DE4236084A1 - Verfahren zum Herstellen eines Formdetails eines Gußstücks sowie danach hergestelltes Gußstück - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines Formdetails eines Gußstücks sowie danach hergestelltes GußstückInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
Es ist üblich, solche Details eines Gußstücks, die aufgrund
der geforderten Gestalt oder Genauigkeit durch Gießen nicht
oder nur schwer herstellbar sind, durch nachträgliches Bear
beiten des Gußstücks zu formen. Ein einfaches Beispiel dafür
ist das Einbringen einer Gewindebohrung mit Abdichtungsstirn
fläche in ein Stahlgußgehäuse. Das Einspannen und Bearbeiten
des Gußstücks ist aufwendig. Die Erfindung erstrebt ein
weniger aufwendiges Herstellungsverfahren.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß ein die Formge
bung aufweisendes Einsatzstück vorgefertigt und eingegossen
wird.
Der geringere Herstellungsaufwand beruht darauf, daß es
einfacher ist, das Einsatzstück mit seinen kleineren Dimensio
nen und einfacherer Gestalt herzustellen als das fertige
Gußstück einer Bearbeitung zu unterwerfen.
Wenn dichter Anschluß des Einsatzstücks an das Material des
Gußstücks erforderlich ist, wird zweckmäßigerweise für das
Einsatzstück ein Material verwendet, daß mit dem Gußmaterial
verschweißbar ist. Die Verschweißung setzt voraus, daß in
demjenigen Bereich, in welchem sie stattfinden soll, die
Oberfläche des Einsatzstücks auf Schweißtemperatur erhitzt
wird, bevor das umgebende Gußmaterial erstarrt und und unter
Schweißtemperatur abgesunken ist. Wenn es unsicher ist, ob
diese Bedingungen für die gesamte Oberfläche des Einsatzstücks
erreicht werden kann, reicht es oftmals aus, die Verschweißung
in ausgewählten Oberflächenbereichen stattfinden zu lassen,
beispielsweise an der Spitze von Rippen des Einsatzstücks, die
quer zur Abdichtungsrichtung vorgesehen sind. Beispielsweise
kann ein Einsatzstück, das zur Bildung einer Gewindebohrung in
einer zu gießenden Gehäusewand bestimmt ist, in Umfangsrich
tung (also parallel zur Erstreckung des Gehäuses) verlaufende
Rippen aufweisen, an deren Spitzen die Verschweißung stattfin
det. Mitunter genügen für diese Zwecke auch nicht geschlossene
Rippen, wie sie von den Gängen eines Gewindes gebildet werden.
Die Rippen laufen zweckmäßigerweise nach außen hin im Quer
schnitt so dünn zu, so daß sie nahezu allseits von Gußmaterial
eingeschlossen sind und daher rasch erhitzt werden, ohne daß
dies mit einem starkem Wärmeabfluß verbunden ist, der zu
vorzeitigem Abkühlen der umgebenden Schmelze führen würde.
Jedoch ist Schweißverbindung nicht in allen Fällen erforder
lich. Es mag genügen, wenn das erstarrte Gußmaterial das
Einsatzstück allseits unter gleichmäßiger, hinreichend hoher
Spannung umgibt, wie sie durch den Schrumpfungsprozeß, der mit
der Abkühlung des heißeren Gußmaterials im Vergleich mit dem
Einsatzstück verknüpft ist, zustande kommt. Auch in diesem
Fall können die erwähnten Rippen an der Oberfläche des Ein
satzstücks zweckmäßig sein, um nämlich der Verbindung durch
Schrumpfspannung eine formschlüssige Verbindung hinzuzufügen
und um zu Abdichtungszwecken ein Labyrinth zu bilden.
Damit die zwischen dem Gußmaterial und dem Einsatzstück
herrschenden Spannungen sich nicht örtlich in gefährlicher
Weise anhäufen, ist es zweckmäßig, wenn die an das Gußmaterial
angrenzende Oberfläche des Einsatzstücks Rotationsform hat
oder wenigstens eine Gestalt, die einer Rotationsform nahe
kommt. Dieses Merkmal ist auch zweckmäßig im Hinblick auf die
Vermeidung einer Formänderung des Einsatzstücks durch Verzug.
