DE3739637A1

DE3739637A1 - Foundry core and method for recovering the core material when using such a foundry core

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Publication number: DE3739637A1
Application number: DE19873739637
Authority: DE
Inventors: Manfred Beyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-11-23
Filing date: 1987-11-23
Publication date: 1989-06-01

Abstract

To recover the core material from difficult-to-form cavities, the proposal is to provide or form in the foundry core itself a body which is removed from the cavity after casting and is designed in such a way that it at least assists the recovery of the core material.

Description

Hohlräume in Gußwerkstücken werden durch in die Gieß form eingelegte Gießkerne ausgebildet.Cavities in cast workpieces are penetrated into the casting molded core formed.

Bei engen und/oder langen Hohlraumformen läßt sich das Kernmaterial nach dem Guß nicht mehr in einfacher Weise aus dem Hohlraum entfernen. Hinterschneidungen bzw. Er weiterungen im Hohlraumverlauf erfordern erhöhten Aufwand zur Entfernung des Kernmaterials nach dem Guß.With narrow and / or long cavity shapes, this can be done Core material after casting no longer in a simple manner remove from the cavity. Undercuts or Er Extensions in the course of the cavity require increased Effort to remove the core material after the Molding.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gießkern anzugeben, dessen Kernmaterial aus engen, langen und gegebenenfalls mit Hinterschneidungen versehenen Hohlräumen nach dem Guß leicht entfernt werden kann, sowie ein Verfahren zur Entfernung des Kernmaterials bei Verwendung eines solchen Gießkernes.The object of the invention is to provide a casting core, whose core material is narrow, long and possibly with undercuts after the Casting can be easily removed as well as a procedure to remove the core material when using a such a core.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit einem Gießkern nach Patentanspruch 1 und einem Verfah ren nach Patentanspruch.This object is achieved with the invention a casting core according to claim 1 and a procedure ren according to claim.

Mit dem Einbetten des verformbaren Körpers erhält der Gießkern neben einer Versteifung, die ein gutes Teil der Zusätze zum Kernmaterial entbehrlich machen, die sonst beim Guß zum Festbrennen von Kernmaterial im Hohlraum führen, gleichzeitig die Mittel, die nach dem Guß durch ihre Verformung die Zerstörung einer im Kern material etwa verbleibenden Struktur hervorrufen und dieses aus dem Hohlraum herausbefördern. Verbleibende Kernmaterialreste können dann leicht mit den üblichen Methoden entfernt werden, wenn nicht, wie beansprucht, in Verbindung mit dem verformbaren Körper weitere Vor kehrungen getroffen sind, die auch die Kernmaterialre ste lösen und beseitigen.By embedding the deformable body, the Casting core next to a stiffener, which is a good part of the additions to the core material, which otherwise when casting to burn core material in Lead, at the same time, the funds that after the Cast through their deformation the destruction of one in the core cause any remaining structure and convey it out of the cavity. Remaining Nuclear material residues can then be easily removed with the usual Methods are removed if not as claimed in connection with the deformable body Conversions have been made that include the core materials solve and eliminate.

Dabei ist es unerheblich, wenn das Material des in den Gießkern eingebetteten Körpers beim Guß unter der Wärme einwirkung aus dem Gießwerkstoff aufschmilzt, solange durch die Wahl von Material und Querschnitt des Körpers sichergestellt ist, daß der Körper nach dem Guß noch in der wesentlich gleichen Form vorliegt und sein Werkstoff die notwendigen elastischen und/oder plastischen Eigen schaften aufweist.It is irrelevant if the material in the Pour core embedded body when casting under the heat influence from the casting material melts as long as through the choice of material and cross section of the body it is ensured that the body is still in after the casting is of substantially the same shape and its material the necessary elastic and / or plastic properties features.

Durch Abstimmung von Wärmekapazität des Körpers und Ein baulage im Gießkern kann eine Beeinflussung des Gußge füges vermieden, klein gehalten oder aber gezielt erreicht werden.By matching the heat capacity of the body and one position in the casting core can influence the casting avoided, kept small or achieved in a targeted manner will.

