EP0357716A1 - Preforms for manufacturing casting moulds using a moulding material, in particular core boxes - Google Patents

Preforms for manufacturing casting moulds using a moulding material, in particular core boxes

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EP0357716A1
EP0357716A1 EP89902257A EP89902257A EP0357716A1 EP 0357716 A1 EP0357716 A1 EP 0357716A1 EP 89902257 A EP89902257 A EP 89902257A EP 89902257 A EP89902257 A EP 89902257A EP 0357716 A1 EP0357716 A1 EP 0357716A1
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core
mold
shaped
insert
wear
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Application number
EP89902257A
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Herbert Schilling
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Eisenwerk Bruehl GmbH
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Eisenwerk Bruehl GmbH
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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
    • B22C7/06—Core boxes

Abstract

PCT No. PCT/EP89/00133 Sec. 371 Date Nov. 17, 1989 Sec. 102(e) Date Nov. 17, 1989 PCT Filed Feb. 14, 1989 PCT Pub. No. WO89/08513 PCT Pub. Date Sep. 21, 1989.A core box for producing casting cores having a core defining member made of a first material and defining a core molding cavity. A stream of molding substance is introduced into the core molding cavity when a core is molded. A core marker is made of a second material and is located in the core member in fluid communication with the cavity. The second material is more wear-resistant than the first material, being a non-deformable hard metal. The core marker is a shaped insert for defining a predetermined configuration of a casting core when a molding substance is introduced into the core molding cavity. The shaped insert is located at a position within the core molding cavity at which position high velocity flow or changing velocity flow of a stream of molding substance is intercepted.

Description

Bezeichnung: Formteil zur Herstellung von Formen für Gießereizwecke mittels eines Formstoffs, insbesondere KernkastenDesignation: Molded part for the production of molds for foundry purposes using a molding material, in particular a core box
Beschreibung:Description:
Die Erfindung betrifft ein Formteil zur Herstellung von For¬ men für Gießereizwecke mittels eines Formstoffs, insbesondere Kernkasten zur Herstellung von Kernen für Gießereizwecke, bei dem begrenzte Oberflachenbereiche, die vom Formstoffström beim Einbringen einem unzulässigen Verschleiß ausgesetzt sind, vorzugsweise Oberflächenbereiche, in denen der Form¬ stoffstrom sich mit hoher Geschwindigkeit und/oder unter Richtungsänderung zur Formoberfläche und/oder entlang der Formoberfläche bewegt.The invention relates to a molded part for the production of molds for foundry purposes by means of a mold material, in particular core boxes for the production of cores for foundry purposes, in which limited surface areas that are exposed to impermissible wear from the mold material flow when introduced, preferably surface areas in which the mold The material flow moves at high speed and/or with a change of direction towards the mold surface and/or along the mold surface.
Der Begriff "Formteil" im Sinne der Erfindung umfaßt sowohl ein Modell als auch einen Kernkasten.The term "molding" in the context of the invention includes both a pattern and a core box.
Der Begriff "Kern" im Sinne der vorliegenden Erfindung umfaßt einmal Teile, die in eine Gießform eingelegt werden und am fertigen Stück Hohlräume, Hϊnterschneidungen und ähnliche - Problembereiche der Gießformgestaltung lösen, also Gießerei¬ kerne im herkömmlichen Sinne. Zum anderen umfaßt der Begriff im Sinne der vorliegenden Erfindung auch zu einer vollstän¬ digen Gießform zusammensetzbare Teile, die aus dem gleichen 5 Formstoff und nach dem gleichen Verfahren wie .Gießereikerne hergestellt werden. Je nach der Gestalt des zu erstellenden Gußstücks kann hierbei sowohl die Innenwandung als auch die Außenwandung des Gußstücks durch die zur Gießform zusammenge¬ setzten Kernteile begrenzt werden. Insbesondere zur Herstel¬ lt lung von aus mehreren Teilen zusammengesetzten vollständigen Gießformen aus dem üblicherweise für Kerne als Formstoff verwendeten, mit einem Bindemittel versetzten Kernsand, wird zweckmäßigerweise ein Formprozeß angewandt, bei dem das Bindemittel des Kernsandes nicht durch Temperatur sondern 15 durch chemisch-katal tische Vorgänge aktiviert wird, so daß ohne Temperaturerhöhung der Formstoff in kurzer Zeit in der Form aushärtet und dann aus der Form entnommen werden kann.The term "core" in the context of the present invention includes parts that are placed in a mold and cavities, undercuts and the like in the finished piece - Solve problem areas of mold design, ie Gießerei¬ cores in the conventional sense. On the other hand, in the sense of the present invention, the term also includes parts which can be assembled into a complete casting mold and which are produced from the same mold material and by the same method as foundry cores. Depending on the shape of the casting to be produced, both the inner wall and the outer wall of the casting can be delimited by the core parts combined to form the casting mold. In particular for the manufacture of complete casting molds composed of several parts from the core sand mixed with a binder, which is usually used as the molding material for cores, a molding process is advantageously used in which the binder of the core sand is not heated but heated by chemical-catalytic tables Processes is activated so that the molding material hardens in the mold in a short time without increasing the temperature and can then be removed from the mold.
