DE19515493A1 - Beheizbares Formteil für die Formtechnik - Google Patents
Beheizbares Formteil für die FormtechnikInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein beheizbares metallisches Formteil für die Formtechnik zum
Formen warmaushärtbarer Gießereisande oder für den Kokillenguß von im Heißzu
stand gießfähigen Stoffen, wobei das Formteil eine mit dem zu formenden Stoff in
Berührung kommende Formoberfläche und eine hierzu entgegengesetzte Rückseite
aufweist.
Derartige Formteile werden in vielfältigen Ausführungsformen und Anwendungen
eingesetzt. Sie dienen dazu, dem zu formenden Stoff die erwünschte Form zu ge
ben und werden in bekannter Weise von außen durch gegen die Rückseite des
Formteils gerichtete Gasflammen beheizt. Dieses hat mehrere Nachteile. Zum einen
ist ein großer Energieaufwand erforderlich, weil die Wärmeenergie das gesamte,
teils dicke und nicht besonders gut wärmeleitende Formteil durchdringen und somit
relativ weite, teils unterschiedlich lange Wege überwinden muß. Außerdem wird das
System dadurch relativ träge. Und schließlich ergeben sich übermäßige Abstrah
lungsverluste sowie durch die unterschiedlich langen Wege ungleichmäßige Erwär
mungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Formteil der im
Oberbegriff genannten Art mit einfachen Maßnahmen so auszubilden, daß die be
schriebenen Nachteile vermieden werden und sich eine energiesparende, gleich
mäßige sowie schnelle Erwärmung beliebig gestalteter Formoberflächen erzielen
läßt.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Formteil gemäß dem Oberbegriff
erfindungsgemäß gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 vorgeschlagen, daß
dem Formteil Heizelemente zugeordnet sind, die in einem direkten Wärme- und
Körperkontakt mit dem Formteil stehen und die einen möglichst kleinen Abstand von
der Formoberfläche haben. Ein solches Formteil läßt sich schnell, gleichmäßig und
energiesparend beheizen. Wegen des direkten Kontaktes und des kleinen Abstan
des ergibt sich ein hochwirksames, umweltfreundliches Gesamtsystem.
Vorzugsweise sind die Heizelemente gemäß Anspruch 2 in das Formteil eingebettet
und/oder - vor allem bei dünnen Formteilen - direkt an dessen Rückseite angeord
net. Hierdurch läßt sich ein optimal kleiner Abstand zur Formoberfläche erzielen,
und die Wärme kann diese äußerst schnell erreichen. Außerdem ist eine solche
Bauform sehr kompakt.
In weiterer Ausgestaltung gemäß den Ansprüchen 3 bis 6 werden elektrische Wi
derstandsheizelemente eingesetzt, die eine sehr umweltfreundliche Beheizung er
möglichen und die sich bezüglich ihrer Formgebung sehr gut und einfach an die
Ausdehnung und Formgebung der Formoberfläche anpassen lassen.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 7 bis 11.
Demnach ist das Formteil mit einer metallischen Füllung in einer rückseitigen Vertie
fung ausgebildet, und die Heizelemente können in die Füllung eingebettet sein.
Zweckmäßigerweise besteht die Füllung aus unter Wärmeeinfluß verflüssigbarem
Metall, wie Reinkupfer. Die Heizelemente sind im Falle ihrer Einbettung in der Fül
lung lagemäßig fixiert sowie in diese eingegossen und können ihre Wärme direkt an
die Füllung und von dieser an die Formoberfläche weitergeben.
Gemäß den Ansprüchen 12 und 13 ist an der Rückseite des Formteils eine Wär
meisolierung vorgesehen. Diese sorgt dafür, daß die Wärme praktisch nur zu der
Formoberfläche gelangt und daß im wesentlichen keine Wärmeverluste entstehen.
Die weiteren Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 14 und 15 betreffen die
Ausbildung der Formoberfläche und führen dazu, daß diese sehr beständig ist und
daß sich ein einwandfreies Formungsergebnis erzielen läßt.
