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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallgußgehäuses für strömende Fluide,
mit einem Rohrabschnitt und einem an dem Rohrabschnitt angeordneten
Anschlußflansch,
der eine Dichtfläche
und mehrere Montagelöcher
aufweist, mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Schritten.
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Bei
der Herstellung solcher Metallgußgehäuse wird die Metallschmelze
in einer mindestens zweiteiligen, durch eine Oberkastenform und
eine Unterkastenform gebildeten Gießform gegossen, die einen der
Außenkontur
des Gehäuses
entsprechenden Formhohlraum bildet. Bei der Gießform kann es sich beispielsweise
um eine Sandform handeln. Zur Bildung der Innenkontur des Gehäuses wird
vor dem Schließen
der Sandform ein Sandkern in die Form eingelegt und mit Hilfe von
Kernmarken in den Ober- und Unterkastenformen fixiert. Nach dem
Gießvorgang
und dem Erstarren der Schmelze wird das Gehäuse unter Zerstörung der äußeren Sandform
und des Sandkerns entformt.
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Der
aus Sand und Bindemittel bestehende Sandkern wird seinerseits in
einem mehrteiligen Formwerkzeug, einem sogenannten Kernkasten, geformt.
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Metallgußgehäuse für strömende Fluide
weisen in der Regel einen oder mehrere Anschlußflansche auf. Bei dem Metallgußgehäuse kann
es sich beispielsweise um einen Teil eines Pumpengehäuses handeln.
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An
Anschlußflansche
werden mit Gegenflanschen beispielsweise Rohrleitungen angeschlossen. Ein
Anschlußflansch
ist dazu mit Montagelöchern versehen,
durch die Befestigungsschrauben gesteckt werden, welche in Montagelöcher des
Gegenflansches eingreifen. Auf diese Weise wird der Anschlußflansch
mit dem Gegenflansch verschraubt. Die Flansche weisen jeweils eine
Dichtfläche
auf, die planparallel sein muß,
um eine schlüssige
Verbindung zwischen dem Anschlußflansch
und dem Gegenflansch zu gewährleisten.
Die Dichtfläche
kann beispielsweise gegenüber
dem Anschlußflansch
erhaben sein.
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Bei
einem herkömmlichen
Herstellungsverfahren weist das geformte Metallgußgehäuse zunächst keine
planparallele Dichtfläche
auf, da der Anschluß flansch
einschließlich
der Dichtfläche
in Auszugsrichtung aus der Gießform
konisch angeschrägt ist.
Die Herstellung der Planparallelität der Dichtfläche erfolgt
daher nach dem Entformen auf mechanischem Wege. Ebenso werden die
Montagelöcher mechanisch
in den Anschlußflansch
gebohrt. Diese mechanische Nachbearbeitung ist sehr aufwendig.
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Aus
MENDEN, Albert: Gießerei-Modellbau, Giesserei-Verlag,
Düsseldorf
1991, S. 64, 161, 162 ist die Verwendung von Kernkastenlosteilen
zur Bildung von Hinterschneidungen bekannt.
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Bei
einem anderen Verfahren, das beispielsweise in der
DE 100 50 448 beschrieben wird, weist der
Sandkern ein Endkernteil auf, das auf den Sandkern aufgesteckt wird
und das eine Gegenfläche
für die
Dichtfläche
bildet sowie Vorsprünge
zur Formung der Montagelöcher
aufweist. Um eine korrekte Ausrichtung des Endkernteils zu gewährleisten,
sind an diesem sowie an dem Sandkern beispielsweise Stufen auszuformen,
mit denen die gewünschte
Orientierung bewirkt werden soll. Dieses Verfahren hat jedoch den
Nachteil, daß sich
durch die Verwendung des zusätzlichen
Endkernteils die Maßtoleranzen
erhöhen
und die Prozeßfähigkeit
reduziert wird. Ferner entsteht durch den Fertigungsaufwand für die zusätzlichen
Endkernteile ein beträchtlicher
Kostenaufwand. Außerdem
kann durch das angesetzte Endkernteil ein Grat in dem Rohrabschnitt
entstehen, der durch mechanische Nachbearbeitung entfernt werden
muß.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der Eingangs genannten
Art anzugeben, mit dem das Metallgehäuse mit der Dichtfläche und
den Montagelöchern
des Anschlußflansches
präziser
und einfacher herstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das
Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Bei
der Herstellung des erfindungsgemäßen Metallgußgehäuses wird
mindestens der Teil des Kerns, der den Hohlraum des Rohrabschnitts
und die Dichtfläche
und die Montagelöcher
formt, in einem Stück
geformt. Dazu wird ein in den Kernkasten eingesetztes Losteil verwendet,
das eine Formkontur für den
Teil des Kerns bildet, der die Montagelöcher und mindestens einen Teil
der Dichtfläche
formt.
