DE19852595A1 - Verfahren und Anlage zur Herstellung von Gußstücken aus Aluminium mit Einlagen - Google Patents
Verfahren und Anlage zur Herstellung von Gußstücken aus Aluminium mit EinlagenInfo
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Abstract
Zur Herstellung von Gußstücken aus Aluminium mit Einlagen aus einem anderen Werkstoff im Verbundguß werden Formsand über ein Modell in je einen von zwei die Form bildenden Formkasten verdichtet, in die Form wenistens eines Formkastens die Einlagen und gegebenenfalls Formkerne eingelegt und beide Formkasten durch Zulegen zu einer Sandform geschlossen. Bei horizontaler Anordnung der Formkasten werden die Einlagen nach dem Einlegen in den offenen Unterkasten mittels einer externen Heizeinrichtung aufgeheizt, anschließend wird die Form durch Zulegen des Oberkastens geschlossen und daraufhin die Form mit der Aluminiumschmelze gefüllt, wobei die Einlagen soweit oberhalb der Solidustemperatur des Aluminiums aufgeheizt werden, daß ihre Temperatur beim Füllen der Form im Bereich der Solidustemperatur des Aluminiums liegt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Gußstücken aus Aluminium mit Einlagen aus einem anderen
Werkstoff im Verbundguß, indem Formsand über einem Modell
in je einem von zwei die Form bildenden Formkasten ver
dichtet wird, in die Form wenigstens eines Formkastens
die Einlagen und gegebenenfalls Formkerne eingelegt und
beide Formkasten durch Zulegen zu einer Sandform ge
schlossen werden, wobei die Einlagen vor dem Abgießen der
Form mittels einer externen Heizeinrichtung auf eine
Temperatur im Bereich der Solidustemperatur des Alumi
niums aufgeheizt werden.
Ferner ist die Erfindung gerichtet auf eine Anlage zur
Herstellung von Gußstücken aus Aluminium mit Einlagen aus
einem anderen Werkstoff im Verbundguß, mit wenigstens
einer Formmaschine zur Herstellung von zweiteiligen
Kastenformen, wenigstens einer Transportstrecke für den
horizontalen Transport von Unterkastenform und Ober
kastenform, wenigstens einer an der Transportstrecke
angeordneten Einlegestation zum Einlegen von Formkernen
und Einlagen in den Unterkasten, einem Oberkasten- und
Unterkastenform zu einer geschlossenen Form zusammenfüh
renden Zulegegerät und einer anschließenden Gießstation,
wobei eine externe Heizeinrichtung zum Aufheizen der
Einlagen auf eine Temperatur im Bereich der Solidustempe
ratur des Aluminiums vorgesehen ist.
Aluminium gewinnt als Konstruktionswerkstoff zunehmend an
Bedeutung, da es die positiven Eigenschaften eines gerin
gen Gewichtes, einer hohen Korrosionsbeständigkeit, einer
guten Wärmeleitfähigkeit und in vielen Fällen ausreichen
der Festigkeitswerte miteinander vereint. Es werden
deshalb heute viele technische Bauteile aus Aluminium
hergestellt. Dies gilt auch für die Kraftfahrzeugtechnik,
insbesondere auch für Motorblöcke mit dem Vorteil eines
höheren Leistungsgewichtes und gleichzeitiger Reduzierung
des Kraftstoffverbrauchs.
Wenn solche technischen Bauteile aus Aluminium in be
stimmten Bereichen besonderen Beanspruchungen unterlie
gen, denen Aluminium nicht gerecht wird, werden Einlagen
aus solchen Werkstoffen eingelegt, die diesen Anforderun
gen genügen. Bei Motorblocken aus Aluminium sind dies
insbesondere die Zylinderlaufflächen, die mit Laufbüchsen
aus verschleißfestem Gleitmaterial ausgelegt werden.