Eine Ausbildung des Formteils aus Warmarbeitsstahl oder Grauguß gemäß An
spruch 16 hat sich als zweckmäßig und praxisgerecht erwiesen.
Die Ausbildungen gemäß den Ansprüchen 17 und 18 haben sich als Modell zum
Herstellen von Maskenformen bzw. Sandhalbformen oder als Kernkastenteil eines
Hot-Box-Kernkastens zum Herstellen von Sandkernen bewährt. Dabei hat sich die
die Auswerferstifte betreffende weitere Ausgestaltung von Anspruch 19 als beson
ders zweckmäßig erwiesen.
Statt einer Einbettung der Heizelemente in das Formteil ist gemäß den Ansprüchen
20 bis 22 auch eine Anordnung der Heizelemente in Kassetten an der Rückseite des
Formteils möglich. Die Kassetten können eine gut wärmeleitende metallische Fül
lung haben, in die die Heizelemente lagestabilisiert eingebettet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung eine Anordnung mit elektrisch beheiz
baren Formteilen bzw. Modellen zum Herstellen von Maskenformen aus
durch Wärme aushärtbarem, kunstharzumhüllten Sand und/oder einem
Sand-Kunstharz-Gemisch,
Fig. 2 in einer schematischen Darstellung einen Hot-Box-Kernkasten mit elek
trisch beheizbaren Formteilen bzw. Modellen zum Herstellen von Sandker
nen aus durch Wärme aushärtbarem, kunstharzumhülltem Sand und/oder
einem Sand-Kunstharz-Gemisch und
Fig. 3 in einer schematischen Darstellung eine Kokillenguß-Anordnung mit elek
trisch beheizbaren Formteilen zum Herstellen eines Kokillengußformlings
aus einem im Heißzustand gießfähigen Metall.
Gemäß Fig. 1 ist eine Stützplatte 10 an ihrer Unterseite von einer plattenförmigen
Wärmeisolierung abgedeckt. Diese Teile befinden sich mit Abstand oberhalb eines
Maschinentisches 14 und einer Auswerferplatte 16. Mit der letzteren sind Auswerfer
stifte 18 verbunden, die die Teile 10 und 12 durchdringen und die zum Abheben einer
herzustellenden Maskenform dienen.
Allgemein mit 20 bezeichnete Formteile bzw. Modelle dienen zum Herstellen der
Maskenformen und bestehen aus einer relativ dünnen, mechanisch stabilen, metalli
schen Hülle 22 und einer in diese eingebrachten, wie eingegossenen, metallischen,
gut wärmeleitenden Füllung 24 aus Reinkupfer, in die elektrische Widerstandsheize
lemente 26 eingebettet sind. Statt dessen können auch Kassetten-Heizplatten 28 mit
integrierten Widerstandsheizelementen 26 vorgesehen sein, die sich in direktem
Wärme und Körperkontakt an der Rückseite der Formteile 20 befinden. Auch hierbei
können die Widerstandsheizelemente in eine in die Kassetten-Heizplatte 28 einge
brachte, wie eingegossene, metallische, gut wärmeleitende Füllung 24 aus Reinkupfer
eingebettet sein.
In einem oberseitigen Sandkasten 30 befindet sich ein zunächst loser Formstoff 32
aus durch Wärme aushärtbarem, kunstharzumhülltem Sand, der die Formteile 20
bedeckt. Wenn diese durch die Widerstandsheizelemente 26 beheizt werden, härtet
der an die Formteile angrenzende Formstoff aus, so daß hierdurch sogenannte Mas
kenformen 34 entstehen. Diese können später nach Entfernen des übrigen losen
Formstoffs 32 mittels der Auswerferstifte 18 von den Formteilen 20 abgehoben wer
den. Diese Maskenformen sind selbsttragende, stabile Halbformen und können zu
vollständigen Formen zusammengesetzt sowie mittels spezieller Klebepressen ver
klebt werden, gegebenenfalls nach Einlegen von Kernen.
