DE102008039308A1

DE102008039308A1 - Verfahren zum Zerkleinern von in Gussteilen verbliebenen Sandkernen

Info

Publication number: DE102008039308A1
Application number: DE200810039308
Authority: DE
Inventors: Michael Schweiger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2010-02-25

Abstract

Verfahren zum Zerkleinern von in Gussteilen verbliebenen Sandkernen, mit folgenden Schritten: - Einbringen eines Gussteils in eine Entkernkammer; - Druckdichtes Verschließen der Entkernkammer; - Herstellen einer Druckdifferenz zwischen einem Innenraum der Entkernkammer und einem Außenbereich der Entkernkammer, wobei der Druck im Innenraum der Entkernkammer höher als in dem Außenbereich ist; - Schlagartiges Öffnen einer Fluidverbindung zwischen dem Innenraum und dem Außenbereich.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei der Herstellung hohler Gussteile werden bekanntlich Sandkerne als Negativteile der herzustellenden Hohlräume eingesetzt. Nach dem Gießvorgang müssen die Sandkerne aus dem Gusswerkstück entfernt werden. Dies geschieht üblicherweise in zwei Schritten. In einem ersten Schritt werden die Sandkerne mittels eines Presslufthammerwerkzeugs ”vorentkernt” und in einem weiteren Schritt mittels einer Rüttelanlage feinentkernt. Durch das Rütteln werden die Sandkerne zerkleinert, so dass die Sandpartikel aus dem Werkstück ausgeblasen und/oder ausgewaschen werden können.
Bei empfindlichen Gusswerkstücken, wie z. B. bei Kurbelgehäusen oder Zylinderköpfen, besteht die Gefahr, dass beim Einsatz von Presslufthammer-Werkzeugen Beschädigungen in Form von Rissen und/oder plastischen Verformungen des Gusswerkstücks entstehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mittels dem ohne die Gefahr einer Beschädigung des Gusswerkstücks im Gusswerkstück verbliebene Sandkerne zerkleinert werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, Sandkerne durch eine schlagartige Absenkung des Umgebungsluftdrucks gezielt zerbersten zu lassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht konkret aus folgenden Schritten:

– Zunächst wird das zu entkernende Gussteil in eine Entkernkammer eingebracht. Anschließend wird die Entkernkammer druckdicht verschlossen.
– In einem weiteren Schritt wird eine Druckdifferenz zwischen dem Innenraum der Entkernkammer und einem ”Außenbereich” der Entkernkammer erzeugt, wobei der Druck im Innern der Entkernkammer höher als im Außenbereich ist.
– Durch schlagartiges Öffnen einer Fluidverbindung zwischen dem Innenraum und dem Außenraum der Entkernkammer kommt es zu einem relativ schlagartigen Druckabbau in der Entkernkammer, was zum Bersten des in dem Gussteil befindlichen Sandkerns führt.

Der wesentliche Vorteil gegenüber herkömmlichen Entkernverfahren besteht darin, dass das Werkstück hierbei praktisch nicht belastet wird und somit die Gefahr einer Beschädigung des Werkstücks bei der Sandkernzerkleinerung ausgeschlossen wird.
Bei einer ersten Variante der Erfindung wird im Außenbereich der Entkernkammer mit Atmosphärendruck gearbeitet. Die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum und dem Außenbereich der Entkernkammer wird dem entsprechend durch Aufbringen eines Hochdrucks in der Entkernkammer erzeugt. Beispielsweise kann mittels eines Kompressors und eines Druckübersetzers im Innenraum der Kernkammer ein Überdruck von 10 bis 40 bar erzeugt werden. Drücke dieser Größenordnung genügen, um bei einem schlagartigen Druckabbau ein Bersten des bzw. der Sandkerne herbeizuführen.
Bei einer zweiten Variante der Erfindung ist die Entkernkammer innerhalb einer Unterdruckkammer angeordnet. Nach dem Einbringen des Gussteils in die Entkernkammer herrscht in der Entkernkammer Atmosphärendruck. Nachdem die Entkernkammer und die Unterdruckkammer verschlossen wurden, wird der durch die Außenseite der Entkernkammer und die Innenseite der Unterdruckkammer gebildete Raum evakuiert. „Evakuieren” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Druck in dem durch die Außenseite der Entkernkammer und die Innenseite der Unterdruckkammer gebildeten Raum deutlich kleiner als der in der Entkernkammer herrschende Druck (Atmosphärendruck) ist. Anschließend wird, wie oben beschrieben, schlagartig eine Fluidverbindung zwischen dem Innenraum der Entkernkammer und dem Raum zwischen der Außenseite der Entkernkammer und der Innenseite der Unterdruckkammer geöffnet, so dass der Druck in der Entkernkammer mit einem relativ steilen Gradienten abfällt, wodurch ein Bersten des bzw. der Sandkerne erreicht wird.
Geht man davon aus, dass vor dem Öffnen der Fluidverbindung in der Entkernkammer Atmosphärendruck herrscht, so ist klar, dass der in dem ”Zwischenraum” zwischen der Unterdruckkammer und der Entkernkammer herrschende Druck und somit auch die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum der Entkernkammer und dem Zwischenraum kleiner als 1 bar ist.
In der Wandung der Entkernkammer können ein oder mehrere elektrisch bzw. elektronisch ansteuerbare Magnetventile angeordnet sein. Wichtig ist, dass der durch das bzw. die Magnetventile gebildete Strömungsquerschnitt hinreichend groß ist, so dass sich ein schneller Druckabbau erreichen lässt.

Claims

Verfahren zum Zerkleinern von in Gussteilen verbliebenen Sandkernen, mit folgenden Schritten: – Einbringen eines Gussteils in eine Entkernkammer; – Druckdichtes Verschließen der Entkernkammer; – Herstellen einer Druckdifferenz zwischen einem Innenraum der Entkernkammer und einem Außenbereich der Entkernkammer, wobei der Druck im Innenraum der Entkernkammer höher als in dem Außenbereich ist; – Schlagartiges Öffnen einer Fluidverbindung zwischen dem Innenraum und dem Außenbereich.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Außenbereich der Entkernkammer Atmosphärendruck herrscht und in der Entkernkammer ein entsprechend höherer Druck als der Atmosphärendruck aufgebaut wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem druckdichten Verschließen der Entkernkammer mittels eines Kompressors Druckluft in die Kernkammer gepumpt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innenraum der Entkernkammer und dem Außenbereich der Entkernkammer eine Druckdifferenz von 10 bar oder mehr erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innenraum der Entkernkammer und dem Außenbereich der Entkernkammer eine Druckdifferenz im Bereich zwischen 10 und 40 bar erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkernkammer innerhalb einer Unterdruckkammer angeordnet ist, wobei nach dem Einbringen des Gussteils in die Entkernkammer in der Entkernkammer Atmosphärendruck herrscht und nach dem Verschließen der Entkernkammer der durch die Außenseite der Entkernkammer und die Innenseite der Unterdruckkammer gebildete Raum evakuiert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Außenseite der Entkernkammer und die Innenseite der Unterdruckkammer gebildete Raum mittels einer Vakuumpumpe evakuiert wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem durch die Außenseite der Entkernkammer und die Innenseite der Unterdruckkammer gebildeten Raum ein Unterdruck in Bezug auf den Innenraum der Entkernkammer von 0,7 bis 1 bar erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Innenraum der Entkernkammer durch Öffnen eines in der Wandung der Entkernkammer vorgesehenen Magnetventils oder mehrerer in der Wandung der Entkernkammer vorgesehener Magnetventile abgebaut wird.