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Nach
dem Öffnen
des Kernkastens wird der Kern zusammen mit dem Losteil aus dem Kernkasten entnommen.
Um das Losteil vom Kern zu lösen,
wird es in der Richtung, die von der Dichtfläche zum Rohrabschnitt zeigt,
abgezogen und dann seitlich abgenommen. Um das Abziehen zu erleichtern,
können die
Formkonturen für
die Montagelöcher
leicht konisch geformt sein.
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Das
Verfahren hat den Vorteil, daß zwischen dem
Rohrabschnitt und dem Anschlußflansch
kein Grat entsteht. Eine mechanische Nachbearbeitung kann an dieser
Stelle also entfallen, wodurch die Herstellung vereinfacht wird.
Außerdem
entfallen die Kosten für
das zusätzliche
Endkernteil. Ein weiterer Vorteil ist, daß sich die Maßtoleranzen
des Anschlußflansches
nicht vergrößern. Vielmehr
wird die genaue Ausrichtung des Anschlußflansches durch die Formgebung
des Kernkastens bewirkt.
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Vorteilhaft
ist außerdem,
daß eine
Nachbearbeitung der Dichtfläche
und der Montagelöcher
nicht erforderlich ist.
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Ein
weiterer Vorteil ist die Verringerung des Arbeitsaufwandes, weil
das Losteil einfach in den Kernkasten eingesteckt werden kann und
es nicht mehr erforderlich ist, ein getrennt hergestelltes Endkernteil
präzise
auf den Kern aufzustecken und sorgfältig mit diesem auszurichten.
Der mindestens in diesem Bereich aus einem Stück geformte Kern ist auch leichter
zu handhaben, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Einlegen
des Kern in die Gießform
mit Hilfe eines automatischen Kerneinlegers erfolgt. Die Gefahr
von Justagefehlern beim Zusammensetzen wird dadurch vermieden.
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Außerdem ist
es vorteilhaft, daß die
Montagelöcher
ohne Mehraufwand auch oval und als Langlöcher geformt sein können. Langlöcher können beim Anschluß eines
leicht verdrehten Gegenflansches an den Anschlußflansch vorteilhaft sein.
Während
solche Löcher
mechanisch sehr aufwendig herzustellen sind, können sie erfindungsgemäß auf sehr
einfache Weise erzeugt werden.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen des Herstellungsverfahrens ergeben sich aus den
abhängigen Ansprüchen.
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Vorzugsweise
ist das Losteil aus mindestens zwei relativ zueinander beweglichen
Teilen zusammengesetzt. Dies hat den Vorteil, daß die Dichtfläche gegenüber dem
umliegenden Teil des Anschlußflansches
erhaben ausgebildet sein kann. Das aus mehreren Teilen zusammengesetzte
Losteil kann ringförmig
den Teil des Kerns, der den Hohlraum des Rohrabschnitts formt, um schließen, so
daß eine
die erhabene Dichtfläche
formende, ringförmige
Hinterschneidung in dem Kern ausgebildet werden kann.
