-
Die Erfindung betrifft ein Kernverbindungssystem zum Verbinden von Kernteilen zu einem Kernpaket bzw. zum Halten eines Kenpaketes in einer Gussform. Die Erfindung betrifft auch ein Kernverbindungselement sowie ein Verfahren zum Verbinden von Kernteilen hierzu.
-
Viele Bauteile, die aus Metall oder Kunststoff bestehen, werden auch heute noch mit dem so genannten Gießverfahren hergestellt, bei dem der flüssige Werkstoff, wie beispielsweise Metalle oder Kunststoff, in eine Form gegossen und ausgehärtet wird. Nach dem Erstarren erhält der Körper bzw. das Bauteil die äußere Gestaltung der zu Grunde gelegten Gussform.
-
Hinsichtlich der Formgebung eines zu gießenden Körper bzw. Bauteils werden heutzutage zwei verschiedene Arten von Gussformen unterschieden, nämlich zum einen die Naturformen bzw. Naturmodelle und zum anderen den so genannten Kernformen bzw. Kernmodellen. Bei der Naturform handelt es sich um eine Gussform, das die äußere Gestaltung des Bauteils aufweist. Durch das Einfüllen des Werkstoffes, der später einmal das Material des Bauteils bilden soll, in die Form, wird ein massiver Körper bzw. ein massives Bauteil erzeugt, was die äußere Gestaltung der zu Grunde liegenden Form annimmt.
-
Um entsprechende Hohlräume und Aussparungen innerhalb des herzustellenden Bauteils bzw. Körpers ebenfalls mittels der Gusstechnik herstellen zu können, bedarf es so genannter Kernmodelle bzw. Kernformen, welche mit entsprechenden Stützelementen innerhalb einer Gussform angeordnet werden.
-
Beim Befüllen der Form mit dem entsprechenden Werkstoff, wie beispielsweise Metalle oder Kunststoff, erhält der Körper nicht nur die äußere Gestaltung der Form, sondern erhält auch Aussparungen an den Stellen, an denen die Kernmodelle bzw. Kernformen innerhalb der Grundform angeordnet sind. Mit Hilfe dieses Herstellungsverfahrens bzw. dieser Gießtechnik lassen sich beispielsweise Kühlkanäle oder ähnliche Aussparungen in einem Motorblock mit Hilfe der Gießtechnik realisieren.
-
Aus der
DE 20 2007 011 505 U1 ist beispielsweise eine solche derartige Kernstütze bekannt, mit der eine Kernform bzw. ein Kernmodell (kurz ”Kern”) innerhalb einer Gussform angeordnet werden kann. Die dort genannte Kernstütze weist einen entsprechenden Haltesteg und eine Aufnahme auf, mit der das Kernmodell von der Außenwand der Grundform beabstandet angeordnet werden kann. Der Haltesteg verschmilzt dann später beim Befüllen der Grundform mit dem Werkstoff, wobei in dem Bereich, in dem sich der Kern befand, der durch die Aufnahme der Kernstütze gehalten wurde, nach dem Aushärten des Werkstoffes ein Hohlraum befindet.
-
Aufgrund der immer komplizierter werdenden Bauteile werden auch die Grundformen sowie die notwendigen Kernmodelle bzw. Kerne immer komplizierter, so dass ein solches Kernmodell in vielen Fällen nicht mehr aus einem ganzen Stück hergestellt werden kann. Vielmehr wird in solchen Fällen das gesamte Kernmodel, auch Kernpaket genannt, aus einer Vielzahl von Kernteilen zusammengesetzt, die üblicherweise mit Hilfe von Kleber bzw. Klebstoffen zusammengefügt werden.
-
Die Klebtechniken weisen jedoch den erheblichen Nachteil auf, dass die Kernteile zum einen unlösbar miteinander verbunden werden, so dass ein nachträgliches korrigieren nicht mehr möglich ist, ohne die Kernform bzw. das Kernmodell zu zerstören. Zum anderen entstehen durch das Zusammenkleben der Kernteile erhebliche Toleranzen, die beispielsweise im Automobilbereich oder in vielen anderen Maschinenbaubereichen, bei denen es auf höchste Präzision ankommt, nicht hinnehmbar sind. Außerdem verdampfen die Kleber während des Gießvorgangs, was zum Ausgasen des Klebers und somit zu Fehlstellen im Guss führt.
