DE202004017234U1

DE202004017234U1 - Casting thin-wall fine steel components in multi-part mold, removes the casting while over its annealing temperature to be placed immediately in a water bath for cooling

Info

Publication number: DE202004017234U1
Application number: DE202004017234U
Authority: DE
Original assignee: DIHAG DEUTSCHE GIESSEREI und I; DIHAG DEUTSCHE GIESSEREI- und INDUSTRIE-HOLDING AG
Current assignee: DIHAG DEUTSCHE GIESSEREI und I; DIHAG DEUTSCHE GIESSEREI- und INDUSTRIE-HOLDING AG
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2014-11-05

Abstract

The multi-part mold (1) uses a low pressure casting process, to shape a thin-wall steel casting (2). When the casting is removed from the mold, it is immediately placed in a water bath for cooling while it is still at a temperature over the annealing level and preferably 1200-1400[deg]C and placed in the water bath while at a temperature of 1000-1100[deg]C. The mold body (6) is in two half-sections (13,14) and segments (16), with the inner surfaces covered by a layer of molding material (3) to shape the molding zone. The mold body is of a material with a high temperature resistance e.g. graphite, tungsten carbide or steel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gußteil, insbesondere ein dünnwandiges Stahlgußbauteil, und eine mehrteilige Gießform.The Invention relates to a casting, in particular a thin-walled Stahlgußbauteil, and a multi-part mold.

Gußstücke, die häufig eine komplizierte Form haben, werden in der Regel in sogenannten "verlorenen" Formen oder in Dauerformen hergestellt. Beim Gießen in verlorenen Formen, die in der Regel aus einem mineralischen feuerfesten, körnigen Grundstoff wie z. B. Quarzsand oder Chromerzsand sowie einem Bindemittel und oft auch noch aus weiteren Zusätzen zur Verbesserung der Formgrundstoffeigenschaften bestehen, wird die Form nach dem Gießen durch den Auspackvorgang zerstört. Im Zusammenhang mit dem Gießen in verlorenen Formen wird zunächst ein Modell des Gußstückes aus Metall, Holz, Gips oder Kunststoff hergestellt. Das Modell bildet die Außenkontur des Grundstückes ab. Das Modell ist grundsätzlich wiederverwendbar. Zur Herstellung der Gießform wird der obere und untere Teil des Modells in einem Formkasten, nämlich einem Oberkasten und einem Unterkasten, positioniert und mit dem Formgrundstoff umgeben. Nach Verdichtung und Aushärtung des Formgrundstoffes werden die Modellteile aus der Sandform gezogen. Anschließend werden der Ober- und Unterkasten übereinander gesetzt. Die Negativform ist damit fertig gestellt.Castings, the often have a complicated shape, are usually in so-called "lost" forms or in permanent forms produced. When casting in lost forms, usually made of a mineral refractory, grained Basic material such. As quartz sand or chrome ore sand and a binder and often also from other additives to improve the molding base properties After the casting process, the mold will be replaced by the unpacking process destroyed. In connection with the casting in lost forms becomes first a model of the casting of metal, Made of wood, plaster or plastic. The model forms the outer contour of the property from. The model is basically reusable. For the production of the mold, the upper and lower part of the model in a molding box, namely a top box and a sub-box, positioned and surrounded with the molding material. After compaction and curing of the basic molding material, the model parts are pulled out of the sand mold. Subsequently the top and bottom boxes are placed one above the other. The negative form is finished with it.

Insbesondere bei hochschmelzenden Legierungen auf Fe-Basis wird das Gießen mit verlorenen Formen eingesetzt. Nachteil beim Gießen mit verlorenen Formen ist, daß nach jedem Gießvorgang nicht nur eine neue Gießform hergestellt werden muß, sondern daß die Wiederaufbereitung bzw. Entsorgung des Formgrundstoffes nach dem Gießen mit einem hohen anlagentechnischen und finanziellen Aufwand verbunden ist. Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang insbesondere, daß die Formkästen zur Herstellung der Formen üblicherweise ein Standardformat haben, so daß gerade bei kleinen Gußteilen eine verhältnismäßig große Menge an Formgrundstoff benötigt wird, um die Form herstellen zu können.Especially in Fe-based refractory alloys casting is associated with used lost forms. Disadvantage of casting with lost forms, that after every casting process not just a new mold must be made, but that the Reprocessing or disposal of the molding material after the to water associated with a high technical and financial expense is. Of importance in this context, in particular, that the molding boxes for the production the forms usually have a standard format, so that just for small castings one relatively large amount needed on mold base to make the mold.

Ein weiterer Nachteil beim Gießen mit verlorenen Formen besteht darin, daß Kühlsegmente nicht exakt positioniert werden können. Kühlsegmente werden in einer verlorenen Form üblicherweise zum Aufbau eines Temperaturgradienten und zur Einstellung einer gelenkten Erstarrung eingesetzt. Hierdurch soll beginnend von der "Endzone" eines Gußteils der Speisungsfluß zur "Speiserzone" erleichtert werden. Kühlsegmente werden lose am Modell im jeweiligen Kasten angelegt und durch den sie umgebenden Formgrundstoff fixiert. Während der Verdichtung des Formgrundstoffes kann dabei die exakte Positionierung des Kühlsegments verlorengehen. Die exakte Positionierung von Kühlsegmenten ist aber gerade beim Gießen von dünnwandigen Gießteilen von erheblicher Bedeutung.One further disadvantage when casting with lost shapes is that cooling segments are not exactly positioned can be. cooling segments become in a lost form usually for Construction of a temperature gradient and for setting a steered Solidification used. As a result, starting from the "end zone" of a casting of the Supply flow to the "Feiserzone" be facilitated. cooling segments are loosely attached to the model in the respective box and by the fixed them surrounding molding material. During the compaction of the molding material In this case, the exact positioning of the cooling segment can be lost. The exact positioning of cooling segments is but just when pouring of thin-walled castings of considerable importance.

Beim Gießen in Dauerformen lassen sich tausende bis hunderttausende Abgüsse mit derselben Formeinrichtung erzielen. Dauerformen haben eine hervorragende Bedeutung für die vergleichsweise niedrigschmelzenden Nichteisenmetall-Gußwerkstoffe erlangt, da die thermische Beanspruchung, die den Dauerformen Grenzen setzt, aufgrund relativ niedriger Gießtemperaturen für NE-Metalle akzeptabel ist. Gußeisenwerkstoffe und Stahl können zwar grundsätzlich auch in Dauerformen abgegossen werden, jedoch ist der damit verbundene Kostenaufwand zur Fertigung und Wartung bedingt durch die verwendeten Formwerkstoffe (z. B. Graphit, Sintermetalle, keramische Materialien) sehr hoch. Zum Gießen von Gußeisenwerkstoffen und Stahl geeignete Dauerformen sind daher sehr teuer und aufgrund der hohen thermischen Belastung sich zum Teil ergebender Risse oder aufgrund lokalen Aufschmelzens der Form sehr verschleißanfällig.At the to water in permanent forms can be thousands to hundreds of thousands of casts with achieve the same mold device. Permanent molds have an excellent Meaning of the comparatively low-melting non-ferrous metal casting materials attained as the thermal stress that limits the permanent forms sets due to relatively low casting temperatures for non-ferrous metals is acceptable. cast iron materials and steel can though basically also be poured into permanent forms, however, is the associated Cost of production and maintenance due to the used Molding materials (eg graphite, sintered metals, ceramic materials) very high. To pour of cast iron materials and steel suitable permanent molds are therefore very expensive and due the high thermal load partly resulting cracks or due to local melting of the mold very susceptible to wear.

