DE2010465B2 - Kernkasten fur die Herstellung von Formmasken aus einem mit in der Wärme härtendem Bindemittel versetzten Sand 4nm - Google Patents

Description

• Es ist bekannt, Gießereiformen oder Kerne aus Forrumasken zu bilden, die durch das Aushärten einer Formmasse, bestehend aus Sand und in der Wärme aushärtenden Bindemitteln, wie Kunstharze, hergestellt werden. Zur Formgebung der Masken verwendet man unter anderem auch Kernkästen, an deren Oberteilen jeweils Hohlformteile befestigt sind, die in den Modellteile tragenden Unterteilen geführt werden. Es ist üblich, die Ober- und Unterteile direkt zu beheizen, insbesondere durch Gasflammen, welche die äußeren Flächen der Kastenteile anstrahlen. Ist die gewünschte Temperatur des Kernkastens erreicht, so wird der Kernkasten unter die Schießstation mit dem Vorratsbehälter für die Formmasse gebracht, und diese wird unter Druck in den Kernkasten eingeschossen. Der Kernkasten wird dann wieder von der Schießstation entfernt, die Formmasken werden ausgehärtet und dann aus dem Kernkasten entnommen.
• Das Oberteil dieser Kernkasten wird zumeist aus einer Platte gebildet, an deren Unterseite die Hohlformteile befestigt sind. Die Ober- bzw. Außenseite der Platte wird beheizt, und die zugeführte Wärme wird durch Berührung und Konvektion auf die Hohlformteile so lange übertragen, bis diese die zur Aushärtung der Formmasse gewünschte Temperatur erreicht haben. Die in den Kernkasten einströmende kalte Formmasse entzieht aber den Hohlformteilen ständig die zur Aushärtung erforderliche Wärmemenge, so daß eine kontinuierliche Nachheizung erforderlich ist.
• Es zeigte sich nun, daß während der von außen nach innen fortschreitenden Aushärtung der Formmasken Störungen auftreten können, die zu einer Rißbildung im Innern der Formmaske führen. Dadurch ist aber deren Festigkeit, ohne daß man dies von außen feststellen kann, unter Umständen so stark herabgesetzt, daß die Formmaske beim Guß durch den Gießdruck des flüssigen Metalls teilweise oder ganz zerstört werden kann. Sofern dies nicht ein völliges Ausfließen des Metalls und somit einen Verlust des Gußteiles zur Folge hat, können in der Maske Risse auftreten, die sich auf der Oberfläche des fertigen Gußstückes stark markieren und durch erhöhte Putzarbeit wieder beseitigt werden müssen.
• Außerdem leidet die Maßgenauigkeit des Gußteiles darunter.
• Durch die Erfindung wird die Häufigkeit einer Rissebildung innerhalb der Formmasken während der Aushärtung eingeschränkt. Daher sind bei einem Kernkasten für die Herstellung von Formmasken aus einem mit in der Wärme härtendem Bindemittel versetzten Sand, der aus einem jeweils Hohlformteile tragenden Ober- und Modellteile tragenden Unterteil besteht, die auf der oberen Stirnfläche, insbesondere durch Gasflammen, beheizt werden, gemäß der Erfindung im Oberteil des Kernkastens die Hohlformteile, die Platte des Oberteiles durchsetzend, in Aussparungen dieser angeordnet.
• Dadurch erhält man den Vorteil, daß die Hohlformteile des Oberteiles ebenso wie die Platte unmittelbar an ihren den Heizflammen zugekehrten Flächen beheizt werden, so daß der Wärmeübergang zu den konturgebenden Außenflächen der Hohlformteile, an denen die Formmasse aushärtet, nicht behindert ist. Bisher konnten bei der Befestigung der Hohlformteile an der Platte des Oberteiles Luftspalte nicht immer mit Sicherheit ausgeschlossen werden.
• Diese Luftspalte führten jedoch zu Wärmestaus und Wärmespannungen in der Platte des Oberteiles, wodurch sich diese verformen, insbesondere durchbiegen konnte. Da derartige Verformungen durch Wärmespannungen im erhitzten Zustand des Oberteiles jedoch während des Einschießens der Formmasse durch die Anpreßkraft an den Schießkopf aufgehoben werden und noch in diesem Zustand bereits ein äußeres Aushärten der Formmasse stattfindet, führte das Zurückspringen des Oberteils des Kernkastens in die durch die Wärmespannungen gegebene Verformung bei Wegfall der Preßkraft zu einem Abreißen der bereits ausgehärteten Teile der Formmaske von der nicht ausgehärteten Masse und mithin zu einer inneren Rissebildung. Durch den gemäß der Erfindung vorgenommenen Aufbau des Kernkastenoberteiles werden dagegen derartige Wärmespannungen durch die direkte Beheizung der Hohlformteile weitgehend vermieden, so daß eine Ursache für die schädliche Rissebildung innerhalb der Formmasken während des Aushärtens entfällt und diese mithin eingeschränkt wird.
• Außerdem ergibt sich durch die Erfindung der weitere Vorteil, daß durch die direkte Beheizung der Hohlformteile die zugeführte Wärmemenge besser verteilt und ausgenutzt werden kann, so daß zusätzlich eine Ersparung an Heizleistung erzielt wird.
• Es empfiehlt sich weiterhin, bei dem erfindungsgemäß vorgenommenen Aufbau des Oberteiles des Kernkastens die Werkstoffe der Platte des Oberteiles und der Hohlformteile mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit auszuwählen und insbesondere die Hohlformteile aus einem Material mit höherer Wärmeleitfähigkeit als die des Materials der Platte des Oberteiles auszubilden.