-
Aufgabe
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neuartiges Verfahren und Verbindungssystem zum Verbinden von Kernen bzw. zum Halten von Kernpaketen in einer Gussform anzugeben, mit denen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden werden können.
-
Lösung
-
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Kernverbindungssystem zum Verbinden eines ersten und wenigstens eines zweiten Kernteils zu einem Kernpaket mit mindestens einem ersten Verbindungselement, das zum Anordnen in dem ersten Kernteil vorgesehen ist, und mindestens einem zweiten Verbindungselement, das zum Anordnen in dem zweiten Kernteil vorgesehen ist, wobei die Verbindungselemente zumindest ein Fixierteil aufweisen, das zur Lagefixierung des Verbindungselementes in dem Kernteil ausgebildet ist, und wobei das erste und das zweite Verbindungselement jeweils zumindest ein Verbindungsteil aufweisen, die zu einem gegenseitigen Verbinden ausgebildet sind und derart miteinander zusammenwirken, dass die Kernteile zu dem Kernpaket verbunden sind, wenn die Verbindungselemente über ihre Verbindungsteile im Eingriff stehen.
-
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass zum Verbinden zwei oder mehrere Kernteile zu einem Kernpaket ein Kernverbindungssystem verwendet wird, das zumindest ein erstes und ein zweites Verbindungselement hat. Die Verbindungselemente weisen darüber hinaus ein Fixierteil und ein Verbindungsteil auf. Das Fixierteil ist dabei zur Lagefixierung des Verbindungselementes in dem Kernteil ausgebildet und wirkt mit dem Kernmaterial des Kernteils derart zusammen, dass es fest mit diesem verbunden ist.
-
Die Verbindungselemente weisen darüber hinaus jeweils entsprechende Verbindungsteile auf, die derart ausgebildet sind, dass sie miteinander verbunden werden können und derart zusammenwirken, dass die Kernteile zu einem Kernpaket verbunden werden. Mit Hilfe dieser Verbindungselemente kann nunmehr ein Kernpaket, das aus mehreren Kernteilen besteht, kleberlos zusammengefügt werden, wobei hier die Genauigkeit wesentlich erhöht und die entstehenden Toleranzen minimiert werden.
-
Die Verbindungselemente sind vorzugsweise aus Metall oder thermisch belastbaren Kunststoff und werden bei der Herstellung der Kerne oder Kernteile mit eingeschossen oder nachträglich eingebaut.
-
Damit die Verbindungselemente sicher und präzise in dem Kernteil fixiert werden, weist das Fixierteil des jeweiligen Verbindungselementes vorteilhafterweise einen profilierten oder schraubenförmigen Haltesteg auf, der das Verbindungselement in dem Kernteil verankert. So können die Verbindungselemente während der Herstellung der Kernteile eingeschossen werden. Denkbar ist aber auch, dass die Verbindungselemente im Nachgang eingeschraubt werden, wozu ein schraubenförmiger Haltesteg besonders vorteilhaft ist.
-
Um die Verbindung der einzelnen Kernteile zu erleichtern, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Verbindungselemente Verbindungsteile aufweisen, die zum einen steckerförmig und zum anderen buchsenförmig sind. Das steckerförmige Verbindungsteil des ersten Verbindungselementes wird dann in das buchsenförmige Verbindungsteil des zweiten Verbindungselementes eingesteckt, wobei die beiden Verbindungsteile derart zusammenwirken, dass die Verbindungsteile verbunden werden und somit das Kernpaket bilden. Das Verbindungselement mit dem buchsenförmigen Verbindungsteil wird dabei mit der Auflagefläche des Kernteils, mit dem das erste Kernteil mit dem zweiten Kernteil verbunden wird, fluchtend in das Kernteil eingebracht.
-
Vorteilhafterweise weisen die Verbindungsteile der Verbindungselemente entsprechend zusammenwirkende Rastmittel auf, die zum lösbaren oder unlösbaren Verbinden des ersten und des zweiten Verbindungsteils ausgebildet sind. Somit können die Kernteile, die die entsprechenden Verbindungselemente aufweisen, zusammengesteckt und eingerastet werden, was die Handhabung vereinfacht und die Sicherheit des Zusammensteckens erhöht.
