DE102005060520A1

DE102005060520A1 - Apparatus and method for producing a casting

Info

Publication number: DE102005060520A1
Application number: DE200510060520
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr. Lange
Original assignee: Windcast Group AS
Current assignee: Windcast Group AS
Priority date: 2005-12-11
Filing date: 2005-12-11
Publication date: 2007-06-28
Also published as: WO2007067067A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (2) zur Herstellung eines Gussteils (10), mit einem mit Formsand (18) gefüllten Formkasten (4), wobei in dem Formsand (18) eine zur Herstellung des Gussteils (10) mit Metall füllbare Kavität (20) ausgebildet ist, und mit mindestens einem zwischen der Wandung (6) des Formkastens (4) und der Kavität (20) angeordneten Kühlkörper (12), der aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, wobei der Kühlkörper (12) und die Kavität (20) in einem Zwischenbereich (28) einen Abstand (30) zueinander aufweisen und dass in dem Zwischenbereich (28) ein Zwischenkörper angeordnet ist, der aus einem von dem Material des Kühlkörpers (12) unterschiedlichen Material gebildet ist.The invention relates to a device (2) for producing a cast part (10), with a molding box (4) filled with molding sand (18), wherein a cavity (20) that can be filled with metal for producing the casting (10) is provided in the molding sand (18) ) is formed, and with at least one between the wall (6) of the molding box (4) and the cavity (20) arranged cooling body (12), which is formed from a material with a high thermal conductivity, the cooling body (12) and the Cavity (20) in an intermediate area (28) have a distance (30) from each other and that an intermediate body is arranged in the intermediate area (28), which is formed from a material different from the material of the heat sink (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung mit einem mit Formsand gefüllten Formkasten, wobei in dem Formsand eine zur Herstellung des Gussteils mit Metall füllbare Kavität ausgebildet ist, und mit mindestens einem zwischen der Wandung des Formkastens und der Kavität angeordneten Kühlkörper, der aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gebildet ist.The The invention relates to an apparatus and a method for the production a casting. The invention particularly relates to a device with a filled with molding sand Mold box, wherein in the molding sand one for the production of the casting with Metal fillable cavity is formed, and with at least one between the wall of the Mold box and the cavity arranged heat sink, the is formed of a material with a high thermal conductivity.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 102 42 559 A1 bekannt. Dort wird vorgeschlagen, zur Beeinflussung der Kühlung die Dichteverteilung des Materials innerhalb des Kühlkörpers wenigstens in einem Teilbereich inhomogen auszuführen.Such a device is for example from the DE 102 42 559 A1 known. There, it is proposed that the density distribution of the material within the heat sink be carried out inhomogeneously, at least in a partial region, in order to influence the cooling.

Aus der US 5,072,773 ist bekannt, zwischen den Nockenflächen einer Kurbelwelle und der Wandung eines Formkastens Metallplatten anzuordnen, so dass die der Kavität zugewandten Flächen der Metallplatten entsprechende Oberflächen der Nockenwelle abkühlen. Ein ähnliches Prinzip ist auch aus der WO 93/05908 bekannt.From the US 5,072,773 It is known to arrange metal plates between the cam surfaces of a crankshaft and the wall of a molding box, so that the surfaces of the metal plates facing the cavity cool corresponding surfaces of the camshaft. A similar principle is also known from WO 93/05908.

Mit den beschriebenen Vorrichtungen können durch die rasche Abkühlung von Oberflächenabschnitten des Gussteils Materialhärtungen erzeugt werden, die für bestimmte Anwendungen erwünscht sind.With The devices described can be characterized by the rapid cooling of surface sections of the casting material hardening be generated for certain applications are desired.