Aufgrund der vorstehenden Probleme ist es bisher noch nicht gelungen, zu einer kostengünstigen Serienfertigung dünnwandiger Stahlgußbauteile zu kommen. Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang auch, daß weitere Kosten bei der Herstellung des Gußteils dadurch entstehen, daß das Gußteil nach dem Gießen einer separaten Wärmebehandlung zu unterziehen ist, um bestimmte Werkstoffeigenschaften zu erzielen. Die Wärmbehandlung erfolgt in der Regel, nachdem das Gußteil gegossen und gereinigt worden ist. Die Reinigung erfolgt üblicherweise nach der Abkühlung des Gußteils auf Raumtemperatur. Nach der Reinigung erfolgt ein Wärmebehandlungsschritt mit genau vorgegebenen Verfahrensbedingungen, was entsprechend aufwendig und mit einem hohen Energiebedarf verbunden ist.by virtue of the above problems have not yet been successful, too a cost-effective series production thin-walled Stahlgußbauteile get. Of importance in this context is that more Cost incurred in the production of the casting by the fact that the casting after the casting a separate heat treatment undergo to achieve certain material properties. The heat treatment is usually done after the casting is poured and cleaned has been. The cleaning usually takes place after the cooling of the casting to room temperature. After cleaning, a heat treatment step with exactly given process conditions, which is correspondingly expensive and is associated with a high energy requirement.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Gußteil aus Gußeisenwerkstoffen und Stahl, insbesondere Edelstahl zur Verfügung zu stellen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist.task The present invention is therefore a casting of cast iron materials and to provide steel, in particular stainless steel, that simple and cost-effective can be produced.

Die vorgenannte Aufgabe ist bei einem Gußteil der eingangs genannten Art erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Gußteil durch ein Niederdruckgießverfahren unter Verwendung einer mehrteiligen Gießform herstellbar ist, wobei das Gußteil unmittelbar nach der Entnahme aus der Gießform mit einer Temperatur oberhalb der Glühtemperatur einem Wasserbad zugeführt und dort abgekühlt wird. Bei der Erfindung erfolgt die Wärmebehandlung und Abkühlung des Gußteils also unmittelbar nach dem Gießen, bevor weitere Ver- und Bearbeitungsschritte am Gußteil durchgeführt werden. Letztlich wird bei der Erfindung das durch das Gießen vorhandene Temperaturniveau des Gußteils ausgenutzt, um eine ergänzende Wärmebehandlung einzusparen. Nach dem Gießen hat das Gußteil bei einer Temperatur oberhalb der Glühtemperatur homogene Materialeigenschaften. Durch die anschließende gesteuerte Abkühlung im Wasserbad lassen sich dann gewünschte Materialeigenschaften erzielen.The above object is achieved according to the invention in a casting of the type mentioned essentially in that the casting is produced by a Niederdruckgießverfahren using a multi-part mold, wherein the casting immediately after removal from the mold with a temperature above the annealing temperature fed to a water bath and cooled down there. In the invention, the heat treatment and cooling of the casting thus takes place immediately after casting, before further processing and processing steps are performed on the casting. Finally, in the invention, the existing by the casting temperature level of the casting is used to einzu a supplementary heat treatment save up. After casting, the casting has homogeneous material properties at a temperature above the annealing temperature. By the subsequent controlled cooling in a water bath then desired material properties can be achieved.

Um das Gußteil unmittelbar dem Wasserbad mit einer Temperatur oberhalb der Glühtemperatur zuführen zu können, ist das erfindungsgemäße Gußteil dadurch herstellbar, daß das Gußteil mit einer Temperatur zwischen 1200 und 1400 °C der Gießform entnommen wird. Bei einer derartigen Temperatur ist unter Berücksichtigung der Zeitdauer vom Öffnen der Gießform, der Entnahme des Gußteils und der Zuführung des Gußteils zum Wasserbad gewährleistet, daß das Gußteil noch mit einer Temperatur zwischen 1000 und 1100 °C dem Wasser zugeführt wird.Around the casting directly to the water bath at a temperature above the annealing temperature can, is the casting according to the invention thereby can be produced that the casting is removed with a temperature between 1200 and 1400 ° C of the mold. At a such temperature is taking into account the time period from opening the mold, the removal of the casting and the feeder of the casting ensures the water bath, that this casting still with a temperature between 1000 and 1100 ° C the water is supplied.

Um in jedem Falle sicherzustellen, daß das Gußteil mit einer Temperatur oberhalb der Glühtemperatur dem Wasserbad zugeführt wird, ist es von besonderem Vorteil, daß das Gußteil nach der Entnahme aus der Gießform und vor der Abkühlung im Wasserbad eine Temperaturregelstrecke durchläuft. Hierbei sollte vorgesehen sein, daß das Gußteil bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur unmittelbar dem Wasserbad zugeführt wird, während bei Unterschreiten der vorgegebenen Grenztemperatur eine zusätzliche Erwärmung durchgeführt wird.Around In any case, ensure that the casting with a temperature above the annealing temperature supplied to the water bath is, it is of particular advantage that the casting after removal from the mold and before cooling off goes through a temperature control in a water bath. This should be provided be that that casting when crossing a predetermined limit temperature is supplied directly to the water bath, while at Fall below the predetermined limit temperature an additional warming carried out becomes.

Da es grundsätzlich erforderlich sein kann, das Gußteil eine längere Zeit in der Gießform zu halten, so daß sich eine stärkere Abkühlung ergibt, bietet es sich in diesen Fällen an, das Gußteil nach der Entnahme aus der Gießform vor der Abkühlung im Wasserbad grundsätzlich auf eine Temperatur oberhalb der Glühtemperatur zu erwärmen. Die Erwärmung sollte grundsätzlich induktiv erfolgen. In jedem Falle sollte aber gewährleistet sein, daß der Gießvorgang derart gesteuert ist, daß eine Abkühlung des Gußteils nach Entnahme aus der Gießform auf eine Temperatur von kleiner 600 °C verhindert wird.There it basically may be required, the casting a longer one Time in the mold to hold so that a stronger one Cooling results, it is advisable in these cases, the casting after the removal from the mold before cooling off in a water bath basically to heat to a temperature above the annealing temperature. The warming should basically inductively. In any case, but should be guaranteed be that the casting process is controlled such that a Cooling of the casting after removal from the mold is prevented to a temperature of less than 600 ° C.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Gußteils erfolgt insbesondere unter Verwendung einer Gießform mit einem äußeren ersten Formträger, einem äußeren zweiten Formträger und einem zwischen den Formträgern angeordneten Formkörper und einer auf dem Formkörper zumindest bereichsweise aufgebrachten inneren Schicht aus Formgrundstoff zur Bildung des Gießhohlraums. Zum einen läßt sich eine derartige Gießform nach dem Gießen sehr schnell öffnen, so daß zu starke Wärmeverluste bzw. eine zu starke Abkühlung des Gußteils durch zu langes Verbleiben des Gußteils in der Gießform ausgeschlossen werden kann. Zum anderen ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik weitere wesentliche Vorteile, obwohl es sich bei der vorgenannten Gießform vom Typ her auch um eine verlorene Form handelt.The Production of the casting according to the invention is carried out in particular using a casting mold with an outer first Mold carrier, an outer second mold carrier and one between the mold carriers arranged moldings and one on the molding at least partially applied inner layer of molding material to form the casting cavity. For one thing can be such a mold after the pouring open very fast, so that too strong heat losses or too much cooling of the casting Too long stay of the casting in the mold can be excluded. On the other hand arise opposite to the State of the art further significant advantages, although it is at the aforementioned mold Type is also a lost form.

