DE102007037931A1

DE102007037931A1 - Producing mold part of cast mold for permanent mold casting, comprises producing mold base in surface region in relation to the contour of the cast part manufactured with the cast mold, and spraying plastic material on the surface region

Info

Publication number: DE102007037931A1
Application number: DE200710037931
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr.-Ing. Minkner; Ulf Schmidtgen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-08-11
Filing date: 2007-08-11
Publication date: 2009-02-12

Abstract

The method for the production of a mold part of a cast mold for permanent mold casting, comprises producing a mold base (15) in a surface region in relation to the contour of the cast part manufactured with the cast mold so that the casting cavity is increased in the surface region, and spraying a plastic material (20) on the surface region in such a manner that the plastic material surface (23) in the cast mold limits the predetermined contour of the cast part. The surface region limits the cast mold of the casting cavity. The plastic material is removable from the mold base. The method for the production of a mold part of a cast mold for permanent mold casting, comprises producing a mold base (15) in a surface region in relation to the contour of the cast part manufactured with the cast mold so that the casting cavity is increased in the surface region, and spraying a plastic material (20) on the surface region in such a manner that the plastic material surface (23) in the cast mold limits the predetermined contour of the cast part. The surface region limits the cast mold of the casting cavity. The plastic material is removable from the mold base. The surface region of the mold part is manufactured very roughly in relation to the surface quality of the desired cast part. A model part (11) of the desired cast part is used and a plastic material cavity is formed in combination with the mold partial base, which is filled with the plastic material. The plastic material is introduced and compressed by negative pressure intake or fire filling and/or vibration on a vibration table (21). The model part for pressure filling comprises outlets for conducting compressed air. A chemically bound sand from sand, resin and hardener, silicatic sand with inorganic heat-hardened binder, under vibration and heat hardened clay-bound plastic material, which is solidified for standard hardening of the cast by oscillation and/or heating, or green sand is used as plastic material. The plastic material is filled or injected over filling holes in the plastic material cavity, is hardened by heating and supplied over the cooling structure of the mold part, and is dried to a size. An independent claim is included for a cast mold.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Gießform, die Gießform selbst und die Verwendung der Gießform gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 11 und 14.The The present invention relates to a process for the preparation of a Mold, the mold itself and the use the mold according to the generic terms of claims 1, 11 and 14.

In der DE 10 2004 034 802 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem eine segmentierte Aussenkokille mit einer segmentierten Innenkokille verbunden wird. In den Gusshohlraum wird Metall eingefüllt, das späterhin die Kontur des fertigen Gussteiles bildet. Das Verfahren hat entscheidende Vorteile und ermöglicht eine rationelle Fertigung von z. B. symmetrischen Rundteilen. Am Ende des Fertigungsprozesses müssen die segmentierten Innenkokillenteile aus dem Inneren des Hohlkörpers und aus den verbleibenden Hohlräumen des Gusskörpers nach außen entfernt werden. Dazu wird ein spezieller Dichtungsstoff/Abstandshalter, der die Zwischenräume bildet, lose entfernt, so dass die Bindung zwischen den Segmentkokillen aufgelöst wird. Durch das Entfernen der Abstand gebenden Zwischenelemente werden die segmentierten Innenkokillen so weit von einander entfernt, dass sich ihre Bindungen gut lösen und sie aus dem Hohlkörper durch Verschiebung ihrer Teilflächen zueinander entfernt werden können.In the DE 10 2004 034 802 A1 a method is described in which a segmented outer mold is connected to a segmented inner mold. In the casting cavity metal is filled, which later forms the contour of the finished casting. The process has decisive advantages and allows a rational production of z. B. symmetrical round parts. At the end of the manufacturing process, the segmented inner mold parts must be removed from the interior of the hollow body and from the remaining cavities of the cast body to the outside. For this purpose, a special sealant / spacer, which forms the gaps, loosely removed, so that the bond between the segment molds is dissolved. By removing the distance-giving intermediate elements, the segmented inner molds are so far away from each other that their bonds solve well and they can be removed from the hollow body by shifting their faces to each other.

Bei diesem Verfahren kommt es beim Abgießen in die Kokille zum direkten Kontakt von Kokille und dem in ihr erstarrenden Metall. Die Wärme beeinflusst die Kokille, verändert und beansprucht ihre Oberfläche und Passgenauigkeit. Ein Nachteil des Verfahrens ist es, dass Außen- und Innenkokille nach der Entnahme des Gussteils auf der Teilungsfläche mechanisch so zu bearbeiten sind, dass sie wieder grob passen. Dies ist notwendig, weil sich ein gewisser Verzug beim Abgießen durch Wärmeeinfluss sich nicht vermeiden lässt. Auch das Innere der Kokille muss mechanisch nachbehandelt, gestrahlt und geschliffen werden, um eine gute Oberflächenqualität der zu erzeugenden Gussteile sicherzustellen.at This process occurs during casting into the mold for the direct contact of mold and the metal solidifying in it. The heat affects the mold, changes and claims its surface and accuracy of fit. A disadvantage of the method is that outer and inner mold after the Removal of the casting on the division surface mechanically are to be edited so that they fit roughly again. This is necessary because a certain delay in the casting by heat influence can not be avoided. Also the inside of the mold must mechanically aftertreated, blasted and ground to a good surface quality of the castings to be produced sure.

