-
Die Erfindung betrifft ein Fertigungsverfahren für einen Hohl-Gusskern, den Hohl-Gusskern selbst und ein Fertigungsverfahren für einen Hohl-Gusskörper unter Verwendung des Hohl-Gusskerns.
-
Hohl-Gusskörper werden im Automobilbau beispielsweise für die Fertigung von Verbrennungsmotor-Bauteilen, wie der Zylinderkopf oder der Motorblock, mit eingelassenen Kühlwasser- bzw. Ölkanälen eingesetzt. Für solche Bauteile werden in der Regel verlorene Sand- oder Salzkerne eingesetzt, die nach dem Guss entweder in dem Hohlraum belassen werden oder, wenn es sich um einen zugänglichen Hohlraum handelt, zerstörerisch entfernt werden.
-
Zur Herstellung komplexer dünnwandiger Strukturbauteile aus Leichtmetall in einem Druckguss-Verfahren, wie sie beispielsweise als Versteifungselemente zur Erhöhung der Crashsicherheit in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, sind Sand- bzw. Salzkerne an sich nicht geeignet, da die Anforderungen an Festigkeit, Oberflächengüte und Maßhaltigkeit damit nur schwer erreichbar sind.
-
Es kann zwar mit Sandkernen auch eine verbesserte Oberflächengüte erreicht werden, indem auf der Oberfläche des Sandkerns eine Schlichte aufgebracht wird, was die Herstellung solcher Sandkerne verteuert. Ferner weisen die so erzeugten Sandkerne eine geringe Druckfestigkeit auf und sind deshalb für den Druckguss nicht geeignet, sondern finden hauptsächlich im Schwerkraftguss Anwendung.
-
Bekannte alternative Kerne für solche komplexen Strukturbauteile sind Feingusskerne aus Keramikschalen, die aber sehr teuer sind, oder massive keramische Kerne, die aus Keramik bestehen, jedoch für größere Kernvolumina über etwa 500 ml ungeeignet sind und hohe Kosten verursachen. Solche Kerne werden nach dem Guss thermisch, mechanisch oder durch Lösen in Wasser zerstörerisch entfernt.
-
Die
DE 2 354 254 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, das aus einem keramischen Einlegeteil, das von einem metallischen Mantel umgeben ist, besteht. Zur Vermeidung von Spannungsrissen wird für das keramische Einlegeteil eine Keramik mit vergleichweise geringem Elastizitätsmodul verwendet. Ferner weist das Einlegeteil eine glatte äußere Oberfläche auf. Das Einlegeteil wird in eine Gussform eingelegt und mit einer Metallschmelze umgossen, wodurch sich das Gussteil ergibt. Da das Einlegteil glatt ist und keine Poren aufweist, werden beide Teile quasi miteinander verschrumpft und nicht stoffschlüssig verbunden. Das Einlegeteil ist ein nicht entnehmbarer Kern; so können Hohl-Gussteile, deren Hohlraum-Oberfläche metallisch sein muss, mit diesem Verfahren nicht gefertigt werden.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes, kostengünstig durchführbares Fertigungsverfahren für einen Hohl-Gusskern zu schaffen, mit dem Hohl-Gusskerne hergestellt werden können.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Fertigungsverfahren für einen Hohl-Gusskern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Ferner ergibt sich die Aufgabe, ein Fertigungsverfahren für einen Hohl-Gusskörper mit Kern bereitzustellen, mit dem es möglich ist, eine hohe Oberflächengüte und enge Fertigungstoleranzen zu erreichen.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Fertigungsverfahren für einen Hohl-Gusskörper mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
-
Weiterbildungen sind jeweils in den Unteransprüchen ausgeführt.
-
Ein erfindungsgemäßes Fertigungsverfahren nach einer ersten Ausführungsform für einen Hohl-Gusskern erfordert den Einsatz einer öffenbaren Negativ-Dauerform. Diese weist eine der Außenkontur des Hohl-Gusskerns entsprechende Haupt-Kavität auf. Die Negativ-Dauerform hat zumindest eine erste mit der Haupt-Kavität verbundene Öffnung.
