DE742401C

DE742401C - Mold

Info

Publication number: DE742401C
Application number: DEK161986D
Authority: DE
Inventors: Ludwig Grebe; Fritz Kraemer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1941-08-21
Filing date: 1941-08-21
Publication date: 1943-12-02

Description

Gießform Die Erfindung bezieht sich auf eine Gießform für Gußstücke verwickelter Formgebung und auf Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, einen neuartigen Aufbau einer Gießform zu schaffen, der eine Reihe von Vorteilen bisher bekannter Gießformbauweisen vereint, ohne mit deren Nachteilen behaftet zu sein. Für das Gießen schwieriger Gußstücke kamen bisher im wesentlichen folgende drei bekannte Arten von Gießformen in Betracht: a) Die Grünform im festen Kasten, b) die Trockenform, insbesondere als Nurkernform ohne Kasten, aber mit Büchsenführungen, c) die Kokille.Casting mold The invention relates to a casting mold for castings intricate shaping and processes for their manufacture. The invention has set itself the goal of creating a new type of casting mold that combines a number of advantages of previously known casting mold construction methods without their To be afflicted with disadvantages. For casting difficult castings, the The following three known types of casting molds are essentially considered: a) The green mold in a solid box, b) the dry form, especially as a core-only form without a box, but with bushing guides, c) the mold.

Die Grünform hat den Nachteil, große Formkästen und damit viel Masse und viel Raum zu erfordern. Ihr Aufbau erfordert viel Zeit. Bei einer z. B. dreiteiligen Grünform istes schwierig, die drei übereinandergestellten Kästen genau zu führen. Die Kerne lassen sich schlecht genügend genau ausrichten und sichern. Schließlich. genügen nicht immer die metallurgischen Eigenschaften des Werkstücks, wie sie beim Gießen in Grünform entstehen. Auch die Anbringung von Kühleisen bzw. Schreckplatten in der Grünform ist nicht einfach.The green form has the disadvantage of large molding boxes and thus a lot of mass and requiring a lot of space. It takes a lot of time to build. At a z. B. three-part Grünform makes it difficult to guide the three stacked boxes exactly. The cores are difficult to align and secure with sufficient accuracy. In the end. The metallurgical properties of the workpiece are not always sufficient, as is the case with Pour in green form. Also the attachment of cooling irons or shock plates in the green form is not easy.

Die Trockenform, insbesondere die heute für schwierige Gußstücke, z. B. Zylinderköpfe, vielfach übliche Nurkernform, zeigt -einen sehr verwickelten. vielteiligen Aufbau. Die Herstellung der vielen Einzelkerne erfordert viel Zeit und teure Sonderwerkstoffe. Auch dass Trocknen und die vielen vorrätig und geordnet zu haltenden, unter sich verschiedenen Trockenschalen für die einzelnen Kerne sind teuer. Die Einzelkerne, die die Umfassungsform bilden, werden z. B. mittels zahlreicher Büchsen geführt und unter Zuhilfenahme von Kontrollgeräten ausgerichtet, so daß auch der Zusammenbau einer solchen Form viel sorgfältige und zeitraubende Facharbeiterfordert.The dry mold, especially today for difficult castings, z. B. cylinder heads, often the usual only core shape, shows a very complex one. multi-part structure. The production of the many individual cores takes a lot of time and expensive special materials. Also that drying and the many in stock and in order to be kept, under each other are different drying trays for the individual kernels expensive. The individual cores that form the enclosure shape are z. B. by means of numerous Bushes out and aligned with the help of control devices, so that assembling such a mold also requires much careful and time-consuming skilled labor.

