DE8717657U1

DE8717657U1 - Gußkörpermodell

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Publication number: DE8717657U1
Application number: DE8717657U
Authority: DE
Original assignee: Eisengiesserei Monforts & Co 4050 Moenchengladbach De GmbH
Current assignee: Eisengiesserei Monforts & Co 4050 Moenchengladbach De GmbH
Priority date: 1987-08-29
Filing date: 1987-08-29
Publication date: 1989-09-21
Also published as: DE3867178D1; DE3728918A1; EP0305653B1; EP0305653A1; JPS6471548A; ATE70749T1; ES2029299T3; JP2721191B2; US4942915A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Gußkörpermodell mit einem Schaumstoffkörper zum Herstellen eines hohlen Gußteils in der Metallgießerei, wobei der Schaumstoffkörper aus einem in der Hitze von flüssigem Metall, wie Eisen oder Aluminium, gasförmig zerfallenden Material, wie Polystyrolpartikelschaum oder dergleichen, besteht.

In der Gießerei werden aus Polystyrolpartikelschaum oder einem ähnlichen sich durch Berührung mit flüssigem Metall gasförmig zersetzenden Kunststoff bestehende Modelle des herzustellenden Gußstücks eingesetzt und entweder in binderfreiem Formstoff eingebettet und gegebenenfalls zusammen mit diesem vor und während des Gießens unter Unterdruck gesetzt oder in gebundenem Formstoff eingeform?. Vor dem Einsetzen in die Gießform wird der aus Polystyrolpartikelschaum oder dergleichen bestehende Schaumstoffkörper mit einer in der Gießerei üblichen Schlichte, z. B. durch Eintauchen, behandelt, die aus einer feingemahlenes feuerfestes Material enthaltenden Aufschlämmung bestehen kann. In diesen Bereichen bildet die den Schaumstoffkörper zugewendete Fläche von dessen aus Schlichte bestehender Schale die eigentliche Gießform, während der angrenzende TOrmstoff, insbesondere Sand, lediglich zum mechanischen Stützen der wie eine Eierschale zerbrechlichen Schlichteschale dient.

Ein Problem dieses Gießverfahrens ergibt sich aus der Herstellung des Gußkörpermodells selbst. Wenn es sich um ein Hohlmodell handelt, werden zum Herstellen vier Formsehalen, nämlich zwei Ober- und zwei Unterformen, benötigt. Der fertige, erhärtete Schaumstoffkörper besteht daher aus mindestens zwei Schalen, deren Grenze sich im fertigen Gußteil unvermeidbar sowohl auf dessen Außen- als auch auf dessen Innenfläche abzeichnet.

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Wenn die Stoßflächen der Teilschalen des Schaumstoffkörpers nicht exakt aufeinander passen oder nicht exakt aufeinander geklebt werden, dringt bei dem Schlichten des Schaumstoffkbi— pers Schlichte zwischen die Stoßflächen aneinander grenzender Teile des Schaumstoffkörpers. Probleme bereiten in dieser Hinsicht besonders schwierig zugängliche Teile, insbesondere auf der Innenseite, einer Hihlform. Da die dem Schaumstoffkörper zugewendete Fläche von dessen aus Schlichte bestehender Schale die eigentliche Form des herzustellenden Gußteils bildet, haben in den Schaumkörper bzw. in Nähte zwischen Schaumstoff körperteilen eingedrungene Schlichtevorsprunge entsprechende Einschnitte im entstehenden Gußtail zur Folge. Wenn solche Einschnitte vorkommen, wird beim Gießen Ausschuß erzeugt.

Ein weiteres Problem des beschriebenen Gießverfahrens ergibt siel, daraus, daß der verwendete Schaumstoff eine gegen Druckoder Stoßausübung sehr empfindliche Oberfläche besitzt. Da wie gesagt die Stoßkanten zusammenzusetzender Teile des Schaumstoffkörpers möglichst unversehrt bleiben müssen, sind nicht nur die Handhabung sondern auch die Lagerung und der Transport schwierig, (denn eine Stoßstelle ungenau gearbeitet oder beim Transport bzw. bei der Handhabung beschädigt, wird, kann zwar grundsätzlich eine Ausbesserung durch Einfügen eines sich ebenso wie der Schaumstoff in der Hitze des flüssigen Metalls gasförmig zersetzenden Klebers ausgebessert werden, eine solche Nacharbeit ist aber aufwendig und in vielen Fällen, int.besondere an unzugänglichen Stellen auf eier In len'seite eines Hohlmodells mit der erforderlichen Genauigkeit kaum ausführbar und nachprüfbar .