Bisher erfolgt die Herstellung der Kokillensegmente in einem aufwändigen Gießvorgang, wobei eine hohe Maßgüte erreicht werden muss. Die Teilungsflächen müssen mechanisch bearbeitet werden, wenn Gefahr besteht, dass die Dichtelemente die Spalte nicht überbrücken können. Alle Verbindungselemente und Verschlüsse sind sehr maßhaltig durch mechanische Bearbeitung auszuführen, um ein Verklammern ausführen zu können.So far the production of the mold segments takes place in a complex process Casting process, with a high degree of quality must be achieved. The dividing surfaces must be machined if there is a risk that the sealing elements the Can not bridge column. All Fasteners and closures are very dimensionally stable perform mechanical machining to a stapling to be able to execute.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu überwinden. Insbesondere soll der Herstellungs- und/oder Wiederherstellungsvorgang für die Gießformteile vereinfacht und kostengünstiger gestaltet werden, wobei die mechanische Bearbeitung und ein Schleifen der Oberflächen der Gießformteile drastisch reduziert und/oder vereinfacht werden sollen.task The present invention is therefore to overcome these disadvantages. In particular, the manufacturing and / or restoration process simplified for the mold parts and cheaper be designed, with mechanical processing and grinding the surfaces of the mold parts drastically reduced and / or simplified.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1, die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 11 und die erfindungsgemäße Verwendung nach Anspruch 14 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen Gegenstände der abhängigen Ansprüche sind.These The object is achieved by the method according to the invention according to claim 1, the device according to the invention according to claim 11 and the use according to the invention solved according to claim 14, wherein advantageous developments Subject of the dependent claims are.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch Verwendung eines zusätzlichen von dem eigentlichen Gießformteil (Gießformteilgrundkörper aus Metall, Keramik oder dgl.) lösbaren Formstoffes auf den die Kontur des Gussteils bestimmenden Oberflächen der Gießformteile diese Oberflächenbereiche der Gießformteilgrundkörper nicht mehr nachbearbeitet werden müssen, da der Formstoff immer wieder erneuert werden kann. Zusätzlich wird auch der Einfluss der direkten Gießhitze auf die Gießformteilgrundkörper (Kokille) reduziert, da kein direkter Kontakt zwischen Gießformteilgrundkörper und Flüssigmetall besteht, sondern nur zwischen Formstoff und Flüssigmetall. Dadurch wird die Kokille geschont und ihre Lebensdauer erhöht. Schließlich wird dadurch auch die Gussoberfläche weiter verbessert und glatter dargestellt, so dass der nachfolgende Gussputzvorgang verbilligt wird.Of the Invention is based on the finding that by using a additional from the actual mold part (Molded metal body, ceramic or Like.) Solvent molding material on the contour of the casting determining surfaces of the mold parts this Surface areas of the mold part body no longer need to be reworked, since the molding material can be renewed again and again. In addition, also the Influence of the direct casting heat on the casting mold base body (Mold) reduced, since no direct contact between Gießformteilgrundkörper and liquid metal, but only between molding material and Liquid metal. As a result, the mold is spared and their Lifespan increased. Finally, it will also further improved and smoother the casting surface, so that the subsequent Gussputzvorgang is cheaper.

Natürlich können alle die Kontur des Gussteils bestimmenden Oberflächenbereiche mit einer solchen Formstoffschicht versehen sein. Es kann allerdings schon vorteilhaft sein, nur einzelne, bestimmte Bereiche, die besonderen Belastungen ausgesetzt sind, mit einer solchen Formstoffschicht zu versehen.Naturally can all surface areas determining the contour of the casting be provided with such a molding material layer. It can, however already be advantageous, only individual, certain areas, the particular Loads are exposed, with such a molding material layer to provide.

Weiterhin ist vorteilhaft vorgesehen, dass Gießformteile mit einem in Bezug auf die zu erzielende Oberflächenqualität des Gussteils nur sehr grob gefertigten Oberflächenbereich. verwendet werden. Dies ist ausreichend, da die Formstoffoberfläche die Kontur des Gussteils maßgenau abbildet. Dadurch wird die Herstellung der Gießform verbilligt, da diese zwar reduziert um das Maß der einzubringenden Formstoffschicht, aber gleichzeitig nur mit sehr grober Maßhaltung hergestellt werden muss.Farther is advantageously provided that mold parts with a in relation to the surface quality to be achieved of the casting only very roughly finished surface area. be used. This is sufficient because the molding surface the contour of the casting accurately reflects. This will the manufacture of the mold cheapened, since this indeed reduced by the amount of the molding material layer to be introduced, but at the same time produced only with very coarse Maßhaltung must become.