Ferner kann es in dieser Hinsicht zweckmäßig sein, wenn das
Einsatzstück gekühlt wird, damit solche Temperaturen, bei
denen mit einem Verziehen zu rechnen ist, nicht oder nur in
unwesentlichem Ausmaß erreicht werden. Zu diesem Zweck kann
das Einsatzstück mit einem Wärmeabführungskörper verbunden
sein, der möglichst großflächig wärmeleitend mit dem Einsatz
stück in Verbindung steht, um von dort Wärme abzuführen. In
den meisten Fällen reicht es aus, einen Körper mit hinreichen
dem Volumen zur Bildung der erforderlichen Wärmekapazität
bereitzustellen. Jedoch ist es auch denkbar, eine zusätzliche
Kühlung durch Abstrahlung und/oder Zirkulation eines gasförmi
gen oder flüssigen Kühlmediums zu bewirken. Der Wärmeabfüh
rungskörper soll von dem Einsatzstück anschließend leicht
entfernbar sein. Wenn das Einsatzstück ringförmig ist, kann
beispielsweise der Wärmeabführungskörper einen in den Ring
hohlraum einsetzbaren Kernteil aufweisen. Dies ergibt zum
einen eine großflächige Wärmeleitverbindung. Zum anderen wird
dadurch auch der Ringhohlraum im Sinne eines Formkerns gegen
über dem Gußmaterial geschlossen. Besonders zweckmäßig ist die
Ausführung des Kernteils mit einem Außengewinde in einem von
einem Innengewinde begrenzten Ringhohlraum, weil dabei die
Wärmeübertragungsfläche besonders groß ist und der Kernteil
durch Drehung des Wärmeabführungskörpers verhältnismäßig
leicht entfernt werden kann.
In der Regel wird der Wärmeabführungskörper eine niedrigere
Temperatur behalten als der unmittelbar mit dem Gußmaterial in
Berührung kommende Einsatzkörper. Es besteht dann die Möglich
keit, daß der Einsatzkörper stärker schrumpft als der Wärmeab
führungskörper. Damit es dabei nicht zu unzulässigen
Formänderungen des Einsatzkörpers kommt, kann es empfehlens
wert sein, den Wärmeabführungskörper (zumindest dessen Kern
teil) aus weicherem Werkstoff als den Einsatzkörper herzustel
len. Wenn Deformationen auftreten, bleiben diese dann auf den
Wärmeabführungskörper bzw. den Kernteil beschränkt.
Es besteht auch die Möglichkeit den Wärmeabführungskörper zur
Bildung eines im Gußstück kanalbildenden Kernansatzes heranzu
ziehen. Voraussetzung dafür ist, daß der Kernansatz nicht mit
dem Gußmaterial verschweißt, was einerseits durch entsprechend
hohe Wärmeabfuhr und andererseits durch die Materialwahl
gewährleistet werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die
Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
in einem schematischen Teilschnitt durch ein Gußstück veran
schaulicht.
Das Pumpengehäuse 1 soll zur Bildung einer Ablaßeinrichtung
eine Gewindebohrung 3 enthalten, die in einer abdichtungsqua
lifizierten Stirnfläche 3 außen mündet. Das Gewinde 2 und die
Stirnfläche 3 können in der erforderlichen Qualität nicht
gießtechnisch hergestellt werden. Dafür wäre eine spanhebende
Bearbeitung an dem fertigen Gußstück erforderlich. Diese wird
dadurch vermieden, daß das Gewinde 2 und die Stirnfläche 3 an
einem entsprechend vorgefertigten Einsatzstück 4 vorgesehen
sind, das bei der Herstellung des Gußstücks 1 mit eingeformt
und eingegossen wird.
Das Einsatzstück ist ein rotationsförmiger Ringkörper. Seine
Außenfläche ist mit ringförmig umlaufenden Rippen 5 versehen.
Bei geringeren Anforderungen genügt auch ein Gewinde. Das
Material des Einsatzstücks ist auf dasjenige des Gußstücks 1
so abgestimmt, daß eine Verschweißung oder eine Lötverbindung
zustande kommen kann. Wenn beispielsweise das Gußmaterial von
nicht rostendem Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4408 gebildet
wird, kann für das Einsatzstück der Werkstoff 1.4401 verwendet
werden.
Damit der Kraftfluß im übrigen Gehäuse nicht beeinträchtigt
wird, ist für die Aufnahme des Einsatzstücks an dem Gehäuse
ein Vorsprung 6 gebildet, der das Einsatzstück allseits mit
etwa gleicher Wanddicke umgibt. Dadurch sowie durch die
Ausbildung des Einsatzstücks als Rotationskörper wird dafür
gesorgt, daß am Umfang des Einsatzstücks etwa gleichförmige
Spannungen herrschen und auch die Abkühlungsverhältnisse
einigermaßen ausgeglichen sind.
Die Rippen 5 laufen im Querschnitt nach außen spitz zu, so daß
ihre Spitzen der Erwärmung durch das umgebende Gußmaterial in
besonders hohem Maße ausgesetzt werden und mit diesem ver
schweißen. Dichtigkeit ist dadurch selbst bei hoher Druckbean
spruchung gewährleistet.