Bedingt durch den zwischen den Formträgern angeordneten Formkörper, der bereits die Negativform bzw. den Gießhohlraum zumindest im wesentlichen vorgibt, ist lediglich eine geringere Menge an Formgrundstoff zur Herstellung der eigentlichen Negativform erforderlich. Daher fällt im Gegensatz zum Stand der Technik auch nur eine geringere Menge an Formgrundstoff bei jedem Gießvorgang an. Dies ist vor allem bei dünnwandigen Gußteilen mit einer Wandstärke zwischen 1 und 10 mm von Bedeutung. Beim Gießen derartiger dünnwandiger Gußteile fällt nämlich auch nur eine geringere Wärmemenge an, die vom Formgrundstoff während der Erstarrung aufgenommen werden muß. Der Binder des Formgrundstoffes verbrennt daher nur in einer Tiefe von wenigen Zentimetern. Bei der Erfindung wird nun genau dieser Umstand ausgenutzt und dementsprechend die Schichtdicke des aufgebrachten Formgrundstoffes in Abhängigkeit der Wandstärke des zu gießenden Gußteils und/oder in Abhängigkeit des Erstarrungsverhaltens oder Temperatur der in die Gießform eingebrachten Schmelze gewählt. Hierdurch ist letztlich im optimalen Fall auch nur die Menge an Form grundstoff nötig, die aus technischen Gründen beim Gießen erforderlich ist. Demgegenüber ist es beim Stand der Technik so, daß gerade bei kleinen oder dünnwandigen Gußteilen erhebliche Mengen an Formgrundstoff, der nach dem Gießen an sich noch gebrauchsfähig wäre, der Wiederaufbereitung zugeführt werden. Dies ist nicht nur mit erhöhten und an sich nicht erforderlichen Kosten für den Formgrundstoff verbunden, sondern auch mit einem hohen anlagentechnischen Aufwand zur Wiederaufbereitung. Auch fallen höhere Energiekosten an. Darüber hinaus ist auch die Auslegung der Sandaufbereitung der Gießerei aufgrund der großen anfallenden Sandmengen aufwendiger. Schließlich entstehen beim Stand der Technik große Mengen an Stäuben, was nicht nur eine Umweltbelastung nach sich ziehen kann, sondern auch erhöhte Kosten für die Deponierung.conditioned through the between the mold carriers arranged moldings, the already the negative mold or the casting cavity at least substantially pretends is only a smaller amount of molding material for Production of the actual negative mold required. Therefore, in contrast to The prior art also only a smaller amount of molding material every time you pour at. This is especially true for thin-walled castings with a wall thickness between 1 and 10 mm of importance. When casting such thin-walled Castings also fall only a smaller amount of heat, those from mold base during the solidification must be recorded. The binder of the molding material therefore burns only at a depth of a few centimeters. at The invention will now be taken advantage of this fact and accordingly the layer thickness of the applied mold base material in dependence the wall thickness of the to be poured casting and / or depending the solidification behavior or temperature of the introduced into the mold Melt selected. As a result, in the best case, only the amount of form is basic material necessary, for technical reasons to water is required. In contrast, it is in the prior art so that just for small or thin-walled castings significant amounts of molding material, after casting itself still usable that would be Reprocessing supplied become. This is not just elevated and not necessary costs for connected to the molding material, but also with a high technical equipment Effort for reprocessing. There are also higher energy costs. Furthermore is also due to the design of the sand processing of the foundry the big consuming amounts of sand consuming. Finally arise in the state of Technology great Amounts of dusts, which can not only cause an environmental impact, but also increased costs for the landfill.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Gießform mit einem erfindungsgemäßen Formkörper bietet aber noch weitere Vorteile. Da der Formkörper, der die Negativgrundform bereit vorgibt, bereits ein Großteil des Volumens zwischen den Formträgern ausmacht und folglich nur geringe Sandmengen zur Herstellung einer Gießform erforderlich sind, können erheblich geringere Taktzeiten zur Herstellung der Gießform erzielt werden. Des weiteren ist es bei der erfindungsgemäßen Gießform ohne weiteres möglich, Kühlsegmente am Formträger oder am Formkörper zu befestigen, so daß sich eine exakte Positionierung ergibt, was, wie eingangs ausgeführt, gerade zur Fertigung von dünnwandigen Formgußteilen wesentlich ist. Im übrigen ist es auch ohne weiteres möglich, daß der Formkörper – bei entsprechender Materialwahl – zumindest bereichsweise selbst die Funktion eines Kühlsegmentes übernimmt, nämlich in Bereichen, die nicht oder nur mit einer geringen Schicht an Formgrundstoff beschichtet sind.However, the use of the casting mold according to the invention with a shaped body according to the invention offers even further advantages. Since the molded body, which provides the negative base ready, already accounts for a large part of the volume between the mold carriers and consequently only small quantities of sand are required for the production of a mold, significantly lower cycle times for the production of the mold can be achieved. Furthermore, it is in the mold according to the invention readily possible to attach cooling segments on the mold carrier or on the molding, so that there is an exact positioning, which, as stated above, just for the production of thin-walled castings is essential. Moreover, it is also readily possible that the molding - at least partially even with the appropriate choice of material Function of a cooling segment takes over, namely in areas that are not or only coated with a small layer of molding material.

Geringe Taktzeichen lassen sich dabei insbesondere dadurch realisieren, daß das Aufbringen der Formgrundstoffschicht auf den Formkörper bzw. die einzelnen Formkörperhälften luftstromunterstützt erfolgt. Hierdurch kann auch ohne weiteres die Stärke der Sandschicht entsprechend den Erfordernissen einer gelenkten Erstarrung eingestellt werden. Nach dem Aufbringen der Schicht werden die Formkörperhälften dann aufeinander aufgesetzt, so daß die Gießform geschlossen ist.low Clock characters can be realized thereby in particular that this Applying the mold base layer on the molding or the individual moldings halves air flow assisted takes place. As a result, the thickness of the sand layer can also be adjusted accordingly be adjusted to the requirements of a controlled solidification. After applying the layer, the shaped body halves are then placed on each other, so that the mold is closed is.

Im übrigen ist festgestellt worden, daß bei Verwendung von metallischen und/oder keramischen Formträgern und einem metallischen Formkörper sich eine erhebliche Stabilisierung der Form ergibt, was gerade für die Fertigung dünnwandiger Gußteile von Bedeutung ist, wo enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden müssen.Otherwise it is been found to be in use of metallic and / or ceramic mold carriers and a metallic one Shaped body itself Significant stabilization of the mold results, which is just for the manufacturing thin-walled Castings of Importance is where tight manufacturing tolerances must be met.

Von besonderem Vorteil im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist es, den Formkörper modular aufzubauen, so daß sich dieser aus einer Mehrzahl von Formkörpersegmenten zusammensetzt. Durch diesen modularen Aufbau ist es in einfacher Weise möglich, einzelne Module zu ergänzen und damit die Negativgrundform für den Gießhohlraum vorzugeben. Die endgültige Negativform wird dann durch den Formgrundstoff, soweit dieser auf dem Formkörper aufgebracht ist, gebildet.From particular advantage in connection with the present invention is it, the molding build modular so that this composed of a plurality of molded body segments. Due to this modular structure, it is possible in a simple manner, individual Modules to complete and thus the negative basic form for the casting cavity pretend. The final Negative mold is then through the mold base, as far as this up the shaped body is applied, formed.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.preferred Embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigtfollowing become preferred embodiments the invention explained with reference to the drawing. It shows

1 eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform, 1 a cross-sectional view of a first embodiment of a mold according to the invention,

2 eine weitere Querschnittsansicht der Gießform aus 1, 2 another cross-sectional view of the mold 1 .

3 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform, 3 a cross-sectional view of a second embodiment of a mold according to the invention,

4 eine weitere Querschnittsansicht der Gießform aus 3, 4 another cross-sectional view of the mold 3 .

5 eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform, 5 a cross-sectional view of a third embodiment of a mold according to the invention,

6 eine weitere Querschnittsansicht der Gießform aus 5, 6 another cross-sectional view of the mold 5 .

7 eine Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform, 7 a cross-sectional view of a fourth embodiment of a mold according to the invention,

8 eine weitere Querschnittsansicht der Gießform aus 7, 8th another cross-sectional view of the mold 7 .

9 eine Querschnittsansicht einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform, 9 a cross-sectional view of a fifth embodiment of a mold according to the invention,

10 eine weitere Querschnittsansicht der Gießform aus 9, 10 another cross-sectional view of the mold 9 .

11 eine Querschnittsansicht einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform und 11 a cross-sectional view of a sixth embodiment of a mold according to the invention and

12 eine Querschnittsansicht einer siebten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform. 12 a cross-sectional view of a seventh embodiment of a mold according to the invention.