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein im Prinzip beliebig hinterschmttenes Schaumstoff-Hohlmodel1 zu schaffen, das keine Nahte oder zumindest nur dort Nahte besitzt, wo eine Nacharbeit eventueller Beschädigungen oder Ungenauigkeiten an den Stoßstellen mit erträglichem Aufwand, also insbesondere nur an dsr Au'is"3si te-, bsfitzt. Die srf indungsgerneße ! ös'jng hnsf.Rht. fur das eingangs genannte Guiikörpermodel 1 mi. L einem Schaumstoffkörper zum Herstellen des hohlen Gußteils darin, daß die Kontur des Schaumstoff körpers einseitig mit einem in das herzustellende Gußteil zum Bilden eines entsprechenden TeiLs von dessen Kontur einzuformenden feuerfesten Form
teil abgedeckt ist.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Fläche des Schaumstoff körpers, die nach Möglichkeit nicht nachgearbeitet werden soll, mit. einem unmittelbar eine Kontur des herzustellenden Gußteils vorgebenden feuerfesten Formteil zu bedecken ist. Von dem Begriff "feuerfester Formkörper" werden erfindungsgemäß Formteile aus metallischem oder nichtmetallischem Material umfaßt, die unmittelbar beim Gießen in ein Metallgußteil eingeformt und zumindest einen Teil von dessen Außenfläche bilden können. Hierzu gehören Metallformteile aus Blech, Guß oder geschmiedetem Material aber auch Sinterwerkstoffe, Keramik, Glas oder dergleichen. Das Formteil kann als Einlageteil auf der Innenfläche eines hohlen Gußteils aber auch als Hüllteil auf der Außenfläche eines Gußteils vorgesehen werden. Unerwartet wird also durch die Erfindung auch die Möglichkeit geschaffen, einen aus verschiedenen oder verschieden legierten Metallen oder aus Metall und Nichtmetall bestehenden verbundkörper herzustellen. Beispielsweise läßt sich erfindungsgemäß ein hohler Gußeisenkörper gießen, dessen Innenkontur durch ein vorgefertigtes Ein-

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lageteil aus Blech gebildet wird. Erfindungsgemäß kann aber auch ein aus zwei Metallen bestehender Verbundkörper gegossen werden, der beispielsweise eine Außenschale aus Eisen und ein hohles Innenteil aus AJuminium besitzt. Zu den vielen erfindungsgemäß herzustellenden Varianten von Gußkörpern gehört schließlich auch ein mit Keramik oder Glas, innen oder außen beschichtetes Gußeisenteil.

Gemäß weiterer Erfindung wird der Schaumstoff körper nahtlos auf das feuerfeste Formteil aufgeformt. Grundsätzlich kann der Schaumstoffkörper auf die Innen- oder Außenfläche eines hohlen feuerfesten Formteils aufgeformt werden. Das Formteil bildet also beim Herstellen des Schaumstoff körpers einen Teil der Schale der Hohlform. Wesentlich ist, daß bei dieser Verfahrensweise ein einteiliger Schaumstoffkörper entsteht, der keine eventuelle zu Fehlern führende bzw. nachzuarbeitende Nähte besitzt.

Wenn das feuerfeste Formteil eine in den herzustellenden Gußkörper eingehende Einlage des Schaumstoffkörpers bilden soll, genügt zum Herstellen des vollständigen Schaummodells, eine einzige, der vorgesehenen Außenkontur des Schaumstoffkörpers entsprechende Form mit Untei— und Oberschale, weil als Kern dieser Form ein die Innenfläche des herzustellenden Gußkörpers bestimmendes Einlageteil verwendet wird. Entsprechendes gilt, wenn die Außenschale des Schaumstoffkörpers mit dem feuerfesten Formteil abzudecken ist.

Wann der erf indungsgernäßs hohle Schaumstoff körper einteilig herzustellen ist, können sich ungewollte Einschnitte - wegen einer fehlenden Naht - nicht ergeben, weil die auf den Schaum-

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stoffkörper aufzubringende Schlichte nicht in den Körper eindringen kann. An der Grenze zwischen Ober- und Unterschale einer zum Herstellen des Schaumstoffkörpers verwendeten Außenform können lediglich nach außen vorspringende Grate am Schaumstoff entstehen, die jedoch problemlos nachzuarbeiten sind.

