EP0305653B1 - Gusskörpermodell und Verfahren zum Herstellen eines hohlen Gusskörpers - Google Patents

Gusskörpermodell und Verfahren zum Herstellen eines hohlen Gusskörpers Download PDF

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EP0305653B1
EP0305653B1 EP88108579A EP88108579A EP0305653B1 EP 0305653 B1 EP0305653 B1 EP 0305653B1 EP 88108579 A EP88108579 A EP 88108579A EP 88108579 A EP88108579 A EP 88108579A EP 0305653 B1 EP0305653 B1 EP 0305653B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
foam
cast
foam body
refractory
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP88108579A
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English (en)
French (fr)
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EP0305653A1 (de
Inventor
Wilhelm Kallen
Ulrich Quack
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisengiesserei Monforts GmbH and Co
Original Assignee
Eisengiesserei Monforts GmbH and Co
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02—Lost patterns
    • B22C7/023—Patterns made from expanded plastic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/03—Sand moulds or like moulds for shaped castings formed by vacuum-sealed moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04—Use of lost patterns
    • B22C9/046—Use of patterns which are eliminated by the liquid metal in the mould
    • 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
    • B22D19/0081—Casting in, on, or around objects which form part of the product pretreatment of the insert, e.g. for enhancing the bonding between insert and surrounding cast metal
    • 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
    • B22D19/08—Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal

Definitions

  • the invention relates to a cast body model with a foam body for producing a hollow casting in the metal foundry, in which the foam body consists of a material that decomposes in the heat of liquid metal, such as iron or aluminum, such as polystyrene particle foam or the like, and in which the contour of the foam body is covered on one side with a refractory molded part forming part of the contour of the cast part to be produced. It also relates to a method for producing the cast body model.
  • models of the casting to be produced made of polystyrene particle foam or a similar plastic that decomposes gaseously by contact with liquid metal are used and either embedded in binder-free molding material and, if appropriate, placed under reduced pressure together with this before and during casting, or molded in bonded molding material.
  • the foam body consisting of polystyrene particle foam or the like is coated with a size customary in the foundry, e.g. B. treated by immersion, which can consist of a finely ground refractory containing slurry.
  • the surface facing the foam body forms the actual casting mold from its shell consisting of size, while the adjacent molding material, in particular sand, only serves to mechanically support the size shell, which is fragile like an egg shell.
  • a problem with this casting process arises from the production of the cast body model itself. If it is a hollow model, four mold shells, namely two upper and two lower molds, are required for the production.
  • the finished, hardened foam body therefore consists of at least two shells, the boundary of which is inevitably apparent in the finished casting on both its outer and inner surfaces.
  • sizing penetrates between the abutting surfaces of adjoining parts of the foam body during the finishing of the foam body. Problems in this regard are particularly difficult to access parts, especially on the inside, of a hollow mold. Since the surface of the foam body facing the foam body forms the actual shape of the cast part to be produced, penetration projections that have penetrated into the foam body or in seams between foam body parts result in corresponding incisions in the resulting casting. If such cuts occur, scrap is created during casting.
  • JP-A-58 13 464 it is known to pour a metal pipe into a cast metal body by placing an already finished model of the metal body to be cast around the pipe made of polystyrene foam and using the pipe as a casting core in the upper part of a foundry box only surrounds outside with foundry sand.
  • the Japanese publication does not provide any information about the manufacture of the foundry mold, in particular the polystyrene body itself, and how the polystyrene body is to be joined to the pipe.
  • WO-A-79/00298 describes a method for producing a composite metal casting, in which an insulating body is completely embedded in the casting.
  • the insulating layer is covered with foamed polystyrene on both surfaces. Details are not given here specified; however, the polystyrene and insulating bodies are apparently made separately from one another and each in the form of two separate shells, since the composite model intended for insertion into the casting box contains two seams.