Es ist jedoch oft, insbesondere bei der Herstellung von sehr großen Gussteilen, erforderlich, dass das Materialgefüge des gesamten Gussteils homogen ist. Hierfür eignen sich die bekannten Kühlkörper nicht. Andererseits ist es wünschenswert, dass insbesondere sehr große Gussteile insgesamt rasch abgekühlt werden können, so dass in einer Gießerei weniger Platz zur Lagerung von abkühlenden Gussteilen benötigt wird. Eine schnelle Abkühlung des Gussteils begünstigt auch eine homogenere Verteilung der Kohlenstoffanteile in dem Gussmaterial.It however, is often, especially in the production of very large castings, required that the material structure of the entire casting homogeneous is. Therefor the known heatsinks are not suitable. On the other hand, it is desirable that especially very large Overall, castings cooled rapidly can be so in a foundry less space is needed for storage of cooling castings. A quick cooling of the casting favors also a more homogeneous distribution of the carbon content in the casting material.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verwendung in Gussformen bereitzustellen, mit der es möglich ist, Gussteile möglichst schnell so abzukühlen, dass ein homogeneres Materialgefüge entsteht.Of these, The present invention is based on the object, to provide a device for use in molds, with the it possible is, castings as possible to cool quickly that a more homogeneous material structure arises.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kühlkörper und die Kavität in einem Zwischenbereich einen Abstand zueinander aufweisen und dass in dem Zwischenbereich ein Zwischenkörper angeordnet ist, der aus einem von dem Material des Kühlkörpers unterschiedlichen Material gebildet ist.These Task is inventively characterized solved, that the heat sink and the cavity have a distance to each other in an intermediate region and that in the intermediate region an intermediate body is arranged, the one different from the material of the heat sink Material is formed.

Im Unterschied zum Stand der Technik bildet der Kühlkörper mit seiner der Kavität zugewandten Fläche also nicht einen Teil der Kavität, sondern ist gegenüber der Kavität zurückversetzt. Somit werden diejenigen Materialabschnitte des Gussteils, die benachbart zu einem Kühlkörper angeordnet sind, nicht plötzlich abgekühlt, so dass das Material des Gussteils auch nicht abschnittsweise gehärtet wird. Somit entsteht bei dennoch rascher Abkühlung ein Gussteil, dessen Materialgefüge homogen und spannungsarm ist. Dies ist insbesondere bei sehr großen Gussteilen, beispielsweise bei einer Nabe zur Lagerung von Windkrafträdern, von Vorteil.in the In contrast to the prior art, the heat sink with its surface facing the cavity thus forms not a part of the cavity, but is opposite the cavity set back. Thus, those portions of material of the casting that are adjacent arranged to a heat sink are, not suddenly cooled, so that the material of the casting is not hardened in sections. This results in nevertheless rapid cooling a casting, whose material structure homogeneous and low in tension. This is especially true for very large castings, For example, in a hub for the storage of wind turbines, from Advantage.

Durch die Verwendung der Kühlkörper kann die zum Abkühlen des Gussteils erforderliche Zeit erheblich gesenkt werden. Die Kühlzeit kann durch die Geometrie und das Volumen der Kühlkörper sowie die Anfangstemperatur des Kühlkörpers und die Temperatur des zu gießenden Metalls maßgeblich beeinflusst werden.By The use of the heat sink can be the to cool down time required for the casting to be significantly reduced. The cooling time can due to the geometry and volume of the heatsink as well as the initial temperature of the heat sink and the temperature of the to be poured Metal significantly influenced become.

Der Zwischenkörper erfüllt eine Mehrfachfunktion: zum Einen bietet er eine Kontaktfläche zur Abkühlung des Gussteils, zum Anderen schirmt der Zwischenkörper den eigentlichen Kühlkörper ab und schützt diesen vor zu hohen Temperaturen. Dadurch, dass das Material des Zwischenkörpers ein anderes ist als das Material des Kühlkörpers, kann der Zwischenkörper so ausgeführt sein, dass er gegen hohe Temperaturen unempfindlich ist und gleichzeitig relativ gut die Wärme vom Gussteil zum Kühlkörper leiten kann.Of the intermediate body Fulfills a multiple function: on the one hand, it provides a contact surface for cooling the Casting, on the other hand, the intermediate body shields the actual heat sink and protects these too high temperatures. Because of the material of the intermediate body other than the material of the heat sink, the intermediate body can do so accomplished be that he is insensitive to high temperatures and at the same time relatively good the heat can conduct from the casting to the heat sink.

Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen dem Kühlkörper, das heißt derjenigen Fläche des Kühlkörpers, die der Kavität am nächsten steht, und der Kavität selbst mindestens 50 mm, insbesondere mindestens 70 mm. Durch die Wahl des Abstands kann ein Kompromiss zwischen guter Kühlwirkung und Vermeidung der lokalen Härtung des Material des Gussteils gefunden werden.Preferably is the distance between the heat sink, the is called that area of the heat sink, the the cavity the next stands, and the cavity even at least 50 mm, in particular at least 70 mm. By the Choosing the gap can be a compromise between good cooling effect and Avoid local hardening found in the material of the casting.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Zwischenkörper aus Formsand gebildet. Der Formsand weist eine Wärmeleitfähigkeit auf, die um ein Vielfaches niedriger ist, als die Wärmeleitfähigkeit des Kühlkörpers. Dennoch kann der Formsand Wärmeenergie von dem abzukühlenden Gussteil weg hin zu dem Kühlkörper transportieren.To an embodiment The invention is the intermediate body formed from molding sand. The molding sand has a thermal conductivity that many times is lower than the thermal conductivity of the Heatsink. Yet the molding sand can heat energy to be cooled from that Transport the casting away to the heat sink.

Die oben genannten Werte bezüglich des Abstandes zwischen dem Kühlkörper und der Kavität entsprechen der Ausdehnung des Zwischenkörpers. Bei Verwendung von Formsand hat sich herausgestellt, dass mit den genannten Werten, insbesondere bei einem Wert von 80 mm, gewährleistet ist, dass der Formsand gut verdichtet werden kann. Diese Verdichtung ist wichtig für die Vermeidung von Lunkern, die Formstabilität der Kavität und für die Oberflächenqualität des Gussteils. Andererseits sind die genannten Werte niedrig genug, um sicherzustellen, dass ein ausreichender Wärmetransport zwischen dem Gussteil und dem Kühlkörper stattfinden kann. In Versuchen hat sich herausgestellt, dass eine Abkühlzeit für ein großvolumiges Gussteil um etwa 20% reduziert werden konnte.The above-mentioned values regarding the distance between the heat sink and the cavity correspond to the expansion of the intermediate body. When using foundry sand, it has been found that the stated values, in particular at a value of 80 mm, ensure that the foundry sand can be compacted well. This Ver Sealing is important for avoiding voids, dimensional stability of the cavity and the surface quality of the casting. On the other hand, the stated values are low enough to ensure that sufficient heat transfer between the casting and the heat sink can take place. Experiments have shown that a cooling time for a large-volume casting could be reduced by about 20%.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Zwischenkörper aus einem Material mit einem hohen Eisenanteil gebildet, bspw. aus Stahl oder Grauguss. Dieses Material ist gegenüber Hitze unempfindlich.To a further embodiment The invention is the intermediate body formed of a material with a high iron content, eg. Of steel or gray cast iron. This material is insensitive to heat.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Zwischenkörper aus einem Material mit einem hohen Kohlenstoffanteil, insbesondere aus Graphit, gebildet. Der Kohlenstoffanteil des Zwischenkörpers beträgt vorzugsweise mehr als 50%, weiter vorzugsweise mehr als 80%, insbesondere 100%. Ein solches Material ist gegenüber Hitze extrem unempfindlich und weist eine hohe Wärmeleitfähigkeit (129 W/m·K) auf. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass bei Verwendung von einem Zwischenkörper aus Graphit Abkühlzeiten um bis zu 40% reduziert werden können.To a particularly preferred embodiment The invention is the intermediate body made of a material with a high carbon content, in particular made of graphite. The carbon content of the intermediate body is preferably more than 50%, more preferably more than 80%, especially 100%. One such material is opposite Heat extremely insensitive and has a high thermal conductivity (129 W / m · K). Surprisingly has been found to be useful when using an intermediate body Graphite cooling times can be reduced by up to 40%.