Dabei besteht die Schwierigkeit, zwischen dem Aluminium
guß und der Einlage eine einwandfreie, dauerhafte Verbin
dung herzustellen. Beim sogenannten Eingießen von Einla
gen, bei dem die Einlage von der Aluminiumschmelze teil
weise umschlossen wird, entsteht keine metallische,
interkristalline Verbindung zwischen dem Gießmetall und
der Einlage. Hier muß durch entsprechende konstruktive
Gestaltung für eine form- und kraftschlüssige Verbindung
gesorgt werden, dies gelingt durch Schrumpfen und/oder
Umgießen von Hinterschneidungen etc.
Beim Verbundguß wird eine metallische, interkristalline
Verbindung zwischen der Einlage und dem Gußteil erzeugt.
Sie ist bei Bauteilen notwendig, die starken dynamischen
oder thermischen Wechselbeanspruchungen ausgesetzt sind.
Hier sind wiederum Motorblöcke und insbesondere deren
Zylinderlaufflächen zu nennen. Für das Verbundgießen sind
im wesentlichen zwei Methoden bekannt. Bei dem ALFIN-Ver
fahren wird die Einlage mit einer dünnen Alumi
nium-Schicht belegt. Dies geschieht dadurch, daß die
Einlage in eine überhitzte Aluminiumschmelze von ca.
850°C kurz eingetaucht und gegebenenfalls anschließend in
einer Schmelze von 600°C "abgeschreckt" wird. In dieser
Schmelze verbleibt die Einlage bis kurz vor dem Einlegen
in die Verbundguß-Form, so daß die Einlage etwa die
gleiche Temperatur hat, wie die anschließend eingegossene
Schmelze.
Bei einem anderen Verfahren werden fettfreie und metal
lisch blanke Einlagen in kaltem Zustand in die Form
eingelegt und die Form geschlossen. Durch separate Öff
nungen bzw. Kanäle in der Form, die bis in den Bereich
der Einlagen reichen, wird eine Induktionsheizung in die
Form bis zu den Einlagen eingeführt und werden die Einla
gen bis in den Bereich der Solidustemperatur von Alumi
nium aufgeheizt. Dadurch findet in der Grenzschicht von
Einlage und Gußteil ein oberflächiges Diffundieren der
Metallatome unter Bildung einer Art Legierung statt.
Dieses Verfahren wird insbesondere bei der Ausstattung
von Aluminium-Motorblöcken mit Zylinderlaufbüchsen aus
Grauguß, sogenannten Linern, angewandt.
In den vorgenannten Fällen wird der Motorblock in zwei
teiligen Sandformen (kastenlos oder kastengebunden) in
stets vertikaler Anordnung gegossen. Dabei steht das
Kernpaket bzw. der fertige Motorblock entweder auf dem
Kurbelgehäuse oder auf der Zylinderkopfseite. Die Zylin
derachse liegt in der Formtrennebene und die Formen
weisen gleichfalls in der Formtrennebene von außen bis zu
den Einlagen führende Kanäle ausreichenden Durchmessers
auf, durch welche die Heizstäbe bis zu den Einlagen
eingetaucht werden. Nach dem Aufheizen werden die Heiz
stäbe gezogen und die Form in die Gießstation getaktet
und abgegossen. Bei kastenlosen Formen ist diese Produk
tionsart zumindest für Motorblocke von Reihenmotoren
sinnvoll, für V-Motoren jedoch nicht ausführbar.
Bei kastengebundenen Formen wird die Formkastenwand durch
die für die Heizstäbe notwendigen relativ großen Öffnun
gen, die in einer der Anzahl der Zylinder entsprechenden
Anzahl vorhanden sein müssen, stark geschwächt. Dies
wiederum schließt bestimmte Formsand- Verdichtungsverfah
ren, die mit hohem Druck arbeiten, insbesondere pneumati
sche Verdichtungsverfahren, aus bzw. muß mit einer ent
sprechend geringeren Formhärte gearbeitet werden, die
wiederum gießtechnisch Probleme bereitet und leicht zu
Oberflächenfehlern führt. Auch mit dieser Methode lassen
sich V-Motorblocke nicht realisieren, weil die unter
einem Winkel zur Formtrennebene stehenden Zylinderachsen
nicht mit Heizstäben erreichbar sind.