  • the model body consisting of foam is treated with a size, for example by immersion. If the abutting surfaces of the two partial shells of the model made of foam do not fit exactly to one another or are not exactly connected, for example glued, sizing penetrates between the abutting surfaces of the adjoining shells during this pretreatment. After drying, the size forms a refractory layer covering all surfaces of the foam body, the surface of which facing the foam constitutes the actual mold surface. The parts of the size that have penetrated into the seams of the foam body therefore have corresponding incisions in the cast part produced later. Similar problems arise if the foam body was damaged before finishing.
  • the invention has for its object to provide a cast body model with an undercut foam hollow model in principle, which has no seams or at least only seams there, i.e. especially only on the outside, where reworking of damage or inaccuracies can be carried out with tolerable effort is.
  • the solution according to the invention for the above-mentioned cast body model with a foam body, the contour of which is covered on one side with a refractory molded part, is that the foam body is seamlessly molded onto the refractory molded part.
  • the corresponding method for producing a cast body model consists in that the refractory molded part is used directly as part of a hollow mold for producing the foam body.
  • the invention ensures that the foam hollow model can be seamlessly manufactured from the outset.
  • the surface of the foam body which should not be reworked if possible, is to be covered with a refractory molded part which directly defines a contour of the cast part to be produced.
  • the term “refractory molded body” encompasses molded parts made of metallic or non-metallic material which can be molded directly into a cast metal part during casting and can form at least part of its outer surface. These include metal moldings made of sheet metal, cast iron or forged material, but also sintered materials, ceramics, glass or the like.
  • the molded part can be provided as an insert part on the inner surface of a hollow cast part, but also as an envelope part on the outer surface of a cast part.
  • the invention also creates the possibility of producing a composite body consisting of different or differently alloyed metals or of metal and non-metal.
  • a hollow cast iron body can be cast, the inner contour of which is formed by a prefabricated insert made of sheet metal.
  • a composite body consisting of two metals can also be cast, which has, for example, an outer shell made of iron and a hollow inner part made of aluminum.
  • the many cast body variants to be produced according to the invention also include a cast iron part coated with ceramic or glass, internally or externally.
  • the foam body using the refractory molded part as part of the mold already in the production of the foam body allows seamless foam hollow models to be created, so that the problems described above caused by seams of the foam body cannot occur in the subsequent size treatment.
  • the foam body is seamlessly molded onto the refractory molded part.
  • the foam body can be molded onto the inner or outer surface of a hollow refractory molded part.
  • the molded part thus forms part of the shell of the hollow mold when the foam body is produced. It is essential that this procedure creates a one-piece foam body that does not have any seams that lead to errors or that need to be reworked.
  • the refractory molded part is to form an insert of the foam body into the cast body to be produced, it is sufficient to produce the complete one Foam model, a single shape corresponding to the intended outer contour of the foam body with a lower and upper shell, because an insert part determining the inner surface of the cast body to be produced is used as the core of this shape.
  • the outer shell of the foam body is to be covered with the refractory molded part.
  • the hollow foam body according to the invention is to be produced in one piece, undesired incisions cannot occur because of a missing seam because the size to be applied to the foam body cannot penetrate into the body.
  • the upper and lower shell of an outer shape used to produce the foam body only burrs projecting outward can arise on the foam, which, however, can be reworked without problems.
  • the fireproof molded part covering at least part of the contour of the foam body can be covered with an insulating material jacket, in particular made of mineral fiber wool, on its surface facing the cast body to be produced.
  • an insulating material jacket in particular made of mineral fiber wool, on its surface facing the cast body to be produced.
  • the insulating liner is also favorable for components, e.g. B. in exhaust manifolds, which should have the lowest possible heat absorption. So that (in the exhaust gas flow) subsequent components, for. B. catalysts, get hot as quickly as possible.
  • the insertion or pouring of an insulating jacket but also offers the possibility of reducing the weight of the cast body without reducing its volume.
  • the jacket consisting of insulating material or the like can be provided not only on the inner or outer surface but also on the boundary of the different layers of a composite body according to the invention.