Bevor nachfolgend im einzelnen auf das erfindungsgemäße Gußteil 2 eingegangen wird, darf zunächst eine Gießform 1 beschrieben werden, die besonders zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gußteils 2 geeignet ist.Before below in detail on the casting according to the invention 2 is first allowed, a mold 1 which are particularly suitable for the production of the casting according to the invention 2 suitable is.

In den einzelnen Figuren ist jeweils eine Gießform 1 zur Herstellung eines Gußteils 2 unter Verwendung von Formgrundstoff 3 dargestellt. Bei dem Formgrundstoff handelt es sich in an sich bekannter Weise um mineralisches, feuerfestes, körniges Material, wie Sand, mit Bindemittel und gegebenenfalls weiteren Zusätzen. Durch die Verwendung von Formgrundstoff handelt es sich bei der Gießform 1 dem Grunde nach um eine Form des Typs "verlorene Form".In each of the figures is a mold 1 for the production of a casting 2 using mold base 3 shown. The molding base material is, in a manner known per se, mineral, refractory, granular material, such as sand, with a binder and optionally further additives. The use of mold base material is the casting mold 1 basically a form of the type "lost form".

Die Gießform 1 weist einen äußeren ersten Formträger 4 und einen äußeren zweiten Formträger 5 auf. Bei den Formträgern 4 und 5 handelt es sich um die obere und untere Begrenzung der Gießform 1 bei horizontaler Anordnung. Es versteht sich, daß die Gießform selbstverständlich auch schräg oder aber vertikal angeordnet werden kann. Bei vertikaler Anordnung der Gießform 1 befinden sich die Formträger 4, 5 ebenfalls außen, sind dann aber rechts und links angeordnet. Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich in gleicher Weise auf die Rechts-Links-Anordnung der Formträger, wenngleich lediglich die Oben-Unter-Anordnung der Formträger dargestellt und beschrieben ist. Gleiches gilt im übri gen für die nachfolgend nach näher beschriebenen Formkörperhälften 13, 14. Zwischen den Formträgern 4, 5 befindet sich ein Formkörper 6, der üblicherweise aus Metall besteht, aber zumindest bereichsweise auch aus Keramik bestehen kann. Der Formkörper 6 liegt mit seinen Außenseiten 7, 8 an den Innenflächen 9, 10 der Formträger 4, 5 an. Die Innenfläche 11 des Formkörpers 6 ist profiliert und entspricht zumindest im wesentlichen der Außenkontur des Gußteils 2. Die Innenfläche 11 des Formkörpers 6 bildet damit eine Negativ-Vorform oder eine äußere Vorform. Auf die Innenfläche 11 des Formkörpers 6 ist zumindest teilweise eine Schicht 12 des Formgrundstoffs 3 zur Bildung des im einzelnen nicht bezeichneten Gießhohlraums aufgebracht. Die Schichtdicke variiert von 0 mm bis maximal 100 mm und kann jeden dazwischenliegenden Wert aufweisen, ohne daß eine Aufzählung im einzelnen erforderlich wäre.The mold 1 has an outer first mold carrier 4 and an outer second mold carrier 5 on. With the mold carriers 4 and 5 it is the upper and lower boundary of the mold 1 with horizontal arrangement. It is understood that the mold can of course be arranged obliquely or vertically. With vertical arrangement of the mold 1 are the mold carriers 4 . 5 also outside, but are then arranged right and left. The following statements relate equally to the right-left arrangement of the mold carrier, although only the top-bottom arrangement of the mold carrier is shown and described. The same applies in übri conditions for the below described in more detail moldings halves 13 . 14 , Between the mold carriers 4 . 5 there is a molding 6 , which is usually made of metal, but at least partially can also be made of ceramic. The molded body 6 lies with his outsides 7 . 8th on the inner surfaces 9 . 10 the mold carrier 4 . 5 at. The inner surface 11 of the molding 6 is profiled and corresponds at least substantially to the outer contour of the casting 2 , The inner surface 11 of the molding 6 thus forms a negative preform or outer preform. On the inner surface 11 of the molding 6 is at least partially a layer 12 of the molding material 3 applied to the formation of the individually not designated casting cavity. The layer thickness varies from 0 mm to a maximum of 100 mm and may have any value in between, without the need for an enumeration in detail.

Obwohl in den einzelnen Figuren die gesamte Innenfläche des Formkörpers 6 mit Formgrundstoff 3 beschichtet ist, darf darauf hingewiesen werden, daß aus gießtechnischen Gründen es grundsätzlich auch möglich ist, einzelne Flächenbereiche nicht zu beschichten. Hierauf wird nachfolgend noch näher eingegangen. Im übrigen ist es bei den dargestellten Ausführungsformen so, daß die Schicht 12 aus Formgrundstoff 3 zum Teil auch unmittelbar auf die Innenfläche 10 des unteren Formträgers 5 aufgebracht ist. Dies ist selbstverständlich bei bestimmten Gußteilen 2 auch im Bereich des oberen Formträgers 4 möglich, wenngleich dies vorliegend nicht dargestellt ist.Although in the individual figures, the entire inner surface of the molding 6 with molding material 3 is coated, it may be noted that, for casting-technical reasons, it is also possible in principle not to coat individual surface areas. This will be discussed in more detail below. Moreover, it is in the illustrated embodiments so that the layer 12 from molding material 3 partly also directly on the inner surface 10 of the lower mold carrier 5 is applied. This is of course with certain castings 2 also in the area of the upper mold carrier 4 possible, although this is not shown here.

Wie sich aus den einzelnen Figuren ergibt, weist der Formkörper 6 eine erste Formkörperhälfte 13 und eine zweite Formkörperhälfte 14 auf. Die obere Formkörperhälfte 13 ist dabei am oberen Formträger 4 befestigt, während die untere Formkörperhälfte 14 am unteren Formträger 5 befestigt ist. Im geschlossenen Zustand der Gießform 1 liegen die Formkörperhälften 13, 14 jedenfalls in ihrem äußeren Randbereich 15 aufeinander auf, so daß die Gießform 1 in diesem Bereich geschlossen ist.As can be seen from the individual figures, the shaped body 6 a first mold half 13 and a second mold half 14 on. The upper mold half 13 is on the upper mold carrier 4 fastened while the lower mold half 14 on the lower mold carrier 5 is attached. In the closed state of the mold 1 are the mold halves 13 . 14 at least in its outer edge area 15 on top of each other so that the mold 1 closed in this area.