Wenn der Körper vor dem Einformen in das Kernmaterial un ter elastische Zugverformung gesetzt wird, steht der fer tige Gießkern unter Druckvorspannung, was seine Steifig keit erhöht und ihn - besonders bei langen und dünnen Gießkernen - auch bei verminderten Gehalten an festig keitserhöhenden Zusätzen im Kernmaterial gegen Beschä digung widerstandsfähiger macht.If the body un before molding into the core material ter elastic tensile deformation is set, the fer casting core under pressure, making its stiff and increases it - especially for long and thin ones Casting cores - even with reduced levels of solid added additives in the core material against damage damage makes it more resistant.

Vollkommen ohne Einfluß auf das Gefüge des Gußstückes ist ein Körper, der erst im Guß mit dem Gußstück zusam men gebildet wird. Hierzu wird im Gießkern bei dessen Formung z. B. eine Wachsschnur in der Form des späteren Körpers eingebettet. Nach dem Ausschmelzen des Wachses liegt damit im Gießkern ein durchgehender Hohlraum von der Form des vorgesehenen Körpers vor. Wenn beim Einle gen des Gießkernes in die Form der Gießkanal entsprechend an den Hohlraum des Gießkernes angeschlossen wird, wird aus dem Gießwerkstoff im Guß auch der Körper gebildet. Completely without influence on the structure of the casting is a body that only together with the casting in the casting men is formed. For this purpose, in the casting core Forming z. B. a wax cord in the shape of the later Body embedded. After melting the wax there is a continuous cavity in the core the shape of the intended body. If at insertion gene of the casting core in the shape of the pouring channel accordingly is connected to the cavity of the casting core the body is also formed from the casting material in the casting.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs beispielen in der Zeichnung beschrieben, es zeigtIn the following the invention based on execution examples described in the drawing, it shows

Fig. 1 eine hohlgegossene Nockenwelle mit einge zeichnetem Gießkern im Schnitt, links mit glatt durchgehendem und rechts mit Hinter schneidungen aufweisendem Hohlraum, Fig. 1 is a hollow cast camshaft having been zeichnetem casting core in section, left and right with smooth continuous with background overlaps aufweisendem cavity,

Fig. 2 bis 4 verschiedene Gestaltungen des aus dem Hohlraum ragenden Kernendes, d. h. der Kernmarke, FIG. 2 to 4 show various configurations of protruding from the cavity of the core end, ie, the core brand,

Fig. 5 einen in die Gießform eingelegten Gießkern mit einem Hohlraum in der Form des vorgese henen Körpers, der dann im Guß mitgebildet wird. Fig. 5 an inserted in the mold core with a cavity in the shape of the vorgese hen body, which is then formed in the casting.

Die Nockenwelle 1 weist Nocken 2 und Lagerstellen 3 so wie zur Axialführung eine Anlaufscheibe 4 auf.The camshaft 1 has cams 2 and bearings 3 as well as a thrust washer 4 for axial guidance.

Der in die Mittelbohrung der hohlen Nockenwelle 1 ein gezeichnete Gießkern 5 enthält, eingebettet in das Kern material, einen verformbaren Körper 6, der spiralig ge wickelt ist und in der in Fig. 1 links dargestellten Aus führung mit konstantem Windungsdurchmesser leicht als "Meterware" hergestellt und bedarfsgerecht abgelängt werden kann.The in the center bore of the hollow camshaft 1 contains a drawn casting core 5 , embedded in the core material, a deformable body 6 , which is spirally wound and in the execution shown in Fig. 1 on the left with a constant winding diameter easily manufactured as "yard goods" and can be cut to length as required.

In der in Fig. 1 rechts dargestellten Ausführung ist der spiralig gewickelte Körper 6 im Verlauf der Kern länge in seinem Windungsdurchmesser an die Kernkontur angepaßt, so daß die entsprechenden Windungen zumin dest teilweise in Nockenhohlräume 8 hineinragen und das dort befindliche Kernmaterial fassen. In the embodiment shown on the right in Fig. 1, the spirally wound body 6 in the course of the core length is adapted in its winding diameter to the core contour, so that the corresponding windings at least partially protrude into cam cavities 8 and grasp the core material located there.