Einem Verziehen des Einsatzstücks 4 wird durch die rotations
förmige Ausbildung des Einsatzstücks selbst sowie der es
einschließenden Zonen des Gußstücks entgegengewirkt. Besonders
wichtig ist in diesem Zusammenhang die Wärmeabfuhr beim Guß,
durch die einerseits verhindert werden soll, daß das Einsatz
stück (mit Ausnahme seiner Außenbezirke) schädlich hohe
Temperaturen erreicht und andererseits dafür gesorgt wird, daß
zur Vermeidung von Verzug seine Erhitzung bzw. Abkühlung im
wesentlichen rotationssymmetrisch geschieht. Dafür ist der
Wärmeabführungskörper 7 vorgesehen, dessen Kernteil 8 ein zu
dem Gewinde 2 des Einsatzkörpers passendes Außengewinde
aufweist. Seine Stirnfläche 9 ist entsprechend passend zur
Stirnfläche des Einsatzkörpers ausgebildet. Die Einformung des
Einsatzstücks 4 und der Guß erfolgen, wenn der Wärmeabfüh
rungskörper 7 mit dem Kernteil 8 in den Einsatzkörper 4
eingeschraubt ist und sich somit in großflächig wärmeleitender
Verbindung befindet. Das Volumen und der Werkstoff des Wärme
abführungskörpers 7 sind so gewählt, daß sich hinreichende
Wärmekapazität ergibt. Auch eine hohe Wärmeleitzahl kann in
diesen Zusammenhang von Vorteil sein. Der Wärmeabführungskör
per weist Schlüsselflächen 10 auf, die es gestatten, ihn nach
dem Abkühlen des Gußstücks aus dem Einsatzstück 4 heraus zu
schrauben. Seine Härte ist geringer gewählt als die des
Einsatzstücks 4. Wenn letzteres aus dem Material 1.4401
besteht, kann der Wärmeabführungskörper beispielsweise aus dem
Material 1.4571 bestehen. Sollte es infolge von Schrumpfungs
spannungen zu Deformationen kommen, finden diese daher am
Wärmeabführungskörper 7 statt und nicht an dem Einsatzstück 4,
auf dessen Gestaltkonstanz es ankommt.
Der Wärmeeinsatzkörper weist am Ende des Kernteils 8 einen
koaxialen Kernansatz 11 auf, der als Formkern zur Bildung des
Kanals 12 im Gußstück dient. Zwecks leichterer Entformung ist
er konisch ausgebildet. Zur Bildung des Kanals 12 im Gußstück
kann andererseits auch ein konisch ausgebildeter Formkern, der
mit dem Hauptkern des Gehäuses verbunden ist oder als Teil des
Hauptkerns ausgebildet ist, verwendet werden.
Claims (10)
1. Verfahren zum Herstellen eines Formdetails eines Guß
stücks, dadurch gekennzeichnet, daß ein die gewünschte
Form aufweisendes Einsatzstück vorgefertigt und eingegos
sen wird.
2. Gußstück mit einem nach Anspruch 1 hergestellten Formge
bungsdetail.
3. Gußstück nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das
Material des Einsatzstücks (4) mit dem des Gußstücks (1)
verschweißbar ist.
4. Gußstück nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die
Außenoberfläche des Einsatzstücks (4) quer zu einer
Abdichtungsrichtung verlaufende Rippen (5) aufweist.
5. Gußstück nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die
Rippen (5) im Querschnitt nach außen dünn zulaufen.
6. Gußstück nach einem der Ansprüche 2-5 dadurch gekenn
zeichnet, daß ihre an das Gußmaterial angrenzende Oberflä
che Rotationsform hat.
7. Gußstück nach einem der Ansprüche 2-6 dadurch gekenn
zeichnet, daß das Einsatzstück (4) mit einem entfernbaren
Wärmeabführungskörper (7) verbindbar ist.
8. Gußstück nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß das
Einsatzstück (4) ringförmig ist und der Wärmeabführungs
körper (7) einen in den Ringhohlraum einsetzbaren Kernteil
(8) aufweist.
9. Gußstück nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß an
dem Kernteil (8) ein im Gußstück (1) kanalbildender
konischer Kernansatz (11) angeordnet ist.
10. Gußstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am
Hauptkern ein kanalbildender Kernansatz angeformt oder
damit verbunden ist, der sich bis zum bzw. in den metalli
schen Kernteil (8) erstreckt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924236084 DE4236084A1 (de) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | Verfahren zum Herstellen eines Formdetails eines Gußstücks sowie danach hergestelltes Gußstück |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924236084 DE4236084A1 (de) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | Verfahren zum Herstellen eines Formdetails eines Gußstücks sowie danach hergestelltes Gußstück |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4236084A1 true DE4236084A1 (de) | 1994-04-28 |
Family
ID=6471359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924236084 Withdrawn DE4236084A1 (de) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | Verfahren zum Herstellen eines Formdetails eines Gußstücks sowie danach hergestelltes Gußstück |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4236084A1 (de) |
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-
1992
- 1992-10-26 DE DE19924236084 patent/DE4236084A1/de not_active Withdrawn
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