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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung eines
Kerns an einer Sandform, die zur Herstellung eines Gussteils vorgesehen
ist. Bei der Sandform kann es sich um einen Ober- oder einen Unterkasten
handeln, die zusammengesetzt und in Verbindung mit dem Kern eine
vollständige Form
für das
Gussteil bilden. Ober- und Unterkasten sowie der Kern sind aus Formsand
hergestellt.
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Es
kommt im Gießereialltag
immer wieder vor, dass Kerne im Oberkasten fixiert werden müssen. Dies
ist beim Handformen in der Regel kein großes Problem. Wenn die Fertigung
von Gussteilen jedoch auf einer automatischen Formanlage erfolgt, werden
oft umständliche
technologische Lösungen angewendet,
um den Kernen einen sicheren Halt zu geben, oder es wird sogar eine
ungünstige
Formteilung vorgenommen, um Kerne im Oberkasten zu vermeiden. Wenn
der Kern an dem Oberkasten anzubringen ist, ist eine Fixierung erforderlich,
damit beim Aufsetzen auf dem Unterkasten und damit einhergehender
Drehung des Oberkastens, so dass seine Innenseite nach unten weist,
der Kern nicht aus dem Oberkasten herausfällt.
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Herkömmlich wird
der aus Sand geschossene Kern durch Formerstifte an dem Oberkasten
befestigt. Hierbei handelt es sich um Stifte, die an sich zu dem
Zweck vorgesehen sind, am Ober- bzw. Unterkasten erforderliche Ausbesserungen
vorzunehmen. Das Feststecken des Kerns mit Formerstiften ist nachteilig,
weil die Stifte nur mit relativ viel Zeitaufwand und schwer anzubringen
sind und nach dem Formen abgesägt
werden müssen,
wobei die Köpfe der
Formerstifte eingegossen im Gussteil verbleiben.
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Wenn
ein Kern in einem Unterkasten anzubringen ist, muss der Kern ebenfalls
befestigt werden, da er aufgrund seines gegenüber dem Gussteil geringeren
spezifischen Gewichts gegen Auftrieb gesichert werden muss. Dies
geschieht herkömmlich durch
eine Kernstütze.
Die Nachteile der Tatsache, dass jedoch solch eine Kernstütze im Gussteil
verbleiben muss, sind allgemein bekannt.
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Aus
der
WO 01/24957 A1 ist
eine Vorrichtung zum Verbinden von Feingussmodellkomponenten bekannt.
Die Vorrichtung dient zum Wachsausschmelzgießen und ist relativ aufwändig, wobei
sie auch dübelähnliche
Teile aufweist.
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Aus
der
DE 199 23 856
A1 ist eine Vorrichtung zum Verbinden von Teilen, insbesondere
von Kernen zur Bildung eines Kernpakets, bekannt. Die Vorrichtung
weist Verbindungsmittel auf, die durch Spreizen kraftschlüssig in
den Teilen festlegbar sind und dadurch die Teile miteinander verbinden.
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Aus
der
DE 86 03 352 U1 ist
ein einformbarer Kernverbinder zur Befestigung mehrerer Kernteile miteinander
bekannt. Der Kernverbinder besteht aus einem Drahtabschnitt mit
vorzugsweise rundem Querschnitt, wobei auf diesen in vorgegebenen
Abstand zu beiden Enden als Anschlag eine vorzugsweise runde Platte
zentrisch aufgepresst und vernietet ist. Ein freies Ende ist zur
besseren Verankerung im Formsand wellenförmig gebogen.
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Aus
der
CH 18465 A ist
ein Befestigungsmittel zur Befestigung zweier Formkastenteile miteinander
bekannt. Es weist einen Zapfen und eine auf diesen passende Hülse auf.