Beim Gießen in Kokille schließlich muß die schwere, aber genau gearbeitete und verwickelte Form nach dem Gießen, vor Beginn des ersten Schwvindungsintervalls geöffnet bzw. awseinandergerissen werden. Dieser Zeitpunkt ist schwierig einzuhalten, und es ist nicht leicht, die Kokille so einzurichten, daß dieser Zeitpunkt in allen Teilen des Gußstückes gleichzeitig eintritt. Bei der teuren Herstellung verwickelter Kokillen befriedigt auch ihre Lebensdauer noch nicht. Besonders schwierig ist die Berücksichtigung von Modelländerungen, wie sie z. B. bei Flugzeugmotoren so häufig eintreten, daß man es sich nicht leisten kann, wegen jeder Änderung eine neue Kokille herzustellen. Es muß dann vielmehr ein Stück aus der Wand der vorhandenen Kokille herausgeschnitten werden, und an Stelle des herausgeschnittenen Stückes muß das die Änderung ,enthaltende Stück eingepaßt «-erden. Beim Herausschneiden eines Wandteils werden meistens auch Versteifungsrippen mit durchschnitten, aber auch ohnedies hat das Ausschneiden eines Wandteils sehr leicht ein Verziehen der übrigen Teile zur Folge. Das eingesetzte neue Stück bringt seinerseits umerwünschte Stoffanhäufungen, welche die gleichmäßige Erwärmung hindern, so daß Spannungen und Risse entstehen. Auch zeigt ein neues Stück anfänglich noch Änderungen, der Abmessungen, welche die schon gealterte ursprüngliche Kokille nicht mitmacht, was eine weitere Quelle von Spannungen und Rissen darstellt.Finally, when casting in a permanent mold, it must be heavy but precisely worked and entangled shape after casting, before the beginning of the first shrinkage interval opened or torn apart. This Time is difficult to maintain, and it is not easy to set up the mold so that this point in time occurs simultaneously in all parts of the casting. With the expensive one Production of entangled molds does not yet satisfy their service life either. Particularly It is difficult to take into account model changes, such as those that occur e.g. B. in aircraft engines occur so often that one cannot afford to change one for every change to produce a new mold. Rather, it must be a piece of the existing wall Die cut out, and in place of the cut out piece the piece containing the change must be fitted in. When cutting out of a wall part, stiffening ribs are usually also cut through, but Even in any case, cutting out a wall part easily warps the remaining parts result. The inserted new piece in turn brings undesired ones Accumulations of matter, which prevent the uniform heating, so that tensions and Cracks appear. Also, a new piece initially shows changes in the dimensions, which the already aged original mold does not go along with what another Represents the source of tension and cracks.

. Außer den drei Grundarten von Gießformen - Grünform, Trockenform, Kokille -, von denen die Erfindung ausgeht, waren z. B. noch folgende besondere Bauarten bekannt: Bei Gußstücken sehr einfacher Form-gebung, die zwischen zwei Formhälften gegossen wurden. hat man diese durch einen geschlossenen konischen Topf zusammengehalten, der nach dem Eingießen der Schmelze in eine Abschreckflüssigkeiteingetaucht werden konnte. Es war ferner bekannt, einen metallenen Formteil, nämlich den von Formen für Schachtringteile, mit Hilfe einer Schablone mit Formmasse auszukleiden. Weiter war es bekannt, vier auf einer Horizontalebene voneinander getrennte Teile zu einer Form zusammenzusetzen, in diese vier Außenteile Innenteile einzusetzen und sie alle zusammen als Tragteile für die innere Ausfütterung der Form zu benutzen. Weiter war eine Kokille zum Gießen von Aluminiumkolben bekannt, bei der einzugießende Lagerbuchsen auf Bolzen gesetzt waren, die ihrerseits im äußeren Formmantel saßen und sich außerdem in dem mittleren Sandkern abstützten.. In addition to the three basic types of casting molds - green mold, dry mold, mold - from which the invention is based, were z. B. The following special types are also known: For castings with a very simple shape that were cast between two mold halves. this was held together by a closed conical pot, which could be immersed in a quenching liquid after pouring the melt. It was also known to line a metal molded part, namely that of molds for manhole ring parts, with the aid of a template with molding compound. It was also known to assemble four parts separated from one another on a horizontal plane to form a form, to insert inner parts into these four outer parts and to use them all together as support parts for the inner lining of the form. Furthermore, a permanent mold for casting aluminum pistons was known in which bearing bushings to be cast were placed on bolts which, in turn, were seated in the outer shell of the mold and were also supported in the central sand core.

Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß bei einer Gießform für Gußstücke verwickelter Formgebung, insbesondere Zylinderköpfe, deren in Sand geformte Teile von Metallmänteln umschlossen sind, der mittlere Teil der dreiteitigen Form als ein den Modellraum umschließender metallischer Mantel ausgebildet ist, der mit Formmasse in verhältnismäßig geringer Schichtstärke ausgekleidet ist und mit metallischen Paßstükken Außenkerne sowie gegebenenfalls Schreckplatten trägt, die vorteilhaft in Schrumpfrichtung beweglich sind. wobei der mittlere metallische` Mantel als Führung für den den unteren Formteil umschließenden Grundmantel sowie für den abschließenden Aufsatzteil dient.The invention consists in the fact that in a mold for Castings of intricate shape, especially cylinder heads, those molded in sand Parts of metal jackets are enclosed, the middle part of the three-sided shape is designed as a metallic jacket enclosing the model space, which with Molding compound is lined with a relatively thin layer and with metallic Fitting pieces outer cores as well as optionally shock plates carries which are advantageous are movable in the shrinkage direction. with the middle metallic jacket as a guide for the base jacket surrounding the lower molding and for the final one Attachment is used.