Alle bekannten kastenlos oder kastengebunden arbeitenden
Formverfahren haben zudem den Nachteil, daß nur zwei
Motorblöcke in einer Form nebeneinander angeordnet werden
können, so daß die Leistung solcher Anlagen erheblich
hinter den von herkömmlichen Grauguß-Anlagen zurück
bleibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Anlage vorzuschlagen, welche die Herstellung
beliebiger Aluminium-Gußstücke mit Einlagen bei gleich
zeitiger Leistungssteigerung gegenüber herkömmlichen
Anlagen ermöglicht.
Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren, das
zugleich den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, wird
diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei horizontaler Anord
nung der Formkasten die Einlagen nach dem Einlegen in den
offenen Unterkasten aufgeheizt werden, unmittelbar an
schließend die Form durch Zulegen des Oberkastens ge
schlossen und daraufhin die Form abgegossen wird, wobei
die Einlagen auf eine solche Temperatur oberhalb der
Solidustemperatur des Aluminiums aufgeheizt werden, daß
ihre Temperatur beim Abgießen der Form im Bereich der
Solidustemperatur liegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt zunächst die Vortei
le der horizontalen Anordnung der Formkasten, wie sie bei
Grauguß-Anlagen bekannt sind, die insbesondere in einem
relativ einfachen Handling und einer hohen Leistung zu
sehen sind. Wie bei Grauguß-Anlagen arbeitet das erfin
dungsgemäße Verfahren mit Unter- und Oberkasten, in denen
je ein Teil der Form abgeformt wird, wobei die Kerne in
der Regel nur in den auf dem Rücken liegenden, offenen
Unterkasten von oben eingelegt werden. Wie die Kerne
oder - im Fall von Motorblöcken - das Kernpaket werden auch die
Einlagen aus dem andersartigen Werkstoff auf entsprechen
den Auflagern eingelegt und am relativ problemlos zugäng
lichen offenen Unterkasten aufgeheizt. Anschließend wird
die Form durch Zulegen des Oberkastens geschlossen und
die Form, die in horizontaler Lage verbleibt oder verti
kal aufgestellt wird, mit der Aluminiumschmelze gefüllt.
Die Einlagen werden auf eine Temperatur aufgeheizt, die
ausreichend oberhalb der Solidustemperatur des Aluminiums
liegt, um die Wärmeabgabe zwischen dem Aufheizen der
Einlagen und dem Abgießen der Form zu kompensieren und
sicherzustellen, daß die Einlagen beim Abgießen noch eine
ausreichend hohe Temperatur im Bereich der Solidustempe
ratur des Aluminiums aufweisen.
Entgegen aller Erwartung läßt sich dies bei den bekannt
hohen Taktzeiten solcher Formanlagen problemlos verwirk
lichen. Die Wärmeabgabe in die Sandform ist wegen der
schlechten Wärmeleitfähigkeit von Formsand relativ ge
ring, so daß Wärme vornehmlich durch Strahlung abgegeben
wird. Da in der geschlossenen Form keine Luftkonvektion
stattfindet, ist der Wärmeverlust in der Form relativ
gering. Dies gilt vor allem bei Laufbüchsen für die
Zylinder von Motorblöcken, da in der Form zwischen der
Außenseite der Laufbüchse und den benachbarten Kernflä
chen nur relativ enge Spalte vorhanden sind.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß die Verweilzeit der
Form zwischen dem Aufheizen der Einlagen und dem Abgießen
der Form sogar einen günstigen Effekt hat. Es ist nämlich
bei dem bekannten Verfahren aufgrund der für das Aufhei
zen zur Verfügung stehenden kurzen Zeit und der vorhande
nen Geometrien kaum möglich, die Einlage über ihre gesam
te Ausdehnung und Wandstärke auf die gleiche Temperatur
zu bringen. Die Verweilzeit beim erfindungsgemäßen Ver
fahren führt zu einem Temperaturausgleich durch Wärmelei
tung innerhalb der Einlage, so daß die Einlage beim
Abgießen über ihre gesamte Ausdehnung die gleiche Tempe
ratur besitzt. Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
notwendige Temperaturüberhöhung beim Aufheizen der Einla
ge liegt im Bereich von 50°C.