Während Kerne im klassischem Sinne, d.h. nach dem vorbekann- •20 ten Verfahren hergestellte Teile, die in eine die Außenkontur des Gußstücks definierende Sandform eingelegt werden, stellen nach dem vorbeschriebenen Verfahren hergestellte "Kerne", die zusammengesetzt die vollständige Gießform, d.h. die Innen- und Außenkontur des Gußstücks definierende Form bil- 25 den, geometrisch sehr komplizierte Gebilde dar, die entspre¬ chend komplizierte und damit auch kostspielige Kernkästen zu ihrer Herstellung benötigen, zumal hier hohe Anforderungen an die Präzision dieser Kernkästen gestellt werden. Da der vorbeschriebene "kalte" Formprozeß mit chemisch-katalytischer 30 Aushärtung des Formstoffs noch im Kernkasten selbst nur eine kurze Verweildauer des Formstoffs im Kernkasten erfordert, ergibt sich eine hohe Durchsatzleistung, die noch durch Er¬ höhung der Einfüllgeschwindigkeit des in den Kernkasten einzubringenden FormstoffStromes gesteigert werden kann.While cores in the classic sense, i.e. parts produced according to the previously known process, which are placed in a sand mold defining the outer contour of the casting, "cores" produced according to the process described above represent the complete casting mold, i.e. the inner The shape that defines the shape and outer contour of the casting are geometrically very complicated structures that require correspondingly complicated and therefore expensive core boxes for their production, especially since high demands are placed on the precision of these core boxes. Since the above-described "cold" molding process with chemical-catalytic hardening of the molding material in the core box itself only requires the molding material to remain in the core box for a short time, the throughput is high, which is further increased by increasing the filling speed of the molding material stream to be introduced into the core box can be.
35 Hierbei hat sich nun gezeigt, daß bei derartigen Steigerungen der Durchsatzlei—stung die Standzeit eines Kernkastens unter Berücksichtigung vorgegebener Maßtoleranzen spürbar begrenzt ist. Sobald die Toleranzgrenze erreicht ist, muß der betref¬ fende Kernkaεten ausgewechselt und durch einen neuen, zumin¬ dest aber durch einen nachgearbeiteten Kernkasten ersetzt werden. Wegen der komplizierten geometrischen Formen ist so- wohl die Neuanfertigung als auch das Nacharbeiten eines derartigen Kernkastens kostenaufwendig, auch wenn aus diesen Gründen bevorzugt als Material für den Kernkasten Leichtme¬ tallegierungen verwendet werden. Die Verwendung eines wider¬ standsfähigeren Materials für den Kernkasten ist wegen der schlechteren Bearbeitbarkeit der hierfür infrage kommenden35 It has now been shown that with such increases in throughput, the service life of a core box is noticeably limited, taking into account specified dimensional tolerances is. As soon as the tolerance limit is reached, the core box in question must be exchanged and replaced with a new core box, or at least one that has been reworked. Because of the complicated geometric shapes, both the new production and the reworking of such a core box are expensive, even if light metal alloys are preferably used as the material for the core box for these reasons. The use of a more resistant material for the core box is the one that comes into question because of the poorer workability
Materialien aus Kostengründen ebenfalls nicht möglich.Materials are also not possible for cost reasons.