Vor allem aus den 11 und 12 ergibt sich, daß der Formkörper 6 eine Mehrzahl von insbesondere modular aufgebauten Formträgersegmenten 16 aufweist. Durch den modularen Aufbau ist es möglich, bedarfsweise einzelne Formkörpersegmente 16 zu ergänzen oder zu entfernen, um eine Variation der Dicke der Schicht 12 zu erzielen, um den Erfordernissen einer gelenkten Erstarrung ge recht zu werden. Modular bedeutet vorliegend jedenfalls auch, daß die Formkörpersegmente 16 baukastenartig aufgebaut sind, also die Längen, Breiten und/oder Höhen der einzelnen Formkörpersegmente 16 aufeinander in ihren Abmaßen abgestimmt sind, was bedeutet, daß ein bestimmtes Grundmaß n vorgesehen ist und alle Ausmaße ein ganzzahliges Vielfaches vom Grundmaß n sind. Die einzelnen Formkörperelemente 16 sind jeweils mit dem jeweiligen Formträger 4, 5 fest verbunden. Ist es zur Realisierung einer bestimmten Negativform bzw. Negativvorform erforderlich, Formkörperelemente 16 aufeinander anzuordnen, versteht es sich, daß in diesem Falle die betreffenden Formkörperelemente 16 aufeinander befestigt, insbesondere verschraubt sind. Im übrigen können an den Außenseiten 7, 8 der Formkörpersegmente 16 sowie an den Innenflächen 9, 10 der Formträger 4, 5 entsprechende Führungselemente, wie Zapfen und Nuten vorgesehen sein, um eine exakte Positionierung der einzelnen Formkörpersegmente 16 bzw. der Formkörperhälften 13, 14 an den Formträgern 4, 5 zu gewährleisten. Aufgrund des modularen Aufbaus des Formkörpers 6 ist es ohne weiteres möglich, entsprechende stets passende Führungs- oder Positionierelemente an den betreffenden Bauteilen vorzusehen.Especially from the 11 and 12 it follows that the molding 6 a plurality of in particular modular mold carrier segments 16 having. Due to the modular structure, it is possible, if necessary, individual shaped body segments 16 to supplement or remove a variation of the thickness of the layer 12 in order to meet the requirements of controlled solidification. In the present case, modular means in any case also that the shaped body segments 16 are built modular, so the lengths, widths and / or heights of the individual molded body segments 16 are matched in their dimensions, which means that a certain basic measure n is provided and all dimensions are an integer multiple of the basic measure n. The individual molded body elements 16 are each with the respective mold carrier 4 . 5 firmly connected. Is it necessary for the realization of a certain negative form or negative preform, molded body elements 16 to arrange one another, it is understood that in this case the respective shaped body elements 16 fastened to each other, in particular screwed. Otherwise, on the outside 7 . 8th the molded body segments 16 as well as on the inner surfaces 9 . 10 the mold carrier 4 . 5 corresponding guide elements, such as pins and grooves may be provided to an exact positioning of the individual molded body segments 16 or the molded body halves 13 . 14 on the mold carriers 4 . 5 to ensure. Due to the modular structure of the molding 6 It is readily possible to provide appropriate always appropriate guide or positioning on the relevant components.

In den einzelnen Ausführungsbeispielen sind die Formkörpersegmente 16 als massive Blöcke ausgeführt. Die massive Ausführung führt zu einem vergleichsweise hohen Gewicht sowohl des Oberkastens 17, der sich aus dem oberen Formträger 4, der oberen Formkörperhälfte 13 und der aufgebrachten Schicht 3 zusammensetzt, als auch des Unterkastens 18, der den unteren Formträger 5, die untere Formkörperhälfte 14 und die darauf aufgebrachte Schicht 12 aufweist. Für bestimmte Anwendungsfälle ist ein vergleichsweise hohes Gewicht jedenfalls des Oberkastens von Vorteil. In den dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Gießform 1 beim Niederdruckgießen eingesetzt. Das Befüllen der Gießform 1 erfolgt von unten her, nämlich über eine üblicherweise als Anschnitt bezeichnete Öffnung 19 in dem unteren Formträger 5. Durch die massive Ausführung der oberen Formkörperhälfte 13 und das daraus resultierende hohe Eigengewicht kann ein "Aufschwimmen" des Oberkastens 17 beim Gießen verhindert werden. Zusätzliche Mittel zum Niederhalten des Oberkastens 17 oder aber eine Verklammerung der Gießform 1 kann eingespart werden.In the individual embodiments, the shaped body segments 16 executed as massive blocks. The massive design leads to a relatively high weight of both the upper box 17 that is from the upper mold carrier 4 , the upper mold half 13 and the applied layer 3 composed as well as the sub-box 18 , the lower mold carrier 5 , the lower mold half 14 and the layer applied to it 12 having. For certain applications, a comparatively high weight of the upper box is of advantage. In the illustrated embodiments, the mold 1 is used in low-pressure casting. Filling the mold 1 takes place from below, namely via an opening, usually referred to as a gate 19 in the lower mold carrier 5 , Due to the massive design of the upper mold half 13 and the resulting high dead weight can be a "floating" of the top box 17 be prevented during casting. Additional means to hold down the top box 17 or a clamping of the mold 1 can be saved.

Nicht dargestellt ist, daß die Formkörpersegmente 16 auf der dem jeweiligen Formträger 4, 5 zugewandten Seite zur Gewichtsersparnis auch mit Hohlräumen, Ausnehmungen und dergleichen versehen sein können. Hierdurch läßt sich dann eine Gewichtsersparnis erzielen, sofern dies – je nach Gießverfahren bzw. Anwendung – gewünscht und erforderlich ist.It is not shown that the shaped body segments 16 on the respective mold carrier 4 . 5 facing side to save weight can also be provided with cavities, recesses and the like. As a result, can then achieve a weight savings, if this - depending on the casting process or application - desired and required.

Bei der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist es so, daß am Formkörper 6 auf der Innenfläche 11, also auf der dem Formgrundstoff 3 zugewandten Seite Fixierhilfen 20 zur Verhinderung des unbeabsichtigten Ablösens des Formgrundstoffs 3 vom Formkörper 6 vorgesehen sind. Bei den Fixierhilfen 20 handelt es sich beispielsweise um Vorsprünge in An von Moniereisen, die ein Ablösen des Formsandes durch auftretende Erschütterungen im Gießereibetrieb verhindern sollen. Statt Moniereisen ist es grundsätzlich auch möglich, Fixierhilfen in An einer Oberflächenprofilierung der Innenfläche 11 des Formkörpers 6 vorzusehen, um eine bessere Verbindung des Formgrundstoffs 3 mit dem Formkörper 6 zu erhalten.In the in the 3 and 4 illustrated embodiment, it is such that the molding 6 on the inner surface 11 So on the mold base 3 facing side fixing aids 20 for preventing the unintentional detachment of the molding base material 3 from the molding 6 are provided. At the fixing aids 20 For example, there are projections in on of Moniereisen, which are intended to prevent detachment of the molding sand by vibrations occurring in the foundry. Instead of Moniereisen, it is also possible in principle Fixierhilfen in on a surface profiling of the inner surface 11 of the molding 6 to provide a better connection of the molding material 3 with the molding 6 to obtain.

Der Formkörper 6 selbst bzw. die einzelnen Formkörpersegmente 16 bestehen vorzugsweise aus einem hochtemperaturbeständigen Material, wie insbesondere Graphit, Wolframkarbid oder Stahl. Eine derartige Materialwahl ist in der Regel erforderlich, da der Formkörper 6 einer hohen thermischen Beanspruchung beim Gießen unterliegt. Demgegenüber können die Formträger 4, 5 aus günstigeren Materialien hergestellt werden, da die thermische Belastung dieser Bauteile in der Regel erheblich geringer ist.The molded body 6 itself or the individual molded body segments 16 are preferably made of a high temperature resistant material, such as in particular graphite, tungsten carbide or steel. Such a choice of material is usually required because the molding 6 subjected to high thermal stress during casting. In contrast, the mold carriers 4 . 5 are made of cheaper materials, since the thermal load of these components is usually considerably lower.

Bei den in den 11 und 12 dargestellten Ausführungsformen ist sowohl am oberen Formträger 4 als auch am unteren Formträger 5 jeweils ein Kühlsegment 21 befestigt. Durch die unmittelbare Befestigung der Kühlsegmente 21 an den Formträgern 4, 5 ergibt sich eine exakte Positionierung dieser Segmente, was im Hinblick auf eine gelenkte Erstarrung gerade bei dünnwandigen Gußteilen von erheblicher Bedeutung ist. Die Kühlsegmente 21 zeichnen sich dadurch aus, daß auf sie zumindest bereichsweise keine Schicht 12 aus Formgrundstoff 3 aufgebracht ist und von daher über die Kühlsegmente 21 sehr schnell Wärmeenergie abgeführt wird. Letztlich handelt es sich bei den Kühlsegmenten 21 um Formkörpersegmente 16, auf die nicht oder nur teilweise wärmeisolierender Formgrundstoff 3 aufgebracht ist.In the in the 11 and 12 illustrated embodiments is both on the upper mold carrier 4 as well as on the lower mold carrier 5 one cooling segment each 21 attached. By the direct attachment of the cooling segments 21 on the mold carriers 4 . 5 results in an exact positioning of these segments, which is in terms of a controlled solidification, especially in thin-walled castings of considerable importance. The cooling segments 21 are characterized by the fact that they are at least partially no layer on them 12 from molding material 3 is applied and therefore on the cooling segments 21 very quickly heat energy is dissipated. Ultimately, it is the cooling segments 21 around molded body segments 16 , on the non or only partially heat-insulating molding material 3 is applied.

