DE102008039208A1

DE102008039208A1 - Urformkerne zur Herstellung umfangreich konturierter, hinterschnittener Hohlräume in Urformteilen, damit hergestellte Urformteile sowie Verfahren zur Herstellung, Anwendung und Entfernung der Kerne

Info

Publication number: DE102008039208A1
Application number: DE102008039208A
Authority: DE
Original assignee: Heppes Frank Dipl-Ing
Current assignee: Heppes Frank Dipl-Ing
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2009-02-12

Abstract

Die Erfindung betrifft Kerne zur Verwendung in Urformverfahren, die einen Metallmantel ähnlich einer Konservendose, insbesonder mit (Ausform-)Kerben, aufweisen und weiterhin einen Formstoff und mindestens ein mechanisches Ausformhilfselement (beispielsweise in Gestalt eines Formdrahtes oder Streckmetallelementes) zur Ausformung des Formstoffs enthalten. In weiteren Ausführungen können noch mindestens eine Aufreißlasche und mindestens ein Verdichtungshilfselement in Form eines Rohres in der Erfindung enthalten sein. Der Formstoff wird in seinen chemischen und physikalischen Eigenschaften modifiziert, so dass die Verwendung einer mechanischen Ausformhilfe unter technisch-wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht notwendig ist. In weiteren Ausgestaltungen können Ausformhilfselemente und/oder Verdichtungshilfselemente zusätzlich die Funktion der Aufreißlaschen übernehmen. Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung dieser Kerne, Verfahren zur Anwendung dieser Kerne und Formstoffe zur Verwendung in diesen Kernen sowie letztendlich die mit diesen Kernen und Verfahren hergestellten Urformteile.

Description

A) Grundlagen und Gegenstand der Anmeldung
Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft hochbelastbare Kerne aus mineralisch-metallischem Verbundmaterial, Verfahren, zu deren Herstellung, Verfahren zu deren Anwendung in verschiedenen Formgebungsverfahren der Urformtechnik, insbesondere in pulvertechnischen bzw. pulvermetallurgischen Formgebungsverfahren und in Gießverfahren, dort wiederum insbesondere im Druckguss, und Verfahren zur Ausformung dieser hochbelastbaren Kerne nach der Formgebung, insbesondere dem Erstarren einer Schmelze, und die mit den Kernen hergestellten Urformteile gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und den folgenden Ansprüchen. Diese Kerne können wesentlich komplexere Geometrien abbilden und zudem einfacher bzw. schneller und damit wirtschaftlicher ausgeformt werden, als dies mit vorangegangenen Entwicklungen möglich ist.
Stand der Technik
In der DE 100 26 546 sind hochbelastbare Kerne aus Verbundmaterial zur Herstellung relativ einfach konturierter Hohlräume in Gussteilen sowie Verfahren zu deren Herstellung und Anwendung beschrieben. Diese haben im Vergleich zu eingegossenen Rohren ihre Belastbarkeit im Druckguss bereits eindrucksvoll unter Beweis gestellt.
Auch hat sich gezeigt, dass zum Ausformen von Formstoff aus langen, dünnen Kanälen, die mit Kernen nach der DE 100 26 546 hergestellt wurden, für die Führung der Ausformfluide in bestimmten Anwendungsfällen eine Vorrichtung gemäß DE 100 17 556 zweckmäßig verwendet wird.
Die erreichbare Ausformgeschwindigkeit ist bei extremen Längen jedoch nicht immer zufrieden stellend.
Auch erschwert die Verwendung einer Ausformflüssigkeit die wirtschaftliche Wiederverwendung des verwendeten Formstoffs, insbesondere wenn Salzsand als Formstoff verwendet wird.
DE 10 2007 014 146 A1 (u. a. 1) beschreibt einen Wassermantelkern aus Salz für Closed-Deck-Zylinderkurbelgehäuse, hergestellt im Druckguss. Der Kern ist offensichtlich ein reiner Salzkern, ggf. noch mit Bindemitteln. Die Kernherstellung und das Ausformverfahren werden nicht näher beschrieben.
In der DE 103 04 971 B4 (Anmeldetag 06.02.2003) mit Priorität 26.11.2002 auf die DE 102 55 284 ist eine Erfindung von eingegossenen Rohren patentiert worden, wie sie auch in der DE 100 26 546 A1 beschrieben ist. Dort werden Ansprüche auf das Eingießen von gebogenen Rohren zur Erzeugung von Hohlräumen erhoben.
Die Kanäle sind jedoch nicht mit Formstoff gefüllt und daher erfahrungsgemäß wenig zur Anwendung bei hohen urformtechnischen Belastungen geeignet.
Die WO/2004/009986 „DIECAST CYLINDER CRANKCASE" = EP 1 525 384 B1 = Priorität: 23.07.2002 DE 102 33 359 DRUCKGUSS-ZYLINDERKURBELGEHAUSE (Priority Data: DE 102 33 359.9 23.07.2002) bzw. die deutsche Anmeldeschrift beschreibt den Einguss eines Closed-Deck-Liners in ein Zylinderkurbelgehäuse. Über das Linermaterial und die Herstellung des Liners werden keine Aussagen gemacht. (Vermutlich erfolgt die Herstellung des Liners im herkömmlichen Sandguss und der Sandkern wird erst nach dem Druckgussvorgang entfernt, wobei der Liner als massives Teil im Werkstück verbleibt und höchste Betriebsbeanspruchungen übernimmt.
Die US 4 446 906 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Closed-Deck-Zylinderkurbelgehäuses im Druckguss unter Verwendung eines Salzkerns, der durch ein Stützelement auf den Laufbuchsen fixiert wird.
Zu Herstellung, Ausgestaltung und Ausformung des Kerns werden keine näheren Angaben gemacht.
In der EP 339 453 B1 wird ein Zylinderkopf beschrieben (European Patent EP 0339453 Cast cylinder head for an internal combustion engine), bei dem Kanäle unter Verwendung von sog. „Ziehkernen" und aufgesetzten Hohlkörpern hergestellt werden. Der Hohlkörper verbleibt nach dem Abguss im Bauteil. Mit diesen „Kernen" bzw. „Hohlteilen" sind keine Konturen mit Hinterschneidungen in den Kanälen herstellbar.
In der DE-OS 20 28 989 wird ein Zylinderkopf mit Einlegekernen für Gaswechselkanäle, geeignet für Druckguss beschrieben. Die Einlegekerne werden nach dem Abguss gezogen und können keine Hinterschneidungen abbilden, verursachen aber an schwer zugänglichen Stellen im Gussteil, insbesondere an ihren Stoßstellen, einen Grat, der die Strömung des Betriebsfluids stört. Die Firma ascem (ascem – Arndt Schäfer Chemie und Umwelt GmbH, Schöneckerweg 8, 51570 Windeck-Schladern) bietet unter der Bezeichnung MAXICORE für Druckguss angeblich geeignete Kerne an, die offensichtlich aus 100% Salz (oder keramischen Materialien) hergestellt werden, angeblich ohne Bindemittel (http://www.ascem.de/dokumente/maxicore_vergleich_sandkerne_d.pdf). Zum Herstellungsprozess und zur Salzart werden keine Angaben gemacht.
Die Firma Kolbenschmidt berichtet auf ihrer Website von Kernen, die für Druckguss geeignet sind. Nähere Angaben werden nicht gemacht (vgl. Zitat unten). (http://www.kspg-ag.de/index.php?lang=2, http://www.kspg-ag.de/index.php?fid=1273&lang=2, http://www.kspg-ag.de/pdfdoc/kspg_produktbroschueren/2007/at07_druckquss_squeeze_cast.pdf)
Zitat aus dem Dokument at07_druckguss_squeeze_cast.pdf, Seite 3, Kap. 3.2 (Stand 06.08.2008): „Für Nischen-Anwendungen (z. B. Topmotorisierungen in Closed-Deck-Bauweise) stehen der KS ATAG spezielle Kerne, die den hohen Drücken und der großen thermischen Beanspruchung gewachsen sind, als geeignete innovative Technologie zur Verfügung." Die Formulierung „Für Nischen-Anwendungen" zeigt, dass das verwendete Fertigungsverfahren und die dazu verwendeten Komponenten in großer Serie nicht wirtschaftlich sind. Nähere Angaben zu den verwendeten Kernen werden nicht gemacht.
Im Internet informiert die KS Aluminium-Technologie AG unter der Adresse http://www.kspg-ag.de/index.php?lang=2&fid= 1417#9 mit Datum 27. August 2007 unter dem Titel „'Modulares Druckgusskonzept' für leichte Aluminium-Zylinderkurbelgehäuse" darüber, dass sich das Unternehmen schon seit vielen Jahren mit geeigneten Technologien für die Herstellung verlorener Wassermantel-Sandkerne beschäftigt, die im Druckguss prozesssicher zur Darstellung einer Closed-Deck-Bauweise eingesetzt werden könnten. Auf Basis eines „Warmbox"-Kerns mit speziellen Schlichten wäre es seit kurzem möglich, die Closed-Deck-Option im Druckguss zu akzeptablen Mehrkosten für spezielle Serienanwendungen anbieten zu können.
Hier zeigt der Hinweis „für spezielle Serienanwendungen", dass das Verfahren offensichtlich zumindest wirtschaftlich nicht für die Herstellung großer Serien geeignet ist.
In der WO/2005/080022 (bzw. 01.09.2005 DE 10 2004 008 096 19.02.2004 (Pr. Doc.) und 01.09.2005 DE 10 2004 038 288 06.08.2004 (Pr. Doc.)) werden Kerne aus wasserlöslichen Salzmischungen beschrieben, die durch einen Druck im Bereich von 300–900 N/mm² verdichtet und bei 650–730°C zwischen 0,5–2 Stunden gesintert werden. Insbesondere das Sintern ist ein langwieriger energieintensiver Prozess, auf den aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und Primärenergieeinsparung vorzugsweise verzichtet wird.
In der DE-C-14 83 641 wurde gefunden, dass eine Zugabe von bis zu 10% Borax, Magnesiumoxid oder Talkum die Belastbarkeit von Salzkernen aus NaCl und/oder KCl verbessert. Die Festigkeit dieser Kerne reiche für Anwendungen im Kokillenguss aus.
Die DE-A-19 34 787 schlägt zur Vermeidung von Pressen und Sintern die Zugabe eines Kunstharzbinders und Wasserglas vor.
Diese Beigaben sind auch aus der US-A-37 64 575 (mit Priorität DE-A-19 34 787 ) bekannt. Über die absolute Belastbarkeit dieser Kerne wird keine Aussage gemacht. Bei Verwendung von organischem Binder (Kunstharz) besteht immer noch die Gefahr einer Ausgasung mit negativen Folgen für die Qualität des Gussbauteils.
In der DE 100 50 190 A1 werden Kerne als Formkörper bestehend aus Kalziumsilikaffasern (z. B. CaSiO₃ bzw. Ca₃[Si₃O₉]) und löslichem (anorganischem) Bindemittel beschrieben. Über den Ausformvorgang werden keine Angaben gemacht. Vermutlich werden die Fasern beim Auslösen des (wasser-)löslichen Bindemittels mit ausgespült, denn Kalziumsilikat ist nicht in Wasser löslich, dafür z. B. in Salzsäure. Weiterhin fehlen nähere Angaben über Einsatzbereiche und Belastungsgrenzen der beschriebenen Kerne.
Die Firmenschrift der Gerhard Speckenheuer GmbH, Südstr. 23, 59889 Eslohe (http://www.waermeleitrohre.de/pdf/waermeleitrohre_erhoehen_die_qualitaet.pdf) beschreibt Schieber bzw. sog. Druckguss-Pins, die durch sog. Wärmeleitrohre gekühlt werden. Auch wird das Bild eines „Druckgusskerns" (Seite 3, Bild 5) gezeigt, über den die Wärme aus der Schmelze abgeführt wird. Die Firmenschrift beschreibt unter anderem auch den Einfluss einer guten Wärmeableitung von der Schmelze in die Formelemente, zu denen Kerne gehören. Mit den gezeigten Kernen können keine Hinterschneidungen hergestellt werden.