Hülse und
Zapfen weisen jeweils ringförmig
verlaufende Rippen auf, zur sicheren Befestigung des Zapfens bzw.
der Hülse
in dem Sand der jeweiligen Formkastenhälfte.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und nahezu stufenlos
verstellbare gattungsgemäße Befestigungsvorrichtung
zur Verfügung
zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die
Befestigungsvorrichtung für einen
Kern weist zum einen einen Dübel
auf, der einen Hohlraum besitzt. Der Hohlraum hat ein Innengewinde.
Der Dübel
ist dafür
bestimmt, in der aus Formsand hergestellten Form, also insbesondere
einem Ober- oder Unterkasten, eingeformt zu werden. Nach dem Herstellen
der Form ist somit der Dübel
fest in der Form eingebettet. Zum anderen weist die Befestigungsvorrichtung
einen Bolzen auf. Dieser besitzt einen Einformungsabschnitt und
einen Verbindungsabschnitt. Der Einformungsabschnitt ist dazu bestimmt,
in dem Kern eingebettet zu werden, wenn der Kern geschossen wird.
Dabei ragt der Verbindungsabschnitt aus dem gefertigten Kern heraus
und ist dazu bestimmt, in Eingriff mit dem Dübel zu gelangen, indem der
Verbindungsabschnitt in den Hohlraum eingeführt wird.
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Der
Verbindungsabschnitt besitzt biegsame Lamellen. Diese sind an einem
Längskörper des
Bolzens angeordnet und erstrecken sich radial von diesem. Vorzugsweise
sind die Lamellen ringförmig
an dem Längskörper angeordnet.
Der Bolzenlängskörper und
die Lamellen sind so dimensioniert, dass bei Einführung des
Verbindungsabschnitts in den Hohlraum des Dübels, der auch als Bohrung
bezeichnet werden kann, die Lamellen in dem Gewinde einrasten.
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Aufgrund
der Zusammenwirkung des Gewindes und den im Gewinde einrastenden
Lamellen ist eine Befestigungsvorrichtung geschaffen, die in Bezug
auf den Eingriff des Bolzens mit dem Dübel variabel einstellbar ist.
Indem die Lamellen in dem Gewinde verhaken, ist eine nahezu stufenlos
einstellbare Eindringtiefe des Verbindungsabschnitts in dem Dübel möglich. Die
Befestigungsvorrichtung ist insbesondere bei einer Fertigung von
Gussteilen auf einer automatischen Formanlage vorteilhaft.
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Vorzugsweise
weist der Dübel
einen pilzförmigen
Kopf auf. Durch diesen Kopf kann der Dübel besonders fest in dem Formsand
verankert werden.
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Es
ist vorteilhaft, wenn der Dübel
außen
Verstärkungsrippen
aufweist. Durch diese Verstärkungsrippen
kann der Dübel
in seiner Festigkeit stabilisiert werden. Die Verstärkungsrippen
können
in Längsrichtung
an einer Außenseite
des Hohlraums voneinander beabstandet verlaufen. Verstärkungsrippen können auch,
in radialer Richtung verlaufend, an der Unter- und/oder Oberseite
des Kopfes vorgesehen sein.
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Vorzugsweise
weist der Einformungsabschnitt des Bolzens einen oder mehrere Halteteller auf,
die an dem Längskörper des
Bolzens angeordnet sind und sich radial von diesem erstrecken. Diese Halteteller
dienen dazu, dass der Bolzen in dem geformten Kern sicher verankert
ist, um ein unerwünschtes
Herausziehen zu vermeiden. Auch die Halteteller können Verstärkungsrippen
aufweisen. Diese können
an zumindest einer Fläche
der Halteteller angeordnet sein und sich radial von dem Bolzenlängskörper erstrecken.
Auch diese Verstärkungsrippen
sorgen für
eine gute Stabilität
der Halteteller, so dass eine relativ geringe Dicke der Halteteller
ausreichend ist.