-
Das Verfahren umfasst die Schritte:
- a) Bereitstellen eines flüssigen, aushärtbaren Kern-Vormaterials und der Negativ-Dauerform,
- b) Zumindest teilweise Befüllen der Haupt-Kavität mit dem Kern-Vormaterial durch die erste Öffnung,
- c) Einstellen von Aushärtbedingungen an einer Grenzfläche der Negativ-Dauerform zu der Haupt-Kavität,
- d) Aushärten Lassen eines ersten Teils des Kern-Vormaterials, das an der Grenzfläche vorliegt,
- e) Ausfließen Lassen eines zweiten Teils des Kern-Vormaterials, das nicht ausgehärtet ist, durch die erste Öffnung,
- f) Einstellen eines Druckausgleichs zwischen der Haupt-Kavität und der Umgebung,
- g) Abkühlen Lassen des Hohl-Gusskerns, Öffnen der Negativ-Dauerform und Auswerfen des Hohl-Gusskerns.
-
Das flüssige, aushärtbare Kern-Vormaterial kann hierbei eine Lösung, eine Schmelze oder eine Suspension, beispielsweise eine Salzschmelze, eine Salzlösung, eine gießbare Keramik oder jeder andere dem Fachmann geeignet erscheinende aushärtende Werkstoff sein.
-
Die Negativ-Dauerform kann je nach eingesetztem Kern-Vormaterial bzw. in Abhängigkeit der Temperatur des Kern-Vormaterials beim Befüllen der Negativ-Dauerform ein metallsicher Werkstoff, etwa ein Leichtmetall oder eine Leichmetalllegierung oder ein Stahl sein. Die Negativ-Dauerform kann so gefertigt sein, dass diese eine sehr glatte Oberfläche aufweist und diese dem damit erzeugten Hohl-Gusskern aufprägt. Dadurch lässt sich ein erfindungsgemäß erzeugter Hohl-Gusskern schlichtefrei direkt zum Umguss in einem Druckgusswerkzeug verwenden, wobei Hohlräume mit einer sehr hohen Oberflächengüte hergestellt werden können. Der schlichtefreie, qualitativ in Bezug auf die Oberflächengüte hochwertige Hohlgusskern kann vielmehr ohne oder mit nur sehr wenig (z. B. Entgraten der Kanten) Nacharbeit direkt eingesetzt werden. Ferner kann die Negativ-Dauerform eine Innenverrippung aufweisen, so dass außenverrippte Hohl-Gusskerne damit herstellbar sind, die eine hohe Resistenz gegenüber Druckbelastungen haben und so für Druckguss geeignet sind.
-
Die Aushärtbedingungen können in Abhängigkeit des eingesetzten Kern-Vormaterials ausgewählt und eingestellt werden; etwa ein Temperaturgradient zwischen der Schmelze bzw. Lösung und der Wand der Haupt-Kavität um das Aushärten an der Grenzfläche mit einer vorbestimmten Abkühlrate zu erreichen, da an der Wand der Haupt-Kavität das flüssige Kern-Vormaterial im Schritt d) zuerst auszuhärten beginnt. Dort liegen die günstigsten Aushärtbedingungen vor. Anschließend baut sich kontinuierlich eine Schale ausgehärteten Kern-Vormaterials auf, die letztlich den Hohl-Gusskern bildet.
-
Das Einstellen der Aushärtbedingungen im Schritt c) kann, wenn es sinnvoll erscheint, jedoch auch schon nach dem Schritt a) durchgeführt werden. In diesem Fall ist allerdings zu beachten, dass es zu ungleichmäßigem Schalenwachstum kommen kann, da Teile bzw. Teilmengen des flüssigen Kern-Vormaterials, die zuerst in die Form gefüllt werden, den Aushärtebedingungen länger ausgesetzt sind als andere Teile, die erst später eingegossen werden. Es kann jedoch gewünscht sein einen Hohl-Gusskern mit Bereichen unterschiedlicher Wandstärken herzustellen, dann kann das Befüllen der Haupt-Kavität etwa schrittweise erfolgen, um die unterschiedlichen Wandstärken durch unterschiedliche Kontaktzeiten mit den Aushärtbedingungen gezielt herbeizuführen.