Die Formstoffschicht kann vorteilhaft auf den Gießformteilgrundkörper aufgespritzt werden. Beispielsweise kann ein selbsthärtender feiner Sand, der mit Härter versetzt ist, mit einer Sprühpistole gleichmäßige auf die Außen- und Innenkokillengrundkörper aufgespritzt werden. Die Sandschutzschicht härtet auf der Kokillengrundkörperoberfläche. Nach dem Abgießen des Gussteils kann sie leicht entfernt und der geschonte Kokillengrundkörper kann ohne weiteres wieder eingesetzt werden. Dauer und Einwirkzeit des Spritzvorganges müssen genau abgestimmt werden, damit die Schichtdicke möglichst gleichmäßig ist.The Formstoffschicht can advantageously on the Gießformteilgrundkörper be sprayed on. For example, a self-curing fine sand mixed with hardener, uniform with a spray gun sprayed onto the outer and inner mold base body become. The sand protection layer cures on the mold base body surface. To it can easily be removed from the casting of the casting and the scarfed mold body can easily again be used. Duration and contact time of the injection process must be precisely matched so that the layer thickness as evenly as possible is.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden wieder verwendbare Modellteile benutzt, die der Kontur des Gussteils entsprechende Oberflächen aufweisen, wobei mit Hilfe dieser Oberflächen der Modellteile der Formstoff auf dem Gießformteilgrundkörper maßgenau aufgebracht wird.In A preferred embodiment of the invention are reusable Model parts uses the surfaces corresponding to the contour of the casting having, with the help of these surfaces of the model parts the molding material on the mold part body is applied accurately.

Solche Modellteile sind aus klassischen Gießverfahren ohne Kokille bekannt, bei denen beispielsweise so genannte Holzmodelle zur Verfügung stehen und auf ein Modelloberteil ein Oberkasten aufgesetzt wird, der mit Formsand gefüllt und zur Verfestigung gebracht wird.Such Model parts are from classic casting without mold in which, for example, so-called wooden models are available and on a model top part, a top box is placed, with Form sand is filled and solidified.

Nun werden diese Modellteile, worunter auch die Ober- und Unterkernkästen verstanden werden, also alle Teile, die die Kontur des Gussteils positiv wiedergeben, in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet, um den Formstoff maßgenau auf dem Gießformteilgrundkörper aufzubringen. Dadurch wird die maßgenaue Aufbringung des Formstoffes wesentlich erleichtert.Now These model parts, including the upper and lower core boxes be understood, so all the parts that the contour of the casting positively, in the invention Method used to measure the molding material accurately on the Apply casting mold base body. This will the dimensionally accurate application of the molding material much easier.

Bei dieser Ausgestaltung wird somit der Formstoffhohlraum zwischen Grundkörper und Modell, also der Spalt zwischen dem die Gussteilsollgeometrie vorgebenden Modell und dem Grundkörper mit Formstoff gefüllt. Die Verfüllung kann durch Schießeinfüllung, Einfließen oder Unterdruckeinsaugung des Formstoffes erfolgen. Zur Verdichtung des Formstoffes, kann zusätzlich oder alternativ zur Druckeinbringung auch ein Rütteln, beispielsweise durch Vibration eines Schwingtisches erfolgen.at This configuration is thus the molding material cavity between the base body and model, so the gap between the die casting geometry given model and the body filled with molding material. The backfilling can be done by shooting, Inflow or vacuum suction of the molding material done. For densification of the molding material, additionally or alternatively for pressure also a shaking, for example by Vibration of a swinging table done.

Als Formstoff können chemisch gebundener Sand verwendet werden, der aus Sand, Harz und Härter besteht und der sowohl kalt und als auch warm aushärten kann, silikatischer Sand mit anorganischem Wärme aushärtendem Binder in der Art eines klassischen Kernformstoffe und ein unter Vibration und Wärme aushärtenden tongebundener Formstoff, der durch Schwingung und/oder Wärmung zur gießgerechten Aushärtung verfestigt wird. Dabei kann es sich um einen organisch (chemisch) gebundenen Formstoff handeln, wie z. B. Kaltharz, wie Furanharz, oder Cold Box, welcher mittels eines Aminkatalysators aushärtet. Es können aber auch thermisch aushärtende Formstoffe wie Hot Box bzw. anorganische Formstoffe, deren Binder auf Phosphat- oder Natriumchloridbasis arbeiten, verwendet werden. Coldbox und Hotboxbinder stehen dabei für Verbindung von Quarzsand und einem meist organischem Binder der katalytisch (Cold) oder unter Wärme (Hot) aushärtet und den Sand zu einem festem Formstoff verbindet.When Molded fabric can be used chemically bonded sand, which consists of sand, resin and hardener and which is both cold and as well as can cure warm, silicate sand with inorganic thermosetting binder in the Kind of a classic core molding materials and one under vibration and one Heat-curing clay-bonded molding material, the by vibration and / or warming for casting Hardening is solidified. This can be a act organically (chemically) bonded molding material such. Cold resin, such as furan resin, or cold box, which by means of an amine catalyst cures. But it can also be thermosetting Moldings such as hot box or inorganic molding materials whose binder working on a phosphate or sodium chloride basis. Coldbox and Hotboxbinder stand for connection of Quartz sand and a mostly organic binder of the catalytic (Cold) or under heat (hot) hardens and the sand connects to a solid molding material.

Schließlich kann auch Grünsand, ein tongebundener Formstoff der hauptsächlich Sand, Wasser und ein mineralisches Bindemittel wie Bentonit enthält und durch mechanische Aufbereitung formfähig gemacht wird (Kollern, Wirbelmischen), verwendet werden. Insbesondere dann, wenn der Formstoffhohlraum vom Einschuss her verringernd gestaltet wird, also z. B. die Wandstärke vom Einschuss bis zur Teilung abnimmt, ist es möglich, Grünsand zu verwenden, der zusätzlich ähnlich dem Grünsandschießpressverdichten verdichtet werden kann.After all may also be greensand, a clay-bound molding material mainly Contains sand, water and a mineral binder such as bentonite and is made moldable by mechanical treatment (Mulling, vortex mixing). Especially if the molding material cavity is designed reducing from the bullet, So z. B. the wall thickness from the bullet to the division it is possible to use greensand, in addition similar to the greensand shoot compacting can be compressed.