Wie sich aus den einzelnen Darstellungen ergibt, ist der Formgrundstoff 3 mit unterschiedlicher Schichtdicke auf den Formkörper 6 bzw. die Innenfläche 11 aufgebracht. In Bereichen, in denen die Schmelze möglichst lange flüssig bleiben soll, ist die Schichtdicke größer, so daß sich dort eine wärmeisolierende Wirkung ergibt. In Bereichen, wo sich viel Material des Gußteils 2 befindet und/oder eine möglichst schnelle Erstarrung stattfinden soll, ist die Schichtdicke sehr gering oder aber es ist in diesen Bereichen ganz auf Formgrundstoff 3 verzichtet worden, wie dies bei den Ausführungsformen gemäß den 11 und 12 im Bereich der Kühlsegmente 21 der Fall ist. In jedem Falle kann die Stärke der Schicht 12 den Erfordernissen einer gelenkten Erstarrung entsprechend unter Berücksichtigung der Wandstärke des zu gießenden Gußteils 1 eingestellt und damit optimiert werden.As can be seen from the individual representations, is the molding material 3 with different layer thickness on the molding 6 or the inner surface 11 applied. In areas where the melt should remain liquid for as long as possible, the layer thickness is greater, so that there is a heat-insulating effect. In areas where there is much material of the casting 2 is located and / or a rapid solidification should take place, the layer thickness is very low or it is in these areas entirely on molding material 3 has been omitted, as in the embodiments according to the 11 and 12 in the area of the cooling segments 21 the case is. In any case, the strength of the layer 12 the requirements of a steered solidification in consideration of the wall thickness of the casting to be cast 1 adjusted and thus optimized.

Auch wenn dies im einzelnen nicht dargestellt ist, ist der Formgrundstoff 3 selbst pneumatisch und zwar insbesondere durch Luftimpulse, also mit hoher Geschwindigkeit und bei hohem Druck, auf die Innenfläche 11 des Formkörpers 6 aufgebracht. Der Formgrundstoff 3 wird auf den Formkörper 6 quasi aufgeschossen. Hierdurch läßt sich exakt und in kürzester Zeit die gewünschte Schichtdicke realisieren. Im Hinblick auf dieses sehr schnelle Aufbringen des Formgrundstoffs 3 auf den Formkörper 6 sind im Formkörper 6 nicht dargestellte Öffnungen geringer Öffnungsweite zum Abführen von Luft beim luftstromunterstützten Aufbringen des Formgrundstoffs 3 vorgesehen. Der Formgrundstoff 3 wird vollautomatisch in der gewünschten Schichtdicke, die üblicherweise im einstelligen Zentimeterbereich liegt, aufgebracht, wobei sich aufgrund des im Formgrundstoff 3 enthaltenen Binders sich sehr schnell eine Verfestigung ergibt. Aufgrund dieser Art der Herstellung der Negativform lassen sehr geringe Taktzeiten zur Herstellung der Gießform 1 erzielen, zumal nur eine sehr geringe Menge an Formgrundstoff 3 auf den Formkörper 6 aufgebracht werden muß.Although this is not shown in detail, is the molding material 3 even pneumatically and in particular by air pulses, ie at high speed and at high pressure, on the inner surface 11 of the molding 6 applied. The molding material 3 is on the molding 6 almost shot up. As a result, the desired layer thickness can be realized exactly and in the shortest possible time. In view of this very fast application of the molding material 3 on the molding 6 are in the moldings 6 not shown openings of small opening width for removing air during air flow assisted application of the molding material 3 intended. The molding material 3 is fully automatically applied in the desired layer thickness, which is usually in the single-digit centimeter range, which is due to the mold base material 3 contained binders very quickly results in a solidification. Due to this type of production of the negative mold can be very short cycle times for the production of the mold 1 achieve, especially since only a very small amount of molding material 3 on the molding 6 must be applied.

Wie sich aus den einzelnen Figuren weiter ergibt, sind die Formträger 4, 5 jeweils plattenförmig als sogenannte Grundplatten ausgebildet. Letztlich übernehmen die Grundplatten lediglich die Tragfunktion für den Formkörper 6, der in seiner Größe beliebig sein kann, allerdings nicht über die Grundplatten überstehen sollte. Die Erfindung bietet also die Möglichkeit, standardisierte Grundplatten einzusetzen, an denen je nach herzustellendem Gußteil größere oder kleinere Formkörper 6 befestigt werden. Aufgrund der plattenförmigen Ausbildung der Formträger 4, 5 bilden diese lediglich den oberen und unteren Abschluß der Gießform 1. Seitlich ist die Gießform 1 durch den Formkörper 6 bzw. die aufeinanderliegenden Formkörperhälften 13, 14 begrenzt.As can be seen from the individual figures, the mold carriers are 4 . 5 each plate-shaped as so-called base plates. Ultimately, the base plates take over only the support function for the molding 6 , which can be arbitrary in its size, but should not survive on the base plates. The invention thus offers the possibility of using standardized base plates, on which, depending on the casting to be produced, larger or smaller moldings 6 be attached. Due to the plate-shaped design of the mold carrier 4 . 5 These form only the upper and lower end of the mold 1 , Laterally is the mold 1 through the molding 6 or the superposed moldings halves 13 . 14 limited.

Wie zuvor bereits ausgeführt, befindet sich vorliegend im unteren Formträger 5 eine Öffnung 19 zum Füllen der Gießform 1. Grundsätzlich ist es auch möglich, eine entsprechende Öffnung im oberen Formträger 4 oder aber seitlich am Formkörper 6 vorzusehen. Die Anordnung der Anschnitte erfolgt unter Berücksichtigung des jeweils gewählten Gießverfahren, wobei die Gießform 1 grundsätzlich neben dem Niederdruckgießen auch für das Schwerkraft- und Druckgießen sowie für das Kippgießen eingesetzt werden kann.As previously stated, this is located in the lower mold carrier 5 an opening 19 for filling the mold 1 , In principle, it is also possible, a corresponding opening in the upper mold carrier 4 or laterally on the molding 6 provided. The arrangement of the gates is carried out taking into account the respectively selected casting method, wherein the casting mold 1 In principle, in addition to low-pressure casting for gravity and pressure casting and for tilting can be used.

In jedem Falle bietet es sich an, im Bereich des Anschnittes und/oder eines nicht dargestellten Speisers der Gießform 1 einen Einsatz 22 aus hitzebeständigem Material vorzusehen, wie dies in 12 dargestellt ist. Der Einsatz kann aus Formgrundstoff oder aber aus handelsüblichen Isoliermaterialien bestehen. Nicht dargestellt ist, daß der Einsatz 22 grundsätzlich auch nach außen überstehen kann.In any case, it makes sense, in the region of the gate and / or a feeder, not shown, of the mold 1 an insert 22 to be made of heat-resistant material, as in 12 is shown. The insert may consist of mold base material or of commercially available insulating materials. Not shown is that use 22 In principle, it can also survive outside.