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Formteil der eingangs bezeichneten Art, insbesondere einen Kernkasten so zu gestalten, daß unter Beibehaltung der bisher verwende¬ ten Materialien eine Erhöhung der Standzeiten mit einer Er¬ höhung der Durchsatzleistung möglich wird.The invention is now based on the object of designing a molded part of the type described initially, in particular a core box, in such a way that, while retaining the materials previously used, an increase in service life with an increase in throughput is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die verschleißanfälligen begrenzten Oberflächenbereiche, insbe¬ sondere Oberflachenbereiche, für die eine hohe Maßhaltigkeit gefordert ist, jeweils durch Einsatzstücke aus einem nicht verformbaren Werkstoff mit hohem Verschleißwiderstand gebil¬ det werden, die in das Grundmaterial des Formteils eingelas- sen sind. Obwohl beim Einbringen des Formstoffs, insbesondere beim Einschießen des Formstoffs in den Formraum dieser sich entlang praktisch der gesamten Oberfläche des eingelegten Modells bzw. der Innenwandung des Kernkastens bewegt und auch Richtungsänderungen erfährt, hat sich gezeigt, daß selbst bei komplizierten Konturen nur bestimmte Bereiche der Oberfläche einem spürbaren Verschleiß unterliegen. Ver¬ sieht man nun diese Bereiche, die sich in der Regel aufgrund der Erfahrungen mit den bisher verwendeten Formteilen bzw. Formkästen im voraus bestimmen lassen, mit Einsatzstücken aus einem Material mit höherem Verschleißwiderstand, so er¬ gibt sich hierdurch eine wesentliche Erhöhung der Standzeit. Es hat sich hierbei gezeigt, daß nur verhältnismäßig kleine Flächenbereiche dieser kritischen Zonen "gepanzert" werden müssen, da der an den herkömmlichen Formteilen, insbesondere Kernkästen festgestellte spürbare Verschleiß an sich nur in einem engen begrenzten Bereich auftritt, der sich jedoch im Verlaufe der Benutzungszeit durch die verschleißbedingten Veränderungen des "StrömungsVerlaufs" des Formstoffs beim Einbringen fortschreitend ausdehnt und somit größere Ober¬ flächen erfaßt. Versieht man jedoch diese kritischen Zonen in der erfindungsgemäßen Weise mit einem Material mit höherem Verschleißwiderstand, wird überraschenderweise der Verschleiß der gesamten Formoberfläche erheblich reduziert, insbesondere weil der Verschleiß durch fortschreitende Auswaschung in den kritischen Zonen unterbunden ist. Der besondere Vorteil besteht hierbei insbesondere darin, daß die bisher üblichen . Werkstoffe zur Herstellung derartiger Kernkästen verwendet werden können und daß die mit einem Material mit höherem Verschleißwiderstand herzustellenden Wandbereiche im Ver¬ gleich zur Gesamtfläche nur sehr geringe Flächenbereiche überdecken. Daher wird der durch die kostspieligere Bearbei¬ tung dieser Materialien erforderliche Aufwand reduziert. Insbesondere solche Flächenbereich des Kernes, die an ent¬ sprechenden Gegenflächen anderer Kerne zur Bildung eines Kernpaketes zur Anlage kommen, behalten so über eine lange Standzeit eine hohe Maßhaltigkeit und führen somit zu einer spürbaren Qualitätsverbesserung der erzeugten Gußstücke. Durch die Verwendung von Einsatzstücken wird mit Vorteil ausgenutzt, daß die vershleißgefährdeten Oberflachenbereiche des Formteils durch abgrenzbare Flächen definiert sind und damit für sich einfache Formoberflächen darstellen. Bei der Herstellung beispielsweise eines Kernkastenε können nunmehr in diesen definierten Flächenbereichen entsprechende Ausneh¬ mungen eingearbeitet werden, in die dann ein entsprechend geformtes Einsatzstück eingefügt werden kann. Derartige Einsatzstücke lassen sich mit hoher Präzision hinsichtlich der Formoberfläche herstellen, so daß sich der die Formin¬ nenwand bildende Teil des Einsatzstückes maßgenau herstellen läßt. Hierdurch ist eine lange Standzeit insbesondere für solche Oberflachenbereiche gewährleistet, die als Vorsprünge in den einzubringenden Formstoff hineinragen. In bevorzugter Ausgestaltung ist hierbei die Verwendung von Hartmetall für die Einsatzstücke vorgesehen. Es handelt sich hierbei um harte Werkstoffe, die wenigstens einen metallischen Hartstoff, insbesondere Wolfram-, Titan- oder Tantalcarbid enthalten.This object is achieved according to the invention in that the limited surface areas susceptible to wear, in particular surface areas for which high dimensional accuracy is required, are each formed by inserts made of a non-deformable material with high wear resistance, which