DE19509594A1 - Formwerkzeug zur Herstellung gratfreier Gießkerne - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf geteilte Formwerkzeuge - sogenannte Kernkästen - zur Herstellung von Kernen für die Ausformung von Hohlräumen oder Hinterschneidungen in den gießfertigen Formen, deren Oberflächenkonturen aus Kunst­ stoff oder Kunststoffgemischen bestehen und deren Teilungs­ kanten in Umfangsrichtung der Gravur des zu formenden Kerns mit einer elastischen, die Teilungsebene abdichtenden Abdichtleiste versehen sind, die die Gießfehler verur­ sachende Gratbildung im Bereich der Formteilungen der Kerne bzw. deren aufwendige Entgratung vermeidet.

Die Ausführungsart der Kernkästen richtet sich nach dem angewandten Kernbindemittel und seinem Härtungsverfahren. Die vorliegende Erfindung ist vorteilhaft anwendbar auf Kernkästen aus verschleißfestem Kunststoff mit äußerem Stützrahmen aus vorzugsweise Aluminium für das bei der Großserienproduktion von kleinen Gußstücken bevorzugte "cold-box"-Kernherstellungsverfahren mit kalthärtenden Bindemitteln, bei dem das in die Gravur des Kernkastens eingepreßte, fließfähige Gemisch aus Sand mit 1-3% Bindemittel durch Begasen mit Amin angereicherter Luft gehärtet wird und der Kern dann aus der Form ausgetragen werden kann. Üblicherweise wird für die Begasung Triäthylamin oder ein verwandtes Amin eingesetzt, das die Schnellhärtung des als Bindemittel eingesetzten Kunst­ harzgemisches durch Katalyse bewirkt.

Die überwiegende Zahl der in der Gießerei-Industrie eingesetzten Kunststoff-Kernkästen besteht gemäß Fig. 1 aus zwei Formhälften mit Stützrahmen, die im zusammen­ gelegten Zustand den Formhohlraum ("Gravur") für den Kern ausbilden. Dieser Formhohlraum wird über einen Einschießkanal mit dem Formstoffgemisch gefüllt. Dabei entsteht durch geringes Eindringen von Formstoff in die Teilungsfuge am Kern ein Grat, der am gegossenen Werkstück eine unerwünschte Wanddicken-Schwächung hinter­ lassen kann. Der Grat muß deshalb vor dem Einlegen des Kerns in die Form von Hand oder mit Sondermaschinen ent­ fernt werden. Neben dem dafür notwendigen Aufwand ist die aufgerauhte, teilweise unebene Trennfläche nachteilig, weil sie am Gußstück zu entsprechender Oberflächen­ rauhigkeit führt.

Bei der Großserien-Produktion ist ein Verschleiß der Formwerkzeuge nicht auszuschließen. Bevor bei einem Kernkasten aber aus Gründen der Maßhaltigkeit eine Reparatur oder Erneuerung fällig wird, wird die Form­ teilung für einen unkontrollierten Austritt des für die Kernhärtung notwendigen Luft-Amin-Gemisches anfälliger. Austretendes Gasgemisch gefährdet aber das Bedienungs-Per­ sonal, bedingt größere Absaug- und Aminadsorptions­ anlagen und führt zu schlechter Kernhärtung.

Bekannt geworden sind Vorschläge und Versuche, die Teilungskanten durch eingelegte Elastomer-Schnüre abzu­ dichten; diese haben sich aber bei Großserien nicht bewährt. Sie lassen sich nicht dauerhaft positionieren. Außerdem führte das als Katalysator für die Härtung eingesetzte Amin zum Aufquellen oder Erweichen der Elastomere und/oder zur Auflösung von Klebeverbindungen. Teilweise drückte sich der mit Bindemittel vermischte Formsand in die Fugen von Schnur-Kernkasten-Oberfläche und verursachte dadurch Verschiebungen, Verquetschungen und Lockerung der Schnüre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Kern­ kästen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Maßnahmen vorzusehen, die zuverlässig eine Gratbildung beim Kernschießen über einen langen Zeitraum verhindern.

Diese Aufgabe wird mit einem Kernkasten gemäß Anspruch 1 gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist ein Kernkasten gemäß Fig. 2, der aus zwei Formhälften 1 und 2 mit Stützrahmen 3 besteht. Die Formhälften begrenzen im zu­ sammengelegten Zustand den Formhohlraum ("Gravur") 4 für den Kern. Dieser Formhohlraum 4 wird durch den Ein­ schießkanal 5 mit dem Formgemisch gefüllt. Im Bereich der Teilungskanten zwischen den beiden Formhälften befindet sich eine Abdichtleiste 7 aus einem weichen, elastischen Kunststoff. Diese Abdichtleiste 7 ragt vorzugsweise geringfügig über die Teilungsebene heraus, um beim Zusammenlegen der beiden Formhälften durch Zusammen­ quetschen des Überstandes die Kerngravur nach außen dicht zu schließen und gegebenenfalls einen nach innen gewölbten, in der Größe vorherbestimmbaren Wulst 8, eine sogenannte "negative Teilung" zu bilden.