-
Denkbar ist aber auch, dass zumindest ein Verbindungsteil eines Verbindungselementes einen Magneten aufweist, der zum lösbaren Verbinden mit dem Verbindungsteil des anderen Verbindungselementes haltend zusammenwirken. So können die Kernteile einfach zusammengesteckt und wieder auseinander genommen werden, was beispielsweise die Lagerung oder ähnliches vereinfacht.
-
Um die Toleranzen weiter zu verringern und die Genauigkeit des Zusammensteckens weiter zu erhöhen ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn das Verbindungsteil gegenüber dem Fixierteil des Verbindungselementes axial oder radial verstellbar gelagert ist. Dadurch wird es möglich, beispielsweise bei der Steckervariante, das die axiale oder radiale Position des Verbindungsteils im nachhinein, d. h. das Verbindungselement ist bereits in dem Kernteil eingeschraubt, zur Feineinstellung verändert werden kann. Somit lassen sich die Kernteile hochgenau zusammenfügen.
-
Die vorstehende Aufgabe wird auch mit einem Kernverbindungselement zum Verbinden von Kernteilen nach einer vorstehenden Art gelöst mit einem Verbindungsteil und einem Fixierteil.
-
Darüber hinaus wird die Aufgabe auch mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst durch Einbringen von Verbindungselementen der vorstehenden Art in die Kernteile und Verbinden der Kernteile mittels der Verbindungselemente zu einem Kernpaket.
-
Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit einem Kernverbindungssystem zum Verbinden eines Kernpaketes mit einer Gussform oder Kokille zur Herstellung eines Gussteils gelöst mit mindestens einem ersten Verbindungselement, das zum Anordnen in der Gussform oder Kokille vorgesehen ist, und mindestens einem zweiten Verbindungselement, das zum Anordnen in dem Kernpaket vorgesehen ist, wobei das erste Verbindungselement zumindest ein Fixierteil aufweist, das zur Lagefixierung des Verbindungselementes in der Gussform oder Kokille ausgebildet ist, und das zweite Verbindungselement zumindest ein Fixierteil aufweist, das zur Lagefixierung des Verbindungselementes in dem Kernpaket ausgebildet ist, und wobei das erste und das zweite Verbindungselement jeweils zumindest ein Verbindungsteil aufweisen, die zum gegenseitigen Verbinden ausgebildet sind und derart miteinander zusammenwirken, dass das Kernpaket mit der Gussform oder Kokille verbunden ist, wenn die Verbindungselemente über ihre Verbindungsteile in Eingriff stehen.
-
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass zum Verbinden des Kernpaketes mit einer Gussform nunmehr ebenfalls solche Verbindungselemente verwendet werden, um das Kernpaket in der Gussform präzise und sicher halten zu können. Dazu wird zumindest ein Verbindungselement in der Gussform angeordnet, beispielsweise durch Festschweißen oder ähnlichem und das zweite Verbindungselement in dem Kernpaket, so dass die beiden Verbindungselemente zusammengefügt werden können, um das Kernpaket in der Gussform zu halten. Dabei können die Verbindungselemente ähnlich ausgebildet werden wie oben beschrieben.
-
Darüber hinaus wird die Aufgabe auch mit einem entsprechenden Verfahren zum Verbinden eines Kernpaketes mit einer Gussform oder Kokille gelöst durch Anordnen zumindest eines ersten Verbindungselementes in der Gussform oder Kokille und Einbringen zumindest eines zweiten Verbindungselementes in das Kernpaket und Verbinden des Kernpaketes mit der Gussform oder Kokille mittels der Verbindungselemente.
-
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.
-
Es zeigen:
-
1a, 1b, 1c – Darstellung der Verbindungselemente als Stecker-Buchse-System;
-
2 – Darstellung der Zusammenfügung zweier Kerne;
-
3 – Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit Rastmitteln;
-
4a, 4b, 4c, 4d – Darstellung weiterer Ausführungsbeispiele und Variationen.