Bei Kastenanlagen, insbesondere für Grauguß werden in der
Regel die Gußteilmassen etwa gleichmäßig auf den Unter
kasten und den Oberkasten verteilt. Liegen im konkreten
Fall die Einlagen dann überwiegend in der Unterkastenform
und sind sie beispielsweise nur horizontal zugänglich,
kann es sich empfehlen, die Form mit den Kernen und
Einlagen bezüglich der Formtrennebene von Oberkasten und
Unterkasten so anzuheben, daß die externe Heizeinrichtung
an die Einlagen herangeführt werden kann.
Weist die Form mehrere Einlagen auf, können diese sämt
lich oder gruppenweise mittels einer einzigen Heizein
richtung aufgeheizt werden, indem diese eine der in der
Gruppe vorhandenen Anzahl von Einlagen entsprechende Zahl
von Heizstäben aufweist.
Bei einem horizontalen Kastentransport sind häufig mehre
re Kerneinlegestationen oder Nachbearbeitungsstationen
hintereinander angeordnet. Dies gibt die Möglichkeit, die
Einlagen mehrstufig aufzuheizen bzw. auf Temperatur zu
halten.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist - im Gegensatz zu allen
bekannten Sandform-Verfahren - besonders geeignet zur
Herstellung von Motorblöcken für V-Motoren. Hierbei steht
die Form auf der Seite des Kurbelgehäuses, während der
Oberkasten den oberen Teil des Motorblocks abformt. Das
entsprechende Kernpaket befindet sich also mit den Kernen
und den Zylinderbüchsen oberhalb der horizontalen Form
trennebene so daß die Liner problemlos von oben her für
die Heizeinrichtung, die unter einem entsprechenden
Winkel angeordnete Heizstäbe aufweist, zugänglich sind.
Bei Motorblöcken aus Aluminium für Reihenmotoren, bei
denen die Zylinderbüchsen aus einem verschleißfestem
Gleitwerkstoff bestehen, werden, wie auch bei V-Motoren
die Büchsen in das Kernpaket für den Motorblock einge
setzt. Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen horizontalen
Anordnung der Formkasten wird das Kernpaket mit horizon
taler Achse derart in die Form des Unterkastens einge
legt, daß die horizontal liegenden Zylinderbüchsen ober
halb der Formtrennebene liegen, so daß die externe Heiz
einrichtung horizontal in die Büchsen eingetaucht werden
kann.
Es können im Ober- und Unterkasten wenigstens zwei Motor
block-Formen mit einander zugekehrtem Kurbelgehäuse
abgeformt werden. Vorzugsweise sind jedoch vier Motor
block Formen in paarweiser Anordnung in einem Formkasten
vereinigt. Das erfindungsgemäße Verfahren gibt damit im
Gegensatz zu allen bekannten Verfahren die Möglichkeit
der Cluster-Anordnung.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist weiterhin die
Möglichkeit gegeben, den geschlossenen Formkasten wahl
weise in horizontaler oder vertikaler Lage durch steigen
des Gießen mit der Aluminiumschmelze zu füllen.
Das steigende Gießen von Aluminium hat gegenüber dem
Schwerkraftgießen den Vorteil, daß die Schmelze nicht
turbulent in die Form einläuft, was zu Unregelmäßigkeiten
im Gefüge, zu Oxidhautbildung etc. führen kann. Außerdem
hat das steigende Gießen bei horizontal liegenden Form
kasten Vorteile gegenüber vertikal stehenden Formkasten,
weil die Steighöhe geringer ist und auch bei hohem
Schmelzedurchfluß keine Turbulenzen entstehen, so daß
eine höhere Gießleistung möglich ist.
Sind, wie bevorzugt, die Formen von Motorblöcken paarwei
se aneinander zugekehrt, werden die Formen von der Mitte
des Formkastens her gemeinsam abgegossen.