Zur Verwendung von Grünsand wird dieser in den Formstoffhohlraum zwischen Modell und Grundkörper eingefüllt und über Vibration an alle Stellen gebracht und verdichtet. Bevorzugt sind mehrere Einfüllöffnungen vorgesehen, um eine zuverlässige Verteilung des Grünsandes vorzusehen. Diese mehreren Einfüllöffnung können auch für andere Formstoff als Grünsand vorgesehen werden.to Use of green sand is this in the molding material cavity between model and body filled and over Vibration brought to all places and compacted. Preferred are several filling holes provided for a reliable distribution to provide the green sand. This multiple filling opening can also be used for molding material other than green sand be provided.

Bei einer Druckverdichtung des Formstoffes wird der Formstoff über alle Einfüllöffnungen gleichzeitig mit Druckluft beaufschlagt und beschleunigt. Der Formstoff übernimmt die kinetische Energie und wird dadurch gut verdichtet. Ausreichende Stabilität des Formstoffes ist zumindest gewährleistet, wenn der Abguss bereits kurz darauf erfolgt. Damit sich beim Schießen mittels Druckluft keine Luftpolster bilden, sind die Modellteile mit Entlüftungen versehen.at a compression of the molding material is the molding material over all filling openings simultaneously with compressed air charged and accelerated. The molding material takes over the kinetic energy and is thus well compacted. sufficient Stability of the molding material is at least ensured if the casting takes place shortly afterwards. So when shooting Do not form air cushions using compressed air are the model parts provided with vents.

Der Aushärtvorgang kann bei thermisch härtenden Formstoffen beschleunigt werden, wenn der Grundkörper gewärmt wird. Dazu kann die Kühlstruktur der Kokille vorteilhaft genutzt werden, d. h. dass die Kühlstruktur (Wasserkühlung) der Kokille während der Herstellung der Bauteilgeometrie auch als Heizstruktur zum Aushärten der Formstoffschicht verwendet wird.Of the Curing process can be used for thermosetting molding materials be accelerated when the main body warmed up becomes. For this, the cooling structure of the mold can be advantageous be used, d. H. that the cooling structure (water cooling) the mold during the production of the component geometry also used as a heating structure for curing the molding material layer becomes.

Bevorzugt wird der Formstoff mit einer Schlichte versehen, die insbesondere aufgesprüht und anschließend durch abbrennen getrocknet wird, um den Formstoff zu stabilisieren. Diese Schlichte ist ein Anbrennverhinderer. Sie besteht aus einem hochfeuerfesten silikatischen Grundstoff, wie Zirkon oder Aluminiumsilikat, der in Alkohol oder Wasser aufgelöst und dann gestrichen, geflutet oder gespritzt auf die Form aufgetragen wird. Die Schlichte ver hindert das Anbrennen des Formstoffes an dem Gussteil und dient als Trennschicht. Sie verhindert auch das Eindringens des Metalls in die Poren des Formstoffes.Prefers the molding material is provided with a size, in particular sprayed on and then dried by burning is used to stabilize the molding material. This sizing is a Anbrennverhinderer. It consists of a highly refractory silicate Basic material, such as zirconium or aluminum silicate, in alcohol or Dissolved water and then painted, flooded or sprayed is applied to the mold. The sizing prevents burning of the molding material on the casting and serves as a release layer. she also prevents the penetration of the metal into the pores of the molding material.

Selbständiger Schutz wird auch beansprucht für eine Gießform aus Gießformteilen, bei der zumindest ein Gießformteil einen Grundkörper und eine darauf aufgebrachte Schicht aufweist, die auf dem Grundkörper zumindest teilweise dort vorgesehen ist, wo Oberflächenbereiche des Gießformteils den Gusshohlraum in der Gießform begrenzen, wobei das Schichtmaterial von dem Grundkörper lösbar ist. Das Gießformteil ist bevorzugt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, jedoch sind auch andere Verfahren möglich.independent Protection is also claimed for a mold from moldings, in the at least one mold part a main body and a layer applied thereto at least partially there on the body is provided where surface areas of the mold part to limit the casting cavity in the mold, wherein the layer material is detachable from the base body. The mold part is preferred by the method according to the invention However, other methods are possible.

Vorteilhaft ist zumindest ein Gießformteil segmentiert, weil sich dann die Gießform leichter vom Gussteil lösen lässt, insbesondere Gießformteile leichter aus dem Gussteil entnehmbar sind. In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung weist das Gießformteil zumindest eine Kühlstruktur auf.Advantageous At least one mold part is segmented because then makes it easier to release the casting mold from the casting, in particular moldings easier to remove from the casting are. In a further advantageous embodiment, the mold part at least one cooling structure.