Bei der in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsform ist im Bereich der Öffnung 19 eine Kühlung vorgesehen. Die Kühlung weist vorliegend wenigstens einen am Anschnitt vorbeigeführten und vorzugsweise diesen im wesentlichen umgebenden Kühlkanal 23 zur Führung eines Kühlmediums auf. Vorliegend befindet sich der Kühlkanal 23 in dem unteren Formträger 5, so daß dieser und insbesondere der Bereich der Öffnung 19 gekühlt wird. Die Kühlung wird gegen Ende des Gießvorgangs aktiviert. Die entstehende Kühlwirkung wird zum Aufbau einer gelenkten Erstarrung bzw. zur Einstellung einer raschen Erstarrung im Bereich der Öffnung 19 genutzt. Die schnelle Erstarrung im Bereich der Öffnung 19 ist notwendig, um bei Nutzung geringer Taktzeiten ein Auslaufen des noch flüssigen Metalls aus der Öffnung 19 zu verhindern. Als Kühlmedien, die über den Kühlkanal 23 zugeführt und vorzugsweise im Kreislauf geführt werden, können alle geeigneten gasförmigen oder flüssigen Materialien verwendet werden.In the in the 5 and 6 illustrated embodiment is in the region of the opening 19 provided a cooling. In the present case, the cooling has at least one cooling channel passed by the gate and preferably substantially surrounding it 23 to guide a cooling medium. In the present case is the cooling channel 23 in the lower mold carrier 5 so that this and in particular the area of the opening 19 is cooled. The cooling is activated towards the end of the casting process. The resulting cooling effect is used to build up a steered solidification or to set a rapid solidification in the region of the opening 19 used. Fast solidification in the area of the opening 19 is necessary to use at low cycle times leakage of the still liquid metal from the opening 19 to prevent. As cooling media, over the cooling channel 23 fed and preferably recycled, all suitable gaseous or liquid materials can be used.

Im übrigen darf darauf hingewiesen werden, daß der Anordnung der Kühlung im Bereich der Öffnung 19 auch eigenständige erfinderische Bedeutung zukommt, also unabhängig von der Realisierung der Formkörpers 6 und der aufgebrachten Schicht 12 aus Formgrundstoff 3.Moreover, it should be noted that the arrangement of the cooling in the region of the opening 19 also belongs independent inventive importance, that is independent of the realization of the molding 6 and the applied layer 12 from molding material 3 ,

In den 7 und 8 ist dargestellt, daß an einem der Formträger, vorliegend am unteren Formträger 5, Mittel zur Kopplung mit der zugeordneten Gießvorrichtung vorgesehen sind. Vorliegend handelt es sich bei den Kopplungsmitteln um Ausnehmungen 24, in die entsprechende Haken oder Vorsprünge der Gießvorrichtung eingreifen, wenn die Gießform 1 auf der Gießvorrichtung positioniert wird. Es versteht sich, daß es grundsätzlich auch möglich ist, zusätzlich oder lediglich am oberen Formträger 4 entsprechende Ausnehmungen vorzusehen.In the 7 and 8th It is shown that on one of the mold carrier, in this case on the lower mold carrier 5 , Means for coupling with the associated casting device are provided. In the present case, the coupling means are recesses 24 in which corresponding hooks or projections of the casting device engage when the casting mold 1 is positioned on the casting device. It is understood that it is also possible in principle, in addition to or only on the upper mold carrier 4 provide corresponding recesses.

In den 9 und 10 ist dargestellt, daß sowohl am oberen Formträger 4 als auch am unteren Formträger 5 Führungsmittel 25, 26 vorgesehen sind, um die Formträger 4, 5 in einfacher Weise verfahren und positionieren zu können. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Führungsmittel 25 um einen langgestreckten, seitlich vom unteren Formträger 5 abstehenden Führungsvorsprung, während es sich bei dem Führungsmittel 26 um eine Mehrzahl seitlich abstehender Führungsstücke handelt.In the 9 and 10 is shown that both the upper mold carrier 4 as well as on the lower mold carrier 5 guide means 25 . 26 are provided to the mold carrier 4 . 5 to be able to move and position in a simple manner. In the illustrated embodiment, the guide means 25 is an elongated, laterally from the lower mold carrier 5 protruding guide projection, while it is the guide means 26 is a plurality of laterally projecting guide pieces.

Das Herstellen einer Gießform 1 erfolgt derart, daß zunächst auf den jeweiligen Formträger 4, 5 die Formkörpersegmente 16 aufgesetzt und mit Hilfe entsprechender Positionier- oder Formschlußmittel exakt positioniert werden. Anschließend werden die Formkörpersegmente 16 mit dem jeweiligen Formträger 4, 5 fest verbunden. Dann wird der Formgrundstoff 3 in der in Abhängigkeit der Wandstärke des herzustellenden Gußteils erforderlichen Schichtdicke pneumatisch durch Luftimpulse aufgebracht. Die erforderliche Schichtdicke zur Erzielung einer gelenkten Erstarrung obliegt dem Fachmann unter Berücksichtigung seines Fachwissens auf der Grundlage der vorgenannten Parameter. Grundsätzlich gilt dabei, daß in Bereichen, in denen möglichst spät eine Erstarrung stattfinden soll, eine große Schichtdicke gewählt wird, während in Bereichen, in denen die Schmelze schnell erstarren soll, eine sehr geringe bis keine Schichtdicke vorhanden sein soll. In Fällen, in denen die Schmelze unmittelbar mit Kühlsegmenten 21 bzw. Formkörpersegmenten 16 in Kontakt kommt, ergibt sich letztlich eine Kombination aus metallischer Dauerform und verlorener Form. Nach dem Aufbringen der Schicht 12 werden die Formkörperhälften 13, 14 aufeinan dergesetzt, so daß die Gießform 1 geschlossen ist und Schmelze eingebracht werden kann.The production of a casting mold 1 takes place in such a way that first on the respective mold carrier 4 . 5 the shaped body segments 16 placed and accurately positioned using appropriate positioning or form-locking means. Subsequently, the shaped body segments 16 with the respective mold carrier 4 . 5 firmly connected. Then the molding material becomes 3 in the required depending on the wall thickness of the casting to be produced layer thickness applied pneumatically by air pulses. The required layer thickness for achieving a controlled solidification is incumbent on the expert, taking into account his specialist knowledge on the basis of the aforementioned parameters. Basically, it applies that in areas where a solidification should take place as late as possible, a large layer thickness is selected, while in areas where the melt should solidify quickly, a very low to no layer thickness should be present. In cases where the melt is directly with cooling segments 21 or molded body segments 16 comes into contact, ultimately results in a combination of permanent metallic form and lost shape. After applying the layer 12 become the mold halves 13 . 14 aufeinan dergesetzt, so that the mold 1 is closed and melt can be introduced.

Das erfindungsgemäße Gußteil 2 eignet sich insbesondere zum Einsatz als Karosseriebauteil aus Stahl einer Kraftfahrzeug-Tragrahmenstruktur, wobei das Karosseriebauteil als dünnwandiges Stahlgußteil ausgebildet ist. Durch die Verwendung von Edelstahl als Gußmaterial lassen sich besondere Festigkeitswerte erzielen. Grundsätzlich sind unterschiedliche Arten von Edelstahl verwendbar. Bevorzugt wird ein Edelstahl mit einer Festigkeit von mindestens 400 MPa und einer Bruchdehnung von etwa 25 % eingesetzt. Beispielsweise kann ein Edelstahl verwendet werden, der neben Eisen weiterhin 0,1 % bis 0,3 %, insbesondere etwa 0,2 % Kohlenstoff, 3 % bis 7 %, insbesondere etwa 5 % Mangan, 0,2 % bis 0,6 %, insbesondere etwa 0,4 % Silizium, 15 % bis 26 %, insbesondere etwa 21 % Chrom, 0,5 % bis 1,7 %, vorzugsweise etwa 1,1 % Nickel, 0,3 % bis 0,7 %, insbesondere etwa 0,5 % Kupfer und 0,08 % bis 0,18 %, vorzugsweise 0,13 % Stickstoff enthält.The casting according to the invention 2 is particularly suitable for use as a steel body component of a motor vehicle support frame structure, wherein the body component is designed as a thin-walled cast steel part. By using stainless steel as a casting material, special strength values can be achieved. Basically, different types of stainless steel can be used. Preferably, a stainless steel having a strength of at least 400 MPa and an elongation at break of about 25% is used. For example, a stainless steel can be used which, in addition to iron, furthermore contains 0.1% to 0.3%, in particular approximately 0.2% carbon, 3% to 7%, in particular approximately 5% manganese, 0.2% to 0.6%. , in particular about 0.4% silicon, 15% to 26%, in particular about 21% chromium, 0.5% to 1.7%, preferably about 1.1% nickel, 0.3% to 0.7%, in particular about 0.5% copper and 0.08% to 0.18%, preferably 0.13% nitrogen.