-
Im Schritt e) fließt jener Teil des Kern-Vormaterials als zweiter Teil aus der Haupt-Kavität aus, der noch nicht als Schale ausgehärtet ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform des Fertigungsverfahrens für einen Hohl-Gusskern kann nach oder vor dem Schritt c) der Schritt
- c') in Rotation versetzen der Negativ-Dauerform,
und/oder nach dem Schritt d) der Schritt - d') Einstellen eines Überdrucks in der Haupt-Kavität (51),
ausgeführt werden.
-
Wird die Haupt-Kavität nur teilweise mit dem Kern-Vormaterial gefüllt, ist es vorteilhaft die Negativ-Dauerform in Rotation zu versetzen, da so erreicht werden kann, dass auch Bereiche, die ansonsten über dem Kern-Vormaterial-Flüssigkeitsspiegel liegen, mit dem Kern-Vormaterial benetzt werden, wo es schließlich auch aushärten kann. Durch die auftretenden Fliehkräfte wird das Kern-Vormaterial erfindungsgemäß auch in „entlegene Ecken” der Haupt-Kavität gespült. Ähnlich wie bei der Produktion von Schokoladen-Schalenformkörpern kann so ein eine beträchtliche Menge Kern-Vormaterial bzw. Aufbereitungsuafwand (Erhitzen, Reinigen o. ä.) eingespart werden.
-
„Überdruck” soll hierbei bedeuten, dass in der Haupt-Kavität gegenüber der Umgebung ein relativer Überdruck eingestellt wird, wobei natürlich auch die Umgebung auch evakuiert werden kann, wenn es sinnvoll erscheint. In der Regel ist es bei nur teilweiser Füllung der Haupt-Kavität mit dem Kern-Vormaterial im Schritt b) nicht notwendig die Haupt-Kavität unter Druck zu setzen, wohingegen bei vollständiger Füllung der eingestellte Innendruck essentiell zum Ausfließen Lassen des zweiten Teils des Kern-Vormaterials ist.
-
Das Verfahren könnte zeitgesteuert durchgeführt werden, da das „Wachstum” der Schale auf die Wand der Haupt-Kavität zeitproportional ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform kann die Negativ-Dauerform eine zweite, mit der Haupt-Kavität verbundene Öffnung aufweisen und das Einstellen eines Überdrucks in der Haupt-Kavität im Schritt e) durch Anlegen eines Gasdrucks an der zweiten Öffnung oder durch Druckabsenkung in der Umgebung der Negativ-Dauerform durchgeführt werden. Wenn beispielsweise eine hohe Reinheit des herzustellenden Hohl-Gusskerns nötig ist, kann es sinnvoll sein den relativen Überdruck in der Haupt-Kavität durch Evakuieren der Umgebung einzustellen, da ein einströmendes Gas das flüssige Kern-Vormaterial verunreinigen könnte. Der Gasdruck kann beispielsweise durch einen Gasinjektor, der in eine der Öffnungen gesteckt ist, in die Haupt-Kavität eingebracht werden.
-
Ferner kann nach dem Schritt f) der Schritt f'), Verschließen der ersten Öffnung und weiter unter Druck setzen der Haupt-Kavität, durchgeführt werden.
-
Dieser Schritt ermöglicht es, durch die Erstarrung aufgetretene Schrumpfungen, die dazu führen können, dass die Abmessungen des Hohl-Gusskerns nach der Erstarrung nicht mehr mit den Abmessungen der Negativ-Dauerform übereinstimmen, durch eine plastische Deformation des noch heißen aber erstarrten Kern-Vormaterials auszugleichen. Die Schale wird quasi von Innen in die Negativ-Dauerform gedrückt und nachverdichtet. Es lassen sich mit so erzeugten Hohl-Gusskernen sehr maßhaltige Hohlräume in Hohl-Gusskörpern erzeugen, deren Toleranzen mit denen beim Kokillenguss vergleichbar sind.
