DE2259845A1

DE2259845A1 - Verfahren zum einarbeiten von duennen bohrungen, z.b. schmierloechern oder entlueftungsloechern in dickwandige gusstuecke und giessmodell, insbesondere vollformgiessmodell zu diesem verfahren

Info

Publication number: DE2259845A1
Application number: DE2259845A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: August Laepple & Co 7100 Heilbronn GmbH; Laepple August & Co GmbH
Current assignee: August Laepple & Co 7100 Heilbronn GmbH; Laepple August & Co GmbH
Priority date: 1972-12-07
Filing date: 1972-12-07
Publication date: 1974-06-12
Also published as: SE402061B; JPS4988717A; IT1002145B; FR2366895A1; SE402062B; GB1455996A; SE7507267L; DE2259845C2; FR2366895B1

Description

5.Dezember 1972 P 4531 - real

August Läpple GmbH & Co. Heilbronn

Verfahren zum Einarbeiten von dünnen Bohrungen, z.B. Schmierlöchern oder Entlüftungslöchern, in dickwandige Gußstücke und Gießmodell, insbesondere Vollformgießmodell zu diesem Verfahren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einarbeiten von dünnen Bohrungen, z.B. Schmierlöchern oder Entlüftungslöchern, in dickwandige Gußstücke.

Die vorliegende Erfindung bezieht-sich weiterhin auf ein

409824/01U

Gießmodell, insbesondere Vollformgießmodell, für das Gießen von vorzugsweise dickwandigen Werkstücken aus einem im"erstarrten Zustand harten Werkstoff, wie Metall, die öffnungen, Löcher oder Bohrungen, insbesondere kleinen Durchmessers zur Entlüftung, Schmierung usw. aufweisen.

Bei Gußkörpern, insbesondere wenn diese verhältnismäßig starkwandig ausgebildet sind, ist es schwierig, in das fertige Werkstück Schmierlöcher oder Entlüftungslöcher einzubohren. Derartige Schmierlöcher oder Entlüftungslöcher weisen einen im Verhältnis zur Länge sehr kleinen Durchmesser auf. Das Einbohren dieser Löcher muß größtenteils von Hand vorgenommen werden, weil aufgrund der schweren Zugänglichkeit Maschinen nicht zur Anwendung kommen können. Außerdem muß immer bei derartigen Gußkörpern mit Gußeinschlüssen gerechnet werden, so daß es zu einem Bruch des Bohrers, zumindest aber zu einer erheblichen Verlängerung der Bohrzeit kommt. Auch bedingen diese Gußeinschlüsse usw. ein evtl. Verlaufen des Bohrers. Sowohl beim Bohren der Löcher von Hand wie auch mit Maschine muß mit einer erheblichen Bohrzeit gerechnet werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, ein Gießmodell der hier in Frage stehenden Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, Gußwerkstücke herzustellen, bei

409824/01U

denen nachträglich, d.h.. nach dem Gießvorgang, sehr leicht die erforderlichen Bohrungen eingebracht werden können, und zwar unabhängig von der Härte des Materials.des Gußkörpers. Biese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Gießmodell an der Stelle der einzugießenden Bohrungen des Werkstücks entsprechend deren"Richtungsverlauf nach dem Gießvorgang und dem Erkalten des Werkstücks leicht aus diesem z.B. durch Herausbohren zumindest teilweise entfernbare Einlagen angeordnet sind. Diese Einlagen können etwa zapfenförmig ausgebildet sein und einen Durchmesser aufweisen, der gleich oder geringfügig größer ist als der Durchmesser der Bohrungen im fertigen Werkstück. Die Einlagen können auch eine Form besitzen, die der Form der öffnungen im fertigen Werkstück entspricht. Zweckmäßigerweise ragen die Einlagen zur Verankerung im Formsand beidseitig über die Oberfläche des Gießmodells hinaus. Das Gießmodell besteht zweckmäßigerweise aus einem beim Gießen

aus verbrennenden oder vergasenden Material, z.B./einem Kunststoffhartschaum. Die Einlagen bestehen vorzugsweise aus einem leicht zu bearbeitenden, hitzebeständigen und schwerschmelzbaren Material, z.B. Graphit. Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, daß bei Bohrungen mit sich über die Länge änderndem Durchmesser zapfenförmige Einlagen angeordnet sind, die im Bereich einer Durchmessererweiterung der Bohrung von einer koaxial angeordneten hülsenförmigen Einlage umgeben sind, deren Innendurchmesser etwa dem Außendurch-