Gegenüber der Grünform hat der neue Formaufbau den Vorteil, daß eine bedeutende Masse- undRaumersparnis erzielt wird. Große Formkasten werden nicht gebraucht, jedoch ist die dem genauen Ausrichten zugute kommende metallische Führung beibehalten.Compared to the green mold, the new mold structure has the advantage that a significant mass and space savings are achieved. Large molding boxes are not needed, however, the metallic guide used for precise alignment is retained.

Gegenüber der Trockenform, insbesondere der Nurkernform, macht die neue Formbauweise eine verwickelte Büchsenführung entbehrlich. Die bei der Nurkernform für die mittlere Umfassungsform erforderliche, z. B. dreifache Höhenunterteilung fällt weg. Auch gegenüber der Nurkernform wird immer noch eine bedeutende Ersparnis an Masse und Raum erzielt.Compared to the dry form, especially the all-core form, the new form construction, an intricate liner guide is unnecessary. The one in the Nurkernform required for the middle enclosure shape, e.g. B. triple height division falls away. Even compared to the all-core form, there is still a significant saving achieved in terms of mass and space.

Weiter sind nach der Erfindung zum Trocknen der Formmasse dienende Teile als Bestandteile der Gießform ausgebildet und mit ihrem getrockneten Inhalt in die Form eingesetzt. Wie bei der Nurkernform jeder einzelne der vielen Kerne auf einer Trockenschale hergestellt wird, so wird bei der neuen Bauart die Formmasse ebenso wie Kernmasse auf eine Trockenschale in den die Umfassungsform bildenden metallischen Bauteil eingebracht und in diesem getrocknet und gießfertig vorbereitet. Danach wird- dieser Teil mit seinem getrockneten Inhalt in die Form eingesetzt. In derselben Weise sind vorteilhaft auch zum Trocknen der Kernmasse dienende Teile als Bestandteile der Gießform ausgebildet und mit ihrem getrockneten Inhalt in die Form eingesetzt. Der erfindungsgemäße Formaufbau kann insoweit also als Troc'kenschalenaufhau aufgefaßt werden. Die Trockenschalen bilden dabei gleichzeitig die Stütz- und Haltemittel für den Zusammenbau der Form.Further according to the invention for drying the molding compound are used Parts formed as components of the casting mold and with their dried contents inserted into the mold. As with the all-core form, every single one of the many cores is produced on a drying tray, the molding compound is in the new design as well as core mass on a drying tray in the form forming the surrounding mold introduced metallic component and dried in this and prepared ready for casting. Then this part with its dried content is inserted into the mold. In the same way, parts used for drying the core mass are also advantageous formed as components of the casting mold and with their dried content in the Form used. The mold structure according to the invention can therefore be used as a dry shell structure be understood. The drying trays form the support and holding means at the same time for assembling the mold.

Gegenüber der Kokille lassen sich bei der neuen Formbauweise nachträgliche Modelländerungen leicht berücksichtigen. Der Aufbau der Form geht dabei nahezu ebenso schnell vor sich wie das Fertignachen einer Kokille. Der Vorteil, eine Tiefenwirkung auf das Gußgefüge ausüben zu können, bleibt erhalten.Compared to the mold, the new mold design allows for subsequent Easily take model changes into account. The structure of the form is almost the same fast like the finishing of a mold. The advantage, a depth effect To be able to exert on the cast structure is retained.

Die neue Formbauweise verringert unter Beibehaltung der Vorteile der für verwickelte Gußstücke bisher bekannten Formbauweisen unter Vermeidung von deren Nachteilen den Arbeits- und Materialbedarf.The new form construction reduces while maintaining the advantages of for intricate castings previously known mold construction methods while avoiding of their disadvantages the labor and material requirements.