-
In einer noch weiteren Ausführungsform kann die Negativ-Dauerform eine Hilfs-Kavität aufweisen, die fluidisch mit der Haupt-Kavität verbunden ist, wobei der zweite Teil des flüssigen, aushärtbaren Kern-Vormaterials im Schritt f) in die Hilfs-Kavität ausfließt.
-
Das in die Hilfs-Kavität geflossene noch flüssige Kern-Vormaterial kann dort geschützt vor Verunreinigungen aufbewahrt werden und auch einer Kern-Vormaterial-Aufbereitung zugeführt werden oder zur Herstellung des nächsten Hohl-Gusskerns nach Abschluss des Schritts h) wieder in die Haupt-Kavität zurückgeleitet werden.
-
Alternativ oder zusätzlich kann nach dem Schritt h) der Schritt h'), Befüllen des Hohl-Gusskerns mit einem Feststoff-Granulat oder einem Feststoff-Pulver, bevorzugt Sand oder Salz, und Verschließen zumindest einer Öffnung des Hohl-Gusskerns, durchgeführt werden.
-
Der Hohl-Gusskern liegt nach dem Schritt h) zunächst als Schale vor, wobei die Wandstärke von der Verweildauer in der Haupt-Kavität abhängt. Um den Hohl-Gusskörper über die erzeugbare Verrippung hinaus noch druckfester zu gestalten, d. h., um ein Zusammendrücken während des Druckgusses zu vermeiden, wird dieser mit einem nur schwer komprimierbaren Stoff gefüllt. Dies ist auch möglich, wenn konstruktiv keine Verrippung des Hohl-Gusskerns möglich ist. Es können neben den erwähnten Granulaten natürlich auch Flüssigkeiten zum Befüllen des Hohl-Gusskerns verwendet werden, wenn es sinnvoll erscheint. Wenn der Hohl-Gusskörper mehr als eine Öffnung aufweist, müssen die weiteren Öffnungen natürlich auch verschlossen werden. Das Füllmaterial lässt sich nach dem Entformen selbstverständlich aufbereiten und wiederverwenden, wodurch solche Hohl-Gusskerne sehr ökonomisch einzusetzen sind.
-
Ferner kann nach dem Schritt a) der Schritt
- a') Besprühen der Haupt-Kavität mit einem Trennmittel, bevorzugt mit einem wachsbasierten-, silikonbasierten-, grafitbasierten- oder bornitridbasierten Trennmittel
und/oder der Schritt - a'') Erhitzen der Negativ-Dauerform, bevorzugt auf eine Temperatur in einem Bereich von 60°C bis 290°C, besonders bevorzugt in einem Bereich von 100°C bis 250°C,
ausgeführt werden.
-
Das Aufsprühen des Trennmittels soll das Entformen des Hohl-Gusskerns erleichtern. Alternativ kann die Negativ-Dauerform auch mit einer geeigneten Beschichtung versehen sein. Die Negativ-Dauerform kann erhitzt werden, um beim Einfüllen des flüssigen aushärtbaren Kern-Vormaterials keine Thermoschockwirkung durch zu große Temperaturgradienten zu erzeugen. Ferner lässt sich durch die Beheizung das Ausbilden der Schale, die den Hohl-Gusskörper mit bildet, über einen längeren Zeitraum erstrecken bzw. es lässt sich durch eine Temperatureinstellung die „Wachstumsgeschwindigkeit” der Schale beeinflussen. Die Temperatur kann bei einer elektrischen Beheizung der Negativ-Dauerform mit kurzen Totzeiten und sehr genau eingestellt werden, wodurch eine Temperierung der Form durch Besprühen mit Wasser unnötig ist.
-
Das flüssige, aushärtbare Kern-Vormaterial kann eine Salzschmelze, Salzlösung oder eine gießbare Keramik sein und/oder die Negativ-Dauerform aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetalllegierung, einem Baustahl, einem Warmarbeitsstahl, bevorzugt einem ungehärteten Warmarbeitsstahl, bestehen.