- 4 - ■

409824/01U

messer der zapfenförmigen Einlage und deren Außendurchmesser etwa dem Bohrungsdurchmesser entsprechen. Die Einlagen tragen zumindest an einem im fertigen Werkstück verbleibenden Ende oder im Bereich wenigstens eines im fertigen Werkstück verbleibenden Endes Gewinde od.dgl. zum Anschluß für Rohre, Armaturen od.dgl· Weiterhin ist vorgesehen, daß das Verhältnis Durchmesser:Länge der zur Schmierung oder Entlüftung dienenden Bohrungen und damit der Einlagen etwa 1:10 bis 1:40 beträgt.

Der Erfindungsgegenstand wird nun anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Werkstück, beispielsweise einen Werkzeugstempel, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Gießmodells hergestellt wurde,

Fig. 2 einen Teilausschnitt des erfindungsgemäßen Gießmodells und

Fig. 3 bis 5

die erfindungsgemäße Anordnung in drei verschiedenen Stadien während der Herstellung jeweils in einer Seitenansicht im Schnitt.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Werkzeugstempel dargestellt, der

409824/01U

mit mehreren, im Ausführungsbeispiel vier, Entlüftungsbohrungen 2 bis 5 versehen ist. Die Entlüftungsbohrungen 2 bis 5 münden in das Innere des Werkzeugstempels. Der Werkzeugstempel 1 selbst ist mit einer etwa mittig verlaufenden Rippe 6 versehen, die den Innenraum 7 in zwei Teilräume 7¹ und 7" unterteilt. Es zeigt sich, daß das nachtragliche Einbohren der Entlüftungsbohrungen 2 bis 5 in den fertigen Werkzeugstempel 1 Schwierigkeiten bereitet, wenn dieser Bohrvorgang von innen heraus erfolgen muß, was dann der Fall ist, wenn beispielsweise an der Innen- · seite, also zum Inneren des Werkzeugstempels 1 hinführend, die Entlüftungsbohrungen 2 bis 5 eine Erweiterung aufweisen, die beispielsweise zum Anschluß von irgendwelchen Leitungen od.dgl. dienen soll. Eine derartige Erweiterung ist beispielsweise bei den Entlüftungsbohrungen 2 und 3 gezeigt,- und sie tragen die Bezugszeichen 8 (Bohrung 2) und 9 (Bohrung 3).

Um nun auch dann, wenn das Gießwerkstück aus einem schwerbearbeitbaren Material besteht, leicht die Bohrungen einbringen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, bei dem zur Herstellung des Gießwerkstücks verwendeten Gießmodell an der Stelle der einzugießenden Bohrungen, 2, 3, ^i 5 des Werkstücks entsprechend deren Anordnung und Richtungsverlauf nach dem Gießvorgang und dem Erkalten des Werkstücks leicht aus. diesem z*B. durch Herausbohren zumindest teilweise entfernbare Einlagen anzuordnen.In i'ig. 2 ist ein

4098 24/0114

Teilausschnitt eines derartigen Gießmodells dargestellt. Das Gießmodell ist mit 1o bezeichnet. Zu beiden Seiten des Gießmodells ist Formsand 11 vorgesehen, der die Begrenzung für das zu gießende Werkstück bildet. Das Gießmodell 1o besteht zweckmäßigerweise aus eiuem Kunststoff, insbesondere einem Hartschaumstoff. In das Gießmodell sind Einlagen 12 und 13 eingebracht. Die Einlage 12 ist etwa, zapfenförmig ausgebildet, während die Einlage 13 hülsenförmige Ausbildung aufweist und koaxial zur zapfenförmigen Einlage 12 angeordnet ist. Hierbei ist der Außendurchmesser der Einlage 12 wie auch der Einlage 13 gleich oder geringfügig größer als der Durchmesser der späteren Bohrungen 2, 3, 4, 5 bzw. der Durchmesservergrößerungen 8 und 9· Der Innendurchmesser der hülsenförmigen Einlage 13 entspricht dem Außendurchmesser der zapfenförmigen Einlage 12. Die Einlagen 12 und 13 ragen über die Oberfläche des Gießmodells