Es wird vorgeschlagen, dass der Zwischenkörper aus einem Material gebildet ist, dessen Schmelzpunkt oberhalb von 1400°C liegt, um zu gewährleisten, dass der Zwischenkörper bei einem Gussvorgang nicht schmilzt.It It is suggested that the intermediate body is formed of a material whose melting point is above 1400 ° C to ensure that that the intermediate body does not melt during a casting process.

Wenn der Zwischenkörper aus einem Material gebildet ist, dessen Wärmeleitfähigkeit mindestens 10 W/m·K beträgt, wird eine schnelle und effektive Wärmeabführung erreicht.If the intermediate body is formed of a material whose thermal conductivity is at least 10 W / m · K is Achieved a fast and effective heat dissipation.

Es ist vorteilhaft, wenn der Zwischenkörper an dem Kühlkörper befestigt ist, um zu gewährleisten, dass sich der Zwischenkörper während des Gussvorgangs nicht verschiebt.It is advantageous if the intermediate body attached to the heat sink is to ensure that is the intermediate body while of the casting process does not shift.

In vorteilhafter Weise ist der Kühlkörper aus einem Material gebildet ist, dessen Schmelzpunkt oberhalb von 300°C liegt. Da der Kühlkörper nicht direkt mit dem zu gießenden Formteil in Kontakt kommt, ist es nicht erforderlich, dass der Schmelzpunkt besonders hoch ist. So können auch Materialien mit einem niedrigeren Schmelzpunkt verwendet werden. Es kommen insbesondere Materialien in Betracht, deren Wärmeleitfähigkeit mindestens 100 W/m·K beträgt.In Advantageously, the heat sink is made of a Material is formed, whose melting point is above 300 ° C. Because the heat sink is not directly with the to be poured Molded part comes into contact, it is not necessary that the melting point is particularly high. So can Also materials with a lower melting point can be used. In particular, materials come into consideration whose thermal conductivity at least 100 W / m · K is.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Kühlkörper zumindest anteilig, insbesondere vollständig aus Aluminium gebildet ist. Aluminium weist eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit (237 W/m·K) auf und kann damit sehr große Wärmemengen von dem Gussteil abführen. Außerdem lässt sich ein Kühlkörper leicht und preisgünstig herstellen, bspw. indem er separat gefertigt wird oder im Gussverfahren hergestellt wird. Für die Herstellung im Gussverfahren können Metallplatten in den Formkasten eingeschweißt werden, um Hohlräume zu bilden, in die feste Aluminiumteile gegeben werden können. Die Kühlkörper können dann gebildet werden, indem die Aluminiumteile aufgeschmolzen werden, so dass sich das Aluminiummaterial der Form der Hohlkörper anpassen kann.Farther it is advantageous if the heat sink at least proportionate, in particular completely off Aluminum is formed. Aluminum has a very good thermal conductivity (237 W / m · K) and can be very big amounts of heat remove from the casting. Furthermore let yourself a heat sink easily and reasonably priced For example, by being manufactured separately or in the casting process will be produced. For The production by casting process can metal plates in the molding box be welded in, around cavities in which solid aluminum parts can be added. The Heat sink can then be formed by the aluminum parts are melted, so that the aluminum material can adapt to the shape of the hollow body.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die dem Zwischenkörper zugewandte Seite des Kühlkörpers mit einer Schutzschicht versehen ist, die aus einem Material mit einem hohen Schmelzpunkt gebildet ist, insbesondere aus einem Material mit einem hohen Eisenanteil. Hierdurch kann vermieden werden, dass sich der Kühlkörper verformt, wenn eine große Menge heißes Metall in die Kavität gefüllt wird und die durch den Zwischenkörper hindurch abgeführte Wärmeenergie zu groß sein sollte, oder aber wenn der Zwischenkörper möglicherweise Fehlstellen in Form von Hohlräumen aufweist, in die eventuell flüssiges Metall des Gussteils eindringen könnte.To an advantageous embodiment of the invention is provided that the the intermediate body facing side of the heat sink with a protective layer is provided, which consists of a material with a high melting point is formed, in particular of a material with a high iron content. This can be avoided that the heat sink deforms, if a big one Lot of hot Metal in the cavity filled and that through the intermediate body passed through Thermal energy to be too big should, or else if the intermediate body may be missing in Form of cavities has, in the possibly liquid Metal of the casting could penetrate.