In der WO 2008 003474 (METHOD FOR PRODUCING A CAST PART, IN PARTICULAR A PISTON BLANK), bzw. DE 10 2006 031 088 wird die Herstellung von Kolbenrohlingen unter Anwendung von druckgussfesten Kernen aus Sand oder Salz im Sqeeze Cast – Verfahren (gekennzeichnet durch „niedrige" Formfüllgeschwindigkeit im Anschnitt von weniger als 10 m/s und ohne Gießdruck, erst ein Nachdruck größer 100 bar nach Füllung der Gießform) beschrieben.
Hier werden Gießdruck und Formfüllgeschwindigkeit offensichtlich verringert, um die „druckfesten" Sand- oder Salzkerne nicht zu zerstören.

(wo_2008_003474_a1_04_seiten.pdf, Seite 3, Abs. 2.2 und 2.3)

In der Gießereitechnik werden ferner Sandkerne, zum Teil mit Kernseelen, hergestellt, die zur Abbildung von Hohlräumen in Gussteilen dienen. Diese Kernseelen dienen dabei zur Stabilisierung der Kerne bei mechanischer Beanspruchung. (Als Kernseelen werden auch Urmodelle von Kernen bezeichnet. Dies ist hier nicht gemeint!)
Die Verwendung von gefüllten, geschlossenen dünnwandigen Blechhohlkörpern, insbesondere solchen aus Stahl- und Aluminiumwerkstoffen, mit vorgefertigten Sollbruchstellen und Aufreißlaschen ist von Lebensmittelkonserven (z. B. „Cola-Dose") und Hygieneartikeln („Zahnpastatube") seit langem bekannt.
Nachteil des Standes der Technik
Komplizierte Konturen in Urformteilen, insbesondere in Gussteilen (aber auch in pulvermetallurgisch und pulverkeramisch hergestellten Urformteilen) und diese insbesondere mit so genannten Hinterschneidungen, können bislang nur mit aufwändig geformten Kernen hergestellt werden, deren Anwendung sich bisher kaum durchgesetzt hat.
Ursachen dafür sind offensichtlich in den Herstellungskosten, empfindlicher Lagerung, mangelnder Haltbarkeit und Formstabilität der Kerne während Handling und Gießvorgang sowie in ungünstiger Entformbarkeit nach dem Abguss zu sehen.
Auch ist die Wärmeabfuhr aus einer Leichtmetall-Schmelze (insbesondere bei Aluminium- und Magnesiumlegierungen) in einen rein mineralischen Kern mit geringer Wärmeleitfähigkeit und geringer spezifischer Wärmekapazität für die Fertigungsgeschwindigkeit und die Gussteileigenschaften offensichtlich nicht sonderlich vorteilhaft.
Insbesondere bei Kernformstoffen auf Salzbasis, wie NaCl und KCl, wird nach dem Ausformen mittels Wasser die Umwelt durch salzhaltige Abwässer belastet.
Eine Rückgewinnung des Formstoffs unterbleibt anscheinend häufig, da sie offenbar nicht wirtschaftlich erscheint.
Auch hat sich z. B. gezeigt, dass zum Ausformen von Formstoff aus langen, dünnen Kanälen, die mit Kernen nach der DE 100 26 546 hergestellt wurden, für die Führung der Ausformfluide in bestimmten Anwendungsfällen eine Vorrichtung gemäß DE 100 17 556 zweckmäßig verwendet wird.
Bislang entwickelte Kerne weisen unbefriedigende Verarbeitungseigenschaften und/oder wenig akzeptable Prozesskosten auf und haben sich daher insbesondere für Druckguss und Pulverformgebung offensichtlich nicht in nennenswertem Umfang am Markt durchgesetzt.
Eine Anpassung der Formstoffeigenschaften an die Ausformmöglichkeiten findet wohl selten oder gar nicht statt.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es mindestens ein Verfahren zur Fertigung von Kernen, geeignete Formstoffe, die Kerne selbst, und Anwendungs- und Ausformverfahren aufzuzeigen, um hochbelastbare, komplexe Konturen aufweisende Kerne mit besonderer Eignung für die Herstellung von Hinterschneidungen in allen Urformverfahren, insbesondere jedoch in den Gießverfahren Druckguss und Sqeeze-Cast, herzustellen, die den auftretenden Belastungen beim Handling und während des jeweiligen Urformprozesses standhalten, nach dem Urformprozess gute Ausformeigenschaften aufweisen und insbesondere eine schnelle, kostengünstige mechanische und automatisierbare Ausformung ohne intensive Verwendung fluider Ausformmittel ermöglichen.
Eine Ausformung mit fluiden Ausformmitteln soll alternativ ebenfalls möglich sein. Weiterhin sollen derartige Kerne auch in der pulvertechnischen Urformtechnik anwendbar sein.
Die Anwendung derartiger Kerne erhöht die Funktionalität der unter ihrer Anwendung gefertigten Werkstücke bei gleichzeitiger Senkung der funktionalitätsbezogenen Werkstückmasse und vermindert nachträglich erforderliche spanabhebende Bearbeitung.
Sofern die Funktionalität des erzeugten Hohlraums bzw. des Urformteils nicht unzulässig beeinträchtigt wird, dürfen auch Teile der verwendeten Kerne im fertigen Urformteil verbleiben.
Die aus dem Urformteil entfernten Kernbestandteile sollen, insbesondere aus Gründen des Umweltschutzes, möglichst vollständig wieder- oder weiterverwertet werden.
Zeit- und energieintensive Sinterprozesse während einer Kernfertigung sollen eliminiert oder zumindest vom Aufwand her minimiert werden.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird mit Kernen, erzeugt und verwendet in Verfahren mit Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. der folgenden Ansprüche, und den damit hergestellten Urformteilen gelöst.
Zur Herstellung eines Urformkerns wird zunächst ein Metallmantel bzw. eine Metallmantel-Preform durch gefügte Blechformteile (übliche Eignung für Stahl-, Aluminium- Kupfer- und Messingbleche) oder auch durch Fließpressen (insbesondere geeignet für Reinaluminium und Al-Legierungen) hergestellt.
Dieser Metallmantel kann bereits zum späteren Ausformen notwendige Sollbruchstellen in Form von Kerben und Aufreißlaschen (auch synonym Zuglaschen genannt) enthalten.
Als Zuglaschen zum Ausformen können in bestimmten Fällen aber auch Mantelbestandteile im Bereich der so genannten Kernmarken vorgesehen sein. (Solche Metallmäntel sind z. B. als Getränkedosen mit außen angebrachter Kerbe und Aufreißlasche schon seit langem bekannt.)
Dieser Metallmantel ist zunächst noch in mindestens einem Bereich offen und stellt eigentlich in diesem Fertigungsstadium noch eine sog. Metallmantel-Preform dar.
In diesen Metallmantel bzw. in die Metallmantel-Preform werden im nächsten Fertigungsschritt durch mindestens einen offenen Bereich die späteren mechanischen Ausformhilfselemente, insbesondere Drahtformteile oder auch so genannte Streckmetallformteile, eingebracht und ggf. an geeigneter Stelle an den Metallmantel gefügt.
Auch das Einbringen von Ausformhilfselementen vor und während des Fügeprozesses des Mantels ist möglich.
An den Metallmantel bzw. an einzelne Metallmantelsegmente gefügte Ausformhilfselemente sollen nach dem Ausformen des Formstoffs auch zum Ausformen von Mantelteilen sekundär genutzt werden.
Soll der Formstoff im weiteren Fertigungsverlauf durch Innendruck verdichtet werden, ist zusätzlich die Einbringung eines sog. Innenhochdruckverdichtungsrohres (nachfolgend IHV-Rohr oder IHU-Rohr genannt) erforderlich, das mit den Enden aus einer oder zwei Kernmarken herausragt.
Die Einbringung und ggf. Befestigung von IHV-Rohren erfolgt vergleichbar dem Einbringen der Ausformhilfselemente.
Auch der Einsatz eines „Blindrohres" mit einem verschlossenen Ende ist möglich und in bestimmten Anwendungsfällen zweckmäßig.
Im darauf folgenden Fertigungsschritt wird der Formstoff, ggf. mit Formstoffhilfsmitteln, wie Bindemitteln oder chemischen und physikalischen Ausformhilfsmitteln, in den Metallmantel durch mindestens einen offenen Bereich eingefüllt, insbesondere unter Anwendung von Verdichtungseinrichtungen, wie beispielsweise Rütteltischen mit Unwuchtmotoren, Ultraschallgebern oder (Press-)Luftluftimpulsen.
Ggf. werden in einem darauf folgenden Fertigungsschritt Teile der noch offenen Bereiche weiter umgeformt und zumindest teilweise gefügt und geschlossen, wie dies insbesondere im Kernmarkenbereich eines Wassermantelkerns, insbesondere für ein so genanntes „Closed-Deck-Zylinderkurbelgehäuse", zweckmäßig ist.
Vor dem endgültigen Verschließen des letzten noch offenen Bereiches wird im Idealfall Unterdruck oder Vakuum erzeugt und während des Verschließvorgangs aufrecht erhalten, so dass sich der dann gasdicht verschlossene, dünnwandige Kernmantel nach dem Einlegen in eine deutlich wärmere Form, insbesondere eine metallische Gießform, nicht unter ansteigendem innerem Gasdruck aufblähen kann.
In einer anderen Ausgestaltung des Kerns wird auf einen Verschluss der offenen Bereiche verzichtet, wobei Wechselwirkungen des Formstoffs mit der jeweiligen Umgebung, insbesondere der Kontakt mit Luftfeuchtigkeit, zugelassen werden und dann zweckmäßigerweise im Bereich der öffnungen Unterdruck oder Vakuum beim Verdichten des Formstoffs und später in der Gießform während des Gießvorganges angelegt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung des Kerns, z. B. bei Kanälen wie Ein- und Auslasskanälen in Zylinderköpfen oder auffächernden Kanälen wie z. B. bei Ansaugkrümmern, kann mindestens ein durchgehendes leeres Rohr oder auch ein Schlauch entlang der Kanalmittellinien zusammen mit den mechanischen Ausformelementen eingebracht werden.
Nach dem Füllen und gleichzeitigen Vorverdichten des Formstoffs in den Kernmantel bzw. die Metallmantel-Preform wird der Mantel entlüftet und verschlossen.
Die Vorverdichtung erfolgt häufig zweckmäßig durch Erzeugung und Übertragung von Vibrationen, also der Einleitung von mechanischen Schwingungen.
Der so erzeugte Preform-Kern oder Pre-Kern wird durch Druck in einer Pressform verdichtet.
Der erforderliche Pressdruck kann in einer Ausgestaltung der Erfindung außen auf die Metallmantel-Preform durch Zusammenfahren von Formteilen aufgebracht werden.
Beim Zusammenpressen wird die Außenkontur des Kerns durch Volumenreduktion des mit Poren eingebrachten Formstoffs gebildet und ein geeigneter Formstoff (insbesondere Salzsande oder Salzpulver, bestehend aus technisch reinem NaCl, KCl, MgSO₄ oder auch deren Mischungen) wird vorzugsweise ohne Bindemittel (z. B. Wasserglas) oder Ausformhilfsmittel (wie z. B. Natriumcarbonat, Calciumcarbonat oder andere Carbonate und Hydrogencarbonate) bei ausreichend hohem Druck so weit verdichtet, dass ein gegen die Urformbedingungen, insbesondere hohen Gießdruck und hohe Formfüllgeschwindigkeit, ausreichend beständiger Formstoffkörper umgeben von einem Metallmantel entsteht.
In der vorstehend beschriebenen weiteren Ausgestaltung des Kerns, mit mindestens einem durchgehenden leeren Rohr (auch IHV- oder IHU-Rohr genannt) oder Schlauch, kann auch ein bereits die fertige Außenkontur des Kerns aufweisender Metallmantel in eine die fertige Außenkontur des Kerns aufweisende Form eingebracht und die Form zunächst drucklos geschlossen werden.
Erst nach dem Schließen der Form wird eine Hydraulikleitung an offene Rohrenden des Kerns angekoppelt und anschließend wird der Formstoff durch das Aufbringen eines sehr hohen Innendrucks (insbesondere mittels eines flüssigen Fluids) auf das durchgehende leere Rohr (bzw. den Schlauch) verdichtet.