-
5 – Darstellung eines Ausführungsbeispiels zum Verbinden eines Kernpaketes mit einer Gussform
-
Die Erfindung betrifft ein Kernverbindungssystem, bei dem ein erstes Verbindungselement 1, wie es in 1a gezeigt und ein zweites Verbindungselement 2, wie es in 2b gezeigt ist, in jeweils einen Kern eingefügt wird, so dass die beiden Kerne mit Hilfe der Verbindungselemente 1 und 2 zusammengefügt werden können. Ein als Stecker ausgebildetes Verbindungselement 1 ist in 1a gezeigt, während ein als Buchse ausgebildetes Verbindungselement 2 in 1b gezeigt ist. Sowohl das männliche Verbindungselement 1 als auch das weibliche Verbindungselement 2 weisen ein Fixierteil 3 auf, das mit dem Kernmaterial des Kerns derart zusammenwirkt, dass das Verbindungselement 1 bzw. 2 in dem Kernteil verankert wird. Dies ist beispielhaft in 2 gezeigt. In den Ausführungsbeispielen der 1a und 1b schließen sich an dem Fixierteil 3 jeweils ein Verbindungsteil 4 bzw. 5 an, wobei das Verbindungsteil 4 des Verbindungselementes 1 als Stecker ausgebildet ist und das Verbindungsteil 5 des Verbindungselementes 2 als Buchse ausgebildet ist. Wie in 1b gezeigt, weist die Buchse 5 an ihrer äußeren Seite entsprechende Vertiefungen 6 auf, die mit entsprechenden Einkerbungen des Steckerteils derart zusammenwirken können, das ein Verdrehen von Stecker und Buchse nicht möglich ist.
-
Die 1c zeigt die beiden erfindungsgemäßen Verbindungselemente 1 und 2, wie sie in 1a und 1b dargestellt sind, in zusammengesteckter Form. Auf der linken Seite der 1c ist dabei das Ausführungsbeispiel mit den Rastmitteln 7 zu erkennen, mit denen der Stecker 1 in dem Buchsenelement 2 gehalten wird. Auf der rechten Seite der 1c ist ein Ausführungsbeispiel mit magnetischen Mitteln 8 zu erkennen, die in diesem Ausführungsbeispiel am Boden der Buchse des Buchsenelementes 2 angeordnet ist. Wird nun der Stecker 4 des Steckerelementes 1 in die Buchse eingeschoben, so wird der Stecker 4 dort magnetisch aufgrund des magnetischen Mittels 8 gehalten.
-
2 zeigt die Verwendung der Verbindungselemente zum Verbinden eines ersten Kernes und eines zweiten Kernes zu einem gemeinsamen Kernpaket. Auch in diesem Ausführungsbeispiel der 2 der Verbindungselemente 1 und 2 verwendet, wie sie aus den 1a und 1b bekannt sind, nämlich nach dem Stecker-Buchse-Prinzip. Das steckerförmige Verbindungselement 1 ist dabei in dem ersten Kern angeordnet, während das buchsenförmige Verbindungselement 2 in dem zweiten Kern angeordnet ist. Wie in der 2 zu erkennen ist, ist das buchsenförmige Verbindungselement 2 derart in dem Kern 2 angeordnet, dass es mit einer Kernfläche 21, an der die beiden Kerne zusammengefügt sind, fluchtend abschließt. Das steckerförmige Verbindungselement ist dabei in dem Kern 1 derart angeordnet, dass sein steckerförmiges Verbindungsteil 4 von der Verbindungsfläche 21 absteht und so in die Buchse 5 des buchsenförmigen Verbindungselementes 2 eingreift, wenn die beiden Kerne 1 und 2 zusammengefügt werden.
-
Somit wird es möglich, dass zwei Sandkerne, die als ein Kernmodell in eine Gussform eingelegt werden sollen, hochpräzise zusammengefügt werden können, ohne das es dafür aufwendige und unpräzise Klebarbeiten bedarf.
-
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Rastmittel 7a, das hier clipähnlich ausgebildet ist. Werden die beiden Verbindungselemente 1 und 2 zusammengefügt, so rastet das Rastmittel 7a in eine Öffnung 7b des Verbindungselementes 2 derart ein, dass ein einfaches Herausziehen des Verbindungselementes 1 aus dem buchsenförmigen Verbindungselementes 2 nicht mehr möglich ist. Die beiden Verbindungselemente sind somit fest miteinander verbunden.
-
4a bis 4c zeigen weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Kernverbindungselemente. In 4a ist ein Stecker-Buchsen-Prinzip gezeigt, mit einem steckerförmigen Verbindungselement 41a und einem buchsenförmigen Verbindungselement 42a. Beide Verbindungselemente 41a und 42a weisen ein schraubenförmiges Fixierteil 43a auf, mit dem die Verbindungselemente 41a und 42a in das Kernteil eingeschraubt und verankert werden können. Der Vorteil bei dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Verbindungselemente 41a und 42a auch nachträglich in die entsprechenden Kernteile eingefügt werden können, wobei diese trotzdem fest mit dem Kernteil verbunden sind.