Um zu vermeiden, dass das Material des Kühlkörpers schmilzt, ist es vorteilhaft, wenn dieses Material zumindest abschnittsweise von einem Material mit einem hohen Schmelzpunkt umgeben ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Material mit dem hohen Schmelzpunkt den Kühlkörper vollständig umgibt. In diesem Fall ist es sogar möglich, dass das Material mit der hohen Wärmeleitfähigkeit schmilzt, es sich jedoch nicht verformen oder auslaufen kann, da es von dem Material mit dem hohen Schmelzpunkt umgeben ist. Somit kann der geschmolzene Kern eines Kühlkörpers wieder erstarren, so dass der Kühlkörper wieder einsetzbar ist, sobald er eine bestimmte Temperatur erreicht hat.Around to avoid the material of the heat sink melting, it is advantageous if this material at least partially from a material surrounded by a high melting point. Especially advantageous it is when the high melting point material completely surrounds the heat sink. In this case it is even possible that the material with the high thermal conductivity melts, but it melts can not deform or leak as it is made of the material with surrounded by the high melting point. Thus, the molten core can a heat sink again solidify, leaving the heat sink again can be used as soon as it reaches a certain temperature.

Um die Kühlwirkung weiter zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass der Kühlkörper und die Wandung des Formkastens aneinander anliegen. Somit kann der Formkasten selbst Wärmeenergie aufnehmen und in die Umgebung des Formkastens abgeben. Somit wird die Kühlwirkung weiter verbessert. Zusätzlich oder optional hierzu kann sich der Kühlkörper mit zumindest einem Abschnitt über den Formsand hinaus erstrecken. Hierdurch kann der Kühlkörper direkt mit der Umgebungsluft in Kontakt stehen und somit schnell eine große Wärmemenge abgeben. Dieser Effekt kann noch verstärkt werden, wenn der sich über den Formsand hinaus erstreckende Abschnitt Oberflächenvergrößerungen, insbesondere Kühlrippen, aufweist. Dabei kann der Kühlkörper – wie oben beschrieben – an der Wandung des Formkastens anliegen, muss es jedoch nicht.Around the cooling effect To further improve, it is suggested that the heat sink and the wall of the molding box abut each other. Thus, the Mold box itself absorb heat energy and into the environment of the molding box. Thus, the cooling effect further improved. additionally or optionally, the heat sink may have at least a portion over the molding sand extend beyond. This allows the heat sink directly with the ambient air be in contact and thus quickly release a large amount of heat. This effect can be reinforced when it's over the molding sand extending portion surface enlargements, in particular cooling ribs, having. In this case, the heat sink - as above described - on But it does not have to be against the wall of the molding box.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere unter Verwendung einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ein Formkasten wird unter Bildung einer Kavität mit Formsand gefüllt; in dem Formkasten wird zwischen der Wandung des Formkastens und der Kavität mindestens ein Kühlkörper aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit so angeordnet, dass die Kavität und der Kühlkörper in einem Zwischenbereich zueinander beabstandet sind; in dem Zwischenbereich wird ein Zwischenkörper angeordnet, der aus einem von dem Material des Kühlkörpers unterschiedlichen Material gebildet ist; die Kavität wird mit Metall gefüllt. Es versteht sich, dass die erstgenannten Schritte (Füllen des Formkastens mit Formsand und Anordnung der Kühlkörper und des Zwischenkörpers im Formkasten) auch gleichzeitig oder in anderer Reihenfolge durchgeführt werden können.The The invention further relates to a process for the preparation of a Casting, in particular using a previously described Apparatus, the method comprising the steps of: A molding box is filled with molding sand to form a cavity; in the mold box is between the wall of the molding box and the cavity at least a heat sink a material with a high thermal conductivity so arranged that the cavity and the heat sink in an intermediate portion are spaced from each other; in the intermediate area becomes an intermediate body arranged, which consists of a material different from the material of the heat sink is formed; the cavity becomes filled with metal. It is understood that the former steps (filling the Mold box with molding sand and arrangement of the heat sink and the intermediate body in the Molding box) can also be performed simultaneously or in a different order.