Zur Unterstützung der Verdichtung können gleichzeitig (mechanische) Schwingungen auf die Form aufgebracht werden.
Hierdurch wird ggf. auch die erforderliche Presskraft beim Verdichten des Formstoffs verringert (im Vergleich zu Außendruck).
Die so erzeugten Kerne können auch „hohe" Formfüllgeschwindigkeiten im Anschnitt von deutlich über 10 m/s bis hin zu über 100 m/s, wie sie typischerweise im Druckguss auftreten, ertragen.
In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung können Teile eines Kernes, insbesondere der Metallmantel bzw. Teile des Metallmantels, im fertigen Gussteil verbleiben unter der Voraussetzung, dass durch den Verbleib keine Funktionalitäten des Gussteils bzw. des darin erzeugten Hohlraumes in unzulässiger Weise beeinflusst werden.
Unzulässige Beeinflussungen können z. B. ein veränderter Durchflusswiderstand oder eine veränderte Wärmeleitfähigkeit sein.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Metallmantel mit (mineralischen) Hilfsstoffen bzw. Legierungshilfsstoffen umhüllt werden.
Durch Hilfsstoffe, insbesondere handelsübliche Schlichten und deren Modifikationen, kann die Trennung und spätere Ablösung zwischen dem Metallmantel des Kerns und der umgebenden Urformlegierung verbessert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird durch Legierungshilfsstoffe, insbesondere handelsübliche Flussmittel auf Basis von Chloriden und Fluoriden, insbesondere in Verbindung mit einer Vorwärmung des Kerns unter Vakuum unmittelbar vor dem Abguss, eine gute Anbindung des zum Verbleib im Gussteil bestimmten Metallmantels erreicht.
In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung werden bestimmten Merkmalen der Erfindung, insbesondere dem IHU-Rohr und dem mechanischen Ausformhilfsmittel, zusätzliche Funktionen zugewiesen.
So können das IHU-Rohr und ein Formdraht während des Urformprozesses jeweils zusätzlich die Wärmeleitungsaufgaben übernehmen, insbesondere zur Erwärmung des Kernmantels oder zur Kühlung des Kerns.
Weitere zusätzliche Funktionen für IHU-Rohr und mechanisches Ausformhilfsmittel (insbesondere Formdraht) ist die Verwendung als angefügte Aufreißlasche an den Metallmantel.
Bei entsprechender Ausgestaltung kann das IHU-Rohr in bestimmten Fällen auch als mechanisches Ausformhilfsmittel für den Formstoff verwendet werden.
Der ausgeformte Kernmantel, ein mechanisches Ausformhilfsmittel und ein IHU-Rohr sind nach dem Ausformen leicht vom Formstoff zu trennen und einem Recycling zuzuführen.
Generell kann durch die Verwendung eines mechanischen Ausformhilfsmittels der größte Teil des mineralischen Formstoffs zur Wiederverwendung trocken zurückgewonnen werden.
In anderen Ausführungen der Erfindung kann durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen, in seinen chemischen und physikalischen Eigenschaften angepassten Formstoffes unter technisch-wirtschaftlichen Aspekten auf eine mechanische Entfernung des Formstoffs verzichtet werden.
Der Metallmantel sollte in diesen Fällen zweckmäßigerweise für den Verbleib im Urformteil vorgesehen werden, soll in anderen Varianten aber auch; ggf. unter Verwendung von „Aufreißlaschen" und Formkerben, zumindest teilweise ausgeformt werden.
Mit den erfindungsgemäß beschriebenen Formstoffen ist auch eine fluidunterstützte Ausformung des Formstoffs möglich, die bei geschickter Wahl des Formstoffs (z. B. KCl) dessen Weiterwertung (z. B. als Flüssigdünger oder Taumittel) ohne zusätzliche Belastung der Umwelt ermöglicht.
Die Beschränkung der Partikelgröße des Formstoffs auf maximal 20% (bei Aluminium) bis 30% (bei Stahl) der Wanddicke bzw. des Durchmessers von Metallmantel, metallischem IHU-Rohr oder metallischem Ausformhilfsmittel ist zur Vermeidung von zu hoher Kerbwirkung ebenfalls in der Erfindung vorgesehen.
Die Befüllung der erfindungsgemäßen Metallmäntel der Kerne kann zumindest für die Verwendung in Gießereien in einigen Fällen zweckmäßig mit handelsüblichen Kernschießmaschinen durchgeführt werden.
Dadurch wird bei steigenden Stückzahlen die Überführung von Gussteilen aus Sand- und Kokillenguss in den Druckguss möglich, ohne die Geometrie der Gussteile zu ändern.
Vorteile der Erfindung
Durch die Erfindung wird es möglich hochbelastbare Kerne mit komplexer Geometrie, insbesondere zur Anwendung im Druckguss und auch in der Pulvermetallurgie, urformend und umformend herzustellen, zu verarbeiten, mit angemessenem Aufwand auszuformen und die Kernformstoffe wieder- und weiter zu verwerten und so letztendlich hochfunktionelle, massenminimierte Urformteile umweltschonend herzustellen.
B) Beispielbeschreibung der Patentanmeldung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen, 1 bis 10, am Beispiel eines Kanalkerns, wie dieser z. B. im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine Anwendung finden könnte, zur Verdeutlichung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
1 zeigt ein Metallmantel-Blechteil 1 (1), das in diesem Fall mit einem weiteren spiegelsymmetrischen Teil zu einer sog. Metallmantel-Preform zusammengefügt wird. An diesem Teil sind die Bereiche der späteren Kernmarken A (8) und B (9) und mit Bördelrändern A (10) und B (11) dargestellt. Die Bördelränder dienen in diesem Fall zur Veranschaulichung des späteren Verschlusses durch einen Deckel, vergleichbar mit einer Konservendose. Die in der Originalzeichnung gewählte Wanddicke von 0,2 mm ist bei einem maximalen Kanaldurchmesser von 30 mm in der gedruckten Zeichnung kaum zu erkennen. Mit unterbrochenen Linien ist weiterhin die Lage von Formkerben (16) eingezeichnet, die später zum Ausformen des Metallmantels dienen sollen.
2 zeigt ein Metallmantel-Blechteil 2 (2), das mit dem Teil 1 (1) (siehe 1) zusammengefügt wird. Mit durchgehenden Linen ist die Lage von Formkerben (17) auf der Oberfläche eingezeichnet, die später zum Ausformen des Metallmantels dienen sollen und mit den Formkerben (16) des Teils 1 (1) eine Wendel bilden
3 zeigt einen gefügten Metallmantel in der Untersicht aus den in 1 und 2 gezeigten Teilen. Zur besseren Übersicht sind die Formkerben hier nicht eingezeichnet. Dafür sind schematisch die zwei Fügezonen (14) und (15) eingezeichnet, die hier zweckmäßig als Laserschweißnaht mit Unterbrechungen im Bereich der aneinander stoßenden Formkerben der beiden Metallmäntel (1) und (2) ausgeführt sind.
Auch andere Fügeverfahren sind denkbar. Die Unterbrechung der Fügenaht im Bereich der Formkerben (16) und (17) ist notwendig, um die Kerbe im Bereich der Fügezone zu erhalten.
Eine unterbrochene Fügezone kann durch Eintauchen des gefügten Metallmantels in eine benetzende Metallschmelze von deutlich niedriger Festigkeit abgedichtet werden, wobei die Kerbwirkung erhalten bleibt.
Besonders die Kombination eines Stahlmantels, der in eine Aluminiumschmelze getaucht wird, erscheint vorteilhaft.
(Alternativ zu dieser Vorgehensweise können die Kerben auch erst nach dem Fügen des Metallmantels und dem Verdichten des Formstoffs eingebracht werden. Erfahrungsgemäß ist es allerdings wirtschaftlicher, Kerben in möglichst ebene Blechteile einzubringen, wie der Vergleich mit dem Aufreißdeckel einer Getränkedose zeigt.)
4 zeigt ein Drahtformteil (6), das als mechanisches Ausformhilfsmittel für den Formstoff vorgesehen ist. Ein so gestaltetes Formteil (6) kann unter Ausnutzung seiner Federelastizität noch nachträglich in den gefügten Metallmantel (vgl. 3) eingebracht werden.
5 zeigt ein relativ einfach gebogenes Rohr (5), das zur späteren Verdichtung eines Formstoffs vorgesehen ist. Auch bei dem hier gewählten geringen Durchmesser und der geringen Wanddicke zeigt der Vergleich mit den Blechteilen (1) und (2) des Mantels, dass das hier abgebildete IHV-Rohr (5) nicht nach dem Fügen des Metallmantels in diesen eingebracht werden kann. Daher wird fertigungsgerecht zuerst das Drahtformteil (6) (vgl. 4 und 6) über das IHV-Rohr (5) geschoben.
6 zeigt das Drahtformteil (6) über das IHV-Rohr (5) geschoben und in das Blechteil (1) eingelegt, auf das dann das Blechteil (2) gefügt wird. Im folgenden Arbeitsschritt wird zunächst ein Teil der Öffnungen mittels eines Deckels (4b) (vgl. 7) verschlossen, in dem hier gewählten Beispiel ist das zweckmäßigerweise die untere Öffnung mit dem kleineren Durchmesser.
7 zeigt verschiedene Deckel zum Verschließen der noch offenen Mantelenden im Schnitt. Die Schnittflächen lassen sich im Druck durch die dickeren Linien erahnen. Die Deckel (4b) und (3b) mit Kragen sind zur Durchführung des IHV-Rohr (5) bestimmt. Im gewählten Beispiel wird nach dem Verschluss mit dem Deckel (4b) unten durch die rechte Mantelöffnung der Formstoff eingefüllt und dabei eventuell noch durch mechanische Schwingungen verdichtet. Dabei muss das IHV-Rohr (5) in seiner Lage fixiert werden, damit nach dem Füll- und Vorverdichtungsvorgang der Deckel (3b) montiert werden kann und so der so genannte Pre-Kern hergestellt wird. Vor der Montage des letzten Deckels wird der Formstoff zweckmäßigerweise entlüftet, idealerweise bis zum Vakuum.
Im Formstoff bzw. in dessen Poren verbliebenes Gas (oder auch Wasser!) kann während des eigentlichen Urformvorgangs bei starker Wärmezufuhr schlagartig einen Gasdruck aufbauen, der den Kern destabilisiert (Der Kernmantel wird in diesem Fall aufgebläht und vom Formstoff abgelöst.) oder ihn sogar explodieren lässt.
Die Deckel und ihre Fügeverfahren, egal ob form-, kraft- oder stoffschlüssig, sollen daher in einer Ausführung der Erfindung so ausgelegt werden, das der Formstoff gasdicht im Mantel von der Umgebung abgeschlossen wird.
In anderen Ausführungen der Erfindung wird der Formstoff während des Urformvorgangs zweckmäßig über Öffnungen im Bereich der Kernmarken entlüftet bzw. entgast.
Bei einer alternativen Verdichtung des „Pre-Kerns" durch Außendruck, die eine Verformung des Metallmantels bedingt, entfällt das IHV-Rohr (5) und es können wesentlich einfachere Deckel (3) und (4) als Verschlüsse verwendet werden. Auch die Montage der Deckel und deren Fügeprozess werden wesentlich vereinfacht. Die Anwendung von Außendruck erscheint bei einem Metallmantel mit Ausformkerben nur bei flächenhaften Konturen sinnvoll, wie man Sie z. B. bei dem Wassermantelkern einer Verbrennungskraftmaschine kennt. Daher wird auch für eine solche Ausführung Patentschutz beantragt!
8 zeigt einen so genannten Pre-Kern oder Vor-Kern im Schnittbild.
In diesen Pre-Kern sind ein IHV-Rohr (5), ein mechanisches Ausformhilfselement in Gestalt eines Drahtformteils (6) und der Formstoff (7) eingebracht, aber noch nicht verdichtet.