Schließlich wird eigenständiger Schutz beansprucht für die Verwendung der Gießform mit erfindungsgemäßen, insbesondere erfindungsgemäß hergestellten Gießformteilen beim Kokillenguss.After all independent protection is claimed for the Use of the mold with inventive, in particular moldings produced according to the invention at the chill casting.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der Beschreibung der in den Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele deutlich werden. Dabei zeigen:Further Advantages and characteristics of the present invention will now be based on the description of the embodiments given in the figures become clear. Showing:

1 die Herstellung der erfindungsgemäßen Gießform nach einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 the production of the casting mold according to the invention according to a first embodiment of the method according to the invention,

2 die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Gießform nach einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Modellteile und Gießformteilgrundkörper, 2 the model parts used in the production of the mold according to the invention according to a second embodiment of the method according to the invention and Gießformteilgrundkörper,

3 die Vorbereitung eines ersten Gießformteilgrundkörpers zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der zweiten Ausführungsform, 3 the preparation of a first mold part main body for carrying out the method according to the invention according to the second embodiment,

4 die Vorbereitung eines zweiten Gießformteilgrundkörpers zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der zweiten Ausführungsform und 4 the preparation of a second Gießformteilgrundkörpers for carrying out the method according to the invention according to the second embodiment and

5 die fertige Gießform zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der zweiten Ausführungsform. 5 the finished mold for carrying out the method according to the invention according to the second embodiment.

In 1 ist rein schematisch die Herstellung der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung 1, die nur ausschnittsweise dargestellt ist, in einer ersten Ausführungsform gezeigt. Die Gießvorrichtung 1 besteht aus Außenkokillenteilen 2, wovon nur das äußere Kokillenunterteil 2 gezeigt ist, und einer Innenkokille (nicht gezeigt), wobei das äußere Kokilleunterteil 2 einen segmentierten Kokillengrundkörper 3 und eine Formschicht 4 aufweist. Durch die Formschicht 4, die bevorzugt aus einen ausgehärteten bindefähigen klebrigen Sand besteht, wird die Kontur des Kokillengrundkörpers 3, die nur sehr grob gefertigt ist, der späteren Außenkontur 5 des Gussteils 6 maßgenau angepasst.In 1 is purely schematic the preparation of the casting apparatus according to the invention 1 , which is only partially shown, shown in a first embodiment. The casting device 1 consists of outer mold parts 2 , of which only the outer mold base 2 is shown, and an inner mold (not shown), wherein the outer mold base 2 a segmented mold basic body 3 and a mold layer 4 having. Through the mold layer 4 , which preferably consists of a hardenable bondable sticky sand, is the contour of the Kokillengrundkörpers 3 , which is made only very roughly, the later outer contour 5 of the casting 6 adapted to measure.

Die Aufbringung der schnellheißhärtenden anorganischen oder auch org. bindenden Sandschicht 4 erfolgt bevorzugt durch Aufspritzen mittels einer Spritzvorrichtung 7, wobei zum Aushärten der Sandschicht 4 dem Kokillenunterteil 2 Wärme durch dessen Kühlsystem (nicht gezeigt) zugeführt wird. Die aufgespritzte Sandschicht 4 härtet auf der heißen Oberfläche des Kokillenteils 2 sofort aus. Durch mehrfaches Auftragen wird die Dicke der Sandschicht 4 schrittweise erhöht und ist damit völlig gleichförmig. Um die Oberflächenkontur der Sandschicht 4 genau festzulegen kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass ein mechanisch arbeitender Roboter die gespritzte Kontur noch mal nachfräst.The application of the fast-hardening inorganic or org. binding sand layer 4 is preferably done by spraying by means of a spray device 7 , wherein for curing the sand layer 4 the mold base 2 Heat is supplied through the cooling system (not shown). The sprayed sand layer 4 hardens on the hot surface of the mold part 2 Immediately. By repeated application, the thickness of the sand layer 4 gradually increased and is thus completely uniform. To the surface contour of the sand layer 4 To specify exactly can additionally or alternatively be provided that a mechanically operating robot mills the sprayed contour again.

In 2 sind rein schematisch die für eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung notwendigen Teile dargestellt, nämlich Modellober- 11 und -unterteil 12, Kernkastenober- 13 und -unterteilgrundkörper 14, sowie äußere 15 und innere Kokillenoberteilgrundkörper 16 und äußere 17 und innere Kokillenunterteilgrundkörper 18.In 2 are shown purely schematically the necessary for a second embodiment of the present invention parts, namely Modellober- 11 and lower part 12 , Core box top 13 and base body 14 , as well as external 15 and inner mold upper body 16 and outer 17 and inner mold base bodies 18 ,

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nun die Grundkörper 15, 17 mit den entsprechenden Modellteilen 11, 12 kombiniert und, wie es in 3 beispielhaft für den äußeren Kokillenoberteilgrundkörper 15 dargestellt ist, der sich bildende Formstoffhohlraum 19 mit einem Formstoff 20 ausgefüllt. Dabei ist das entsprechende Modelloberteil 11 auf einem Vibrationstisch 21 fixiert platziert und darüber der äußere Kokillenoberteilgrundkörper 15 fixiert angeordnet. Durch die Einfüllöffnung 22 wird nun der Formstoff 20 in den sich ausbildenden Formstoffhohlraum 19 eingefüllt und durch Rütteln des Vibrationstisches 21 verdichtet. Nach der Abnahme des äußeren Kokillenoberteilgrundkörpers 15 weist dieser eine Formstoffoberfläche 23 auf, die durch die Formgebung mit Hilfe des Modelloberteils 11 in dem entsprechenden Oberflächenbereich exakt die Kontur des gewünschten Gussteils nachbildet. Zur Stabilisierung des Formstoffes 20 kann dieser mit einer Schlichte (nicht gezeigt) behandelt werden.For carrying out the method according to the invention are now the main body 15 . 17 with the corresponding model parts 11 . 12 combined and how it is in 3 exemplary of the outer Kokillenoberteilgrundkörper 15 is shown, the forming mold cavity 19 with a molding material 20 filled. Here is the corresponding model top part 11 on a vibration table 21 placed fixed and about the outer Kokillenoberteilgrundkörper 15 fixed arranged. Through the filling opening 22 is now the molding material 20 into the forming mold cavity 19 filled and by shaking the vibrating table 21 compacted. After removal of the outer Kokillenoberteilgrundkörpers 15 this has a molding material surface 23 by the shaping with the help of the model body part 11 exactly reproduces the contour of the desired casting in the corresponding surface area. For stabilization of the molding material 20 this can be treated with a size (not shown).