Das Gußteil 2 ist herstellbar durch ein Niederdruckgießverfahren unter Verwendung einer mehrteiligen Gießform 1, wobei das Gußteil 2 unmittelbar nach der Entnahme aus der Gießform 1 einer Kühleinrichtung, bei der es sich vorzugsweise um ein Wasserbad handelt, zugeführt und dort abgekühlt wird. Wesentlich dabei ist, daß die Abkühlung zu einem Zeitpunkt erfolgt, bei dem die Temperatur des Gußteils 2 oberhalb der Glühtemperatur liegt. Um dies gewährleisten zu können, wird das Gußteil 2 mit einer Temperatur zwischen 1200 und 1400°C aus der Gießform 1 entnommen. Da es teilweise nicht vermeidbar ist, daß das Gußteil 2 auf der Strecke von der Gießform 1 zum Wasserbad zu stark oder auf eine Temperatur unterhalb der Glühtemperatur abkühlt, ist eine Temperaturmessung und gegebenenfalls eine entsprechende Regelung vorgesehen. Danach wird das Gußteil 2 unmittelbar dem Wasserbad zugeführt, wenn die gemessene Temperatur oberhalb einer vorgegebenen Grenztemperatur liegt, die wiederum größer als die Glühtemperatur ist. Liegt die Temperatur unterhalb dieser Grenztemperatur, erfolgt eine Erwärmung des Gußteils 2 auf eine Temperatur oberhalb der Grenztemperatur. Die Erwärmung erfolgt dabei induktiv. In jedem Falle ist das erfindungsgemäße Gußteil 2 dadurch herstellbar, daß die Temperatur des Gußteils 2 vor dem Abkühlen nicht unter eine Temperatur von 600 °C sinkt.The casting 2 can be produced by a low-pressure casting process using a multi-part casting mold 1 , wherein the casting 2 immediately after removal from the mold 1 a cooling device, which is preferably a water bath, supplied and cooled there. It is essential that the cooling takes place at a time at which the temperature of the casting 2 above the annealing temperature. To ensure this, the casting becomes 2 with a temperature between 1200 and 1400 ° C from the mold 1 taken. Since it is partially unavoidable that the casting 2 on the track of the mold 1 If it is too strong for the water bath or cools down to a temperature below the annealing temperature, a temperature measurement and optionally a corresponding regulation is provided. After that, the casting becomes 2 fed directly to the water bath when the measured temperature is above a predetermined limit temperature, which in turn is greater than the annealing temperature. If the temperature is below this limit temperature, the casting is heated 2 to a temperature above the limit temperature. The heating takes place inductively. In any case, the casting according to the invention 2 thereby producing that the temperature of the casting 2 does not sink below a temperature of 600 ° C before cooling.

Claims

Casting ( 2 ), in particular thin-walled cast steel component, producible by a low-pressure casting method by using a multi-part casting mold ( 1 ), wherein the casting ( 2 ) immediately after removal from the mold ( 1 ) is fed to a water bath at a temperature above the annealing temperature and is cooled there.

Casting ( 2 ) producible according to claim 1, wherein the casting ( 2 ) is removed from the mold at a temperature between 1200 ° C and 1400 ° C.

Casting ( 2 ) producible according to claim 1 or 2, wherein the casting ( 2 ) is fed to the water bath at a temperature between 1000 ° C and 1100 ° C.

Casting ( 2 ) producible according to one of the preceding claims, wherein the casting ( 2 ) after removal from the mold ( 1 ) and passes through a temperature control line before annealing.

Casting ( 2 ) producible according to one of the preceding claims, wherein the casting ( 2 ) is heated below a predetermined limit temperature above the annealing temperature to a temperature greater than the limit temperature.

Casting ( 2 ) producible according to one of the preceding claims, wherein the casting ( 2 ) after removal from the mold ( 1 ) and is heated in a water bath to a temperature above the annealing temperature before cooling.

Casting ( 2 ) producible according to one of the preceding claims, wherein the heating takes place inductively before cooling.

Casting ( 2 ) according to one of the preceding claims, wherein the casting process is controlled such that a cooling of the casting ( 2 ) after removal from the mold ( 1 ) is prevented to a temperature of less than 600 ° C.

Casting mold ( 1 ) for the production of a casting ( 2 ) according to one of the preceding claims using molding base material ( 3 ), with an outer first mold carrier ( 4 ), an outer second mold carrier ( 5 ), one between the mold carriers ( 4 . 5 ) arranged moldings ( 6 ) and one on the shaped body ( 6 ) at least partially applied inner layer ( 12 ) from molding material ( 3 ) to form the casting cavity.

Casting mold according to claim 9, characterized in that the shaped body ( 6 ) a first, on the first mold carrier ( 4 ) attached mold half ( 13 ) and a second, on the second mold carrier ( 5 ) attached mold half ( 14 ) and that the shaped body halves ( 13 . 14 ) in the closed state of the mold ( 1 ) rest on each other.

Casting mold according to claim 9 or 10, characterized in that the shaped body ( 6 ) a plurality of modular shaped body segments ( 16 ) having.

Casting mold according to one of Claims 9 to 11, characterized in that molding body segments ( 16 ) on the mold carrier ( 4 . 5 ) side facing with recesses, cavities or the like are provided or that molded body segments ( 16 ) are formed as massive blocks.

Casting mold according to one of Claims 9 to 12, characterized in that the molded body ( 6 ) on the mold base material ( 3 ) facing side fixing aids ( 20 ) for preventing the unintentional release of the molding base material ( 3 ) of the molded body ( 6 ) are provided.

Casting mold according to one of claims 9 to 13, characterized in that the shaped body segment ( 16 ) consists of a high temperature resistant material, in particular graphite, tungsten carbide or steel.

Casting mold according to one of claims 9 to 14, characterized in that on the first mold carrier ( 4 ), on the second mold carrier ( 5 ) and / or on the shaped body ( 6 ) at least one cooling segment ( 21 ) is attached.

Casting mold according to one of claims 9 to 15, characterized in that between the mold carriers ( 4 . 5 ) and the shaped body ( 6 ) Form-locking means are provided for exact positioning.

Casting mold according to one of Claims 9 to 16, characterized in that the molding base material ( 3 ) with different layer thickness on the shaped body ( 6 ) is applied.

Casting mold according to one of Claims 9 to 17, characterized in that the molding base material ( 3 ) pneumatically by air pulses on the molding ( 6 ) is applied and that, preferably, in the molded body ( 6 ) Openings of small opening width for the removal of air during the air flow-assisted application of the molding base material ( 3 ) are provided.

Casting mold according to one of Claims 9 to 18, characterized in that the first mold carrier ( 4 ) and / or the second mold carrier ( 5 ) are formed as a base plate / is.

Casting mold according to one of claims 9 to 19, characterized in that on one of the mold carriers ( 4 . 5 ) at least one opening ( 19 ) as a gate for filling the mold ( 1 ) is provided.

Casting mold according to one of claims 9 to 20, characterized in that in the opening ( 19 ) an insert ( 22 ) is used made of high temperature resistant material.

Casting mold according to one of the claims 9 to 21, characterized in that in the mold carrier ( 4 . 5 ) in the region of the opening ( 19 ) Cooling is provided.

Mold according to one of claims 9 to 22, characterized in that the cooling at least one at the opening ( 19 ) bypassed cooling channel ( 23 ) for guiding a cooling medium.

Casting mold according to one of claims 9 to 23, characterized in that on at least one mold carrier ( 4 . 5 ) Means for coupling with the associated casting device and / or laterally guiding means ( 25 . 26 ) for moving and / or positioning the casting mold ( 1 ) and / or the mold carrier ( 4 . 5 ) are provided.