• In Durchführung des Erfindungsgedankens ist es ferner besonders vorteilhaft, die Lagerung der Hohlformteile in der Platte des Oberteiles beweglich auszuführen, wobei die Hohlformteile des Oberteiles bei übereinanderliegendem Ober- und Unterteil des Kernkastens von der Kontur des Unterteiles bzw.
• der Modellteile geführt sind. Dadurch können zwischen den Hohlformteilen und der Platte des Oberteiles Relativbewegungen auftreten, ohne irgendwelche Verformungen des einen Teiles auf die umgebenden anderen Teile zu übertragen. Es ergibt sich also noch eine zusätzliche Sicherheit gegen Verlagerungen der Hohlformteile während der Aushärtung, da sich die Platte des Oberteiles nun sogar durchbiegen kann, ohne daß dies auf die Hohlformteile übertragen wird. Man erreicht somit eine weitere Einschränkung der Rissebildung in den Formmasken. Da außerdem die Hohlformteile des Oberteiles von den Konturen des Unterteiles geführt werden, bleibt trotz der beweglichen Lagerung die Maßgenauigkeit der Formmasken erhalten. Die Formmasken besitzen weiterhin die gewünschte Festigkeit, sind standfest und halten den Gießdruck des flüssigen Metalls aus. Dies hat den Vorteil, daß weniger Ausschuß bei den Gußteilen auftritt und damit auch weniger Nacharbeit erforderlich ist.
• Das Spiel in der beweglichen Lagerung der Hohlformteile in der Platte des Oberteiles ist mit Vorteil so zu wählen, daß dadurch die Unterschiede in den Wärmedehnungen der Hohlformteile und der Platte des Oberteiles sowie eine eventuelle Durchbiegung der Platte des Oberteiles ausgeglichen werden. Es ist also ein Spiel in der Ebene der Platte und eines senkrecht dazu vorzusehen.
• Im folgendcn sei die Erfindung an Hand des in den F i g. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch den gemäß der Erfindung ausgebildeten Oberteil eines Kernkastens, F i g. 2 ebenfalls teilweise geschnitten eine Ansicht von unten auf die Lagerung der Hohlformteile.
• In der Platte 1 des Oberteils 2 des Kernkastens sind durchgehende Aussparungen 3 angeordnet, welche die Hohlformteile 4 aufnehmen. Dazu sind die Hohlformteile 4 an mehreren Stellen in der Platte 1 des Oberteils so gelagert, daß deren obere Stirnfläche 5 mit der oberen Stirnfläche 6 der Hohlformteile 4 fluchtet.
• Diese oberen Stirnflächen 5 und 6 werden mit Hilfe von Gasbrennern direkt beheizt, um die Hohlformteile 4 auf die für die Aushärtung der zur Herstellung der Formmasken verwendeten Formmasse erforderliche Temperatur zu bringen. Zur besseren Ausnutzung der Heizleistung besteht die Platte 1 aus einem Material geringerer Wärmeleitfähigkeit als die Hohlformteile4, nämlich z. B. Spezialgrauguß, während für die Hohlformteile 4 geeignete Kupferlegierungen verwendet sind.
• Da im allgemeinen die Platte 1 wesentlich größer ist als die Hohlformteile 4, kann unter Umständen noch eine Durchbiegung der Platte 1 während der Erhitzung auftreten. Damit diese Durchbiegung nicht auf die Hohlformteile 4 übertragen wird, ist die Lagerung der Hohlformteile 4 in der Platte 1 beweglich ausgebildet. An mehreren Stellen sind in einer Aussparung 7 in der Platte 1 Gewindebolzen 8 eingeschraubt, die eine Scheibe 9 tragen. Diese Scheibe 9 greift in eine Aussparung 10 in den Hohlformteilen 1 ein und hält diese damit fest. Dabei ist die Höhe der Aussparung 10 gegenüber der Höhe der Scheibe 9 um so viel größer gewählt, daß das sich daraus ergebende Spiel in Richtung senkrecht zur Ebene der Platte 1 größer oder gleich der möglichen maximalen Durchbiegung der Platte 1 ist. Die Führung des Hohlformteiles 4 bei zusammengesetztem Ober-und Unterteil des Kernkastens erfolgt maßgenau in nicht dargestellter Weise durch die Kontur des Unterteils des Kernkastens z. B. an der Kante 11.
• In der Lagerung ist weiterhin auch in der Ebene der Platte 1 ein Spiel vorgesehen, welches die Differenz zwischen den Wärmedehnungen der Hohlformteile 4 und der Platte 1 des Oberteils 2 ausgleicht.
• Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Hohlformteile 4 direkt an ihrer äußeren Stirnfläche beheizt werden, so daß der Wärmefluß zu den konturgebenden Flächen, an denen die Formmasse anliegt, nicht behindert wird. Außerdem werden Verformungen der Platte 1 infolge der beweglichen Lagerung nicht auf die Hohlformteile 4 übertragen, so daß diese im erhitzten Zustand während der Aushärtung der Formmasken keine Lageänderungen erfahren.
• Die mit diesem Kernkasten hergestellten Formmasken sind daher frei von inneren Rissen, so daß ihre Festigkeit nicht gegenüber den gewünschten Werten abweicht. Außerdem sind die Formmasken maßgetreu, da die Hohlformteile 4 des Oberteils 2 von den Konturen des Unterteiles des Kernkastens geführt werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kernkasten für die Herstellung von Formmasken aus einem mit in der Wärme härtendem Bindemittel versetzten sind, bestehend aus einem jeweils Hohlformteile tragenden Ober- und Modellteile tragenden Unterteil, die auf der äußeren Stirnfläche, insbesondere durch Gasflammen, beheizt werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Oberteil (2) des Kernkastens die Hohlformteile(4), die Platte (1) des Oberteiles (2) durchsetzend, in Aussparungen (3) dieser angeordnet sind.

2. Kernkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Stirnfläche (5) der Platte (1) des Oberteiles (2) und die obere Stirnfläche (6) der Hohlformteile (4) zueinander fluchtend angeordnet sind.

3. Kernkasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Hohlformteile (4) in der Platte (1) des Oberteiles (2) beweglich ausgeführt ist und daß die Hohlformteile (4) des Oberteiles (2) bei übereinanderliegendem Ober- und Unterteil des Kernkastens von der Kontur des Unterteiles bzw. der Modellteile geführt sind.

4. Kernkasten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Hohlformteile (4) in der Platte (1) des Oberteiles (2) in deren Ebene ein Spiel aufweist, das gleich oder größer der maximalen Differenz der Wärmedehnungen der Hohlformteile (4) und der Platte (1) des Oberteiles (2) ist.

5. Kernkasten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Hohlformteile (4) in der Platte (1) des Oberteiles (2) senkrecht zur Ebene der Platte (1) ein Spiel aufweist, das größer oder gleich der maximalen Durchbiegung der Platte (1) des Oberteiles (2) bei maximaler Erwärmung ist.

6. Kernkasten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung der Hohlformteile (4) in der Platte (1) des Oberteiles (2) in dieser Gewindebolzen (8) befestigt sind, die jeweils eine Scheibe (9) tragen, welche mit Spiel in eine Aussparung (10) der Hohlformteile (4) eingreift.

7. Kernkasten nach Anspruch 1 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlformteile (4) aus einem Material mit höherer Wärmeleitfähigkeit als die des Materials der Platte (1) des Oberteiles (2) bestehen.