Durch das Einfüllen des Formstoffs 20 durch die Einfüllöffnung 22 bildet sich eine vollständig geschlossene Formstoffoberfläche 23 aus. Hier ist wiederum eine Einfüllöffnung 36 (vgl. 5), beispielsweise durch Freischneiden, herauszuarbeiten, durch die später das Gussmaterial eingefüllt werden kann.By filling the molding material 20 through the filling opening 22 Forms a completely closed molding material surface 23 out. Here again is a filling opening 36 (see. 5 ), for example, by free cutting, work out through which the casting material can be filled later.

Außerdem werden die Kokilleninnenteilgrundkörper 16, 18 mit den entsprechenden Kernkastenteilen 13, 14 kombiniert und ebenfalls der sich bildende Formstoffhohlraum mit dem Formstoff ausgefüllt. In 4 ist hierzu rein schematisch und beispielhaft dargestellt, wie der innere Kokillenoberteilgrundkörper 16 auf dem Vibrationstisch 21 fixiert platziert ist und darüber der obere Kernkasten 13 fixiert angeordnet ist. Durch die Eingussöffnung 24 wird nun der Formstoff 20 in den sich ausbildenden Formstoffhohlraum 25 eingefüllt und durch Rütteln des Vibrationstisches 21 verdichtet. Nach der Abnahme des Kernkastenoberteils 13 weist der innere Kokillenoberteilgrundkörper 16 eine Formstoffoberfläche 26 auf, die durch die Formgebung mit Hilfe des Kernkastenoberteils 13 in dem entsprechenden Oberflächenbereich exakt die Kontur des Gussteils nachbildet. Zur Stabilisierung des Formstoffes 20 kann dieser mit einer Schlichte (nicht gezeigt) behandelt werden.In addition, the mold interior part bodies become 16 . 18 with the corresponding core box parts 13 . 14 combined and also filled the forming molding cavity with the molding material. In 4 is purely schematic and exemplified, as the inner Kokillenoberteilgrundkörper 16 on the vibration table 21 is placed fixed and above the upper core box 13 is arranged fixed. Through the sprue 24 is now the molding material 20 into the forming mold cavity 25 filled and by shaking the vibrating table 21 compacted. After the removal of the core box shell 13 the inner ko indicates kill shell base body 16 a molding material surface 26 that by shaping with the help of the core box shell 13 exactly reproduces the contour of the casting in the corresponding surface area. For stabilization of the molding material 20 this can be treated with a size (not shown).

Nach der Präparation aller Gießformteilgrundkörper 15, 16, 17, 18 mit Formstoff 20, wird die Gießform 27 zusammen gesetzt und der Gießvorgang kann gestartet werden. In 5 ist rein schematisch eine zusammengesetzte beispielhafte Gießform 27 dargestellt, die aus je einem äußeren Kokillenober- 28 und -unterteil 29 sowie aus je einem inneren Kokillenober- 30 und -unterteil 31 besteht und zusätzlich eine übliche Eingusswanne 32 aufweist. Die Gießformen 28, 29, 30, 31 bestehen dabei, wie vorbeschrieben, jeweils aus einem Grundkörper 15, 17, 15, 18 mit einer entsprechenden Formstoffschicht 20. Dabei werden beide äußeren Kokillenteile 28, 29 miteinander an Flanschen 33, 34 verschraubt und die inneren Kokillenteile 30, 31 nach ihrer Verbindung miteinander über übliche geeignete Mittel im Inneren der äußeren Kokillenform 28, 29 lagegesichert befestigt.After the preparation of all casting moldings basic body 15 . 16 . 17 . 18 with molding material 20 , becomes the mold 27 put together and the casting process can be started. In 5 is purely schematically a composite exemplary mold 27 shown, each consisting of an outer Kokillenober- 28 and lower part 29 as well as from an inner mold upper 30 and lower part 31 exists and in addition a usual Eingusswanne 32 having. The molds 28 . 29 . 30 . 31 consist, as described above, each of a basic body 15 . 17 . 15 . 18 with a corresponding molding material layer 20 , In doing so, both outer mold parts become 28 . 29 with each other on flanges 33 . 34 bolted and the inner mold parts 30 . 31 after their connection to each other via usual suitable means inside the outer Kokillenform 28 . 29 secured in position.