Eine Weiterbildung dieses Verfahrens sieht vor, dass das Verfahren zunächst ohne Kühlkörper durchgeführt wird, wobei während des Füllens der Kavität die Temperatur in mindestens zwei unterschiedlichen Bereichen des Formsands gemessen wird. Auf diese Weise kann festgestellt werden, in welchen Bereichen des Formsands besonders hohe Temperaturen auftreten. Diese Informationen können genutzt werden, um den oder die Kühlkörper unter Berücksichtigung der in dem Formsand gemessenen Temperaturen in dem Formkasten anzuordnen.A Continuing this procedure provides that the procedure initially without Heat sink is performed, while during of filling the cavity the temperature in at least two different areas of the Formsands is measured. In this way it can be stated in which areas of the molding sand particularly high temperatures occur. This information can be used Take into account the heat sink or heatsinks to arrange the temperatures measured in the molding sand in the molding box.

Dieses Verfahren wird um so genauer, je mehr Messstellen es gibt. Selbstverständlich können auch statt einzelner Temperaturwerte Temperaturverläufe gemessen werden, so dass noch genauere Aussagen über die Wärmeverteilung im Formsand getroffen werden können.This The method becomes more accurate, the more measuring points there are. Of course you can too instead of individual temperature values, temperature profiles are measured, so that even more precise statements about the heat distribution can be hit in the molding sand.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung gezeigten sowie in den Ansprüchen sowie in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description, with reference to the drawing a particularly preferred embodiment is described in detail. It can be shown in the drawing as well as in the claims as well as mentioned in the description Features individually for each itself or in any combination essential to the invention.

Die Zeichnung zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Sie ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Die Vorrichtung 2 weist einen nur abschnittsweise dargestellten, mehrteiligen Formkasten 4 auf, dessen Wandung 6 ein Volumen begrenzt, das mit Formsand gefüllt werden kann.The drawing shows a perspective view of a device according to the invention. It is altogether with the reference numeral 2 designated. The device 2 has a section only shown, multi-part molding box 4 on whose wall 6 limits a volume that can be filled with molding sand.

Innerhalb des Formkastens 4 ist ein Sandkern 8 angeordnet, der die innenliegenden Oberflächen eines Gussteils 10 begrenzt. Das dargestellte Gussteil 10 ist eine Nabe zur Lagerung eines Windkraftrades.Inside the mold box 4 is a sand core 8th arranged on the inside surfaces of a casting 10 limited. The illustrated casting 10 is a hub for storing a wind turbine.