10 zu beiden Seiten heraus, so daß sie sich im Formsand

11 verankern können. Als Material für die Einlagen 12 und 1$ wird zweckiräßigerweise ein leicht zu bearbeitendes, jedoch hitzebeständiges und schwerschmelzbares Material, beispielsweise Graphit verwendet. Selbstverständlich ist es möglich, statt, wie in * ig. 2 gezeigt, nur eine hülsenförmige Einlage 13 vorzusehen, auch mehrere hülsenförmige Einlagen 13 anzuordnen, je nachdem, welche Durchmesservergrößerungen der späteren Bohrungen 2, 3, ^ und 5 gegossen werden sollen. Selbstverständlich ist es auch weiterhin

409824/01M

möglich,, die zapfemförmige Einlage 12 wie auch die hülsenförmige Einlage 13 im querschnitt nicht kreis- oder ring— förmig auszubilden, sondern die Form dieser Einlagen 12 und 15 so zu wählen» daß sie der Form der späteren Öffnung im fertigen. Werkstück entsprechen.

Die Einlage 15 kann "beispielsweise auch, wie hier nicht weiter in der Zeichnung dargestellt, Gewinde od.dgl· tragen, das zum Anschluß für Rohre, Armaturen od.dgl. am fertigen Werkstück dient. In diesem Falle verbleibt dann dieser Teil der Einlage 1^!3 im fertigen Werkstück. Im übrigen aber werden die Einlagen 12 und I3 im fertigen Werkstück ausgebohrt, was ohne weiteres möglich ist, weil das Material der Einlagen leicht zu bearbeiten ist.

Der Vorgang bei der Herstellung unter Benutzung des erfindungsgemäßen Gießmodells ist folgender: Das flüssige Gießmaterial wird in den Bereich des vom Gießmodell 1© eingenommenen Raumes eingegossen. Dabei verbrennt oder vergast das Gießmodell 10, während die Einlagen 12 und 13» die gleichzeitig im Formsand 11 verankert sind, vom einfließenden"Gießwerkstoff nicht angegriffen werden. Das fertige Werkstück besteht also dann aus einem festen, verschleißfesten und entsprechend harten Material, das im allgemeinen schwer bearbeitbar ist, während an der Stelle der späteren Bohrungen 2 bis 5 die Einlagen 12 und 13 angeordnet sind. Diese Einlagen 12 und 13 lassen sich leicht

409824/Q1U

zumindest teilweise ausbohren, ohne daß befürchtet werden muß, daß während des Bohrvorgangs der Bohrer auf eine Stelle innerhalb des Gußmaterials trifft, an der ein Härtegefüge vorhanden ist.

Das Verhältnis Durchmesser:Länge der Bohrungen 2 bis 5, die entweder zur Schmierung, zur Entlüftung oder sonstigen Zwecken dienen können, beträgt etwa 1:10 bis 1:40. Gerade bei solchen Verhältnissen, also verhältnismäßig kleinem Durchmesser, ist es besonders schwierig, in Gußstücken mit verhältnismäßig dicker Wandung Bohrungen einzubringen, die eine ganz bestimmte Lage einnehmen und normalerweise aufgrund ihrer Lage schwer einzubringen sind. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Gießmodells ist es nunmehr möglich, auch an schwer zugänglichen Stellen und bei Werkstücken mit besonders schwer zu bearbeitenden Materialien Bohrungen vorzusehen, die exakt nachträglich eingearbeitet werden können.

In der Praxis kann hierbei so vorgegangen werden, daß zunächst gemäß Fig. 3 die Strecke 2o im Styropormodell 26 eingebohrt und sodann die Graphiteinlagen 21 (Graphitstab) und 22 (Graphitrohr), die miteinander z.B. durch Verleimen verbunden sind, in die Bohrung 2o eingebracht und eingeleimt werden. Sodann wird der nest des Bohrlochs mit einem vorgefertigten ^tyroporstreifen 25 gefüllt, der z.B. eingeleimt sein kann. Die aus dem Lodell herausragenden Partien