Deutlich zu erkennen ist der durch die Formstoffoberflächen 23, 26 auf den Kokillenteilen 28, 29, 30, 31 begrenzte Gusshohlraum 35, der nach Einfüllung eines geschmolzenen und durch Abkühlung aushärtenden Materials, beispielsweise Eisen, über die Eingusswanne 32 die Kontur des Gussteils (nicht gezeigt) vorgibt. Die Gießformteile 28, 29, 30, 31 liegen hier als Einzelteile vor. Selbstverständlich können sie aber auch segmentiert ausgeführt werden, was sich immer dann anbietet, wenn komplizierte Gussformen zu verwirklichen sind und die Entnehmbarkeit der Gießformteile 30, 31 aus dem Gussteil gesichert werden soll.It can be clearly seen through the molding material surfaces 23 . 26 on the mold parts 28 . 29 . 30 . 31 limited casting cavity 35 after pouring a molten and cooling-hardening material, for example iron, over the pouring trough 32 the contour of the casting (not shown) pretends. The mold parts 28 . 29 . 30 . 31 are here as individual parts. Of course, they can also be performed segmented, which is always available when complicated molds are to be realized and the removability of the mold parts 30 . 31 to be secured from the casting.

Im folgenden wird der Ablauf dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Gießform 27 nach 5 und dem nachfolgenden weiteren Gussvorgang noch einmal detailliert dargestellt:The following is the sequence of this embodiment of the method according to the invention for the production of the casting mold 27 to 5 and the subsequent further casting process again detailed:

1. Montage der Kokille1. Assembly of the mold

Das Modelloberteil 11 wird auf den Schwingtisch 21 gesetzt und darauf der äußere Kokillenoberteilgrundkörper 15 platziert. Es wird ein Gießtrichtermodell (nicht gezeigt) eingesetzt und Sand 20 eingefüllt. Durch gleichzeitige Schwingung des Schwingtisches 21 wird der Sand 20 verdichtet. Danach erfolgt eine Begasung und Heizung des Sandes 20 wodurch dieser ausgehärtet wird. Der äußere Kokillenoberteilgrundkörper 15 wird vom Modelloberteil 11 abgenommen und die Sandpartie 20 geschlichtet, wobei beispielsweise eine Trockenschlichte aufgesprüht wird. Die Schlichte (nicht gezeigt) wird danach durch Abbrennen getrocknet. Das äußere Kokillenoberteil 28 ist somit fertiggestellt.The model top part 11 gets on the swinging table 21 set and then the outer Kokillenoberteilgrundkörper 15 placed. It is a Gießtrichtermodell (not shown) used and sand 20 filled. By simultaneous vibration of the vibrating table 21 becomes the sand 20 compacted. This is followed by fumigation and heating of the sand 20 whereby it is cured. The outer mold shell body 15 is from the model top part 11 removed and the sand part 20 wherein, for example, a dry size is sprayed on. The sizing (not shown) is then dried by burning. The outer mold top 28 is thus completed.

Dieser Vorgang wird nachfolgend zuerst für den innere Kokillenoberteilgrundkörper 16 und das entsprechende Kernkastenoberteil 13 wiederholt und das innere Kokillenoberteil 30 in das äußere Kokillenoberteil 28 eingesetzt. Anschließend wird der Vorgang der Versehung mit Formstoff 20 für den inneren Kokillenunterteilgrundkörper 18 sowie das entsprechende Kernkastenunterteil 14 wiederholt und das innere Kokillenunterteil 31 auf das innere Kokillenoberteil 30 aufgesetzt und verschraubt. Schließlich wird der Vorgang noch für das Modellunterteil 12 und den entsprechenden äußeren Kokillenunterteilgrundkörper 17 wieder holt und das äußere Kokillenunterteil 29 mit dem äußeren Kokillenoberteil 28 an den Flanschen 33, 34 verschraubt.This process is subsequently first for the inner Kokillenoberteilgrundkörper 16 and the corresponding core box top 13 repeated and the inner Kokillenoberteil 30 in the outer Kokillenoberteil 28 used. Subsequently, the process of creating with form material 20 for the inner Kokillenunterteilgrundkörper 18 as well as the corresponding core box lower part 14 repeated and the inner Kokillenunterteil 31 on the inner Kokillenoberteil 30 put on and screwed. Finally, the process is still for the model base 12 and the corresponding outer mold base body 17 again brings and the outer Kokillenunterteil 29 with the outer Kokillenoberteil 28 on the flanges 33 . 34 screwed.

Danach wird die gesamte Gießform 27 zum Gießplatz transportiert und das Gießtrichtermodell abgezogen und die Kokillenkühlung (nicht gezeigt) angeschlossen.After that, the entire mold 27 transported to Gießplatz and deducted the Gießtrichtermodell and the Kokillenkühlung (not shown) connected.

2. Gussvorgang2. casting process

Zum Gießen wird bei einem Eisengussteil Eisen geschmolzen und nach einer Magnesiumbehandlung abgeschlackt und geimpft, beispielsweise durch eine Formimpfung, und danach das Eisen in die Gießform 27 gegossen.For casting, iron is melted in an iron casting and, after a magnesium treatment, is wiped off and seeded, for example, by an inoculation, and then the iron is poured into the casting mold 27 cast.