Die Deckel sind im Anschluss an Kernmarke A (8) und Kernmarke B (9) durch Bördeln bzw. Falzen gasdicht mit dem jeweiligen Bördel- bzw. Falzrand (10a) und (11a) des Metallmantels gefügt dargestellt.
Die Anwendung anderer form-, kraft- und stoffschlüssiger Fügeverfahren (insbesondere konische Kappe oder Stopfen, Löten, Schweißen, Kleben, Verpressen) ist ebenfalls möglich, im Bereich eines IHV-Rohrdurchbruchs durch den Verschluss sogar vorzugsweise anzuwenden.
9 zeigt im Schnitt eine einfache Ausführung der erfindungsgemäßen Kerne, bestehend aus Metallmantel (1), der mit Deckeln (3a) und (4a) durch Bördeln verschlossen ist, einem mechanischem Ausformhilfsmittel in Gestalt eines Formdrahtes (6) und Formstoff (7).
Auch hier wären in anderen Ausgestaltungen der Erfindung andere Fügeverfahren zum Verschließen der Öffnungen denkbar.
Und in weiteren Ausgestaltungen der Erfindung könnten die Deckel auch als Entlüftungselemente ausgeführt werden.
10 zeigt im Schnitt eine einfachste Ausführung der erfindungsgemäßen Kerne, bestehend aus Metallmantel (1), der mit Deckeln (3a) und (4a) durch Bördeln verschlossen ist, und Formstoff (7).
Auch hier wären wiederum in anderen Ausgestaltungen der Erfindung andere Fügeverfahren zum Verschließen der Öffnungen denkbar.
Und in weiteren Ausgestaltungen der Erfindung könnten die Deckel auch wieder als Entlüftungselemente ausgeführt werden.

1: Metallmantel-Bleichteil 1
2: Metallmantel-Bleichteil 2
3: Deckel Rohteil rechts
3a: Deckel geschlossen rechts
3b: Deckel IHV Rohteil rechts
3c: Deckel IHV geschlossen rechts
4: Deckel Rohteil unten
4a: Deckel geschlossen unten
4b: Deckel IHV Rohteil unten
4c: Deckel IHV geschlossen unten
5: IHV- bzw. IHU-Rohr
6: Drahtformteil
7: Formstoff
8: Kernmarke A
9: Kernmarke B
10: Bördelrand Kernmarke A, nicht umgeformt
10a: Bördelrand Kernmarke A, umgeformt
11: Bördelrand Kernmarke B, nicht umgeformt
11a: Bördelrand Kernmarke B, umgeformt
12: Fügebereich A Bördel
13: Fügebereich B Bördel
14: Fügebereich C (Laser-)Schweißnaht
15: Fügebereich D (Laser-)Schweißnaht
16: Formkerben im Metallmantel-Blechteil 1
17: Formkerben im Metallmantel-Blechteil 2

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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- DE 10017556 [0003, 0033]
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- DE 10255284 [0007]
- DE 10026546 A1 [0007]
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- US 4446906 [0010]
- EP 339453 B1 [0012]
- EP 0339453 [0012]
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- DE 10050190 A1 [0022]
- WO 2008003474 [0024]
- DE 102006031088 [0024]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

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- http://www.kspg-ag.de/index.php?lang=2 [0014]
- http://www.kspg-ag.de/index.php?fid=1273&lang=2 [0014]
- http://www.kspg-ag.de/pdfdoc/kspg_produktbroschueren/2007/at07_druckquss_squeeze_cast.pdf [0014]
- at07_druckguss_squeeze_cast.pdf, Seite 3, Kap. 3.2 (Stand 06.08.2008): „Für Nischen-Anwendungen (z. B. Topmotorisierungen in Closed-Deck-Bauweise) stehen der KS ATAG spezielle Kerne, die den hohen Drücken und der großen thermischen Beanspruchung gewachsen sind, als geeignete innovative Technologie zur Verfügung." [0015]
- http://www.kspg-ag.de/index.php?lang=2&fid= 1417#9 mit Datum 27. August 2007 unter dem Titel „'Modulares Druckgusskonzept' für leichte Aluminium-Zylinderkurbelgehäuse" [0016]
- http://www.waermeleitrohre.de/pdf/waermeleitrohre_erhoehen_die_qualitaet.pdf [0023]
- wo_2008_003474_a1_04_seiten.pdf, Seite 3, Abs. 2.2 und 2.3 [0025]

Claims

Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung sowie damit hergestellte Urformteile, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem 1. Arbeitsschritt (bzw. Fertigungs- oder Verfahrensschritt, im folgenden immer nur als Arbeitsschritt bezeichnet) mit bereits bekannten Verfahren der Umformtechnik (insbesondere Fließpressen, Ziehen, Tiefziehen, Pressen, Stanzen, Bördeln) und der Fügetechnik (insbesondere Laser- und Elektronenstrahlschweißen, Rollnahtschweißen, Ultraschallschweißen, Löten, Kleben) ein in mindestens einem Bereich offener Metallmantel hergestellt wird, der bereits Formkerben und Zuglaschen, insbesondere in seinem späteren Innenraum, enthalten kann, in einem 2. Arbeitschritt mindestens ein mechanisches Ausformhilfsmittel, insbesondere ein Formdraht oder ein Streckmetallformteil, in den offenen Metallmantel eingebracht wird, in einem 3. Arbeitschritt mindestens ein Innenhochdruckverdichtungsrohr (im Folgenden auch IHV-Rohr oder IHU-Rohr genannt) in den offenen Metallmantel eingebracht wird, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsschritte 2. und 3. bei entsprechendem Bedarf wiederholt und zweckmäßig untereinander vertauscht werden können und danach in einem 4. Arbeitschritt mindestens eine Metallmantelöffnung bedarfsweise verschlossen wird, in einem 5. Arbeitsschritt eine Befüllung mit einem festen Formstoff bzw. Formstoffgemisch erfolgt (insbesondere Formstoffe aus Mineralien wie z. B. Quarzsand, Olivinsand, Zirconerzsand, Chromerzsand, Wolframerzsand sowie sonstige Erzsande, NaCl, KCl, MgSO₄, Borax und andere Salze bzw. Salzsande und Salzpulver, aber auch Metallgranulat bzw. -polyeder, die jeweils ggf. mit organischen oder anorganischen Bindemitteln und Ausformhilfsmitteln vermischt sein können), in einem 6. Arbeitsschritt der gefüllte Metallmantel, insbesondere unter Anwendung eines Vakuums, zu einem so genannten Pre-Kern gasdicht verschlossen wird, in einem 7. Arbeitsschritt der so entstandene Pre-Kern in eine Pressform, insbesondere eine Innenhochdruck-Verdichtungsform (im folgenden auch IHV-Form oder IHU-Form genannt) eingebracht wird, in einem 8. Arbeitsschritt der Formstoff bzw. das Formstoffgemisch durch Druckbeaufschlagung, insbesondere Innendruckbeaufschlagung auf das darin enthaltene IHV-Rohr (bzw. IHU-Rohr), verdichtet wird, insbesondere ohne den Metallmantel bei Anwendung von Innendruck, insbesondere im Bereich von Formkerben in der Manteloberfläche, zu verformen, in einem 9. Arbeitsschritt bedarfsweise mindestens eine weitere Formkerbe in den Metallmantel, insbesondere durch Pressen, Schneiden oder Einritzen, eingebracht wird, in einem 10. Arbeitsschritt eine Oberflächenbehandlung, insbesondere die Beschichtung mit einer Mineralschicht oder die chemische bzw. physikalische Veränderung einer vorhandenen Oberflächenschicht, insbesondere aus Al₂O₃ bzw. Fe₂O₃ und FeO, erfolgt, mit der, abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall, eine Anbindung oder Trennung von dem im Urformverfahren verwendeten Urformmaterial erfolgt und so der verwendungsfähige Urformkern, gekennzeichnet durch die wesentlichen Bestandteile Metallmantel (mit Entfernungselement (insbesondere Aufreißlasche) und Formkerben), Formstoff, IHV-Rohr und Ausformhilfselement, hergestellt wird, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass vorstehende Schritte, insbesondere die Arbeitsschritte 2, 3, 4 und 5, auch in anderer Reihenfolge und wiederholt vorgenommen oder weggelassen werden können und in einem 11. Arbeitsschritt der so hergestellte Urformkern mit dem Bereich von mindestens einer so genannten Kernmarke in eine Urform, insbesondere eine Druckgießform oder eine Pulverpressform eingebracht wird, in einem 12. Arbeitsschritt die Urform geschlossen und mit dem Urformmaterial, insbesondere Schmelze oder Pulver, gefüllt wird, in einem 13. Arbeitsschritt das Urformmaterial in der Urform ggf. verdichtet und ausgehärtet wird, in einem 14. Arbeitsschritt die Urform geöffnet und das Urformteil mit Anschnitten, Speisern und dem Urformkern entnommen wird, in einem 15. Arbeitsschritt zunächst Anschnitte, Speiser und ggf. entstandene Grate abgetrennt werden, in einem 16. Arbeitsschritt der Metallmantel des Urformkerns im Bereich der Kernmarken insbesondere durch Zertrümmern und insbesondere im Bereich von vorher angebrachten Formkerben geöffnet wird und dabei mindestens ein Ende des mindestens einen mechanischen Ausformhilfsmittels freigelegt wird, in einem 17. Arbeitsschritt das mindestens eine Ende des mindestens einen mechanischen Ausformhilfsmittels insbesondere mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Kernbereich des Gussstücks unter Lösen des umgebenden Formstoffs entfernt wird, in einem 18. Arbeitsschritt, soweit noch erforderlich, restlicher Formstoff und das mindestens eine IHU-Rohr (sofern der Formstoff unter Innendruck verdichtet wurde) entfernt und die mindestens eine Zuglasche freigelegt wird, in einem 19. Arbeitsschritt, die mindestens eine Zuglasche mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Gussstück insbesondere unter Erzeugung einer Schälbeanspruchung auf den Metallmantel und mindestens mit Teilen des Metallmantels aus dem Gussstücks entfernt wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung sowie damit hergestellte Urformteile, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem 1. Arbeitsschritt mit bereits bekannten Verfahren der Umformtechnik (insbesondere Fließpressen, Ziehen, Tiefziehen, Pressen, Stanzen, Bördeln) und der Fügetechnik (insbesondere Laser- und Elektronenstrahlschweißen, Rollnahtschweißen, Ultraschallschweißen, Löten, Kleben) ein in mindestens einem Bereich offener Metallmantel hergestellt wird, der bereits Formkerben und Zuglaschen enthalten kann, in einem 2. Arbeitschritt mindestens ein mechanisches Ausformhilfsmittel, insbesondere ein Formdraht oder ein Streckmetallformteil, in den offenen Metallmantel eingebracht wird, in einem 3. Arbeitschritt einige Öffnungen des Metallmantels verschlossen werden, in einem 4. Arbeitsschritt eine Befüllung mit einem festen Formstoff bzw. Formstoffgemisch erfolgt (insbesondere Formstoffe aus Mineralien wie z. B. Quarzsand, Olivinsand, Zirconerzsand, Chromerzsand, Wolframerzsand sowie sonstige Erzsande, NaCl, KCl, MgSO₄, Borax und andere Salze bzw. Salzsande und Salzpulver, aber auch Metallgranulat bzw. -polyeder, die jeweils ggf. mit organischen oder anorganischen Bindemitteln und Ausformhilfsmitteln vermischt sein können), in einem 5. Arbeitsschritt der gefüllte Metallmantel, insbesondere unter Anwendung eines Vakuums, zu einem so genannten Pre-Kern gasdicht verschlossen wird, in einem 6. Arbeitsschritt der so entstandene Pre-Kern in eine (Press-)Form eingebracht wird, in einem 7. Arbeitsschritt der Formstoff bzw. das Formstoffgemisch durch Außendruckbeaufschlagung gemäß DIN 8583 auf den Metallmantel unter Verformung des Metallmantels verdichtet wird, in einem 8. Arbeitsschritt bedarfsweise mindestens eine weitere Formkerbe in den Metallmantel, insbesondere durch Pressen, Schneiden oder Einritzen, eingebracht wird, in einem 9. Arbeitsschritt eine Oberflächenbehandlung, insbesondere die Beschichtung mit einer Mineralschicht, erfolgt, mit der abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall eine Anbindung