Bei einer Anlage des eingangs genannten Aufbaus, die dem
Oberbegriff des Anspruchs 10 entspricht, wird die Erfin
dungsaufgabe in vorrichtungstechnischer Hinsicht dadurch
gelöst, daß die Heizeinrichtung an oder nach der Einlege
station angeordnet und aus einer Bereitschaftsstellung in
die Position der Einlagen und zurück verfahrbar ist, und
daß das Zulegegerät unmittelbar hinter der Station mit
der Heizeinrichtung und die Gießstation unmittelbar
hinter dem Zulegegerät angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Anlage befindet
sich zwischen der Station, in der die Einlagen aufgeheizt
werden, und der Gießstation nur eine Position mit dem
Zulegegerät, so daß zwischen dem Aufheizen und dem Ab
gießen nur zwei Arbeitstakte liegen. Da die Form und der
Formkasten keinerlei Öffnungen oder Kanäle für das Ein
führen von Heizstäben od. dgl. aufweisen, kann die Form
mit jedem beliebigen Verdichtungsverfahren hergestellt
werden.
Wie bei herkömmlichen Grauguß-Anlagen können in einer
einzigen Formmaschine wechselweise Oberkasten und Unter
kasten abgeformt werden, die dann wechselweise auf dem
Rücken bzw. auf dem Kopf auf der Transportstrecke geför
dert werden. In den oben offenen Unterkasten werden die
Kerne und Einlagen eingesetzt. Nach der letzten Station
mit der Heizeinrichtung gelangt der Unterkasten in das
Zulegegerät und wird der dort bereits zuvor aufgenommene
Oberkasten auf den Unterkasten unter Schließen der Form
aufgesetzt. Aus dem Zulegegerät läuft dann die Form
zweckmäßigerweise sofort in die Gießstation.
Bei einer anderen bekannten Anlage für Grauguß werden
Unterkasten und Oberkasten getrennt von je einer Form
maschine abgeformt und auf einer eigenen Transportstrecke
weitergefördert. Hierbei gelangen also die Unterkasten
unmittelbar nacheinander in die Kerneinlegestation
oder -stationen. Dies gibt die Möglichkeit, die Einlagen schon
vor der letzten Station aufzuheizen und in den Folgesta
tionen weitere Heizeinrichtungen anzuordnen, um die
Einlagen vorzuheizen, auf Endtemperatur aufzuheizen und
anschließend warmzuhalten.
Die Heizeinrichtung kann zwischen der Kerneinlegestation
und dem Zulegegerät mit dem Unterkasten mitführbar sein,
so daß die Aufheizung während des Transports zwischen
diesen beiden Positionen erfolgt.
Schließlich ist gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgese
hen, daß an der Gießstation einer solchen Anlage ein
Schmelzeofen mit Steigrohr zum Anschluß an den Formkasten
für das steigende Gießen angeordnet ist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand einiger in der
Zeichnung gezeigter Ausführungsbeispiele beschrieben. In
der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt einer
Unterkastenform mit eingelegten
Kernpaketen für die Herstellung von
Motorblöcken für Reihenmotoren;
Fig. 2 einen schematischen Schnitt der
Unterkasten- und Oberkastenform
während des Zulegens des Oberkastens;
Fig. 3 einen schematischen Schnitt einer
Unterkastenform zur Herstellung von
Motorblöcken für V-Motoren ein
schließlich Heizeinrichtung;
Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden
Schnitt von Unterkasten- und Ober
kastenform während des Zulegens des
Oberkastens;
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Teil einer
Formanlage und
Fig. 6 eine Ansicht eines Teils einer ande
ren Ausführung der Formanlage.
Die Zeichnung wird nachfolgend anhand der Herstellung von
Motorblöcken mit eingelegten Zylinderbüchsen, sogenannten
Linern beschrieben, jedoch sind das Verfahren und die
Anlage gemäß der Erfindung auch zur Herstellung beliebi
ger anderer technischer Bauteile aus Aluminiumguß mit
Einlagen anwendbar.
In Fig. 1 ist ein herkömmlicher Unterkasten 1 gezeigt, in
welchem in einer wiederum herkömmlichen Formmaschine die
Unterkastenform 2 durch Verdichten von Formsand über
einem Modell hergestellt wird. Die Herstellung erfolgt in
der Regel auf dem Kopf, also in einer gegenüber der Fig. 1
um 180° gedrehten Position. In der Unterkastenform 2 ist
beim gezeigten Ausführungsbeispiel ferner ein zentraler
Anguß 3 für das steigende Gießen von unten eingeformt,
der über Verteiler 4 Verbindung zu den Formräumen der
Unterkastenform 2 hat.