Gemäß Fig. 2 weist der Hot-Box-Kernkasten zwei gegenüberliegende Formteile 20
auf, in die metallische Füllungen 24, vorzugsweise solche aus Reinkupfer, mit elektri
schen Widerstandsheizelementen 26 eingebracht, wie eingegossen, sind. An den
Rückseiten der Formteile 20 sind diese von plattenförmigen Wärmeisolierungen 12
abgedeckt. Eine solche Anordnung dient zum Herstellen von Sandkernen aus durch
Wärme aushärtbarem Gießereisand als Formstoff 32. Die Sandkerne werden mittels
der Auswerferstifte 18 von den Formteilen 20 abgehoben, nachdem diese auseinan
der gefahren sind.
Gemäß Fig. 3 bilden die Formoberflächen der Formteile 20 die topfförmige Innenseite
einer Kokillenform, in der sich unter Abstand ein innenseitig kühlbarer Formkern 36
befindet. Zwischen diesem und dem Formteil 20 entsteht ein Zwischenraum, in den
ein im Heißzustand flüssiges Metall als Formstoff 32 eingefüllt wird. Nach dem For
men, Abkühlen und Herausnehmen liegt ein topfförmiger Kokillengußformling vor.
Auch bei dieser Ausführungsform haben die Formteile 20 jeweils eine relativ dünne,
mechanisch stabile, metallische Hülle 22 mit einer rückseitigen Vertiefung, in die eine
metallische Füllung 24 mit Widerstandsheizelementen 26 eingebracht, wie eingegos
sen, ist. Die Rückseiten der Formteile 20 und damit auch der Füllungen 24 sind durch
plattenförmige Isolierungen 12 abgedeckt.
Demnach bestehen bei den verschiedenen Ausführungsformen die Formteile 20 je
weils aus einer dünnen, mechanisch stabilen, die Formoberfläche bildenden Hülle 22
mit der rückseitigen Vertiefung, in die die metallische, gut wärmeleitende Füllung 24
vorzugsweise eingegossen ist. Die Widerstandsheizelemente 26 sind zweckmäßi
gerweise in Anpassung an die Form der Formoberfläche und in möglichst kleinem
Abstand hierzu in die Füllung eingebettet. Vor allem bei dünneren, insgesamt relativ
flach konfigurierten Formteilen kann es genügen oder günstiger sein, die Wider
standsheizelemente 26 direkt an der Rückseite der Formteile 20 anzuordnen, wie in
Kassetten-Heizplatten 28, die ähnlich wie die Formteile 20 mit einer metallischen, gut
wärmeleitenden und die Heizelemente 26 haltenden Füllung 24 in einer dünnen Hülle
22 ausgebildet sind.
Die beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen eine Verkürzung der Zykluszeit,
weil eine sehr schnelle Beheizung auf kürzestem und direktem Wege erfolgt. Außer
dem läßt sich eine sehr gleichmäßige Temperatur der Formoberfläche erzielen. We
gen weitgehend unterdrückter Wärmeverluste ergibt sich eine sehr umweltfreundliche
energiesparende Betriebsweise.
Claims (22)
1. Beheizbares metallisches Formteil für die Formtechnik zum Formen warm
aushärtbarer Gießereisande oder für den Kokillenguß von im Heißzustand
gießfähigen Stoffen, wobei das Formteil eine mit dem zu formenden Stoff in
Berührung kommende Formoberfläche und eine hierzu entgegengesetzte
Rückseite aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Formteil (20) Heizelemente (26) zugeordnet sind, die in einem di
rekten Wärme- und Körperkontakt mit dem Formteil stehen und die einen
möglichst kleinen Abstand von der Formoberfläche haben.
2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente
(26) in das Formteil (20) eingebettet und/oder direkt an dessen Rückseite
angeordnet sind.
3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizele
mente (26) als elektrische Widerstandsheizelemente ausgebildet sind.
4. Formteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente
(26) in Anpassung an die Ausdehnung und Formgebung der Formoberfläche
gebogen ausgebildet oder verlegt sind.