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In
einer besonderen Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens ist die Dichtfläche des Metallgußgehäuses erhaben
gegen einen umliegenden Teil des Flansches, und das Losteil bildet
eine Formkontur für
den Teil des Kerns, der die Montagelöcher und die ganze Dichtfläche formt.
Beim Entformen des Kerns aus dem Kernkasten werden die Teile des
Losteils nach dem Abziehen jeweils nach außen vom dem Kern abgenommen.
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Zwar
ist die Verwendung von Losteilen zur Herstellung eines Hinterschnitts
an sich bekannt, mit dem angegebenen Verfahren können jedoch in besonders vorteilhafter
Weise zugleich die planparallele, erhabene Dichtfläche und
die den Flansch durchsetzenden Montagelöcher unter Verwendung eines in
diesem Bereich in einem Stück
hergestellten Kerns geformt werden. Man erreicht dadurch nicht nur
den Vorteil, daß weder
die Dichtfläche
noch die Montagelöcher
nachbearbeitet oder nachträglich
mechanisch hergestellt werden müssen,
sondern man vermeidet zugleich die Nachteile der Verwendung beispielsweise
eines zusätzlichen
Endkernteils.
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Im
folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
Metallgußgehäuse in der
Vorderansicht eines Anschlußflansches;
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2 einen
Teil des Metallgußgehäuses mit einem
Rohrabschnitt in Seitenansicht;
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3 einen
Längsschnitt
eines Sandkerns, der den Hohlraum des Rohrabschnitts und eine Dichtfläche und
Montagelöcher
des Anschlußflansches
formt;
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4 einen
Querschnitt durch den Sandkern durch die in 3 angegebene
Ebene IV – IV;
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5 einen
Grundriß eines
Unterteils eines Kernkastens zum Formen des Sandkerns, mit einem eingesetzten,
mehrteiligen Losteil,
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6 eine
Skizze des Losteils;
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7 eine
Seitenansicht des entformten Sandkerns, von dem ein Teil des Losteils
abgezogen wird; und
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8 einen
Grundriß eines
Unterteils einer Gießform
für das
Metallgußgehäuse mit
eingelegtem Sandkern.
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Der
in den 1 und 2 gezeigte Teil eines Metallgußgehäuses 10 weist
einen Rohrabschnitt 12 und einen Anschlußflansch 14 auf.
Der in 1 in Vorderansicht gezeigte Anschlußflansch weist
eine erhabene Dichtfläche 16 auf.
Diese ist von beispielsweise vier Montagelöchern 18 umgeben.
Es können
beispielsweise auch mehr als vier Montagelöcher 18 vorgesehen
sein. Wie in 2 zu sehen ist, verjüngen sich
die Montagelöcher
nach hinten leicht.
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Der
Rohrabschnitt 12 weist einen Hohlraum 20 auf,
der kreisförmig
durch die Dichtfläche 16 hindurchtritt.
Der Rohrabschnitt 12 hat einen gekrümmten Verlauf, und die Außenkontur
des Metallgußgehäuses 10 ist
beispielsweise so geformt, daß die
zu seiner Herstellung verwendete Gießform nicht in einer Ebene
parallel zum Anschlußflansch 14 geteilt ist,
sondern beispielsweise entlang der in 1 strichpunktiert
gezeigten Ebene geteilt sein muß.
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Zur
Herstellung des Metallgußgehäuses 10 wird
zunächst
ein Sandkern 22 (3) hergestellt. Der
aus Sand und Bindemittel bestehende Sandkern 22 wird seinerseits
in einem mehrteiligen Formwerkzeug, einem sogenannten Kernkasten
geformt. Die Herstellung des Sandkerns 22 wird im folgenden
anhand der 3 bis 7 beschrieben.
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Der
in den 3 und 4 dargestellte Sandkern 22 weist
einen den Hohlraum 20 des Rohrabschnitts 12 bildenden
Rohrkern 24 und einen die Dichtfläche 16 einschließlich eines
umgebenden Bereichs und die Montagelöcher 18 bildenden
Flanschkern 26 auf. Der Flanschkern 26 weist einen
ringförmi gen
Hinterschnitt 28 zur Formung der Dichtfläche 16 auf.