Der Kern 5 wird nach Einlegen, Ausrichten und ggfs. Zen trieren des Körpers 6 in der Kernform mit den bekann ten Verfahren hergestellt, wobei jedoch aufgrund der versteifenden Wirkung des umhüllten Körpers 6 der An teil festigkeitserhöhender Zusätze im Kernmaterial ver ringert werden kann. Damit wird auch die Neigung des Kernmaterials zum Festbacken am Gußwerkstück, hier al so in der Bohrung 7 der Nockenwelle 1, vermindert.The core 5 is made after inserting, aligning and, if necessary. Centering the body 6 in the core shape using the known methods, although due to the stiffening effect of the encased body 6, the part of strength-increasing additives in the core material can be reduced. This also reduces the tendency of the core material to stick to the casting workpiece, here in this way in the bore 7 of the camshaft 1 .

Zum Entfernen des Kernmaterials wird nach dem Abkühlen des Gusses das in zumindest einer der Kernmarken aus der Mittelbohrung 7 der Nockenwelle 1 herausragende Ende des Körpers 6 freigelegt.To remove the core material, after the casting has cooled, the end of the body 6 protruding from the central bore 7 of the camshaft 1 in at least one of the core marks is exposed.

Durch kurzes, elastisch verformendes, pulsierendes Zie hen am freigelegten Ende des Körpers 6 - gegebenenfalls unter gleichzeitigem Verdrehen des Körpers um seine Wickelachse - wird die Struktur des Kernmaterials auf gebrochen und dieses zunächst "windungsweise" gelockert und schließlich mit dem Körper 6 aus der Bohrung 7 ge fördert.By short, elastically deforming, pulsating drawing hen at the exposed end of the body 6 - possibly with simultaneous twisting of the body about its winding axis - the structure of the core material is broken and this is first "loosely" loosened and finally with the body 6 from the bore 7th ge promotes.

Der gleiche Effekt des windungsweisen Losbrechens und Her ausförderns tritt ein, wenn zum Entfernen des Kernmateri als lediglich das Ende des Körpers 6 gefaßt und dieser - ggfs. mit plastischer Verformung - unter Streckung sei ner Wicklungen aus der Bohrung 7 herausgezogen wird.The same effect of the breakaway breakaway and Her ausförderns occurs when to remove the core material as only the end of the body 6 and this - if necessary. With plastic deformation - with stretching its windings is pulled out of the bore 7 .

Nachdem die anhand der Fig. 1 beispielhaft beschriebene hohlgegossene Nockenwelle 1 eine durchgehende Bohrung 7 und entsprechend einen durchgehenden Kern 5 aufweist, der in zwei Kernmarken gelagert ist, bietet sich bei beson derer Gestaltung des eingebetteten Körpers 6 die Möglich keit, diesen auch zum Entfernen am Gußstück angebackenen Kernmaterials heranzuziehen.After the hollow cast camshaft 1 described by way of example with reference to FIG. 1 has a through bore 7 and correspondingly a through core 5 , which is supported in two core brands, with particular design of the embedded body 6 there is the possibility of also removing it on Use the casting of baked core material.

Wenn eines der in den Kernmarken befindlichen Enden des Körpers 6 in seinem Windungsdurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Bohrung 7 - Fig. 2 - oder wenn, was den gleichen Effekt hat, mehrere einzelne Windungen in diesem Bereich in verschiedenen Winkelrichtungen ra dial exzentrisch aus der Winkelachse des Körpers 6 heraus verformt sind - Fig. 3 - , dann schaben diese im Durchmes ser vergrößerten Bereiche beim Herausziehen des Körpers 6 an der Innenwandung der Bohrung 7 der Nockenwelle 1 und befreien diese auch von angebackenen Kernmaterialresten.If one of the ends of the body 6 in the core marks is larger in its winding diameter than the inner diameter of the bore 7 - FIG. 2 - or if, which has the same effect, several individual windings in this area in different angular directions ra dial eccentrically from the Angular axis of the body 6 are deformed out - Fig. 3 -, then scrape these enlarged diameter areas when pulling out the body 6 on the inner wall of the bore 7 of the camshaft 1 and free these from baked-on core material residues.