oder Trennung von dem im Urformverfahren verwendeten Urformmaterial erfolgt und so der verwendungsfähige Urformkern, gekennzeichnet durch die wesentlichen Bestandteile Metallmantel (mit Entfernungselement (Aufreißlasche) und Formkerben), Formstoff und Ausformhilfselement, hergestellt wird, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass vorstehende Schritte, insbesondere die Arbeitsschritte 2, 3 und 4 auch in anderer Reihenfolge und wiederholt vorgenommen werden können und in einem 10. Arbeitsschritt der so hergestellte Urformkern mit dem Bereich von mindestens einer so genannten Kernmarke in eine Urform, insbesondere eine Druckgießform oder eine Pulverpressform eingebracht wird, in einem 11. Arbeitsschritt die Urform geschlossen und mit dem Urformmaterial, insbesondere Schmelze oder Pulver, gefüllt wird, in einem 12. Arbeitsschritt das Urformmaterial in der Urform ggf. verdichtet und ausgehärtet wird, in einem 13. Arbeitsschritt die Urform geöffnet und das Urformteil mit Anschnitten, Speisern und dem Urformkern entnommen wird, in einem 14. Arbeitsschritt zunächst Anschnitte, Speiser und ggf. entstandene Grate abgetrennt werden, in einem 15. Arbeitsschritt der Metallmantel des Urformkerns im Bereich der Kernmarken insbesondere durch Zertrümmern und insbesondere im Bereich von vorher angebrachten Formkerben geöffnet wird und dabei mindestens ein Ende des mindestens einen mechanischen Ausformhilfsmittels freigelegt wird, in einem 16. Arbeitsschritt das mindestens eine Ende des mindestens einen mechanischen Ausformhilfsmittels insbesondere mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Kernbereich des Gussstücks unter Lösen des umgebenden Formstoffs entfernt wird, in einem 17. Arbeitsschritt, soweit noch erforderlich, restlicher Formstoff entfernt und die mindestens eine Zuglasche freigelegt wird, in einem 18. Arbeitsschritt, die mindestens eine Zuglasche (auch als Aufreißlasche bezeichnet) mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Gussstück insbesondere Erzeugung einer Schälbeanspruchung auf den Metallmantel und mindestens mit Teilen des Metallmantels mit aus dem Gussstücks entfernt wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung sowie damit hergestellte Urformteile, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem 1. Arbeitsschritt ein Metallband kontinuierlich zu einem U-förmigen Profil geformt wird, und gleichzeitig in einem 2. Arbeitsschritt ein Metalldraht, insbesondere Draht aus einem gegen Kerbwirkung unempfindlichen Werkstoff, kontinuierlich zu einer Drahtwendel geformt wird, die dann in einem 3. Arbeitschritt kontinuierlich in das U-förmige Metallband eingebracht wird, das in einem 4. Arbeitschritt zu einem um die Drahtwendel geschlossenen, vorzugsweise kreisrunden Rohrprofil geformt wird, in einem 5. Arbeitsschritt das Rohrprofil um die Drahtwendel kontinuierlich durch eine Schweißnaht geschlossen und zu Ringen aufgewickelt wird, in einem 6. Arbeitsschritt das Rohr mit der innen liegenden Drahtwendel in einem oder mehreren Zügen mit einer Zug-Druckumformung nach DIN 8584 auf den Fülldurchmesser heruntergezogen wird, in einem 7. Arbeitsschritt eine Befüllung des die Drahtwendel enthaltenden Rohres mit einem festen Formstoff bzw. Formstoffgemisch erfolgt (insbesondere Formstoffe aus Mineralien wie z. B. Quarzsand, Chromerzsand, Salzsande und Salzpulver von NaCl, KCl, MgSO₄, Borax, Salzsande, Salzpulver andere Salze, Metallgranulat und Metallpolyeder, die jeweils zusätzlich mit organischen oder anorganischen Bindemitteln und Ausformhilfsmitteln vermischt sein können), in einem 8. Arbeitsschritt der Formstoff durch Ziehen des Rohres durch einen Ziehring mit einer Zug-Druckumformung nach DIN 8584 verdichtet wird und gleichzeitig die Drahtwendel im Inneren des Rohres verformt und ggf. kaltverfestigt wird und so ein Fülldrahtcoil hergestellt wird, in einem 9. Arbeitsschritt eine Oberflächenbehandlung des Fülldrahtcoils erfolgt, bei der insbesondere Ziehmittelreste und die weitere Verarbeitung störende Oberflächenschichten entfernt werden, in einem 10. Arbeitsschritt der Fülldraht gerichtet wird, in einem 11. Arbeitsschritt abgelängt wird, in einem 12. Arbeitsschritt der Fülldraht umgeformt wird in einem Verfahren nach DIN 8582, insbesondere gebogen nach DIN 8586 und gepresst nach DIN 8583, und ggf. noch einmal beschnitten wird, in einem 13. Arbeitsschritt ggf. eine umlaufende wendelförmige Formkerbe in den Fülldrahtmantel eingebracht wird, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass einzelne der vorstehenden Schritte auch in anderer Reihenfolge und wiederholt vorgenommen oder ausgelassen werden können und in einem 14. Arbeitsschritt der so hergestellte Urformkern mit dem Bereich von mindestens einer so genannten Kernmarke in eine Urform, insbesondere eine Druckgießform oder eine Pulverpressform eingebracht wird, in einem 15. Arbeitsschritt die Urform geschlossen und mit dem Urformmaterial, insbesondere Schmelze oder Pulver, gefüllt wird, in einem 16. Arbeitsschritt das Urformmaterial in der Urform ggf. verdichtet und ausgehärtet wird, in einem 17. Arbeitsschritt die Urform geöffnet und das Urformteil mit Anschnitten, Speisern und dem Urformkern entnommen wird, in einem 18. Arbeitsschritt zunächst Anschnitte, Speiser und ggf. entstandene Grate abgetrennt werden, in einem 19. Arbeitsschritt der Metallmantel des Urformkerns im Bereich der Kernmarken insbesondere durch Zertrümmern und insbesondere im Bereich von vorher angebrachten Formkerben geöffnet wird und dabei mindestens ein Ende der im Inneren des Urformkerns befindlichen Drahtwendel (die als mechanisches Ausformhilfsmittel dient) freigelegt wird, in einem 20. Arbeitsschritt das mindestens ein Ende der Drahtwendel mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Kernbereich des Gussstücks unter Lösen des umgebenden Formstoffs entfernt wird, in einem 21. Arbeitsschritt, mindestens ein Ende des Metallmantels mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und insbesondere unter einer kombinierten Zieh- und Drehbewegung aus dem Gussteil entfernt wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung sowie damit hergestellte Urformteile, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem 1. Arbeitsschritt ein Metallband kontinuierlich zu einem U-förmigen Profil geformt wird, und gleichzeitig in einem 2. Arbeitsschritt ein Metalldraht, insbesondere aus einem gegen Kerbwirkung unempfindlichen Werkstoff, kontinuierlich zu einer Drahtwendel geformt wird, die dann in einem 3. Arbeitschritt kontinuierlich in das U-förmige Metallband eingebracht wird, das in einem 4. Arbeitschritt zu einem um die Drahtwendel geschlossenen, vorzugsweise kreisrunden Rohrprofil geformt wird, in einem 5. Arbeitsschritt das Rohrprofil um die Drahtwendel kontinuierlich durch eine Schweißnaht geschlossen und zu Ringen aufgewickelt wird, in einem 6. Arbeitsschritt das Rohr mit der innen liegenden Drahtwendel in einem oder mehreren Zügen mit einer Zug-Druckumformung nach DIN 8584 auf den Fülldurchmesser heruntergezogen wird, in einem 7. Arbeitsschritt eine Befüllung des die Drahtwendel enthaltenden Rohres mit einem festen Formstoff bzw. Formstoffgemisch erfolgt (insbesondere Formstoffe aus Mineralien wie z. B. Quarzsand, Chromerzsand, Salzsande und Salzpulver wie NaCl, KCl, MgSO₄, andere Salze, Metallgranulate und Metallpolyeder, die jeweils zusätzlich mit organischen oder anorganischen Bindemitteln und Ausformhilfsmitteln vermischt sein können), in einem 8. Arbeitsschritt der Formstoff durch Ziehen des Rohres durch einen Ziehring mit einer Zug-Druckumformung nach DIN 8584 verdichtet wird und gleichzeitig die Drahtwendel im Inneren des Rohres verformt und ggf. kaltverfestigt wird und so ein Fülldrahtcoil hergestellt wird, in einem 9. Arbeitsschritt eine Oberflächenbehandlung des Fülldrahtcoils erfolgt, bei der insbesondere Ziehmittelreste und die weitere Verarbeitung störende Oberflächenschichten entfernt werden, in einem 10. Arbeitsschritt der Fülldraht gerichtet wird, in einem 11. Arbeitsschritt abgelängt wird, in einem 12. Arbeitsschritt der Fülldraht umgeformt wird in einem Verfahren nach DIN 8582, insbesondere gebogen nach DIN 8586 und gepresst nach DIN 8583, ggf. noch einmal beschnitten wird, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass einzelne der vorstehenden Schritte auch in anderer Reihenfolge und wiederholt vorgenommen oder ausgelassen werden können und in einem 13. Arbeitsschritt der so hergestellte Urformkern mit dem Bereich von mindestens einer so genannten Kernmarke in eine Urform, insbesondere eine Druckgießform oder eine Pulverpressform eingebracht wird, in einem 14. Arbeitsschritt die Urform geschlossen und mit dem Urformmaterial, insbesondere Schmelze oder Pulver, gefüllt wird, in einem 15. Arbeitsschritt das Urformmaterial in der Urform ggf. verdichtet und ausgehärtet wird, in einem 16. Arbeitsschritt die Urform geöffnet und das Urformteil mit Anschnitten, Speisern und dem Urformkern entnommen wird, in einem 17. Arbeitsschritt zunächst Anschnitte, Speiser und ggf. entstandene Grate abgetrennt werden, in einem 18. Arbeitsschritt der Metallmantel des Urformkerns im Bereich der Kernmarken geöffnet wird und dabei mindestens ein Ende der im Inneren des Urformkerns befindlichen Drahtwendel (die als mechanisches Ausformhilfsmittel dient) freigelegt wird, in einem 19. Arbeitsschritt das mindestens ein Ende der Drahtwendel mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Kernbereich des Gussstücks unter Lösen des umgebenden Formstoffs entfernt wird, in einem 20. Arbeitsschritt restlicher Formstoff aus dem Mantel entfernt wird, und in einem 21. Arbeitsschritt die überstehenden Enden des Mantels vom Gussstück abgetrennt werden, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass einzelne der vorstehenden Schritte auch in anderer Reihenfolge und wiederholt vorgenommen werden können.
Formstoff aus Mineralgranulat, insbesondere Natriumchlorid (NaCl) oder Kaliumchlorid (KCl) oder Magnesiumsulfat oder deren Mischungen, einem Ausformhilfsmittel, das unter bestimmten Umgebungsbedingungen unter Entwicklung von Gas reagiert, insbesondere Calciumcarbonat (CaCO₃) und andere Carbonate (diese reagieren mit Säuren unter Bildung von CO₂), und ggf. einem anorganischen oder organischen Bindemittel, insbesondere Wasser (H₂O) oder Wasserglas (2MOH + nSiO₂ → M₂O·nSiO₂ + H₂O [M = Na, K]) und deren Mischungen, zur Verwendung in einem Kernformgebungs- und Kernverarbeitungsprozess, dadurch gekennzeichnet, dass Salz, Ausformhilfsmittel und Bindemittel zunächst zu einem Granulat, insbesondere mit Partikelgrößen von 0,1 bis 0,3 mm, verarbeitet werden, so dass das Granulat ohne Entmischungserscheinungen in einem üblichen Formgebungsverfahren für Urformkerne, insbesondere aber auch in einem Verfahren nach den vorstehenden und nachfolgenden Ansprüchen, verarbeitet wird.