Das Gießen mit ' den neuen Gießformen kann nach beliebigen bekannten Verfahren erfolgen. Es ist jedoch zu berücksichtigen, daß der räumlich zusammengedrängte Aufbau kurze Kanäle für die zuströmende Schmelze ergibt. Es ist infolgedessen auf die Vermeidung von Kanalformen, die zur Wirbel- und damit zur Schaumbildung Anlaß geben könnten, besonders zu achten.The casting with the new casting molds can be according to any known Procedure. However, it must be taken into account that the spatially crowded one Construction of short channels for the inflowing melt results. It is on as a result the avoidance of channel shapes that give rise to vortex and thus foam formation might give special attention.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel einen Querschnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Gießform für den Motorzylinderkopf eines Mehrzylindermotors. Das Modell ist also als sich über mehrere Zylinder hinweg erstreckendes Werkstück zu denken.As an exemplary embodiment, the drawing shows a cross section through a molded according to the invention for the engine cylinder head of a multi-cylinder engine. The model is therefore a workpiece that extends over several cylinders to think.

Ein Grund- Moder Bodenkern i, in welchem sich der Zulauf 2 befindet, sitzt in seiner Trockenschale 3, die zugleich die Grund- und Richtplatte für den ganzen Formaufbau bildet. Auf die Schale 3 ist ähnlich wie ein oberer Formkasten auf einen unteren die die Urfassungsform bildende mittlere Trockenschale 4 aufgesetzt. Paßschultern 5 und Führungsbolzen 6r sorgen für genauen Sitz. Die mittlere Sehale 4 ist mit Formmasse 7 ausgefüttert. Ansätze 8 auf der Innenseite der mittleren Trockenschale sind so geformt, daß sie die Formmasse 7 sicher festhalten. Der mittlere Mantel4 ist auch Träger der eingesetzten Kerne g und io. Diese besitzen Grundschalen i i und 12, z. B. aus Eisen, mit denen sie in entsprechende Sitzflächen bzw. Aussparungen 13 und 14 des Mantels 4 passen. Der Sitz von Metall auf Metall ermöglicht ein schnelles und sicheres Festkleben der Kerne, die bei dem gezeichneten Beispiel mit Hilfe von Knebelschrauben 15 festgezogen sind.A basic mold soil core i, in which the inlet 2 is located, sits in its drying tray 3, which is also the base and straightening plate for the entire mold structure forms. The shell 3 is similar to an upper molding box placed on a lower the middle drying tray 4 forming the original shape. Fitting shoulders 5 and guide bolts 6r ensure a precise fit. The middle Sehale 4 is lined with molding compound 7. Approaches 8 on the inside of the middle drying tray are shaped so that they hold the molding compound 7 securely. The middle coat 4 is also the carrier of the cores g and io used. These have basic shells i i and 12, e.g. B. made of iron, with which they in appropriate seats or recesses 13 and 14 of the jacket 4 fit. The seat of metal on metal enables a fast and secure gluing of the cores, which in the example shown with the help of T-bolts 15 are tightened.

In die von dem Mantel4 mit seiner Ausfütterung gebildete Urfassungsform ragt der auf den Grundkern, i aufgesetzte, gegebenenfalls mit ihm aus einem Stück bestehende Mittelkern 16 hinein. Ähnlich wie der mittlere Mante14 auf die untere Schale 3 ist auf den mittleren Mantel q. eine iobere Schale 17 passend aufgesetzt, die den Deckenkern 18 enthält, welcher die Form nach ohen abschließt.In the original form formed by the jacket4 with its lining protrudes the one placed on the basic core, i, possibly in one piece with it existing central core 16 into it. Similar to the middle Mante14 on the lower one Shell 3 is on the middle mantle q. an upper shell 17 fitted on to match, which contains the ceiling core 18, which completes the shape after ohen.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Casting mold for castings with complex shapes, in particular cylinder heads whose parts formed in sand are enclosed by metal jackets are characterized in that the middle part of the three-part mold as a the model space enclosing metallic jacket (4) is formed, which with molding compound is lined in a relatively thin layer and with metallic Fitting pieces (11, 12) outer cores (9, io) s @ o as if necessary carries shock plates; which are advantageously movable in the shrinkage direction, the middle metallic Jacket (4) as a guide for the base jacket (3) surrounding the lower molded part as well as for the final attachment (17).

2. Casting mold according to claim i, characterized in that parts serving to dry the molding compound are used as constituents of the casting mold and used with their dried content in the mold are.

3. Casting mold according to claim i and 2, characterized in that parts serving for drying the core mass are designed as components of the casting mold and are inserted into the mold with their dried contents. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: German patents ...... No. 96916, 234979, 240204, 352716, 681401.