In die oben offene Unterkastenform 2 sind zwei Kernpakete
5 für die Herstellung von Motorblöcken für Reihenmotoren
eingelegt, und zwar derart, daß die Kerne 6 für das
Kurbelgehäuse einander zugekehrt sind, während sich die
Zylinderkopfseite 7 jeweils außen befindet. In die Zylin
derbohrungen 8 sind die Laufbüchsen (Liner) 9 aus einem
verschleißfestem Gleitmaterial eingesetzt.
An der in Fig. 1 gezeigten Station einer Transportstrecke
befinden sich an gegenüberliegenden Seiten Heizeinrich
tungen 10 mit induktiv arbeitenden Heizstäben 11, die
horizontal in die Liner 9 von außen einfahrbar sind, wie
dies mit Doppelpfeil 12 angedeutet ist. Die Heizstäbe 11
sind vorzugsweise registerartig entsprechend der Anzahl
der Zylinder angeordnet und gemeinsam verfahrbar. Um das
Eintauchen der Heizstäbe 11 zu ermöglichen, sind die
Kernpakete 5 mit ihrer Achse oberhalb der Formtrennebene
angeordnet, also gegenüber ihrer üblichen Lage um etwa
den halben Durchmesser der Liner angehoben. An der Sta
tion gemäß Fig. 1 werden die Liner 9 auf eine Temperatur
aufgeheizt, die oberhalb der Solidustemperatur des Alu
miniums liegt. Ist die gewünschte Temperatur erreicht,
werden die Heizstäbe 11 gezogen und im nächsten Arbeits
takt, wie Fig. 2 zeigt, der Oberkasten 13 mit der Ober
kastenform 14 zugelegt und die Form geschlossen. Die
Oberkastenform 14 kann Steiger 15 und an diesem oder
gegebenenfalls zusätzlich Speiser aufweisen. Die ge
schlossene Form wird dann von unten im steigenden Gießen
über den Anguß 3 abgegossen.
Fig. 3 zeigt wiederum einen Unterkasten 1 mit der Unter
kastenform 2, in diesem Fall jedoch zur Herstellung von
Motorblöcken für V-Motoren. In diesem Anwendungsfall
sitzen die Kernpakete 16 mit dem kurbelseitigen Teil in
der Unterkastenform 2, während die zylinderkopfseitigen
Teile des Kernpakets oberhalb der Formtrennebene freilie
gen. In die Zylinderbohrungen des Kernpaketes 16 sind
wiederum Liner 17 eingesetzt, die mittels entsprechend
winklig angestellter Heizstäbe 18 aufgeheizt werden
können. Die Heizstäbe 18 sitzen gegebenenfalls an nach
innen abgekröpften Zuleitungen, um sie in Achsrichtung
platzsparend ein- und ausfahren zu können. Sind die Liner
17 auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt, wird an
schließend der Oberkasten 13 mit der Oberkastenform 14
zugelegt und die Form geschlossen. Anschließend wandert
der Formkasten in die Gießstation.