-
Eine erste Ausführungsform eines Fertigungsverfahrens für einen Hohl-Gusskörper unter Verwendung eines Hohl-Gusskerns und einer öffenbaren Druckgussform umfasst im Wesentlichen das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren für einen Hohl-Gusskern in einem ersten Schritt a) und dann weiter das
- b) Bereitstellen einer Leichtmetall-Schmelze, der öffenbaren Druckgussform und des Hohl-Gusskerns,
- c) Öffnen der offenbaren Druckgussform, dabei Erhalten von zwei Druckgussform-Hälften,
- d) Einsetzen, Ausrichten und Fixieren des Hohl-Gusskerns in einer Druckgussform-Hälfte,
- e) Schließen der Druckgussform,
- f) Befüllen der Druckgussform mit der Leichtmetall-Schmelze und unter Druck Setzen der Leichtmetall-Schmelze,
- g) Aushärten der Leichtmetall-Schmelze, Erhalten des Hohl-Gusskörpers, Öffnen der Druckgussform und Entnehmen des Hohl-Gusskörpers,
- h) zerstörend Entkernen des Hohl-Gusskörpers.
-
Ein erfindungsgemäßer Hohl-Gusskern ist besonders geeignet, um einen Hohl-Gusskörper im Druckguss herzustellen. Der Hohl-Gusskörper muss aufgrund seiner vergleichsweise geringen Wandstärke nicht vorgewärmt werden und weist deswegen eine hohe Thermoschockbeständigkeit auf. Ferner tragen wahlweise die Verrippungen und/oder die Füllung mit Granulat dazu bei, dass der Hohl-Gusskern nicht vom Druck in der Schmelze zusammengedrückt wird und dadurch sehr maßhaltige Hohlräume hergestellt werden können. Die Verrippung des Hohl-Gusskerns kann natürlich auch dazu beitragen, sonstige Formänderungen des Hohl-Gusskerns, z. B. während des Aushärtens der LM-Schmelze, zu verhindern, wodurch auch enge Form- und Lagetoleranzen eingehalten werden können. Dies kann dazu beitragen, nachträgliches Richten an den hergestellten Hohl-Gusskörpern einzusparen. Es ist somit möglich, mit nur einem Verfahren selbst Hohl-Gusskörper mit großvolumigen Hohlräumen unter Einhaltung von engen, dem Kokillen-Guss vergleichbaren Toleranzen herzustellen.
-
Die glatte Oberfläche des Hohl-Gusskerns ermöglicht es Hohlräume in dem Hohl-Gusskörper zu erzeugen, die eine bessere Oberflächengüte als bisher aufweisen. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn durch die so erzeugten Hohlräume Fluide gefördert werden sollen, da sich ein niedrigerer Druckverlust einstellt, und kann dazu beitragen lokale Spannungsspitzen zu entschärfen.
-
Die geringe Wärmeleitfähigkeit der eingesetzten Werkstoffe für den Hohl-Gusskern, beispielsweise Salz oder Keramik, trägt ferner dazu bei, die Thermoschockbeständigkeit zu erhöhen und ermöglicht es die LM-Schmelze länger fließfähig zu halten, wodurch bei dem Hohl-Gusskörper geringere Wandstärken erreichbar sind und somit auch filigrane und vergleichweise dünnwandige Hohl-Gusskörper mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können.
-
Durch das geringe Gewicht eines erfindungsgemäßen Hohl-Gusskerns, auch eines mit Granulat gefüllten Hohl-Gusskerns, ist das genaue Positionieren in der Druckgussform gut automatisierbar und es werden nur geringe Positionierungskräfte zum Verfahren des Hohl-Gusskerns benötigt, wodurch sich der Verfahrensschritt kostengünstig automatisieren lässt.
-
In einer weiteren Ausführungsform des Fertigungsverfahrens für einen Hohl-Gusskörper kann das zerstörerische Entkernen im Schritt g) mittels eines Hochdruck-Wasserstrahls, eines Entkern-Vibrators oder durch Ultraschall durchgeführt werden und/oder das Fixieren des Hohl-Gusskerns im Schritt c) mittels Fixierungsstreben, die in die Druckgussform einlegbar sind.