Ebenso besteht die Möglichkeit, den Körper 6 noch vor dem Einbetten in das Kernmaterial oder aber nach dem Guß im Bereich des durch die Bohrung zu ziehenden Endes (Kern marke) mit einem z. B. in die Wicklung eingesetzten Reini gungskörper 9 nach Art einer z. B. zylindrischen oder kuge ligen Drahtbürste zu versehen, die zwischen die letzten Windungen des Körpers 6 "eingeschraubt" bzw. eingesetzt wird und deren Durchmesser größer ist als der der Boh rung 7 - Fig. 4.There is also the possibility of the body 6 before embedding in the core material or after the casting in the region of the end to be pulled through the core (core brand) with a z. B. used in the winding cleaning body 9 in the manner of a z. B. cylindrical or spherical wire brush, which is "screwed" or inserted between the last turns of the body 6 and whose diameter is greater than that of the drilling tion 7 - FIG. 4th

Durch die radial elastischen Borsten des Reinigungskör pers 9, die auch in sich gezopft ausgeführt sein können, wird eine intensive Reinigung der Bohrung 7 auch im Ver lauf von Erweiterungen 8 erreicht.Due to the radially elastic bristles of the cleaning body 9 , which can also be braided, intensive cleaning of the bore 7 is also achieved in the course of extensions 8 .

In Fig. 5 ist eine Gießform 10, 11 mit eingelegtem Gieß kern 5 im Schnitt gezeigt, wobei die gießtechnischen Einzelheiten, wie Einguß, Anschnitte, Steiger etc., nicht dargestellt sind.In Fig. 5, a mold 10, 11 with an inserted casting core 5 is shown in section, the details of the casting, such as casting, gates, risers, etc., are not shown.

Im Gießkern liegt ein spiraliger Kanal 13 vor, der dadurch gebildet ist, daß bei der Herstellung des Gießkernes 5 eine Wachsschnur mit entsprechendem Verlauf und zweck mäßiger Dicke bzw. Querschnitt in das Kernmaterial ein gebettet und das Wachs dann ausgeschmolzen wurde.In the casting core there is a spiral channel 13 , which is formed in that a wax cord with a corresponding course and appropriate thickness or cross section is embedded in the core material in the manufacture of the casting core 5 and the wax was then melted out.

Beim Guß füllt der Gießwerkstoff somit nicht nur den Formhohlraum 12 für das Gußstück, sondern auch den Ka nal 13, so daß nach dem Abkühlen im Gießkern 5 des Guß stückes der in seiner Gestalt der des Kanals 13 entspre chende Körper 6 entstanden ist, mit dem dann nach Trennung seiner Verbindung zum Gußstück selbst das Kernmaterial, wie zuvor schon beschrieben, ausgebracht werden kann.When casting, the casting material thus fills not only the mold cavity 12 for the casting, but also the channel 13 , so that after cooling in the casting core 5 of the casting, the shape of the channel 13 corresponding to the body 6 has arisen, with which then, after disconnecting its connection to the casting itself, the core material, as previously described, can be applied.

Die Verwendung z. B. von Wachsschnur zur Vorgabe von Kon tur und Verlauf des Kanals 13 schon bei der Formung des Gießkerns 5 erlaubt größte Freizügigkeit in der Gestal tung des Körpers 6 z. B. hinsichtlich Steigung und Durch messer seiner Spiralwindungen und damit auch das pro blemlose Eingreifen in Hinterschneidungen.The use of e.g. B. of wax cord to the specification of con ture and course of the channel 13 already during the formation of the casting core 5 allows greatest freedom of movement in the design of the body 6 z. B. in terms of slope and diameter of its spiral windings and thus the problem-free intervention in undercuts.