Fig. 5 zeigt in Draufsicht einen Ausschnitt auf eine
Formanlage mit einer Formstation 20 und einer daran
anschließenden Transportstrecke 21 mit Kerneinlegestation
22 und einem am Kopf der Transportstrecke 21 angeordneten
Zulegegerät 23, das zugleich die Transportstrecke 21 mit
einer Gieß- und Kühlstrecke 24 mit Gießstation 25 verbin
det. In der Formstation 20 werden wechselweise Unter
kastenformen 2 (Fig. 1 und 3) und Oberkastenformen 14
(Fig. 2 und 4) hergestellt, wobei die Unterkastenform
anschließend gewendet wird, so daß sie nach oben offen
ist. Die Unterkasten- 2 und Oberkastenformen 14 werden
abwechselnd auf die Transportstrecke 21 abgegeben, gelan
gen dort zunächst in eine Einlegestation 26, in der
beispielsweise die Kernpakete 5 mit den Linern 9, bei
spielsweise gemäß Fig. 1 in die Unterkastenform 2 einge
setzt werden. Nach zwei weiteren Transportschritten
gelangen die Uziterkastenformen 2 in die Station 27, in
der die Heizstäbe 11 der Heizeinrichtung 10 horizontal in
die Liner von beiden Seiten eingefahren werden und diese
bis oberhalb der Solidustemperatur aufheizen. Im gleichen
Arbeitstakt ist eine vorlaufende Oberkastenform 14 in das
Zulegegerät 23 gelangt und dort angehoben worden. Nach
Ziehen der Heizstäbe 11 wird im nächsten Arbeitstakt die
Unterkastenform 2 mit den aufgeheizten Linern in das
Zulegegerät 23 gefördert, die dort befindliche Ober
kastenform 14 auf die Unterkastenform 2 aufgesetzt und
der geschlossene Formkasten auf die Transportstrecke 24
transportiert und mittels eines Stoßantriebs 28 in die
Gießstation 15 umgesetzt, in der der geschlossene Form
kasten von unten her über den Anguß 3 und die Verteiler 4
(Fig. 1) von unten steigend abgegossen wird.
Statt nur einer Formmaschine, wie in Fig. 5 gezeigt,
können auch zwei Formmaschinen vorgesehen sein, die an
parallelen Transportstrecken angeordnet sind und jeweils
nur Unterkastenformen bzw. Oberkastenformen herstellen.
Diese wandern dann auf den parallelen Transportstrecken
in der gleichen Richtung zu einem Zulegegerät, das ähn
lich dem Zulegegerät 23 ausgebildet ist und die Trans
portstrecken an ihrem Kopf überbrückt. Ein Teil einer
solchen Anlage ist in Fig. 6 gezeigt, die nur die Trans
portstrecke 29 für die Unterkastenformen wiedergibt, die
in diesem Fall also unmittelbar hintereinander laufen.
Unmittelbar vor dem Zulegegerät 23 ist wiederum eine
Station 27 mit der Heizeinrichtung 10 angeordnet. Unmit
telbar hinter dem Zulegegerät 23 findet sich die Gieß
station 25 mit einem Schmelzeofen und einem nicht gezeig
ten Steigrohr, der gegebenenfalls fahrbar ist, um das
Steigrohr an den unten liegenden Anguß 3 anzuschließen.
Statt der gezeigten Ausführungsbeispiele kann das Ab
gießen der Formen auch in vertikaler Stellung erfolgen,
in die sie hinter dem Zulegegerät aufgestellt werden.
Claims (14)
1. Verfahren zur Herstellung von Gußstücken aus Alumi
nium mit Einlagen (9) aus einem anderen Werkstoff im
Verbundguß, indem Formsand über einem Modell in je
einem (1) von zwei die Form bildenden Formkasten (1,
13) verdichtet wird, in die Form wenigstens eines
Formkastens (1) die Einlagen (9) und gegebenenfalls
Formkerne (5) eingelegt und beide Formkasten (1, 13)
durch Zulegen zu einer Sandform (2, 14) geschlossen
werden, wobei die Einlagen vor dem Abgießen der Form
mittels einer externen Heizeinrichtung (10) auf eine
Temperatur im Bereich der Solidustemperatur des
Aluminiums aufgeheizt werden, dadurch gekennzeich
net, daß bei horizontaler Anordnung der Formkasten
(1, 13) die Einlagen (9) nach dem Einlegen in den
offenen Unterkasten (1) aufgeheizt werden, unmittel
bar anschließend die Form durch Zulegen des Ober
kastens (13) geschlossen und daraufhin die Form (2,
14) abgegossen wird, wobei die Einlagen (9) auf eine
solche Temperatur oberhalb der Solidustemperatur
des Aluminiums aufgeheizt werden, daß sie beim
Abgießen der Form noch eine Temperatur im Bereich
der Solidustemperatur aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Form (2, 14) und die Kerne (5) und Einlagen
(9) bezüglich der Formtrennebene von Oberkasten (13)
und Unterkasten (1) so angeordnet werden, daß die
externe Heizeinrichtung (10) an die Einlagen (9)
herangeführt werden kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet daß die Einlagen (9) einer Form (2, 14)
sämtlich oder gruppenweise mittels der Heizeinrich
tung (10) aufgeheizt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einlagen (9) mehrstufig
aufgeheizt bzw. auf Temperatur gehalten werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur
Herstellung von Motorblöcken für Reihenmotoren,
indem Zylinderbüchsen (9) aus einem verschleißfesten
Werkstoff in das den Motorblock abformende Kernpaket
(5) eingelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kernpaket (5) mit im wesentlichen horizontaler
Achse derart in die Form (2) des Unterkastens (1)
eingelegt wird, daß die horizontal liegenden Zylin
derbüchsen (9) oberhalb der Formtrennebene liegen,
und daß die externe Heizeinrichtung (10) horizontal
in die Zylinderbüchsen eingetaucht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß im Formkasten wenigstens (1, 13) zwei Motor
block-Formen mit einander zugekehrtem Kurbelgehäuse
abgeformt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß im Formkasten (1, 13) vier Motorblock-Formen
paarweise mit einander zugekehrtem Kurbelgehäuse
abgeformt werden.