-
Das Entformen mittels Hochdruck-Wasserstrahl eignet sich vor Allem für Hohl-Gusskörper aus Salz, da das Salz einfach im Wasser gelöst werden kann. Eine im Kern vorliegende Granulat-Füllung kann mittels des Wasserstrahls ebenfalls ausgespült werden, wobei das Granulat wieder verwendbar ist. Die geringe Wandstärke eines erfindungsgemäßen Hohl-Gusskerns erleichtert und beschleunigt das Entkernen signifikant.
-
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
-
Dabei zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines geschnittenen Hohl-Gusskörpers mit Verrippung,
-
2 eine perspektivische Ansicht einer Negativ-Dauerform zur Herstellung eines Hohl-Gusskerns.
-
Ein mit dem erfindungsgemäßen Fertigungsverfahren hergestellter Hohl-Gusskörper 2, wie er in der 1 dargestellt ist, weist einen Gusskörper 21 auf, der einen Rippen 11 aufweisenden Hohlraum 12 vollständig umschließt. Bei der Herstellung eines solchen Hohl-Gusskörpers 2 wird ein Hohl-Gusskern, der beispielsweise aus einer Salz-Schale bestehen kann, und dessen Außenkontur der Innenfläche 13 des Hohlraums 12 entspricht, in eine Druckgussform-Hälfte eingelegt und darin positioniert und fixiert. Anschließend werden zwei Druckgussform-Hälften geschlossen, sodass sich ein befüllbarer Hohlraum, der der Außenkontur des Hohl-Gusskörpers 2 entspricht, ergibt. Der Hohlraum der Druckgussform wird dann unter Druck mit einer Leichtmetall-Schmelze befüllt und die Schmelze härtet vollständig aus; danach wir der dadurch gebildete Hohl-Gusskörper 2 aus der Druckgussform entnommen.
-
Zum leichteren Entkernen können Öffnungen in dem Hohl-Gusskörper 2 vorgesehen sein, was in der Figur nicht dargestellt ist. Durch eine solche Öffnung ist es möglich den Hohl-Gusskern beispielsweise durch einen Hochdruck-Wasserstrahl, einen Entkern-Vibrator oder durch Ultraschall zerstörerisch zu entnehmen. Im Fall eines Salzkerns kann das Entkernen einfach durch Lösen des Salzes in Wasser geschehen. Es ist nach dem Guss nur die sehr dünnwandige Schale des Hohl-Gusskerns verloren und nicht wie im Stand der Technik ein massiver Gusskern aus Salz oder eine teure Keramik-Schale.
-
In der 2 ist eine Ausführungsform einer Negativ-Dauerform 5 zur Herstellung eines Hohl-Gusskerns dargestellt, wobei der damit erzeugbare Hohl-Gusskern ein Quader ohne Verrippungen oder Verrundungen ist. Die Negativ-Dauerform 5 weist in ihrem Inneren eine Haupt-Kavität 51 auf, die mit einem flüssigen, aushärtbaren Kernmaterial befüllt werden kann. Zum Befüllen ist eine erste Öffnung 52 angebracht, die sich von einer Außenfläche der Negativ-Dauerform 5 bis in die Haupt-Kavität 51 erstreckt. Zur Herstellung eines Hohl-Gusskerns wird die Negativ-Dauerform 5, die an einer durch das Bezugszeichen A angedeuteten Ebene geteilt ist, zunächst geschlossen. Anschließend wird durch die erste Öffnung 52 das flüssige, aushärtbare Kern-Vormaterial in die Haupt-Kavität 51 gefüllt, bis diese zumindest teilweise mit Kern-Vormaterial gefüllt ist. Darauf folgend beginnt das Kern-Vormaterial an der Grenzfläche zur Negativ-Dauerform 5 auszuhärten. Je nach dem um welche Art von Kern-Vormaterial es sich handelt können ganz unterschiedliche Prinzipien diese Aushärtung bedingen. Kommt eine Salzschmelze