Erfindungsgemäß sind die Dichtleisten 7 mit dem härteren Grundwerkstoff der Formhälften 1, 2 homogen verbunden, um Ablösungen, Verformungen oder Faltenbildung im Dauerbetrieb zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, daß bei der Kernkasten-Herstellung vor dem Aufgießen des flüssigen, verschleißfesten Kunstharzes für die beiden Formhälften 1, 2 mit eingestellter Aushärtezeit auf das vorbereitete "Kernkastenwerkzeug" A gemäß Fig. 3 im Bereich der Teilungskanten entlang der Kerngravur ein ebenfalls noch nicht ausgehärtetes Kunstharz 7 mit weich-elastischen Eigenschaften leistenartig aufgetragen wird. Unmittelbar danach wird das obengenannte Kunstharz für die eigentlichen Kernkastenformhälften 1, 2 übergegossen. Hierdurch wird in der Grenzfläche beider Harzsorten eine teilweise Durchmischung und nach der gemeinsamen Aushärtung eine homogene, extrem feste Verbindung erzielt.

Als Werkstoffe für diesen Kernkasten-Aufbau kommen ver­ schleißfeste Gießharze auf möglichst ähnlicher Grundstoff­ basis, vorzugsweise Polyurethan-Gießharze, in Betracht. Diese gibt es in einer großen Eigenschaftsvielfalt von hart bis weich.

In dem Kernformwerkzeug A gemäß Fig. 3, mit aufgelegtem Model KS, der sogenannten Kernseele, kann das Profil und der gewählte Überstand H der weichen Dichtleiste B über die Teilungsfläche F durch eine Ausnehmung C vorgegeben werden; besondere Vorsichts- oder Sorgfaltsmaßnahmen sind bei dieser Arbeitsweise nicht erforderlich.

Es kann im einzelnen wie folgt vorgegangen werden: Ein vorbereitetes Kernkastenwerkzeug A mit aufgesetztem Stützrahmen 3 gemäß Fig. 3 wird auf eine horizontale Unterlage gelegt. Dann wird der Werkstoff für die Abdichtleiste B gemäß Fig. 3 aus drei Teilen eines noch flüssigen Polyurethan-Harzes, z. B. der Fa. Ashland-Südchemie, für weichelastisches Harz mit einem Teil Härter des gleichen Herstellers durch Rühren gemischt und leistenförmig auf die Fuge Kernkastenwerkzeug A - Kernseele KS aufgetragen. Währenddessen wurde der Werkstoff für die eigentliche Formhälfte 1, 2 nach Fig. 3 aus drei Teilen eines flüssigen Polyurethan-Harzes, z. B. der Fa. Ciba-Geigy, für härteres Kunstharz mit einem Teil des zugehörigen Härters vorgemischt, um es unmittelbar anschließend über die vorher angelegte Dichtleiste zu gießen. Nach einer Aushärtezeit von 8 Stunden kann die Kernkastenhälfte mit dem Stützrahmen von dem Kernkastenwerkzeug abgehoben werden. Kleine überstehende Grate, die durch Einfließen kleiner Harzmengen in die Fuge Kernkastenwerkzeug-Kernseele entstanden sind, können leicht entfernt werden. Die Kernkastenhälfte ist damit einsatzfähig.

Weil die Materialeigenschaften und die Geometrie dieser Dichtungsart in weiten Grenzen variiert werden kann, kann damit allen Bedarfs- und Anwendungsfällen entsprochen werden.

Claims (3)

1. Kernkasten zur Herstellung von Gießkernen mit zwei aus vergießbaren Kunststoffen bestehenden Formhälften, die im zusammengesetzten Zustand einen Formhohlraum be­ grenzen, und mit einer Abdichtleiste im Bereich der Teilungskanten zwischen den beiden Formhälften, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtleiste (7) mindestens an einer Formhälfte (1 bzw. 2) als integrierter Bestandteil derselben durch homogenes Anformen des Abdichtleisten­ materials an das Formhälftenmaterial während des Gießens und Ausformens der Formhälfte angebracht ist.

2. Kernkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtleiste (7) aus einem Kunstharz-Material mit weich-elastischen Eigenschaften, vorzugsweise ein Weich- Polyurethan-Harz, auf ähnlicher Grundstoffbasis, vorzugsweise ein Hart-Polyurethan-Harz, wie das Formhälftenmaterial besteht.

3. Kernkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtleiste (7) die Teilungsfläche des Formhohl­ raumes (4) soweit überragt, daß sie beim Schließen des Kernkastens in den eigentlichen Formhohlraum (4) für den Kern in Form eines kleinen Wulstes (8) elastisch hineingedrückt wird.