3. Demontage3. Disassembly

Nach ausreichender Abkühlung des Gussteils wird die Kokillenkühlung abgeschlossen und das äußere Kokillenoberteil 28 gelöst und entfernt und anschließend so mittels einer Bürste, einem Sandstrahl oder dgl. gereinigt, dass daran eine neue Sandschicht 20 sicher haften kann. Das äußere Kokillenoberteil 28 kann nun sofort wieder mittels des Modelloberteils 11 mit einer neuen Sandschicht 20 versehen werden.After sufficient cooling of the casting, the mold cooling is completed and the outer Kokillenoberteil 28 dissolved and removed and then cleaned by means of a brush, a sand blast or the like., That a new layer of sand 20 can safely adhere. The outer mold top 28 can now immediately again by means of the model body part 11 with a new layer of sand 20 be provided.

Nachfolgend das innere Kokillenoberteil 30 vom inneren Kokillenunterteil 31 getrennt und beide Teile 30, 31 aus dem Gussteil herausgenommen, wozu die Teile 29, 30 gegebenenfalls segmentiert ausgeführt sind (nicht gezeigt). Schließlich wird das Gussteil aus dem äußeren Kokillenunterteil 29 abgehoben und auf einen Kühlplatz gestellt und die inneren Kokillenteile 30, 31 sowie das äußere Kokillenunterteil 29 gereinigt.Subsequently, the inner Kokillenoberteil 30 from the inner mold base 31 separated and both parts 30 . 31 taken out of the casting, including the parts 29 . 30 optionally segmented (not shown). Finally, the casting from the outer Kokillenunterteil 29 lifted and placed on a cooling place and the inner Kokillenteile 30 . 31 as well as the outer mold base 29 cleaned.

Aus der vorliegenden Beschreibung ist deutlich geworden, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung ein Kokillenguss ermöglicht wird, bei dem keine so präzise und kostenaufwändig herzustellenden Kokillen erforderlich sind, wie beim herkömmlichen Kokillenguss, und dennoch eine ausgezeichnete Maßhaltigkeit des Gussteils ermöglicht wird bei langer Lebensdauer der Kokille. Insbesondere kann dabei auch auf bewährte Modellteile und Kernkästen zurückgegriffen werden.From the present description it has become clear that with the method and the device according to the invention a chill casting is made possible, in which no molds that are so precise and costly to produce are required, as with conventional chill casting, and yet an excellent dimensional accuracy of the casting is possible with a long life of the mold. In particular, it is also possible to fall back on proven model parts and core boxes.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004034802 A1 [0002]

Claims

Method for producing a molded part ( 28 . 29 . 30 . 31 ) of a casting mold ( 27 ), in particular for chill casting, characterized in that a casting base body ( 15 . 16 . 17 . 18 ) at least in one, in the casting mold ( 27 ) the casting cavity ( 31 ) limiting surface area with respect to the contour of the mold ( 27 ) is produced undersized, so that in this surface area of the casting cavity ( 31 ) is enlarged relative to the desired contour of the casting, and then one of the casting mold base body ( 15 . 16 . 17 . 18 ) releasable molding material ( 20 ) is applied to this surface area so that in this surface area the molding material surface ( 23 . 26 ) in the mold ( 27 ) limits the desired contour of the casting accurately.

Method according to claim 1, characterized in that the casting cavity ( 35 ) in the mold ( 27 ) limiting surface area of the casting molding ( 28 . 29 . 30 . 31 ) is made very roughly in terms of the surface quality of the desired casting.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the molding material ( 20 ) is sprayed on.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that at least one model part ( 11 . 12 . 13 . 14 ) of the desired casting used in conjunction with the corresponding mold part body ( 15 . 16 . 17 . 18 ) a molding material cavity ( 19 ), which is so filled with molding material ( 20 ) is filled, that the molding material surface ( 23 . 26 ) in the mold ( 27 ) limits the desired contour of the casting.

Method according to claim 4, characterized in that the molding material ( 20 ) via pressure, in particular vacuum suction or shooting filling, and / or shaking, in particular on a vibration table ( 21 ), introduced and compacted.

Method according to claim 5, characterized in that the model part ( 11 . 12 . 13 . 14 ) has for discharging pressure vents for discharging the compressed air.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a molding material chemically bonded sand ( 20 ) of sand, resin and hardener, silicate sand with inorganic heat-curing binder, under vibration and heat-curing clay-bonded molding material, which is solidified by vibration and / or heating for casting-hardening, or used greensand.

Method according to one of claims 4 to 7, characterized in that the molding material via a plurality of filling openings in the molding material cavity ( 19 ) is filled or injected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the molding material ( 20 ) is cured by heat, which is supplied in particular via the cooling structure of the mold part.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the molding material ( 20 ) is provided with a sizing and dried.

Casting mold ( 27 ) with mold parts ( 28 . 29 . 30 . 31 ), characterized in that at least one casting part ( 28 . 29 . 30 . 31 ) a basic body ( 15 . 16 . 17 . 18 ) and a layer applied thereto ( 20 ), which on the base body ( 15 . 16 . 17 . 18 ) is provided at least partially where surface areas ( 23 . 26 ) of the casting molding ( 28 . 29 . 30 . 31 ) the casting cavity ( 31 ) in the mold ( 27 ), the layer material ( 20 ) of the basic body ( 15 . 16 . 17 . 18 ), in particular produced by a method according to one of the preceding claims.

Casting mold ( 27 ) according to claim 11, characterized in that the mold part are segmented.

Casting mold according to claim 11 or 12, characterized that the mold part at least one cooling structure exhibit.

Use of a casting mold ( 27 ) with mold parts ( 28 . 29 . 30 . 31 ) according to one of claims 11 to 13 in chill casting.