überraschend läßt die Erfindung noch eine weitere Ausgestaltung zu. Gemäß weiterer Erfindung kann nämlich das wenigstens einen Teil der Kontur des Schaumstoffkörpers abdeckende feuerfeste Formteil auf seiner den herzustellenden Gußkörper zugewandten Fläche mit einem Isolierstoffmantel, insbesondere aus Mineralfaserwolle, belegt werden. Eine solche Anordnung wird besonders bei thermisch belasteten Gußteilen bevorzugt. Günstig ist die isolierende Zwischenlage auch bei Bauteilen, z. B. bei Auspuff krümmern, die eine möglichst geringe Wärmeaufnahme besitzen sollen. Damit (im Abgasstrom) nachfolgende Bauteile, z. B. Katalysatoren, möglichst schnell heiß werden. Die Einfügung bzw. das Eingießen eines Isolier stoffmantels bietet aber auch die Möglichkeit, das Gewicht des Gußkörpers zu vermindern, ohne dessen Volumen zu verkleinern. In jedem Fall kann der aus Isolierstoff oder dergleichen bestehende Mantel nicht nur auf der Innen- oder Außenfläche sondern auch an der Grenze der vei— schiedenen Schichten eines erfindungsgemäßen Verbundkörpers vorgesehen werden. Die Verwendung des erfindungsgemäßen feuerfesten Formteils ist also auch dann von Vorteil, wenn, wie in der chemischen Industrie, eine Fläche eines Gußteils in bestimmter Weise zu legieren ist, um die nötige chemische Resistenz sicherzustellen.

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Anhand der schernatischen Zeichnung von Ausführungsbeispielen werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt. durch eine For in zum Herstellen

eines hohlt'n Schaumstoff köi pers;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Gießform 'inter Verwendung

eines hohlen Schaumstoff korpers nach Fig. 1; und

rig. 3 einen Schnitt durch eine weitere Gießform.

Fig. 1 zeigt eine vorbereitete Form zum Herstellen eines erfindungsgemäßen. insgesamt mit 1 bezeichneten Gußkor per model]s. Das Modell nach Fig. 1 besteht aus einem feuerfesten Formteil 2 und einem daran anzufcrmenden, einteiligen Schaumstoffkörper &Idigr;. Als Form zum Herstellen des Schaumstoff korpers 3 werden außer dem als Innenschale dienenden Formteil 2 eine aus emer Ober form 4 und einer Unterform 5 bestehende, insgesamt mit 6 bezeichnete Außenschale verwendet.

Bei dem Herste] len des Gußkörperniodells 1 bzw. oes Schaumstoffkörpers 3 kann auf der Innenfläche keine unkontrollierbare Naht. entstehen, da die Innenkontur bereits durch die Innenflache des Formteils 2 vorgegeben wird. Auf der Außenfläche des Schaumstoff körpers 3 kann an der Stoßfläche 7 zwischen Ober- und Unterform 4, 5 lediglich ein nach außen vorspringender Grat auftreten, wenn die beiden an der Stoßfläche 7 sich berührend"·, Flächen von Ober- und Ur.terform 4, 5 nicht ganz exakt sin-¹. L.^n solcher Grat läßt sich aber am fertigen Gu&bgr;körpe modell 1 problemlos nacharbeiten. Auf keinen Fall kommt ein ungewollter Ein- sprung oder Einschnitt in der Kontur des Gußkörpermodells 1 vor, der bei der Weiterverarbeitung mit Schlichte gefüllt werden könnte.

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Die Zeichnung zeigt in Fig. 2 einen Schnitt durch eine für die Eisengießerei vorbereitete Form mit einem Gußkörpermodell 1 nach Fig. 1. Im Ausführungsbeispiel besteht das Gußkörpermodell 1 außer aus dem Formteil 2 und dem Schaumstoffkörper 3 aus einer Isolierstoffschicht 8. Das ganze Gußkörpermodell 1 wird in einem Kasten 9 in binderfreiem Formstoff 10, insbesondere in Sand, innen und außen eingebettet, insbesondere eingerüttelt, so daß im Kasten 9 kein Hohlraum mehr verbleibt. An ein Ende des Schaumstoffkörpers 3 wird ein Eingießtrichter 11 angesetzt. Im übrigen wird die gesamte Oberfläche des im Kasten 9 befindlichen Formstoffs 6 mit einer luftdichten Folie 12 so umgeben, daß ein mit einem Ansaugstutzen 13 über eine Unterdruckleitung 14 in den Formstoff hineinwirkende Unterdruckpumpe den Innenraum der Folie 12 bzw. des Kastens 9, so weit entlüften kann, daß der vorzugsweise aus rieseiförmigem Sand bestehende Formstoff 10 insgesamt steif wird.