In dem Formkasten 4 sind insgesamt sechs großvolumige Kühlkörper 12 angeordnet. Von diesen sind in der Zeichnung drei Kühlkörper 12 dargestellt; die übrigen drei Kühlkörper sind an dem Boden des Formkastens 4 angeordnet, der Übersicht halber aber in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Kühlkörper 12 liegen mit ihrer Rückseite an der Wandung 6 des Formkastens 4 an. Die Kühlkörper 12 bestehen im Wesentlichen aus Aluminium und sind auf ihrer dem Gussteil 10 zugewandten Seite mit einer Schutzschicht 14 versehen, die aus einem stark eisenhaltigen Material besteht. Weiterhin ist innerhalb des Formkastens 4 ein Speiser 16 angeordnet, mit dem Gussmaterial dem frisch gegossenen Gussteil 10 zugeführt werden kann, um Materialschwindungen auszugleichen.In the mold box 4 are a total of six large-volume heat sink 12 arranged. Of these, in the drawing are three heat sinks 12 shown; the remaining three heat sinks are at the bottom of the molding box 4 arranged, but not shown in the drawing for the sake of clarity. The heat sinks 12 lie with their back on the wall 6 of the molding box 4 at. The heat sinks 12 are essentially made of aluminum and are on their casting 10 facing side with a protective layer 14 provided, which consists of a strong iron-containing material. Furthermore, inside the molding box 4 a feeder 16 arranged, with the casting material to the freshly cast casting 10 can be supplied to compensate for material shrinkage.

Die übrigen Bereiche des Formkastens 4 sind mit Formsand 18 gefüllt. In diesem ist eine in der Zeichnung gestrichelt angedeutete Kavität 20 ausgebildet. Diese kann über einen Gießtümpel 22 zur Herstellung des Gussteils 10 mit flüssigem Metall gefüllt werden. Zwischen dem Gießtümpel 22 und der Kavität 20 ist ein Schlackenlauf 24 mit Filtern 26 angeordnet.The remaining areas of the molding box 4 are with molding sand 18 filled. In this is indicated by dashed lines in the drawing cavity 20 educated. This can over a pouring basin 22 for the production of the casting 10 be filled with liquid metal. Between the pouring basin 22 and the cavity 20 is a slag run 24 with filters 26 arranged.

Es ist aus der Zeichnung deutlich erkennbar, dass die Kavität 20 in einem Zwischenbereich 28 von dem Kühlkörper 12 beabstandet ist. Der Abstand 30 zwischen Kavität 20 und Kühlkörper 12 beträgt ca. 80 mm. Auch der Zwischenbereich ist mit Formsand 18 gefüllt. Dieser Formsand bildet einen Zwischenkörper. In dem Zwischenbereich 28 kann auch ein plattenförmiger Zwischenkörper aus Graphit mit einer Materialstärke von ca. 80 mm angeordnet werden.It is clear from the drawing that the cavity 20 in an intermediate area 28 from the heat sink 12 is spaced. The distance 30 between cavity 20 and heat sink 12 is about 80 mm. Also, the intermediate area is with molding sand 18 filled. This molding sand forms an intermediate body. In the intermediate area 28 can also be a plate-shaped intermediate body made of graphite with a material thickness of about 80 mm are arranged.

Durch den Abstand zwischen Kühlkörper 12 und der Kavität 20 wird – unabhängig davon, ob in dem Zwischenbereich 28 ein Zwischenkörper aus Formsand 18 oder aus Graphit angeordnet ist – erreicht, dass das Gussteil 10 so abkühlen kann, dass ein in hohem Maße homogenes Materialgefüge entsteht. Dabei ist die Abkühlzeit durch die Verwendung der Kühlkörper 12 jedoch deutlich kürzer als bei Herstellung ohne Verwendung der Kühlkörper 12. Mit einem Zwischenkörper aus Graphit kann eine maximale Verkürzung der Abkühlzeit erreicht werden.By the distance between heat sink 12 and the cavity 20 is - regardless of whether in the intermediate area 28 an intermediate body made of molding sand 18 or made of graphite - that reaches the casting 10 so cool that a highly homogeneous material structure is formed. The cooling time is due to the use of the heat sink 12 but significantly shorter than when manufactured without using the heat sink 12 , With an intermediate body of graphite a maximum shortening of the cooling time can be achieved.