Formstoff (insbesondere auch zur Verwendung in Urformkernen nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche) bestehend aus Mineralgranulat, insbesondere Natriumchlorid (NaCl) oder Kaliumchlorid (KCl) oder Magnesiumsulfat oder deren Mischungen, mindestens zwei Ausformhilfsmitteln, von denen ein Ausformhilfsmittel unter bestimmten Umgebungsbedingungen unter Entwicklung von Gas reagiert, insbesondere Calciumcarbonat (CaCO₃) und andere Carbonate, und von denen ein weiteres Ausformhilfsmittel, das mit Wasser unter Bildung einer Säure reagiert, insbesondere Calciumchlorid (CaCl₂), und einem anorganischen oder organischen Bindemittel, zur Verwendung in einem Kernformgebungs- und Kernverarbeitungsprozess, dadurch gekennzeichnet, dass Salz, Ausformhilfsmittel und Bindemittel zunächst zu einem Granulat, insbesondere mit Partikelgrößen von 0,1 bis 0,3 mm, verarbeitet werden, das ohne Entmischungserscheinungen in einem üblichen Formgebungsverfahren für Urformkerne, insbesondere aber auch in einem Verfahren nach den vorstehenden und nachfolgenden Ansprüchen verarbeitet wird.
Urformkern und Verfahren zu seiner Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kern mindestens ein elektrisch leitendes Ausformhilfselement, insbesondere einen Formdraht, oder elektrisch leitendes Verdichtungshilfselement, insbesondere ein IHV-Rohr, besitzt, das durch einen nicht leitenden Formstoff gegen den Metallmantel des Kerns isoliert wird, im Bereich so genannter Kernmarken isoliert aus dem Metallmantel herausragt und in einer Zusatzfunktion als elektrisches oder elektromagnetisches Heizelement für den Kern dient, insbesondere unmittelbar vor dem Abguss.
Verfahren zum Herstellen eines Urformkern nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein granulierter Formstoffbestandteil während der Herstellung durch Druckanwendung bei gleichzeitiger Aufbringung einer mechanischen Schwingung, insbesondere eine Ultraschallschwingung, verdichtet wird.
Urformkern nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kern mindestens ein Ausformhilfselement, insbesondere einen Formdraht, besitzt, das so an dem Metallmantel befestigt, insbesondere angeschweißt, ist, dass es nach dem Ausformvorgang des mineralischen Formstoffs zusätzlich die Funktion eines Ausformhilfsmittels, insbesondere einer Zug- oder Schällasche, zum Ausformen mindestens eines Teils des Kernmantels übernimmt.
Urformkern nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kern mindestens ein Verdichtungshilfselement, insbesondere ein IHV-Rohr, besitzt, das so an dem Metallmantel befestigt, insbesondere angeschweißt, und beschaffen ist, dass es nach dem Ausformvorgang des mineralischen Formstoffs zusätzlich die Funktion eines Ausformhilfsmittels, insbesondere einer Zug- oder Schällasche, zum Ausformen mindestens eines Teils des Kernmantels übernimmt.
Urformkern nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kern mindestens ein Verdichtungshilfselement, insbesondere ein IHV-Rohr, besitzt, das so beschaffen ist, dass es nach dem Abguss zusätzlich die Funktion eines Ausformhilfselementes für den verdichteten Formstoff übernimmt.
Urformkern nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kern mindestens ein Verdichtungshilfselement, insbesondere ein IHV-Rohr, besitzt, das so beschaffen ist, dass es nach dem Abguss zunächst zusätzlich die Funktion eines Ausformhilfselementes für den verdichteten Formstoff und zum Ausformen mindestens eines Teils des Kernmantels übernimmt.
Urformkern nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kern mindestens ein Entlüftungs- bzw. Entgasungselement, insbesondere im Bereich der so genannten Kernmarken, besitzt.
Verfahren zur Herstellung eines Urformkern nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kern mindestens ein Entlüftungs- bzw. Entgasungselement, insbesondere im Bereich der so genannten Kernmarken und insbesondere ausgeführt als Mineralwollformteil oder Sinterformteil, besitzt und dass die Pressform zur Verdichtung des Formstoffes durch Anwendung von inneren oder äußeren Druck im Bereich des Entlüftungselementes des Kerns ebenfalls ein Entlüftungselement enthält, so dass bei der Anwendung von Druck auf den geschütteten Formstoff das in den Poren vorhandene Gas, in der Regel Luft, daraus entweichen kann.
Verfahren zur Verwendung eines Urformkerns nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche als auch eines Urformkerns gemäß DE 100 26 546 , dadurch gekennzeichnet, dass die Urform im Bereich der Kernmarken mindestens eine Entlüftungs- bzw. Entgasungsvorrichtung aufweist, mittels derer der offenporige Formstoff des Urformkerns während der Urformgebung entlüftet bzw. entgast wird.
Urformkern und Verfahren zu dessen Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kern bzw. dessen metallischer Kernmantel mit einer mineralischen Oberflächenschicht, insbesondere aus Aluminiumoxid (Al₂O₃), überzogen ist, die als Trennschicht zwischen Schmelze und Kernmantel wirkt und insbesondere bei Stahl das spätere Ausformen des Kernmantels durch die Trennwirkung verfahrenstechnisch vorteilhaft nutzt, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere bei einem Kernmantel aus Stahl, eine metallische Zwischenschicht, insbesondere Aluminium, zwischen der Kernmanteloberfläche und der mineralischen Oberflächenschicht als Bindeelement aufgebracht ist. Bei einer Aluminiumoxidschicht es sich um eine „natürliche" oder auch um eine mit chemischen bzw. physikalischen Verfahren (z. B. Eloxal-Verfahren) erzeugte oder veränderte Oberflächenschicht handelt.
Urformkern und Verfahren zu dessen Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kern mit einer Oberflächenschicht aus einem Umformhilfsmittel, insbesondere einer Seife, einem (Mineral-)Öl oder dem eingetrockneten Rest einer Emulsion, überzogen ist, das als Trennschicht zwischen Schmelze und Kernmantel wirkt und für das spätere Ausformen des Kernmantels die Trennwirkung zur Schmelze verfahrenstechnisch vorteilhaft nutzt.
Urformkern und Verfahren zu dessen Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kern mit einer Oberflächenschicht aus einem Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere Kupfer, Nickel, Zink, Zinn, Wismut (bzw. Bismut), Silizium, Cu-Zn-Basislegierung, Cu-Ni-Basislegierung, Cu-Zn-Basislegierung, versehen wird, wobei die Oberflächenschicht als Bindeschicht zwischen Schmelze und Kernmantel wirkt und so die Funktionalität des im Gussteil verbleibenden Kernmantelteils gezielt beeinflusst, insbesondere hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit zwischen der Gusswand des fertigen Bauteils und des mit einem Kühlmedium, insbesondere Wasser, gefüllten späteren Hohlraums des Gussteils, insbesondere wenn das Gussteil zur Verwendung als Zylinderkurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine dient.
Formstoff mit angepassten physikalischen Eigenschaften und Verfahren zu dessen Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mineralischer Grundformstoff, insbesondere Quarzsand, Chromerzsand, Zirkonerzsand, Wolframerzsand, Kochsalzsand Kaliumchloridsand, Magnesiumsulfatsand oder auch Pulver bzw. Granulate der vorgenannten Stoffe, durch Beimischung von mindestens einer weiteren Substanz, insbesondere Calciumsulfat, Blähton, Schamotte, Aerogele, aber auch Metallpartikel wie Kupfer, Stahl, Chrom, Nickel oder Wolfram oder deren Legierungen in Granulat- oder Pulverform, in seinen physikalischen Eigenschaften, insbesondere der Dichte, der Wärmeleitung und der Volumenänderung unter Temperatureinfluss, so verändert wird, dass sich seine Eignung für den Gieß- und Ausformprozess eines Kernes verbessert.
Formstoff mit angepasster Partikelgröße und Verfahren zu dessen Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, aber auch in anderen Formgebungsverfahren, insbesondere nach der DE 100 26 546 , dadurch gekennzeichnet, dass der Formstoff vorzugsweise Partikelgrößen von 0,20–0,63 mm aufweist (Definition von „Mittelsand" nach Wikipedia, http://de.wikipedia.org/wiki/Sand), insbesondere bei geringer Wanddicke bzw. geringem Durchmesser von Metallmantel, metallischem IHV-Rohr oder metallischem Ausformhilfsmittel jedoch eine Partikelgröße (bzw. Korngröße) von maximal 30% der Dicke bzw. des Durchmessers eines Stahl- oder Kupferteils und maximal 20% der Dicke bzw. des Durchmessers eines Aluminiumteils aufweist.
Mechanisches Ausformhilfsmittel und Verfahren zu dessen Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bedingt durch seine Gestaltung, insbesondere die Verbindung zweier kreuzender Drahtpartien mittels einer Blech-Klammer, während des Abgusses die Funktion einer inneren Stütze des Kerns übernimmt.
Mechanisches Ausformhilfsmittel und Verfahren zu dessen Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bedingt durch seine Gestaltung, insbesondere die Verbindung zweier kreuzender Drahtpartien mittels einer Blech-Klammer, während des Abgusses die Funktion eines inneren Stabilisators des Kerns übernimmt.
Mechanisches Ausformhilfsmittel und Verfahren zu dessen Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, das insbesondere bedingt durch seine Gestaltung während des Abgusses die Funktion eines inneren Stabilisators bzw. einer inneren Stütze des Kerns übernimmt, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Ausformhilfsmittelpartien, insbesondere aus Stahl und insbesondere in Form von Draht, an mindestens einer Berührungsstelle bzw. einem Berührungspunkt durch eine Ultraschallpunktschweißung mit Aluminiumzwischenlage von niedriger Festigkeit, insbesondere niedriger Schälfestigkeit, verbunden sind, so dass die Schweißverbindung beim Ausformen des mechanisches Ausformhilfsmittels und des Formstoffs wieder getrennt wird, ohne dass im Bereich der Schweißstelle die einzelnen Ausformhilfsmittelpartien zerstört werden, also z. B. ein Draht nicht reißt.
Urformkern insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, aber auch nach einem anderen der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernmantel keine besondere Oberflächenbehandlung bzw. Oberflächenschicht erhält.
Urformkern nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formstoff innerhalb des Kernmantels gesintert wird, insbesondere zur Erhöhung der Verwendungsfestigkeit.
Verfahren zur Herstellung von Urformkernen, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem 1. Arbeitsschritt mit bereits bekannten Verfahren der Umformtechnik (insbesondere Fließpressen, Ziehen, Tiefziehen, Pressen, Stanzen, Bördeln) und der Fügetechnik (insbesondere Laser- und Elektronenstrahlschweißen, Rollnahtschweißen, Ultraschallschweißen, Löten, Kleben) ein in mindestens einem Bereich offener Metallmantel hergestellt wird, der bereits Formkerben und Zuglaschen, insbesondere in seinem späteren Innenraum, enthalten kann, in einem 2. Arbeitschritt mindestens ein mechanisches Ausformhilfsmittel, insbesondere ein Formdraht oder ein Streckmetallformteil, in den offenen Metallmantel eingebracht wird, in einem 3. Arbeitschritt mindestens ein Innenhochdruckverdichtungsrohr (im folgenden Folgenden auch IHV-Rohr oder IHU-Rohr genannt) in den offenen Metallmantel eingebracht wird, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsschritte 2. und 3. bei entsprechendem Bedarf wiederholt und zweckmäßig untereinander vertauscht werden können und danach in einem 4. Arbeitschritt einige Öffnungen des Metallmantels verschlossen werden, in einem 5. Arbeitsschritt eine Befüllung mit einem festen Formstoff bzw. Formstoffgemisch erfolgt (insbesondere Formstoffe aus Mineralien wie z. B. Quarzsand, Olivinsand, Zirconerzsand, Chromerzsand, Wolframerzsand sowie sonstige Erzsande, NaCl, KCl, MgSO₄, Borax und andere Salze bzw. Salzsande und Salzpulver, aber auch Metallgranulat bzw. -polyeder, die jeweils ggf. mit organischen oder anorganischen Bindemitteln und Ausformhilfsmitteln vermischt sein können), in einem 6. Arbeitsschritt der gefüllte Metallmantel, insbesondere unter Anwendung eines Vakuums, zu einem so genannten Pre-Kern gasdicht verschlossen wird, in einem 7. Arbeitsschritt der so entstandene Pre-Kern in eine Innenhochdruck-Verdichtungsform (im Folgenden auch IHV-Form oder IHU-Form genannt) eingebracht wird, in einem 8. Arbeitsschritt der Formstoff bzw. das Formstoffgemisch durch Innendruckbeaufschlagung auf das darin enthaltene IHV-Rohr (bzw. IHU-Rohr) verdichtet wird, ohne den Metallmantel, insbesondere im Bereich von Formkerben, zu verformen, in einem 9. Arbeitsschritt bedarfsweise mindestens eine weitere Formkerbe in den Metallmantel, insbesondere durch Pressen, Schneiden oder Einritzen, eingebracht wird, in einem 10. Arbeitsschritt eine Oberflächenbehandlung, insbesondere die Beschichtung mit einer Mineralschicht oder die chemische bzw. physikalische Veränderung einer vorhandenen Oberflächenschicht, insbesondere aus Al₂O₃ bzw. Fe₂O₃ und FeO, erfolgt, mit der abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall eine Anbindung oder Trennung von dem im Urformverfahren verwendeten Urformmaterial erfolgt und so der verwendungsfähige Urformkern bestehend aus Metallmantel, mindestens einem mechanischen Ausformhilfselement, IHU-Rohr und Formstoff hergestellt wird, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass vorstehende Schritte auch in anderer Reihenfolge und wiederholt vorgenommen oder ausgelassen werden können.