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Vorzugsweise
ist die Befestigungsvorrichtung aus Polypropylen hergestellt. Dieses
Material verhält
sich auf Deponien grundwasserneutral. Denn die Befestigungsvorrichtung
kann insbesondere als Einwegprodukt eingesetzt werden, wobei sie
nach dem Gießen
aus dem Sand gesiebt und entsorgt werden kann. Selbstverständlich kann
die Befestigungsvorrichtung auch einem Recycling zugeführt werden.
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Den
Bolzen kann man aus dem Dübel
nicht herausziehen, aber ein Herausdrehen ist möglich. Somit ermöglicht die
Befestigungsvorrichtung grundsätzlich
sogar eine Wiederverwendung, sofern keine temperaturbedingte Beschädigung eingetreten
ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und im Zusammenhang mit
Stand der Technik näher
erläutert,
wobei auf die Figuren Bezug genommen wird. Es zeigen:
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1 schematisch
eine herkömmliche
Befestigung eines Kerns an einem Oberkasten mittels Formerstiften,
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2 schematisch
eine herkömmliche
Befestigung eines Kerns an einem Unterkasten mittels einer Kernstütze,
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3 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dübels,
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4 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bolzens,
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5 schematisch
eine Befestigung eines Kerns an einem Oberkasten mittels der erfindungsgemäßen, im
Längsschnitt
dargestellten Befestigungsvorrichtung gemäß den 3 und 4,
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6 schematisch
einen Kernkasten, in dem der Bolzen gemäß 4 angebracht
und teilweise in einem geschossenen Kern eingeformt ist.
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1 zeigt
jeweils teilweise einen Oberkasten 1 und einen Unterkasten 2,
die aufeinandergesetzt sind und einen Formkasten 3 bilden.
An dem Oberkasten 1 ist mit zwei Formerstiften 5 und 5' ein aus Sand
geschossener Kern 6 befestigt. In dem innerhalb des Formkastens 3 gebildeten
Hohlraum ist bereits ein aus Gusseisen gegossenes Gussteil 7 geformt.
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In
allen Figuren sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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2 zeigt
einen Oberkasten 1 und einen Unterkasten 2, die
zu einem Formkasten 3 aufeinandergesetzt sind. Dabei ist
ein Kern 6 an dem Unterkasten 2 mittels einer
Kernstütze 9 an
dem Unterkasten 2 befestigt bzw. gegen diesen abgestützt. Die Kernstütze 9 ist
erforderlich, weil der Kern 6 sonst aufgrund von Auftriebskräften sich
im flüssigen Gusseisen,
das ein Gussteil 7 bilden wird, nach oben bewegen würde. Die
Kernstütze 9 muss
vollständig
in dem Gussteil 7 verbleiben.
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Der
erfindungsgemäße Dübel gemäß 3 ist
mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet. Der Dübel 11 besitzt
in einem Längsabschnitt 12 einen
Hohlraum 13 mit einem Innengewinde 14. Ferner
weist der Dübel 11 einen
pilzförmigen
Kopf 15 auf.
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Sowohl
an dem Längsabschnitt 12 als
auch an dem pilzförmigen
Kopf 15 sind Verstärkungsrippen 17 bzw. 18 angebracht.
Die Verstärkungsrippen 18 sind
detaillierter aus 5 ersichtlich. Es handelt sich
um vier kreuzförmig,
rechtwinklig zueinander angeordnete Verstärkungsrippen 18.
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Der
erfindungsgemäße Bolzen
gemäß 4 ist
mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet und weist einen Verbindungsabschnitt 21 und
einen Einformungsabschnitt 22 auf. Der Verbindungsabschnitt 21 besteht
aus einem Teil eines Bolzenlängskörpers 24 und
einer Reihe von biegsamen Lamellen 25. Die Lamellen 25 sind
in mehreren Vierergruppen, die in Längsrichtung voneinander beabstandet
sind, ringförmig
um den Bolzenlängskörper 24 herum
angeordnet.