8. Verfahren nach Anspruche 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die einander zugekehrten Formen von
der Mitte des Formkastens her gemeinsam abgegossen
werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der geschlossene Formkasten (1,
13) in horizontaler oder vertikaler Lage durch
steigendes Gießen mit der Aluminiumschmelze gefüllt
wird.
10. Anlage zur Herstellung von Gußstücken aus Aluminium
mit Einlagen (9) aus einem anderen Werkstoff im
Verbundguß, mit wenigstens einer Formmaschine (20)
zur Herstellung von zweiteiligen Kastenformen,
wenigstens einer Transportstrecke (21) für den
horizontalen Transport von Unterkastenform (2) und
Oberkastenform (14), wenigstens einer an der Trans
portstrecke angeordneten Einlegestation (26) zum
Einlegen von Formkernen (5) und Einlagen (9) in den
Unterkasten (1), einem Oberkasten- (14) und Unter
kastenform (2) zu einer geschlossenen Form (2, 14)
zusammenführenden Zulegegerät (23) und einer an
schließenden Gießstation (25), wobei eine externe
Heizeinrichtung (10) zum Aufheizen der Einlagen (9)
auf eine Temperatur im Bereich der Solidustempera
tur des Aluminiums vorgesehen ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Heizeinrichtung (10) an oder nach
der Einlegestation (26) angeordnet und aus einer
Bereitschaftsstellung in die Position der Einlagen
(9) und zurück verfahrbar ist, und daß das Zulegege
rät (23) unmittelbar hinter der Station (27) mit der
Heizeinrichtung (10) und die Gießstation (25) unmit
telbar hinter dem Zulegegerät (23) angeordnet ist.
11. Anlage nach Anspruch 10 mit je einer Formmaschine
für die getrennte Herstellung von Unterkasten- (2)
und Oberkastenformen (4), je einer an die Formma
schinen angeschließenden Transportstrecke für die
Unterkasten (2) bzw. Oberkastenformen (14), wenig
stens einer Kerneinlegestation (26) an der Unter
kasten-Transportstrecke (29) und einem danach ange
ordneten, beide Transport strecken überbrückenden
Zulegegerät (23), dadurch gekennzeichnet, daß an der
Transportstrecke (29) für die Unterkastenformen (2)
wenigstens an der letzten Station (27) vor dem
Zulegegerät (23) eine externe Heizeinrichtung (10)
angeordnet ist.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
an der Unterkasten-Transportstrecke (29) mehrere
Stationen mit je einer externen Heizeinrichtung (10)
vorgesehen sind.
13. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung zwischen der
Kerneinlegestation (26) und dem Zulegegerät (29) mit
der Unterkastenform (2) mitführbar ist.
14. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß an der Gießstation (25) ein
Schmelzeofen (30) mit Steigrohr zum Anschluß an den
Formkasten (1, 13) für das steigende Gießen angeord
net ist.
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