  • the use of the refractory molded part according to the invention is therefore also advantageous if, as in the chemical industry, a surface of a cast part has to be alloyed in a certain way in order to ensure the necessary chemical resistance.
  • a method for producing a hollow casting in the metal foundry using a foam body which decomposes in a gaseous manner in the heat of liquid metal, such as iron or aluminum, and in particular consists of polystyrene particle foam or the like, as a model that the foam body is one-sided during casting is covered with a refractory, as such to be included in the contour of the casting.
  • a foam body which decomposes in a gaseous manner in the heat of liquid metal, such as iron or aluminum, and in particular consists of polystyrene particle foam or the like, as a model that the foam body is one-sided during casting is covered with a refractory, as such to be included in the contour of the casting.
  • Fig. 1 shows a prepared mold for producing a cast body model according to the invention, generally designated 1.
  • 1 consists of a refractory molded part 2 and a one-piece foam body 3 to be molded thereon.
  • a mold consisting of an upper mold 4 and a lower mold 5, with a total of 6, is used as the mold for producing the foam body 3 designated outer shell used.
  • the drawing shows in FIG. 2 a section through a mold prepared for the iron foundry with a cast body model 1 according to FIG. 1.
  • the cast body model 1 consists, apart from the molded part 2 and the foam body 3, of an insulating material layer 8.
  • the entire cast body model 1 is embedded in a box 9 in binder-free molding material 10, in particular in sand, inside and outside, in particular vibrated, so that no cavity remains in box 9.
  • a pouring funnel 11 is attached to one end of the foam body 3.
  • the entire surface of the molding material 6 in the box 9 is surrounded with an airtight film 12 so that a vacuum pump acting into the molding material with an intake pipe 13 via a vacuum line 14 vent the interior of the film 12 or the box 9 so far can that the molding material 10, which preferably consists of free-flowing sand, becomes stiff overall.
  • the material of the foam body 3 is decomposed and drawn off in gaseous form via the vacuum line 14 to the extent that it is replaced by the liquid and solidifying iron.
  • the refractory molded part 2 (possibly also the insulating material layer 8) becomes part of the cast part produced.
  • the casting finally occupies the space that was originally displaced by the foam body 3 was.
  • the contour of the foam body 3, in the present case its outer contour 15, is or at the same time becomes the outer contour of the cast body.
  • FIG. 3 shows the case of a composite casting with an iron layer 17 on the outside and with a hollow aluminum body 19 with a passage 18 on the inside.
  • a foam body is provided on the inner surface of the iron body 18, for. B. directly foamed, which has a passage 18.
  • the passage 18 is filled with, for example, poured molding material.
  • the aluminum body 19 takes the place of the foam body.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gußkörpermodell mit einem Schaumstoffkörper zum Herstellen eines hohlen Gußteils in der Metallgießerei, bei dem der Schaumstoffkörper aus einem in der Hitze von flüssigem Metall, wie Eisen oder Aluminium, gasförmig zerfallenden Material, wie Polystyrolpartikelschaum oder dergleichen, besteht und bei dem die Kontur des Schaumstoffkörpers einseitig mit einem einen Teil der Kontur des herzustellenden Gußteils bildenden feuerfesten Formteil abgedeckt ist. Sie betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen des Gußkörpermodells.
  • 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 eingeformt. 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 Formstoff, 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 Form schalen, 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.
  • Wenn die Stoßflächen der Teilschalen des Schaumstoffkörpers nicht exakt aufeinander passen oder nicht exakt aufeinander geklebt werden, dringt bei dem Schlichten des Schaumstoffkörpers Schlichte zwischen die Stoßflächen aneinander grenzender Teile des Schaumstoffkörpers. Probleme bereiten in dieser Hinsicht besonders schwierig zugängliche Teile, insbesondere auf der Innenseite, einer Hohlform. 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 Nahte zwischen Schaumstoffkörperteilen eingedrungene Schlichtevorsprünge entsprechende Einschnitte im entstehenden Gußteil zur Folge. Wenn solche Einschnitte vorkommen, wird beim Gießen Ausschuß erzeugt.
