenteile 13, 14 sind durch Stellzylinder 19, 20 gegenüber der Grundplatte 12 entgegengesetzt gerichtet verschiebbar. Hierbei sind sie gegenüber der dargestellten Position voneinander ent­ fernbar. Danach kann der stapelnde Aufbau der Innenkerne 15 auf der Grundplatte 12 erfolgen. Danach sind die Seitenteile 13, 14, wie durch entgegengesetzt gerichtete Pfeile angedeutet, wieder schließbar, um erneut die dargestellte Position zu erreichen. Danach wird der Deckkern 16 aufgelegt. Auf den Seitenteilen 13, 14 sind Riegel 21, 22 angeordnet, die zur Montage gegenüber den Seitenteilen 13, 14 zurückgeschoben werden können und nach dem Auflegen des Deckkerns 16 in die dargestellte Position vorge­ schoben werden können, in der sie den Deckkern 16 gegenüber den Innenkernen 15 und den Seitenteilen 13, 14 halten. In der Grund­ platte 12 sind Ausstoßer 23, 24 erkennbar, die zum Entformen mittels eines Stellzylinders 25 betätigbar sind. Die Grundplatte 12 und damit die gesamte Gießform 11 ist um eine horizontale senkrecht zur Zeichnungsebene liegende Achse 26 drehbar. Dies gilt in gleicher Weise für eine Säule 27, auf der ein Schwenkarm 28 gelagert ist, der einen Gießbehälter 29 trägt, der mit einem Stellzylinder 30 parallel zur Säule 27 auf dem Schwenkarm 28 verschoben werden kann.

In Fig. 1 ist die fertig aufgebaute Gießform 11 in ihrer Posi­ tion unmittelbar nach dem stapelnden Aufbau gezeigt. Der Gießbe­ hälter 29 hängt überkopf, ist über den Stellzylinder 30 von der Gießform 11 entfernt und durch den Schwenkarm 28 auf der Säule 27 um 90° gegenüber der Gießform verschwenkt.

In Fig. 2 ist die Gießform 11 mit Säule 27 und Gießbehälter 29 um 180° um die Achse 26 gedreht dargestellt. Der Gießbehälter 29 befindet sich noch in gleicher Relativposition zur Gießform 11 wie in Fig. 1, ist jedoch jetzt nach oben offen und wird mit­ tels eines Dosierlöffels 31 gerade mit Schmelze 32 für einen Gießvorgang befüllt.

Nach dem Befüllen des Gießbehälters 29 wird der Schwenkarm 28 um 90° relativ zur Säule 27 geschwenkt, so daß der Gießbehälter 29 unter der Gießform 11 vor der Säule 27 zu liegen kommt. Sodann wird der Gießbehälter 29 mittels des Zylinders 30 gegen die Gießform 11 gehoben, bis der Gießbehälter 29 abdichtend an dem Deckkern 16 anliegt. In der damit erreichten Position wird die Gießform 11 mit angedocktem Gießbehälter 29 wiederum um die Achse 26 um 180° weitergedreht. Die auf den Formhohlraum abge­ messene Schmelze 32 fließt dabei über den Einguß 33 in den Form­ hohlraum, wobei Gas aus dem Gasaustritt 34 in den Gießbehälter 29 entweichen kann. Nach Beendigung des Drehvorganges und damit des Gießvorganges, in der wieder die Stellung der Gießform 11 nach Fig. 1 erreicht ist, wird der Gießbehälter 29 mit dem Stellzylinder 30 von der Gießform 11 abgehoben und mittels des Schwenkarms 28 in die in Fig. 1 dargestellte Position zurück­ gedreht. Nach dem Erstarren kann das Entformen durch Zurückzie­ hen der Seitenteile 13, 14 und Betätigen der Ausstoßer 23, 24 erfolgen.

Die Seitenteile 13, 14 könnten auch aus Formstoff bestehen, wobei anstelle der Riegel 21, 22 dann mit der Grundplatte ver­ bundene Niederhalter treten würden.

Bezugszeichenliste

11

Gießform

12

Grundplatte

13

Seitenteil

14

Seitenteil

15

Innenkern

16

Deckkern

17

Formvorsprung

18

Formvorsprung

19

Stellzylinder

20

Stellzylinder

21

Riegel

22

Riegel

23

Ausstoßer

24

Ausstoßer

25

Stellzylinder

26

Drehachse

27

Säule

28

Schwenkarm

29

Gießbehälter

30

Stellzylinder

31

Dosierlöffel

32

Schmelze

33

Einguß

34

Gasaustritt

Claims (11)

1. Gießform, umfassend Außenformteile und darin eingelegte Formstoffkerne, die miteinander einen Formhohlraum bilden, dadurch gekennzeichnet,
daß Innenkerne (15) aus Formstoff in mehreren Lagen aufeinandergeschichtet sind und in durchgehendem Kraftfluß zwischen Außenformteilen (12, 13, 14) und einem abschlie­ ßenden Deckkern (16) aus Formstoff eingespannt sind, wobei der Formhohlraum von Oberflächen der Außenform (12, 13, 14) und Oberflächen der Innenkerne (15) und des Deckkerns (16) gebildet wird,
wobei die Außenformteile eine Grundplatte (12) und mehrere gegenüber dieser bewegliche Seitenteile (13, 14) umfassen und als Dauerformteile ausgebildet sind.

2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (13, 14) zwei gegenüber der Grundplatte (12) vom Formhohlraum entgegengesetzt nach außen weg­ schiebbare Längsseitenteile umfassen.

3. Gießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile zumindest ein gegenüber der Grundplatte (12) vom Formhohlraum nach außen wegschwenkbares Stirn­ seitenteil umfassen.

4. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Grundplatte oder an mindestens zwei Seitenteilen (13, 14) verschiebbare Riegel (21, 22) zur Halterung des Deckkerns (16) angeordnet sind.

5. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Grundplatte oder an zumindest zwei Seitenteilen (13, 14) schwenkbare Klauen zur Halterung des Deckkerns (16) angeordnet sind.

6. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenseiten der Seitenteile (13, 14) Formvor­ sprünge (17, 18) vorgesehen sind, die einzelne Innenkerne (15) zusätzlich gegenüber der Grundplatte (12) festhalten.

7. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (11) um eine horizontale Achse (26) drehbar aufgehängt ist.

8. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundplatte (12) Ausstoßer (23, 24) angeordnet sind.

9. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckkern (16) zumindest eine Eingußöffnung (33) und zumindest eine Gasaustrittsöffnung (34) vorhanden ist.

10. Verwendung einer Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gießform (11) nach dem stapelnden Aufbau auf der Grundplatte (12) um 180° um eine horizontale Achse (26) gedreht wird,
daß ein Schmelze (32) für einen Gießvorgang enthaltender Gießbehälter (29) von unten mit seiner Öffnung abdichtend gegen den Deckkern (16) gesetzt wird,
daß die Gießform (11) mit dem anliegenden Gießbehälter (29) erneut um die genannte horizontale Achse (26) um 180° ge­ dreht wird, wobei die Schmelze (32) durch einen Einguß (33) im Deckkern (16) in die Gießform gelangt, und daß dann der Gießbehälter (29) nach oben von der Gießform (11) entfernt wird.

11. Verwendung einer Gießform nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (11) jeweils um eine parallel zu ihrer Längserstreckung liegende horizontale Achse (26) gedreht wird.