Urformkern dadurch gekennzeichnet, dass der Urformkern aus einem Metallmantel, mindestens einem mechanischen Ausformhilfsmittel, mindestens einem IHV-Rohr und einer Befüllung mit einem festen Formstoff bzw. Formstoffgemisch (insbesondere Formstoffe aus Mineralien wie z. B. Quarzsand, Olivinsand, Zirconerzsand, Chromerzsand, Wolframerzsand sowie sonstige Erzsande, NaCl, KCl, MgSO₄, Borax und andere Salze bzw. Salzsande und Salzpulver, aber auch Metallgranulat bzw. -polyeder, die jeweils ggf. mit organischen oder anorganischen Bindemitteln und Ausformhilfsmitteln vermischt sein können) besteht und dadurch gekennzeichnet, dass der Metallmantel mindestens eine Aufreißlasche, insbesondere in seinem Inneren, enthält, eine mineralische Oberfläche, insbesondere aus Aluminiumoxid und insbesondere bei einem Stahlmantel mit einer Zwischenschicht aus Aluminium, besitzt und auf seiner Oberfläche oder seiner Innenfläche oder auch beiden Flächen Formkerben als Sollbruchstellen aufweist, die eine Zerstörung und Ausformung des Metallmantels nach der bestimmungsgemäßen Verwendung des Kerns wirtschaftlich ermöglichen und technisch erleichtern.
Verfahren zur Verwendung von Urformkernen, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem 1. Arbeitsschritt der so hergestellte Urformkern mit dem Bereich von mindestens einer so genannten Kernmarke in eine Urform, insbesondere eine Druckgießform oder eine Pulverpressform eingebracht wird, in einem 2. Arbeitsschritt die Urform geschlossen und mit dem Urformmaterial, insbesondere Schmelze oder Pulver, gefüllt wird, in einem 3. Arbeitsschritt das Urformmaterial in der Urform ggf. verdichtet und ausgehärtet wird, in einem 4. Arbeitsschritt die Urform geöffnet und das Urformteil mit Anschnitten, Speisern und dem Urformkern entnommen wird, in einem 5. Arbeitsschritt zunächst Anschnitte, Speiser und ggf. entstandene Grate abgetrennt werden, in einem 6. Arbeitsschritt der Metallmantel des Urformkerns im Bereich der Kernmarken insbesondere durch Zertrümmern und insbesondere im Bereich von vorher angebrachten Formkerben geöffnet wird und dabei mindestens ein Ende des mindestens einen mechanischen Ausformhilfsmittels freigelegt wird, in einem 7. Arbeitsschritt das mindestens eine Ende des mindestens einen mechanischen Ausformhilfsmittels insbesondere mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Kernbereich des Gussstücks unter Lösen des umgebenden Formstoffs entfernt wird, in einem 8. Arbeitsschritt, soweit noch erforderlich, restlicher Formstoff und das mindestens eine IHU-Rohr entfernt und die mindestens eine Zuglasche freigelegt wird, in einem 9. Arbeitsschritt, die mindestens eine Zuglasche mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Gussstück insbesondere unter Erzeugung einer Schälbeanspruchung auf den Metallmantel, und mindestens mit einem Teil des Metallmantels aus dem Gussstück entfernt wird, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass vorstehende Schritte auch in anderer Reihenfolge, Kombination und Wiederholung vorgenommen oder ausgelassen werden können.
Urformkerne und Verfahren zu Ihrer Herstellung und Verwendung, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem 1. Arbeitsschritt mit bereits bekannten Verfahren der Umformtechnik (insbesondere Fließpressen, Ziehen, Tiefziehen, Pressen, Stanzen, Bördeln) und der Fügetechnik (insbesondere Laser- und Elektronenstrahlschweißen, Rollnahtschweißen, Ultraschallschweißen, Löten, Kleben) ein in mindestens einem Bereich offener Metallmantel hergestellt wird, der bereits Formkerben und Zuglaschen enthalten kann, in einem 2. Arbeitschritt mindestens ein mechanisches Ausformhilfsmittel, insbesondere ein Formdraht oder ein Streckmetallformteil, in den offenen Metallmantel eingebracht wird, in einem 3. Arbeitschritt einige Öffnungen des Metallmantels verschlossen werden, in einem 4. Arbeitsschritt eine Befüllung mit einem festen Formstoff bzw. Formstoffgemisch erfolgt (insbesondere Formstoffe aus Mineralien wie z. B. Quarzsand, Olivinsand, Zirconerzsand, Chromerzsand, Wolframerzsand sowie sonstige Erzsande, NaCl, KCl, MgSO₄, Borax und andere Salze bzw. Salzsande und Salzpulver, aber auch Metallgranulat bzw. -polyeder, die jeweils ggf. mit organischen oder anorganischen Bindemitteln und Ausformhilfsmitteln vermischt sein können), in einem 5. Arbeitsschritt der gefüllte Metallmantel, insbesondere unter Anwendung eines Vakuums, zu einem so genannten Pre-Kern gasdicht verschlossen wird, in einem 6. Arbeitsschritt der so entstandene Pre-Kern in eine (Press-)Form eingebracht wird, in einem 7. Arbeitsschritt der Formstoff bzw. das Formstoffgemisch durch Außendruckbeaufschlagung gemäß DIN 8583 auf den Metallmantel unter Verformung des Metallmantels verdichtet wird, in einem 8. Arbeitsschritt bedarfsweise mindestens eine weitere Formkerbe in den Metallmantel, insbesondere durch Pressen, Schneiden oder Einritzen, eingebracht wird, in einem 9. Arbeitsschritt eine Oberflächenbehandlung, insbesondere die Beschichtung mit einer Mineralschicht, erfolgt, mit der abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall eine Anbindung oder Trennung von dem im Urformverfahren verwendeten Urformmaterial erfolgt und so der verwendungsfähige Urformkern gekennzeichnet durch die wesentlichen Bestandteile Metallmantel (mit Entfernungselement (Aufreißlasche) und Formkerben), Formstoff und Ausformhilfselement hergestellt wird, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass vorstehende Schritte, insbesondere die Arbeitsschritte 2, 3 und 4 auch in anderer Reihenfolge und wiederholt vorgenommen oder ausgelassen werden können und in einem 10. Arbeitsschritt der so hergestellte Urformkern mit dem Bereich von mindestens einer so genannten Kernmarke in eine Urform, insbesondere eine Druckgießform oder eine Pulverpressform eingebracht wird, in einem 11. Arbeitsschritt die Urform geschlossen und mit dem Urformmaterial, insbesondere Schmelze oder Pulver, gefüllt wird, in einem 12. Arbeitsschritt das Urformmaterial in der Urform ggf. verdichtet und ausgehärtet wird, in einem 13. Arbeitsschritt die Urform geöffnet und das Urformteil mit Anschnitten, Speisern und dem Urformkern entnommen wird, in einem 14. Arbeitsschritt zunächst Anschnitte, Speiser und ggf. entstandene Grate abgetrennt werden, in einem 15. Arbeitsschritt der Metallmantel des Urformkerns im Bereich der Kernmarken insbesondere durch Zertrümmern und insbesondere im Bereich von vorher angebrachten Formkerben geöffnet wird und dabei mindestens ein Ende des mindestens einen mechanischen Ausformhilfsmittels freigelegt wird, in einem 16. Arbeitsschritt das mindestens eine Ende des mindestens einen mechanischen Ausformhilfsmittels insbesondere mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Kernbereich des Gussstücks unter Lösen des umgebenden Formstoffs entfernt wird, in einem 17. Arbeitsschritt, soweit noch erforderlich, restlicher Formstoff entfernt und die mindestens eine Zuglasche freigelegt wird, in einem 18. Arbeitsschritt, die mindestens eine Zuglasche (auch als Aufreißlasche bezeichnet) mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Gussstück insbesondere Erzeugung einer Schälbeanspruchung auf den Metallmantel und mindestens mit Teilen des Metallmantels mit aus dem Gussstücks entfernt wird.
Urformkern dadurch gekennzeichnet, dass der Urformkern aus einem Metallmantel, mindestens einem mechanischen Ausformhilfsmittel und einer Befüllung mit einem festen Formstoff bzw. Formstoffgemisch (insbesondere Formstoffe aus Mineralien wie z. B. Quarzsand, Chromerzsand, NaCl, KCl, MgSO₄, Borax und anderen Salzen, auch Metallpolyedern bzw. -granulaten, die jeweils ggf. mit organischen oder anorganischen Bindemitteln und Ausformhilfsmitteln vermischt sein können) besteht und dadurch gekennzeichnet, dass der Metallmantel in seinem Inneren mindestens eine Aufreißlasche enthalten kann, eine mineralische Oberfläche, insbesondere aus Aluminiumoxid und insbesondere bei einem Stahlmantel mit einer Zwischenschicht aus Aluminium, besitzt und auf seiner Oberfläche oder seiner Innenfläche oder auch beiden Flächen Formkerben als Sollbruchstellen aufweist, die eine Zerstörung und Ausformung des Metallmantels nach der bestimmungsgemäßen Verwendung des Kerns wirtschaftlich ermöglichen und technisch erleichtern.
Verfahren zur Verwendung von Urformkernen, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem 1. Arbeitsschritt der so hergestellte Urformkern mit dem Bereich von mindestens einer so genannten Kernmarke in eine Urform, insbesondere eine Druckgießform oder eine Pulverpressform eingebracht wird, in einem 2. Arbeitsschritt die Urform geschlossen und mit dem Urformmaterial, insbesondere Schmelze oder Pulver, gefüllt wird, in einem 3. Arbeitsschritt das Urformmaterial in der Urform ggf. verdichtet und ausgehärtet wird, in einem 4. Arbeitsschritt die Urform geöffnet und das Urformteil mit Anschnitten, Speisern und dem Urformkern entnommen wird, in einem 5. Arbeitsschritt zunächst Anschnitte, Speiser und ggf. entstandene Grate abgetrennt werden, in einem 6. Arbeitsschritt der Metallmantel des Urformkerns im Bereich der Kernmarken insbesondere durch Zertrümmern und insbesondere im Bereich von vorher angebrachten Formkerben geöffnet wird und dabei mindestens ein Ende des mindestens einen mechanischen Ausformhilfsmittels freigelegt wird, in einem 7. Arbeitsschritt das mindestens eine Ende des mindestens einen mechanischen Ausformhilfsmittels insbesondere mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Kernbereich des Urformteil unter Lösen des umgebenden Formstoffs entfernt wird, in einem 8. Arbeitsschritt, soweit noch erforderlich, restlicher Formstoff entfernt und die mindestens eine Zuglasche freigelegt wird, in einem 9. Arbeitsschritt, die mindestens eine Zuglasche mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Urformteil, insbesondere Erzeugung einer Schälbeanspruchung auf den Metallmantel, und mindestens mit Teilen des Metallmantels mit aus dem Urformteil entfernt wird.