5. Formteil nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Heizelemente (26) in Form
einer Heizschlange.
6. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizelemente (26) als elektrische Widerstandsheizdrähte, -stäbe oder -filme
bzw. -matten ausgebildet sind.
7. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Formteil (20) an seiner Rückseite wenigstens eine Vertiefung aufweist
und daß die Vertiefung mit einer gut wärmeleitenden metallischen Füllung
(24) ausgefüllt ist.
8. Formteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente
(26) in die Füllung (24) eingebettet sind.
9. Formteil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung
(24) aus einem oberhalb der Betriebstemperatur des Formteils (20) verflüs
sigbaren Metall besteht.
10. Formteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (24) aus
Reinkupfer besteht.
11. Formteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (24) aus
einer gut wärmeleitenden Legierung, wie einer Kupfer-Legierung, besteht.
12. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
an der zur Formoberfläche entgegengesetzten Rückseite des Formteils (20)
eine Wärmeisolierung (12) vorgesehen ist.
13. Formteil nach Anspruch 12, daß die Wärmeisolierung (12) in Form einer Iso
lierplatte ausgebildet ist.
14. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Formoberfläche verschleißfest und glatt, wie poliert, ausgebildet ist.
15. Formteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Form
oberfläche eine chemische Nickelbeschichtung aufweist.
16. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
es aus einem Warmarbeitsstahl oder aus Grauguß besteht.
17. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 16 als Modell zum Herstellen von
Maskenformen bzw. Sandhalbformen oder als Kernkastenteil eines Hot-Box-
Kernkastens zum Herstellen von Sandkernen aus durch Wärme aushärtba
rem, kunstharzumhülltem Sand und/oder einem Sand-Kunstharz-Gemisch,
dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (20) aus einem gut wärmeleiten
den, verschleißfesten Metall, wie Stahl, massiv ausgebildet ist oder eine
metallische, gut wärmeleitende, verschleißfeste Hülle (22), wie eine solche
aus Stahl, aufweist, die mit einer gut wärmeleitenden metallischen Füllung
(24) aus Reinkupfer oder aus einer gut wärmeleitenden Legierung, wie einer
Kupferlegierung, ausgegossen ist.
18. Formteil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente
(26) im Inneren des Formteils (20) in dieses eingebettet, wie eingegossen
oder eingelegt, und/oder unmittelbar an der Rückseite des Formteils ange
ordnet sind.
19. Formteil nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß bewegli
che, indirekt beheizbare, gut wärmeleitende, verschleißfeste Auswerferstifte
(18) zum Abheben einer Maskenform (34) oder eines Sandkerns von dem
Formteil zumindest im Bereich ihrer freien Enden massiv aus Metall, wie
Reinkupfer oder Kupferlegierung, oder aus einer mit Metall, wie Reinkupfer
oder Kupferlegierung, ausgegossenen metallischen Hülle, wie aus Stahl,
ausgebildet sind.
20. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizelemente (26) in Kassetten-Heizplatten (28) angeordnet sind, die
sich in unmittelbarem Wärmekontakt mit der Rückseite des Formteils (20)
befinden.
21. Formteil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassetten-
Heizplatten (28) an ihrer Rückseite wenigstens eine Vertiefung aufweisen
und daß die Vertiefung mit einer gut wärmeleitenden metallischen Füllung
(24) ausgefüllt ist, wie einer solchen aus Reinkupfer oder einer Kupfer-
Legierung, in die die Heizelemente (26) eingebettet sind.
22. Formteil nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassetten-
Heizplatten (28) zwischen dem Formteil (20) und einer dieses abstützenden
Stützplatte (10) angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995115493 DE19515493A1 (de) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | Beheizbares Formteil für die Formtechnik |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995115493 DE19515493A1 (de) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | Beheizbares Formteil für die Formtechnik |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19515493A1 true DE19515493A1 (de) | 1996-10-31 |
Family
ID=7760500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995115493 Withdrawn DE19515493A1 (de) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | Beheizbares Formteil für die Formtechnik |
Country Status (1)
Country | Link |
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