Beim Eingießen des flüssigen Eisens in den Eingießtrichter 11 wird das Material des Schaumstoffkörpers 3 zersetzt und gasförmig über die Unterdruckleitung 14 in dem Maße abgezogen, wie es durch das flüssige und erstarrende Eisen ersetzt wird. Bei diesem Gießvorgang wird das feuerfeste Formteil 2 (gegebenenfalls auch die Isolier stoffschicht 8) Bestandteil des hergestellten Gußstücks. Das Gußstück nimmt also schließlich den Raum ein, der ursprünglich durch den Schaumstoffkörper 3 verdrängt war. Die Kuntur des Schaumstoffkörpers 3, im vorliegenden Fall dessen Außenkontur 15 ist oder wird also zugleich die Außenkontur des Gußkörpers. Die Innenkontur 16 des Gußkörpermodells 1, also im Ausfuhrungsbeispiel die Innenfläche des Formteils 2, bildet zugleich die Innenkontur 16 des herzustellenden Gußteils.

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In Fig. 3 wird der Fall eines Verbund-Gußkörpers mit einer Eisenschicht 17 auf der Außenseite und mit einem einen Durchgang 18 aufweisenden hohlen Aluminiumkorper 19 auf der Innenseite. Beim Gießen eines Gußteils nach Fig. 3 wird ein Schaumstoffkörper auf der Innenfläche des Eisenkörpers 18 vorgesehen, z. B. unmittelbar geschäumt, der einen Durchgang 18 besitzt. Während des Gießvorgangs wird der Durchgang 18 mit beispielsweise rieseiförmigen Formstoff ausgefüllt. Der Aluminiumkorper 19 nimmt den Platz des Schaumstoffkörpers ein.

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Bezugszeichenliste

1 = Gußkörpermodell

2 = feuerfestes Formteil

3 = Schaumstoffkörper

4 = Oberform

5 = Unterform

6 = Außenschale

7 = Stoßfläche (4, 5)

8 = Isolierstoffschicht

9 = Kasten

10 = Formstoff

11 = Eirtgießtrichter

12 = Folie

13 = Ansaugstutzen

14 = Unterdruckleitung

15 = Außenkontur

16 = Innenkontur

17 = Eisenkörper

18 = Durchgang

19 = Aluminiumkörper

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Claims

8767 GM - 1 - Eisengießerei Monforts GmbH & Co Schwalrostraße 301 D-4050 Mönchengladbach 2 Gebrauchsmuster 8767 DE ' Gu ßkö rpe rmodel1" Schutzanspruche:

1. Gußkörpermodell (1) mit einem Schaumstoffkörper (3) zum Herstellen eines hohlen Gußteils in der Metallgießerei, wobei der Schaumstoffkörper (3) aus einem in der Hitze von flüssigem Metall, wie Eisen oder Aluminium, gasförmig zerfallenden Material, wie Polystyrolpartikelschaum oder dergleichen, besteht,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Kontur des Schaumstoffkörpers (3) einseitig mit einem in das herzustellende Gußteil zum Bilden eines entsprechenden Te¹Ms von dessen Kontur (16) einzuformenden, feuerfesten Formteil (2) abgedeckt ist.

2. Modell nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die die Innenkontur (16) des herzustellenden Gußteüls bestimmende Seite des Schaumstoffkörpers (3) mit dem feuerfesten Formteil (2) abgedeckt ist.

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3. Modell nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff körper (3) nahtlos auf das feuerfeste Formteil (2) auf geformt, ist.

4. Modell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Formteil (2) auf einer dem Schaumstoffkörper (3) zugewandten Fläche mit einer feuerfesten Isolierstoffschicht (8), wie Mineralfaserwolle, belegt ist.

5. Modell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Formteil (2) aus Metall, insbesondere aus gewalztem Blech, besteht.

6. Modell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Formteil (2) aus einem Sinterwerkstoff, Keramik oder Glas, besteht.