Urformteil, insbesondere gießtechnisch oder pulvertechnisch hergestellt, dadurch gekennzeichnet, dass es unter Verwendung eines Urformkernes und Verfahren zu dessen Herstellung und Anwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche hergestellt worden ist und bei dem es sich insbesondere um ein Bauteil einer Verbrennungskraftmaschine oder einer Kältemaschine (insbesondere Zylinderkurbelgehäuse, Zylinderkopf, Kurbelwelle, Lagerstuhl, Bed-Plate, Pleuel, Kolben, Lufteinlass, Luftauslass, Getriebegehäuse) handelt.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kern zur Verdichtung des Formstoffes unter Innendruck mindestens ein an einem Ende verschlossenes Rohr (sog. Blindrohr) enthält, das mit dem offenen Ende aus einer Kernmarke herausragt.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mechanisches Ausformhilfsmittel, insbesondere eine Drahtformteil oder ein Streckmetallformteil, während des Fertigungsprozesses des Metallmantels in den Metallmantel eingebracht und ggf. zusätzlich an diesen gefügt wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mechanisches Verdichtungshilfsmittel, insbesondere ein IHV-Rohr, während des Fertigungsprozesses des Metallmantels in den Metallmantel eingebracht wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mechanisches Verdichtungshilfsmittel, insbesondere ein IHV-Rohr, während des Fertigungsprozesses des Metallmantels in den Metallmantel eingebracht und an den Metallmantel gefügt wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mechanisches Ausformhilfsmittel, insbesondere eine Drahtformteil oder ein Streckmetallformteil, während des Fertigungsprozesses des Metallmantels in den Metallmantel eingebracht und an den Metallmantel gefügt wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern mindestens ein Metallrohr, insbesondere ein mechanisches Verdichtungshilfsmittel in Form eines IHV-Rohrs, enthält, das während des Urformprozesses des von einem Fluid, insbesondere Wasser und wässerige Emulsionen, zu Kühlzwecken durchströmt wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein flach gedrücktes Rohr, insbesondere aus weichem Metall, in den Formstoff eingebettet wird, insbesondere zur Erhöhung der eingebrachten Formstoffmenge in den Metallmantel, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das flachgedrückte Rohr während des Innenhochdruckverdichtungsprozesses des Formstoffs wieder „aufgefaltet" bzw. expandiert wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das darin enthaltene mechanische Ausformhilfsmittel aus mindestens einem Formdraht mit nicht kreisrundem Querschnitt besteht, insbesondere einem Querschnitt in Form eines so genannten I-, L- oder U-Profils.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mechanisches Ausformhilfsmittel während des Herstellungsprozesses des Kernmantels, insbesondere im Verlauf eines Fügeprozesses des Kernmantels, in den Kernmantel eingebracht wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verdichtungshilfsmittel während des Herstellungsprozesses des Kernmantels, insbesondere im Verlauf eines Fügeprozesses des Kernmantels, in den Kernmantel eingebracht wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fügezone des Metallmantels im Bereich von Kerben unterbrochen ist, und dadurch gekennzeichnet, dass der Metallmantel, insbesondere ein Stahlmantel, in eine benetzende artfremde Metallschmelze, insbesondere Schmelzen aus Aluminium- bzw. Aluminiumlegierungen mit deutlich niedriger Festigkeit als der Mantelwerkstoff, zum Zweck der Abdichtung des Metallmantels im Bereich der Kerben getaucht wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung sowie damit hergestellte Urformteile, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem 1. Arbeitsschritt ein Metalldraht, insbesondere aus einem gegen Kerbwirkung unempfindlichen Werkstoff, kontinuierlich zu einer Wendel geformt wird, die dann in einem 2. Arbeitschritt kontinuierlich in eine Metallrohrspule, insbesondere aus nahtlosem Metallrohr, eingebracht wird, bis das eingeführte Ende am anderen Ende der Rohrspule wieder austritt, in einem 3. Arbeitsschritt das Rohr mit der innen liegenden Drahtwendel in einem oder mehreren Zügen mit einer Zug-Druckumformung nach DIN 8584 auf den Fülldurchmesser heruntergezogen wird, in einem 4. Arbeitsschritt eine Befüllung des die Drahtwendel enthaltenden Rohres mit einem festen Formstoff bzw. Formstoffgemisch erfolgt (insbesondere Formstoffe aus Mineralien wie z. B. Quarzsand, Chromerzsand, NaCl, KCl, MgSO₄, andere Salze, Metallpolyeder, die jeweils zusätzlich mit organischen oder anorganischen Bindemitteln und Ausformhilfsmitteln vermischt sein können), in einem 5. Arbeitsschritt der Formstoff durch Ziehen des Rohres durch einen Ziehring mit einer Zug-Druckumformung nach DIN 8584 verdichtet wird und gleichzeitig die Drahtwendel im Inneren des Rohres verformt und ggf. kaltverfestigt wird und so ein Fülldrahtcoil hergestellt wird, in einem 6. Arbeitsschritt eine Oberflächenbehandlung des Fülldrahtcoils erfolgt, bei der insbesondere Ziehmittelreste und die weitere Verarbeitung störende Oberflächenschichten entfernt werden, in einem 7. Arbeitsschritt der Fülldraht gerichtet wird, in einem 8. Arbeitsschritt abgelängt wird, in einem 9. Arbeitsschritt der Fülldraht umgeformt wird in einem Verfahren nach DIN 8582, insbesondere gebogen nach DIN 8586 und gepresst nach DIN 8583, ggf. noch einmal beschnitten wird, in einem 10. Arbeitsschritt ggf. eine umlaufende wendelförmige Formkerbe in den Fülldrahtmantel eingebracht wird, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass einzelne der vorstehenden Schritte auch in anderer Reihenfolge und wiederholt vorgenommen werden können und in einem 11. Arbeitsschritt der so hergestellte Urformkern mit dem Bereich von mindestens einer so genannten Kernmarke in eine Urform, insbesondere eine Druckgießform oder eine Pulverpressform eingebracht wird, in einem 12. Arbeitsschritt die Urform geschlossen und mit dem Urformmaterial, insbesondere Schmelze oder Pulver, gefüllt wird, in einem 13. Arbeitsschritt das Urformmaterial in der Urform ggf. verdichtet und ausgehärtet wird, in einem 14. Arbeitsschritt die Urform geöffnet und das Urformteil mit Anschnitten, Speisern und dem Urformkern entnommen wird, in einem 15. Arbeitsschritt zunächst Anschnitte, Speiser und ggf. entstandene Grate abgetrennt werden, in einem 16. Arbeitsschritt der Metallmantel des Urformkerns im Bereich der Kernmarken insbesondere durch Zertrümmern und insbesondere im Bereich von vorher angebrachten Formkerben geöffnet wird und dabei mindestens ein Ende der im Inneren des Urformkerns befindlichen Drahtwendel (die als mechanisches Ausformhilfsmittel dient) freigelegt wird, in einem 17. Arbeitsschritt das mindestens ein Ende der Drahtwendel mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Kernbereich des Gussstücks unter Lösen des umgebenden Formstoffs entfernt wird, in einem 18. Arbeitsschritt, mindestens ein Ende des Metallmantels mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und insbesondere unter einer kombinierten Zieh- und Drehbewegung aus dem Urformteil entfernt wird.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung sowie damit hergestellte Urformteile, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem 1. Arbeitsschritt ein Metalldraht, insbesondere aus einem gegen Kerbwirkung unempfindlichen Werkstoff, kontinuierlich zu einer Wendel geformt wird, die dann in einem 2. Arbeitschritt kontinuierlich in eine Metallrohrspule, insbesondere aus nahtlosem Metallrohr, eingebracht wird, bis das eingeführte Ende der Drahtwendel am anderen Ende der Rohrspule wieder austritt, in einem 3. Arbeitsschritt das Rohr mit der innen liegenden Drahtwendel in einem oder mehreren Zügen mit einer Zug-Druckumformung nach DIN 8584 auf den Fülldurchmesser heruntergezogen wird, in einem 4. Arbeitsschritt eine Befüllung des die Drahtwendel enthaltenden Rohres mit einem festen Formstoff bzw. Formstoffgemisch erfolgt (insbesondere Formstoffe aus Mineralien wie z. B. Quarzsand, Chromerzsand, NaCl, KCl, MgSO₄, andere Salze, Metallpolyeder, die jeweils zusätzlich mit organischen oder anorganischen Bindemitteln und Ausformhilfsmitteln vermischt sein können), in einem 5. Arbeitsschritt der Formstoff durch Ziehen des Rohres durch einen Ziehring mit einer Zug-Druckumformung nach DIN 8584 verdichtet wird und gleichzeitig die Drahtwendel im Inneren des Rohres verformt und ggf. kaltverfestigt wird und so ein Fülldrahtcoil hergestellt wird, in einem 6. Arbeitsschritt eine Oberflächenbehandlung des Fülldrahtcoils erfolgt, bei der insbesondere Ziehmittelreste und die weitere Verarbeitung störende Oberflächenschichten entfernt sowie umformfähige Haftvermittlerschichten aufgetragen werden, in einem 7. Arbeitsschritt der Fülldraht gerichtet wird, in einem 8. Arbeitsschritt abgelängt wird, in einem 9. Arbeitsschritt der Fülldraht umgeformt wird in einem Verfahren nach DIN 8582, insbesondere gebogen nach DIN 8586 und gepresst nach DIN 8583, ggf. noch einmal beschnitten wird, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass einzelne der vorstehenden Schritte auch in anderer Reihenfolge und wiederholt vorgenommen oder ausgelassen werden können und in einem 10. Arbeitsschritt der so hergestellte Urformkern mit dem Bereich von mindestens einer so genannten Kernmarke in eine Urform, insbesondere eine Druckgießform oder eine Pulverpressform eingebracht wird, in einem 11. Arbeitsschritt die Urform geschlossen und mit dem Urformmaterial, insbesondere Schmelze oder Pulver, gefüllt wird, in einem 12. Arbeitsschritt das Urformmaterial in der Urform ggf. verdichtet und ausgehärtet wird, in einem 13. Arbeitsschritt die Urform geöffnet und das Urformteil mit Anschnitten, Speisern und dem Urformkern entnommen wird, in einem 14. Arbeitsschritt zunächst Anschnitte, Speiser und ggf. entstandene Grate abgetrennt werden, in einem 15. Arbeitsschritt der Metallmantel des Urformkerns im Bereich der Kernmarken geöffnet wird und dabei mindestens ein Ende der im Inneren des Urformkerns befindlichen Drahtwendel (die als mechanisches Ausformhilfsmittel dient) freigelegt wird, in einem 16. Arbeitsschritt das mindestens ein Ende der Drahtwendel mit einer Hilfsvorrichtung ergriffen/gepackt und aus dem Kernbereich des Gussstücks unter Lösen des umgebenden Formstoffs entfernt wird, in einem 17. Arbeitsschritt restlicher Formstoff aus dem Mantel entfernt wird, und in einem 18. Arbeitsschritt die überstehenden Enden des Mantels vom Gussstück abgetrennt werden, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass einzelne der vorstehenden Schritte auch in anderer Reihenfolge und wiederholt vorgenommen oder ausgelassen werden können.
Urformkern und Verfahren zur Herstellung eines Urformkerns nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernmantel und darin enthaltene mechanische Ausformhilfselemente und Verdichtungshilfselemente mittels einer handelsüblichen Kernschießmaschine mit Formstoff befüllt werden, insbesondere unter Nutzung von mindestens einer Hilfseinrichtung, die mindestens eine Stütz-, Halte- oder Entlüftungsfunktion erfüllt.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern einen Metallmantel, Formstoff und mindestens ein mechanisches Ausformhilfselement aufweist.
Urformkerne und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung nach einem der vorgenannten oder nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern lediglich aus einen Metallmantel und aus Formstoff besteht.