Claims

Contraption ( 2 ) for producing a casting ( 10 ), with one with molding sand ( 18 ) filled molding box ( 4 ), wherein in the molding sand ( 18 ) one for the production of the casting ( 10 ) metal fillable cavity ( 20 ) is formed, and with at least one between the wall ( 6 ) of the molding box ( 4 ) and the Kavi it ( 20 ) arranged heat sink ( 12 ), which is formed of a material having a high thermal conductivity, characterized in that the heat sink ( 12 ) and the cavity ( 20 ) in an intermediate area ( 28 ) a distance ( 30 ) and that in the intermediate region ( 28 ) an intermediate body is arranged, which consists of one of the material of the heat sink ( 12 ) different material is formed.

Contraption ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the intermediate body of molding sand ( 18 ) is formed.

Contraption ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the intermediate body is formed of a material with a high iron content.

Contraption ( 2 ) according to claim 1 or 3, characterized in that the intermediate body is formed of a material having a high carbon content, in particular of graphite.

Contraption ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the intermediate body is formed of a material whose melting point is above 1400 ° C.

Contraption ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the intermediate body is formed of a material whose thermal conductivity is at least 10 W / m · K.

Contraption ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the distance ( 30 ) between heat sink ( 12 ) and cavity ( 20 ) is at least 50 mm, in particular at least 70 mm.

Contraption ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the intermediate body on the heat sink ( 12 ) is attached.

Contraption ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the heat sink ( 12 ) is formed of a material whose melting point is above 300 ° C.

Contraption ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the heat sink ( 12 ) is formed of a material whose thermal conductivity is at least 100 W / m · K.

Contraption ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the heat sink ( 12 ) is formed at least proportionally of aluminum.

Contraption ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the side facing the intermediate body of the heat sink ( 12 ) with a protective layer ( 14 ) formed of a material having a high melting point, in particular, a material having a high iron content.

Contraption ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that material with a high melting point the heat sink ( 12 ) at least partially surrounds.

Contraption ( 2 ) according to claim 13, characterized in that the material with the high melting point of the heat sink ( 12 ) completely surrounds.

Contraption ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the heat sink ( 12 ) and the wall ( 6 ) of the molding box ( 4 ) abut each other.

Contraption ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the heat sink ( 12 ) with at least one section over the molding sand ( 18 ) extends.

Contraption ( 2 ) according to claim 16, characterized in that the heat sink ( 12 ) at least in the section in which it passes over the molding sand ( 18 ), surface enlargements, in particular cooling fins, has.

Method for producing a casting, in particular using a device ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, comprising the following steps: - a molding box ( 4 ) is formed to form a cavity ( 20 ) with molding sand ( 18 ) filled; - in the molding box ( 4 ) is placed between the wall ( 6 ) of the molding box ( 4 ) and the cavity ( 20 ) at least one heat sink ( 12 ) arranged so that the cavity ( 20 ) and the heat sink ( 12 ) in an intermediate area ( 28 ) are spaced from each other; - in the intermediate area ( 28 ) an intermediate body is arranged, which consists of one of the material of the heat sink ( 12 ) different material is formed; - the cavity ( 20 ) is filled with metal.

A method according to claim 18, characterized in that the method in a first pass without heat sink ( 12 ), wherein during filling of the cavity ( 20 ) the Tem temperature in at least two different areas of the molding sand ( 18 ) is measured; and that in a second pass the method with at least one heat sink ( 12 ), wherein the heat sink ( 12 ) taking into account in the molding sand ( 18 ) measured temperatures in the molding box ( 4 ) is arranged.

Method according to claim 19, characterized that temperature gradients be measured.