Da der Körper 6 erst im und mit dem Guß des Gußstückes gebildet wird, ist auch bei nächstmöglicher Anordnung des Kanals 13 zur Wandung des Gußstückes bzw. des Gieß kerns die thermische Beeinflussung des Gußstückes durch den Körper 6 (lokale Gefügeänderungen etc.) ausgeschlos sen.Since the body 6 is formed only in and with the casting of the casting, the thermal influence on the casting by the body 6 (local structural changes etc.) is excluded even with the next possible arrangement of the channel 13 for the wall of the casting or the casting core.

Claims

1. Casting core for easy removal of the core material after casting with the following features:

- The casting core ( 5 ) contains, at least after the casting, a body ( 6 ) embedded in the core material,
- The body ( 6 ) protrudes at least at one point or at one end from the contour of the casting (Noc kenwelle 1 ) or is accessible or graspable from outside and extends at least over part of the extent of the casting core ( 5 ) in Casting (camshaft 1 ),
- The shape of the body ( 6 ) is designed over its extent so that the movement of the body ( 6 ) or on the body ( 6 ) at least supports the application of the core material after the casting.

2. Casting core according to claim 1, wherein the body ( 6 ) is embedded in the core material before casting.

3. Casting core according to claim 1, wherein the casting core ( 5 ) contains only a cavity in the shape of the body ( 6 ) prior to casting (production z. B. by melting) and the body ( 6 ) in conjunction with the casting ( Camshaft 1 ) Herge is cast.

4. Casting core according to one of the preceding claims, wherein the body ( 6 ) is formed spirally over at least part of its extent.

5. Casting core according to one of the preceding claims, wherein the contour of the body ( 6 ) at least partially corresponds to or follows the cross-sectional profile of the casting core ( 5 ) and thus the cavity to be formed (bore 7 ).

6. Casting core according to one of the preceding claims for through bores or cavities in the casting with the features:

- The other end of the body ( 6 ) extends beyond the contour of the casting (camshaft 1 )
- At least this end of the body ( 6 ) is designed or equipped in the area lying in the core mark so that the inner wall of the cavity (bore 7 ) of about when passing through the casting during the molding of the casting core ( 5 ) after casting adhering core material residues is cleaned.

7. Casting core according to claim 6, wherein the end of the body ( 6 ) intended for cleaning the bore ( 7 ) consists of a region of at least one spiral turn, the turn diameter of which is larger than the inner diameter of the bore ( 7 ).

8. Casting core according to claim 6, wherein the end of the body ( 6 ) for cleaning the bore ( 7 ) or the hollow space carries a cleaning body ( 9 ), the extent of which is transverse to the body ( 6 ) larger than that of the bore or cavity.

9. Casting core according to claim 8, wherein the cleaning body ( 9 ) has an appropriately shaped in its contour, for. B. cylindrical or spherical, cylindrical or spherical brush made of the appropriate material, which is attached before or after the casting in or at the end of the body ( 6 ).

10. Casting core according to claim 4, wherein the spirally formed body ( 6 ) at a bed in the core material under tension preload is deformed ela, so that the finished casting core ( 5 ) is under internal compression and better protected against damage due to the increased inherent strength is.

11. A method for removing the core material from cavities of castings which have been produced using casting cores according to one or more of the preceding claims, having the following features:

- The end of the body ( 6 ) protruding from the casting (camshaft 1 ) or accessible from the outside is grasped and placed under tension until it is deformed,
- By the deformation of the body ( 6 ) - over the length of the casting core ( 5 ) progressively - an existing structure of the core material z. B. broken wise
- And the core material or a substantial part of the core material initially z. B. winding and then overall promoted with the pulling out of the body ( 6 ) to the outside.

12. The method according to claim 11, wherein the tensile force on the body ( 6 ) is superimposed on an optionally temporally variable moment about its spiral axis.