  • Ein weiteres Problem des beschriebenen Gießverfahrens ergibt sich daraus, daß der verwendete Schaumstoff eine gegen Druck-  oder 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. Wenn 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, insbesondere an unzugänglichen Stellen auf der Innenseite eines Hohlmodells mit der erforderlichen Genauigkeit kaum ausführbar und nachprüfbar.
  • Aus der JP-A-58 13 464 ist es bekannt, ein Metallrohr in einen Metallgußkörper dadurch einzugießen, daß man ein aus Polystyrolschaum bestehendes, bereits fertiges Modell des zu gießenden Metallkörpers um das Rohr legt und mit dem Rohr als Gießkern im Oberteil eines Gießereikastens nur außen mit Gießereisand umgibt. Im Bekannten geht es offenbar vor allem darum, bei dem Gießen des Metallkörpers ohne einen gesonderten Gießkern, der nach dem Gießen wieder zu entfernen wäre, auszukommen, weil das einzugießende Rohr den Kern ersetzt. Über die Herstellung der Gießereiform, also insbesondere des Polystyrolkörpers selbst, und dazu, auf welche Weise der Polystyrolkörper mit dem Rohr zusammenzufügen ist, gibt die japanische Druckschrift aber keine Auskunft.
  • In der WO-A-79/00298 wird ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundmetallgußkörpers beschrieben, bei dem ein Isolierkörper ganz in den Gußkörper eingebettet wird. Beim Herstellen der Form wird die Isolierschicht auf beide Flächen mit geschäumten Polystyrol belegt. Einzelheiten werden hierzu nicht angegeben; jedoch werden die Polystyrol- und die Isolierkörper offenbar getrennt voneinander und jeweils in Form von zwei getrennten Schalen hergestellt, denn das zum Einsetzen in den Gießkasten vorgesehene Verbundmodell enthält zwei Nähte.
  • Ein Problem des hier interessierenden Investment-Verfahrens, das heißt bei der Verwendung von Gußkörpermodellen aus Polystyrolschaum, tritt schon bei der Herstellung des Gußkörpermodells selbst auf. Für ein Hohlmodell werden üblicherweise - wie auch nach der genannten WO-A-7900298 - mindestens zwei Schalen benötigt, zu deren Herstellung wiederum insgesamt vier Formschalen, nämlich je eine Ober- und eine Unterform, erforderlich sind. Auf diese Weise fertiggestellte Schalen des Schaumstoffkörpers werden nach dem Zusammensetzen im Gießereikasten allseitig - innen und außen - von Sand umgeben.
  • Zur Vorbereitung dieses Investment-Gießens wird der aus Schaumstoff bestehende Modellkörper mit einer Schlichte, z.B. durch Eintauchen, behandelt. Wenn die Stoßflächen der beiden Teilschalen des aus Schaumstoff bestehenden Modells nicht exakt aufeinander passen oder nicht exakt miteinander verbunden, z.B. verklebt, werden, dringt bei dieser Vorbehandlung Schlichte zwischen die Stoßflächen der aneinandergrenzenden Schalen. Nach dem Trocknen bildet die Schlichte eine alle Flächen des Schaumkörpers überdeckende feuerfeste Schicht, deren dem Schaumstoff zugewendete Oberfläche die eigentliche Gießformfläche darstellt. Die in Nähte des Schaumstoffkörpers eingedrungenen Teile der Schlichte haben daher entsprechende Einschnitte im später hergestellten Gußteil zur Folge. Ähnliche Probleme ergeben sich dann, wenn der Schaumstoffkörper vor dem Schlichten beschädigt war. Um die genannten Einschnitte oder dergleichen im fertigen Gußkörper auszuschließen, müssen alle entsprechenden Schadstellen vor dem Schlichten mit Hilfe eines sich ebenso wie der Schaumstoff in der Hitze des flüssigen Metalls gasförmig zersetzenden Klebers ausgebessert werden. Eine solche Nacharbeit ist aufwendig und in vielen Fällen, insbesondere an unzugänglichen