-
4b zeigt ebenfalls ein steckerförmiges Verbindungselement 41b und ein buchsenförmiges Verbindungselement 42b, die über entsprechende Stecker und Buchsen untereinander verbindbar sind. Der Stecker und die Buchse sind hier, wie auch in 4a, rechteckig ausgebildet, so dass ein Verdrehen der beiden Verbindungselemente im verbundenen Zustand nicht möglich ist. Im Vergleich zu 1a bis 1c, wo runde Stecker-Buchsen gezeigt sind, bedarf es in den Ausführungsbeispielen der 4a bis 4c keine weiteren Verdrehschutzmaßnahmen.
-
Die Verbindungselemente 41b und 42b in 4b zeigen ebenfalls ein Fixierteil 43b, das hier jedoch profiliert ist. Dazu weist das Fixierteil 43b entsprechende Hakenelemente 44b auf, die an dem Fixierteil 43b angeordnet und in Richtung Verbindungsteil angeschrägt sind. Mit diesem profilierten Fixierteil 43b werden die Verbindungsteile 41b und 42b in den Kernteilen fest verankert.
-
Aufgrund der schrägen Stellung der Verankerungsmittel 44b in Richtung Stecker bzw. Buchsenteil können auch hier die Verbindungselemente 41b und 42b nachträglich in den Sandkern eingeschossen werden, während jedoch ein Herausziehen ohne Zerstörung des Sandkernes nicht mehr möglich ist.
-
4c zeigt letztlich ein steckerförmiges Verbindungselement 41c und ein buchsenförmiges Verbindungselement 42c nach dem hier offenbarten Prinzip. Das Fixierteil 43c ist hierbei ebenfalls profiliert, und zwar derart, dass das Fixierteil 43c wellenförmig ist. Aufgrund dieser Wellenform werden die Verbindungselemente 41c und 42c in dem Kernteil verankert und formschlüssig gehalten, so dass die Kernteile miteinander sicher verbunden werden können.
-
In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist der Stecker eines steckerförmigen Verbindungselementes gegenüber dem Fixierteil axial oder radial verschiebbar gelagert, so dass Ungenauigkeiten beim Einsetzen des Steckers ausgeglichen werden können. So lässt sich einfach und effektiv die Genauigkeit massiv erhöhen.
-
5 zeigt ein steckerförmiges Verbindungselement 51 und ein buchsenförmiges Verbindungselement 52, die zum Verbinden eines Kernpaketes mit der Gussform vorgesehen sind. Dazu wird das steckerförmige Verbindungselement 51 mittels des Fixierteils 53 an der Gussform fest angeordnet, beispielsweise durch Anschweißen. In dem Kernpaket wird dann das buchsenförmige Verbindungselement 52 angeordnet, was ebenfalls mit Hilfe des Fixierteils 53 in dem Kernpaket gehalten wird. Um nun die Gussform mit dem Kernpaket zu bestücken, wird das Kernpaket in die Gussform eingebracht und mit Hilfe der Verbindungsteile 4 und 5 sicher verbunden. Bezugszeichen 54 zeigt hier die sichere Verbindung.
-
Nachdem das Gussteil gegossen wurde und das Gussmaterial ausgehärtet ist, wird das Kernpaket aus dem Gussteil entfernt, beispielsweise durch Rütteln.
-
An den Stellen, an denen das Kernpaket mit dem Gussteil über die Verbindungselemente verbunden war, steht hier nun das Verbindungsteil 5 leicht über, was beispielsweise durch Abschleifen oder Abtrennen entfernt werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1, 41a, 41b, 41c, 51
- erstes Verbindungselement
- 2, 42a, 42b, 42c, 52
- zweites Verbindungselement
- 3, 43a, 43b, 43c, 53
- Fixierteil
- 4, 5
- Verbindungsteil
- Kern 1
- erstes Kernteil
- Kern 2
- zweites Kernteil
- 22
- Kernpaket
- 7, 7a, 7b
- Rastmittel
- 8
- Magnet
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202007011505 U1 [0006]