zum Einsatz, so härtet das Kern-Vormaterial aufgrund einer Temperaturdifferenz aus. Dabei bildet sich eine Schale, die den Hohl-Gusskern mit bildet. Je länger das flüssige, aushärtbare Kern-Vormaterial in der Haupt-Kavität verweilt, desto dicker wird die Schale. Ist eine vorbestimmte Dicke der Schale erreicht, so wird die Haupt-Kavität unter Druck gesetzt, so dass der noch nicht ausgehärtete Teil des Kern-Vormaterials durch die erste Öffnung 52 abfließen kann. Wird die Haupt-Kavität 51 der Negativ-Dauerform 5 jedoch nur teilweise gefüllt, kann in der Regel auf das unter Druck Setzen verzichtet werden. Vielmehr ist es dann vorteilhaft, die Negativ-Dauerfom 5 in eine mindestens einachsige, vorteilhafterweise jedoch mehrachsige Rotation zu versetzen, was es zunächst ermöglicht, dass sich das flüssige Kern-Vormaterial auf der gesamten Innenoberfläche (auch in jenen Bereichen die sonst unter dem Kern-Vormaterial-Flüssigkeitsspiegel liegen) der Haupt-Kavität 51 verteilt und dort anschließend aushärten kann.
-
Das unter Druck Setzen kann durch einen Gasinjektor 4, der über eine Druckregeleinrichtung 3 verfügt, geschehen, oder es kann alternativ die Umgebung der Negativ-Dauerform 5 evakuiert werden, was auch ein Ausfließen des noch flüssigen Kern-Vormaterial zur Folge hat.
-
Eine Negativ-Dauerform 5 kann natürlich auch mehrere Öffnungen 52 aufweisen, z. B. zwei, was nicht in der Figur gezeigt ist. In diesem Fall kann die Haupt-Kavität 51 mittels der ersten Öffnung 52 befüllt werden und mittels der zweiten Öffnung unter Druck gesetzt werden, wobei das noch flüssige Kern-Vormaterial durch die erste Öffnung ausfließen kann. Anschließend ist es möglich den schalenförmig in der Negativ-Dauerform 5 vorliegenden Hohl-Gusskern intern mit Druck zu beaufschlagen, wodurch eine durch die Erstarrung aufgetretene Schrumpfung beseitigt werden kann. Die Schale wird quasi von innen an die Wände der Haupt-Kavität 51 gepresst und nachverdichtet. Diese Maßnahme ist besonders wichtig, um hoch maßhaltige Hohl-Gusskerne zu erhalten. Danach weist der ausgehärtete Hohl-Gusskern, der quasi eine Schale ist, immer noch mindestens eine Öffnung auf. Durch diese Öffnung kann der Hohl-Gusskern z. B. mit einem Feststoff-Granulat oder einem Feststoff-Pulver befüllt werden und die Öffnung verschlossen werden. Durch diese Maßnahme ist die Hohl-Gussform in der Lage weit höhere Druckbelastungen zu ertragen ohne zusammengedrückt zu werden, was für die Verwendung in einem Druckgussverfahren essentiell ist. Der Hohl-Gusskern kann natürlich auch mit einem anderen nicht kompressiblen Medium, das kein Granulat ist befüllt werden, beispielsweise mit einem Fluid, wobei das Fluid die auftretenden Temperaturen ohne Sieden oder chemische Zersetzung ertragen können muss.
-
Da die Negativ-Dauerform 5 mit gängigen Fertigungsverfahren mit einer sehr hohen Oberflächengüte herstellbar ist und das Kern-Vormaterial flüssig in diese eingegeben wird, überträgt sich die vorliegende Oberflächenstruktur direkt auf die Außenfläche des Hohl-Gusskerns, mit dem folglich Hohlräume in Hohl-Gusskörpern, die ihrerseits eine hohe Oberflächengüte und Maßhaltigkeit aufweisen, erzeugt werden können.
-
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
-