Stellen auf der Innenseite eines Hohlmodells, mit der erforderlichen Genauigkeit kaum ausführbar und/oder nachprüfbar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gußkörpermodell mit einem im Prinzip beliebig hinterschnittenen Schaumstoff-Hohlmodell zu schaffen, das keine Nähte oder zumindest nur dort Nähte besitzt, also insbesondere nur an der Außenseite, wo eine Nacharbeit auch von Beschädigungen oder Ungenauigkeiten mit erträglichem Aufwand ausführbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung besteht für das eingangs genannte Gußkörpermodell mit einem Schaumstoffkörper, dessen Kontur einseitig mit einem feuerfesten Formteil abgedeckt ist, darin, daß der Schaumstoffkörper nahtlos auf das feuerfeste Formteil aufgeformt ist. Das entsprechende Verfahren zum Herstellen eines Gußkörpermodells besteht darin, daß das feuerfeste Formteil unmittelbar als Teil einer Hohlform zum Herstellen des Schaumstoffkörpers verwendet wird.
  • Durch die Erfindung wird erreicht, daß sich das Schaumstoff-Hohlmodell von vornherein nahtlos herstellen läßt. Das bedeutet, daß die Fläche des Schaumstoffkörpers, 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 Einlageteil 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 Aluminium besitzt. Zu den vielen erfindungsgemäß herzustellenden Varianten von Gußkörpern gehört schließlich auch ein mit Keramik oder Glas, innen oder außen beschichtetes Gußeisenteil.
  • Die durch die Erfindung gebotene Möglichkeit, den Schaumstoffkörper unter Verwendung des feuerfesten Formteils als Teil der Form bereits beim Herstellen des Schaumstoffkörpers zu verwenden, läßt es zu, nahtlose Schaumstoff-Hohlmodelle zu schaffen, so daß bei der nachfolgenden Schlichtebehandlung, die oben beschriebenen durch Nähte des Schaumstoffkörpers begründeten Probleme nicht auftreten können.
  • Erfindungsgemäß wird der Schaumstoffkörper 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 Schaumstoffkörpers 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 Unter-  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.
  • Wenn der erfindungsgemäße hohle Schaumstoffkörper einteilig herzustellen ist, können sich ungewollte Einschnitte - wegen einer fehlenden Naht - nicht ergeben, weil die auf den Schaumstoffkörper 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 Auspuffkrümmern, 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 Isolierstoffmantels 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 verschiedenen 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.
  • Gemäß weiterer Erfindung besteht ein Verfahren zum Herstellen eines hohlen Gußteils in der Metallgießerei unter Verwendung eines in der Hitze von flüssigem Metall, wie Eisen oder Aluminium, gasförmig zerfallenden, insbesondere aus Polystyrolpartikelschaum oder dergleichen bestehenden, Schaumstoffkörpers als Modell darin, daß der Schaumstoffkörper beim Gießen einseitig mit einem feuerfesten, als solches in die Kontur des Gußteils aufzunehmenden Formteil bedeckt wird. Grundsätzlich bedeutet das, daß ein wesentlicher Teil der Innen- oder Außenkontur des herzustellenden Gußteils vorgefertigt und als solches in das fertige Gußteil eingeformt wird.
  • Anhand der schematischen Zeichnung von Ausführungsbeispielen werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Schnitt durch eine Form zum Herstellen eines hohlen Schaumstoffkörpers;
    Fig. 2
    einen Schnitt durch eine Gießform unter Verwendung eines hohlen Schaumstoffkörpers nach Fig. 1; und
    Fig. 3
    einen Schnitt durch eine weitere Gießform.