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Der
Einformungsabschnitt 22 besteht aus einem weiteren Teil
des Bolzenlängskörpers 24 und drei
Haltetellern 27, die kreisrund sind und einen rechten Winkel
mit dem Bolzenlängskörper 24 bilden. Auch
die Halteteller 27 weisen jeweils an einer Fläche vier
Verstärkungsrippen 28 auf.
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In 5 ist
eine erfindungsgemäße, aus dem
Dübel gemäß 3 und
dem Bolzen gemäß 4 bestehende
Befestigungsvorrichtung bei bestimmungsgemäßer Verwendung dargestellt.
Dabei ist der Dübel 11 in
einem Oberkasten 1 und der Bolzen 20 in einem
Kern 6 eingebettet. Nachdem der Oberkasten 1 unter
Einformung des Dübels 11 und der
Kern 6 unter Einformung des Einformungsabschnitts 22 fertig
hergestellt worden waren, ist der Verbindungsabschnitt 21 des
Bolzens 20 in den Hohlraum 13 des Dübels 11 eingeführt worden.
Dabei haben sich die Lamellen 25 in dem Innengewinde 14 verhakt,
und zwar in einer Position, bei der der Kern 6 unmittelbar
an dem Oberkasten 1 anliegt. Somit konnte nach Befestigung
des Kerns 6 an dem Oberkasten 1 dieser mit dem
Kern 6 nach unten weisend auf den Unterkasten 2 gelegt
werden, so dass innerhalb des Formkastens 3 ein gewünschter
Hohlraum für
das zu gießende
Gussteil 7 entstanden ist.
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6 dient
zur Erläuterung,
wie ein erfindungsgemäßer Bolzen 20 in
einen Kern 6 eingeformt wird. In 6 ist ein
Kernkasten 30 dargestellt, der sich aus einem Kernunterkasten 31 und
einem Kernoberkasten 32 zusammensetzt. In dem Kernunterkasten 31 ist
eine Bohrung 33 angebracht. Vorzugsweise wird sie, wie
in diesem Beispiel, mittig auf der sogenannten Kernmarke 34 angeordnet.
Sie kann beispielsweise einen Durchmesser von 10 mm und eine Tiefe
von 46 mm aufweisen. In diese Bohrung 33 wird der Bolzen 20 gesteckt,
bevor der Kernunterkasten 31 und der Kernoberkasten 32 zusammengefügt werden.
Wenn durch einen Zufuhrkanal 36 der Kern 6 mit
Formsand geschossen wird, wird der Einformungsabschnitt 22 mit
den Haltetellern 27, die beispielsweise einen Durchmesser
von 25 mm aufweisen können,
in dem Kern 6 fest eingeformt. Bei Herausnahme des Kerns 6 aus
dem Kernkasten 30 ragt der Verbindungsabschnitt 21 des
Bolzens 20 aus dem Kern 6 frei heraus. Bei dem
Bolzen 20 ist die Längsachse 37 eingezeichnet.
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Ein
erfindungsgemäßer Dübel wird
in einem Oberkasten eines Formkastens dadurch angebracht, dass auf
einer Kernmarke an einem Modell ein Stift angebracht wird, der etwas
weniger herausragt, als der Hohlraum des Dübels tief ist. Beim Formen
des Oberkastens wird der einzuformende Dübel auf den Stift gesetzt.
Nach dem Formvorgang ist der Dübel vollständig in
dem Oberkasten eingeformt.
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Wenn
der Kern 6 in den Oberkasten eingelegt wird, dringt der
Verbindungsabschnitt 21 des Bolzens 20 in den
Hohlraum des Dübels
ein, und zwar so weit, bis der Kern 6 unmittelbar an dem
Oberkasten anliegt.
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Die
erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung,
die auch als Kernhalter bezeichnet werden kann, kann beispielsweise
eine Zugkraft von 10 kg aushalten. Für chemisch gebundenen Sand
kann man auch entsprechend höhere
Kräfte
vorsehen. Natürlich
kann man für
größere Kerne
auch zwei oder mehr Kernhalter verwenden.