409824/01 U

BAD ORIGINAL

24, 25 dienen zur Lagerung im Formsand. In Fig. 4 ist die Situation am gegossenen Werkstück gezeigt. Die Stirnfläche der Graphiteinlage 21, 22 fluchtet hierbei mit der Oberfläche des Gießmodells 26, die herausragenden Partien 24, 25 sind beim Gußputzen entfernt worden. Um das Werkstück gem. Fig. 5 ganz fertig zu machen, wird die Graphiteinlage über die Strecke 27 ganz ausgebohrt, wobei z.B. der Durchmesser des Bohrers um .2/1 ο kleiner als der Durchmesser des Graphitstabes 21 sein kann. Sodann wird das vorgefertigte Entlüftungsrohr 28 über die Strecke 29 in die Graphiteinlage 22 eingebracht und dort eingeleimt. Die Stopfen sollen möglichst aus dem- gleichen Material wie das Modell .gefertigt werden, damit unterschiedliche Verbrennungsvorgänge beim Giessen des Modells vermieden werden. Einlagen aus Graphit können nur bei gegossenen Werkstücken aus Grauguß oder legiertem Grauguß Verwendung finden. Bei Werkstücken aus Stahlguß dagegen, d.h. bei kohlenstoffärmeren Werkstücken wird die Graphiteinlage umgewandelt. Es findet ein chemischer Prozess statt, wobei der Graphit teilweise vom Stahl aufgenommen wird. Wie die Praxis gezeigt hat, ist bei Werkstücken aus Grauguß das Gefüge im Bereich der Einlagen einwandfrei und die Randzonen sind nicht verhärtet.

- 1o -

409824/0114

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Einarbeiten von dünnen Bohrungen, z.B. Schmierlöchern oder Entlüftungslöchern, in dickwandige Gußstücke, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei Anwendung von Vollformgießmodellen an die Stellen der einzugießenden Bohrungen ein Materialkern aus einem z.B. durch Herausbohren leicht entfernbaren Stoff, z.B. aus Graphit, eingesteckt wird, der nach dem Gießen z.B. durch Ausbohren leicht entfernt werden kann.

2. Gießmodell, insbesondere Vollformgießmodell, zur Verwendung in Verbindung mit dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gießmodell (1o) an der Stelle der einzugießenden Bohrungen (2, 3» 4, 5) des Werkstücks (Werkzeugstempel 1) entsprechend deren Anordnung und Richtungsverlauf nach dem Gießvorgang und dem Erkalten des Vt'erkstücks (1) leicht aus diesem z.B. durch Herausbohren zumindest teilweise entfernbare Einlagen (12,13) angeordnet sind.

3. Gießmodell nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (12, I3) etwa zapfenförmig ausgebildet

_ 11 _

409824 /0114

sind und einen. Bwehmesser aufweisen, der gleich oder geringfügig größer ist als der Durchmesser der Bohrungen (2, 3, 4, 5) im fertigen Werkstück (1).

4. Gießmodell nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,' daß die Einlagen (12, 13) eine Form besitzen, die der Form der Öffnungen (2, 3, 4, 5) im fertigen Werkstück (1) entspricht.

5. Gießmodell nacn einem der Ansprüche 2 bis 4_r dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (12, 13) zur Verankerung im -t'ormsand (11) beidseitig über die Oberfläche des Gießmodells (1o) heraussagen.

6. Gießmodell nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem beim Gießen verbrennenden oder vergasenden Material, z.B. Hartschaumstoff besteht.

7· Gießmodell nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (12, 13) aus einem leicht zu bearbeitenden, hitzebeständigen und schwerschmelzbaren Material, z.B. Graphit, bestehen.

8. Gießmodell"nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bohrungen (2, 3, 4, 5) mit sich über die Länge änderndem Durchmesser (Durchmesservergrößerungen 8, 9) zapfenförmige Einlagen (12) angeordnet

- 12 -

409824/01U

sind, die im Bereich einer Durchmessererweiterung der Bohrung von einer koaxial angeordneten hülsenförmigen Einlage (13) umgeben sind, deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchiriesser der zapfenföraigen Einlage (12) und deren Außendurchmesser etwa dem Bohrungsdurchmesser der Durchmessererweiterung entsprechen.

9. Gießmodell nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (12, 13) zumindest an

einem im fertigen Werkstück verbleibenden Ende oder im Beyer-/ reich wenigstens eines im fertigen Werkstück /bleibenden Endes Gewinde od.dgl. zum Anschluß für Rohre, Armaturen od.dgl. tragen.

10. Gießmodell nach einem der Ansprüche 2 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Durchmesser:Länge der zur Schmierung oder Entlüftung dienenden Bohrungen (2, 3i 4, 5) und damit der Einlagen (12 bzw. I3) etwa 1:10 bis 1:40 beträgt.

409824/01U orioinal