  • Fig. 1 zeigt eine vorbereitete Form zum Herstellen eines erfindungsgemäßen, insgesamt mit 1 bezeichneten Gußkörpermodells. Das Modell nach Fig. 1 besteht aus einem feuerfesten Formteil 2 und einem daran anzuformenden, einteiligen Schaumstoffkörper 3. Als Form zum Herstellen des Schaumstoffkörpers 3 werden außer dem als Innenschale dienenden Formteil 2 eine aus einer Oberform 4 und einer Unterform 5 bestehende, insgesamt mit 6 bezeichnete Außenschale verwendet.
  • Bei dem Herstellen des Gußkörpermodells 1 bzw. des Schaumstoffkörpers 3 kann auf der Innenfläche keine unkontrollierbare Naht entstehen, da die Innenkontur bereits durch die Innenfläche des Formteils 2 vorgegeben wird. Auf der Außenfläche des Schaumstoffkörpers 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 berührenden Flächen von Ober- und Unterform 4, 5 nicht ganz exakt sind. Ein solcher Grat läßt sich aber am fertigen Gußkörpermodell 1 problemlos nacharbeiten. Auf keinen Fall kommt ein ungewollter Einsprung oder Einschnitt in der Kontur des Gußkörpermodells 1 vor, der bei der Weiterverarbeitung mit Schlichte gefüllt werden könnte.
  • 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 rieselförmigem 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 Isolierstoffschicht 8) Bestandteil des hergestellten Gußstücks. Das Gußstück nimmt also schließlich den Raum ein, der ursprünglich durch den Schaumstoffkörper 3 verdrängt war. Die Kontur 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 Ausführungsbeispiel die Innenfläche des Formteils 2, bildet zugleich die Innenkontur 16 des herzustellenden Gußteils.
  • In Fig. 3 wird der Fall eines Verbund-Gußkörpers mit einer Eisenschicht 17 auf der Außenseite und mit einem einen Durchgang 18 aufweisenden hohlen Aluminiumkörper 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 rieselförmigen Formstoff ausgefüllt. Der Aluminiumkörper 19 nimmt den Platz des Schaumstoffkörpers ein.
    • 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 =
    Eingießtrichter
    12 =
    Folie
    13 =
    Ansaugstutzen
    14 =
    Unterdruckleitung
    15 =
    Außenkontur
    16 =
    Innenkontur
    17 =
    Eisenkörper
    18 =
    Durchgang
    19 =
    Aluminiumkörper

Claims (6)

  1. Gußkörpermodell (1) mit einem Schaumstoffkörper (3) zum Herstellen eines hohlen Gußteils in der Metallgießerei, bei dem der Schaumstoffkörper (3) aus einem in der Hitze von flüssigem Metall, wie Eisen oder Aluminium, gasförmig zerfallenden Material, wie Polystyrolpartikelschaum oder dergleichen, besteht und bei dem die Kontur des Schaumstoffkörpers (3) einseitig mit einem einen Teil der Kontur (16) des herzustellenden Gußteils bildenden feuerfesten Formteil (2) abgedeckt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Schaumstoffkörper (3) nahtlos auf das feuerfeste Formteil (2) aufgeformt ist.
  2. Modell nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das feuerfeste Formteil (2) auf einer dem Schaumstoffkörper (3) zugewandten Fläche mit einer feuerfesten Isolierschicht (8), wie Mineralfaserwolle, belegt ist.
  3. Modell nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das feuerfeste Formteil (2) aus Metall, insbesondere aus gewalztem Blech, besteht.
  4. Modell nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das feuerfeste Formteil (2) aus einem Sinterwerkstoff, Keramik oder Glas besteht.
  5. Verfahren zum Herstellen eines Gußkörpermodells nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das feuerfeste Formteil (2) unmittelbar als Teil einer Hohlform zum Herstellen des Schaumstoffkörpers (3) verwendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das feuerfeste Formteil (2) unmittelbar als Innenschale einer eine aus Ober- und Unterform (4, 5) bestehende Außenschale (6) besitzenden Hohlform zum Herstellen des Schaumstoffkörpers (3) verwendet wird.
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