Außerhalb
dieses Hinterschnitts 28 sind vier Lochkerne 30 angeordnet,
die sich konisch verjüngen
und zur Formung der Montagelöcher 18 dienen. Am
dem Rohrkern 24 gegenüberliegenden
vorderen Ende des Kerns 22 schließt sich seitlich eine leicht angeschrägte Kernmarke 32 an.
Sie dient zum Fixieren des Sandkerns 22 in der Gießform.
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Der
Hinterschnitt 28 des Sandkerns 22 läßt sich
auch dann nicht ohne weiteres entformen, wenn zum Formen des Sandkerns 22 ein
Kernkasten mit Schiebern verwendet wird, die entlang der Zeichenebene
in 4 verschiebbar sind.
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5 zeigt
eine Draufsicht auf das Unterteil eines Kernkastens 34,
von dem lediglich ein Teil dargestellt ist. Der Kernkasten 34 weist
einen Formhohlraum 36 für
den Sandkern 22 auf und nimmt außerdem ein Losteil 38 auf,
das durch vier Teile 40 gebildet wird. Das Losteil 38 ist
in 6 genauer dargestellt. Die in 6 linken
beiden Teile 40 sind in das in 5 gezeigte
Unterteil des Kernkastens 34 eingesteckt.
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6 zeigt
das Losteil 38 mit den vier Teilen 40. Diese lassen
zusammen einen kreisförmigen Ausschnitt 42 frei.
Dieser setzt den Teil des Formhohlraums 36 fort, der zur
Ausbildung des Rohrkerns 24 dient. Jedes der Teile 40 weist
außerdem
eine sich leicht konisch erweiternde Bohrung 44 auf. Die
Teile 40 weisen jeweils einen viertelkreisförmigen Teil
einer erhabenen, ringförmigen
Fläche 46 auf,
die eine Formkontur für
den Hinterschnitt 28 bildet.
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Der
Kernkasten 34 nimmt das Losteil 38 positionsgenau
auf. Dabei ist die Aufnahme beispielsweise passend zu den unterschiedlich
geformten Ecken der Teile 40 geformt, um eine Verwechslung der
Teile 40 zu verhindern.
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Nach
dem Einsetzen des Losteils 38 in den Kernkasten 34 wird
dieser geschlossen, und es wird in dem Kernkasten 34 der
Sandkern 22 beispielsweise aus mit Bindemittel versetztem
Quarzsand geformt.
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Nach
dem Aushärten
des Sandkerns 22 wird dieser beim Entformen zusammen mit
dem Losteil 38 aus dem Kernkasten 34 entnommen.
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7 zeigt
den Sandkern 22 mit zwei Teilen 40 des Losteils 38.
Wie exemplarisch anhand eines Teils 40 dargestellt ist,
werden die Teile 40 zunächst, wie
durch Pfeile angedeutet, in die von der Dichtfläche zum Rohrabschnitt zeigende
Richtung von dem Flanschkern 28 entlang des Rohrkerns 24 abgezogen.
Dann wird das Teil 40 seitlich vom Rohrkern 24 abgenommen.
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8 zeigt
den vollständig
entformten Sandkern 22, der in ein Unterteil einer Gießform 50 eingelegt
wurde. Die Gießform 50 weist
eine Tasche 52 zur Aufnahme der Kernmarke 32 auf.
Dadurch ist für
die korrekte Ausrichtung des Sandkerns 22 gesorgt. Die Gießform 50 und
der Sandkern 22 bilden zusammen eine Formhohlraum 54 für die Außenkontur
und die Innenkontur des Metallgußgehäuses 10.
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Nachdem
die im die geschlossene Gießform 50 eingefüllte Metallschmelze
erstarrt ist, kann das Metallgußgehäuse mit
dem Sandkern 22 aus der Gießform 50 entnommen
werden und unter Zerstörung
des Sandkerns entformt werden.