are embedded in the base material of the molded part. are. Although when the mold material is introduced, especially when it is shot into the mold space, it moves along practically the entire surface of the inserted model or the inner wall of the core box and also experiences changes in direction, it has been shown that even with complicated contours only certain areas of the surface subject to noticeable wear and tear. If one now provides these areas, which can usually be determined in advance on the basis of experience with the mold parts or molding boxes used hitherto, with inserts made of a material with higher wear resistance, this results in a significant increase in service life. It has been shown here that only relatively small Surface areas of these critical zones have to be "armored" because the noticeable wear found on the conventional molded parts, in particular core boxes, only occurs in a narrow, limited area, which, however, increases over the course of the period of use due to the wear-related changes in the "flow profile" of the molding material Introducing progressively expands and thus covers larger surfaces. However, if these critical zones are provided with a material with higher wear resistance in the manner according to the invention, the wear of the entire mold surface is surprisingly reduced considerably, in particular because the wear due to progressive leaching in the critical zones is suppressed. The particular advantage here is in particular that the usual. Materials can be used for the production of such core boxes and that the wall areas to be produced with a material with higher wear resistance cover only very small surface areas in comparison to the total area. The outlay required for the more expensive processing of these materials is therefore reduced. In particular, those surface areas of the core that come into contact with corresponding mating surfaces of other cores to form a core package retain high dimensional accuracy over a long service life and thus lead to a noticeable improvement in the quality of the castings produced. Through the use of inserts, advantage is taken of the fact that the surface areas of the molded part that are at risk of wear are defined by definable surfaces and thus represent simple mold surfaces in themselves. In the production of a core box, for example, corresponding recesses can now be worked into these defined surface areas, into which a correspondingly shaped insert can then be inserted. Such inserts can be manufactured with high precision with regard to the mold surface, so that the part of the insert forming the inner wall of the mold can be manufactured with precise dimensions. This is a long service life especially for guarantees such surface areas that protrude as projections into the molding material to be introduced. In a preferred embodiment, hard metal is used for the inserts. These are hard materials that contain at least one metallic hard material, in particular tungsten, titanium or tantalum carbide.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge¬ sehen, daß zur Bildung einer Kernmarke, die in dem herzustel¬ lenden Kern als Vertiefung erscheint, das Einsatzstück durch einen Zapfen gebildet wird, der mit seinem freien Ende in den Formraum hineinragt. Ein derartiger Zapfen wird je nach seiner Position innerhalb des Formraums in erheblichem Maße von dem einschießenden Formstoff umströmt. Verwendet man nun hierzu erfindungsgemäß einen Zapfen mit hohem Verschleißwiderstand, der in den hier in Betracht kommenden Standzeiten praktisch keinen Verschleiß aufweist, besteht die Gewähr, daß die durch den Zapfen im herzustellen¬ den Kern eingeformte Vertiefung eine hohe Maßhaltigkeit aufweist. Der Zapfen kann hierbei jeden beliebigen, an die Erfordernisse des herzustellenden Kerns angepaßte Quer¬ schnittsform aufweisen. In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei vorgesehen, daß der Zapfen in eine Ausnehmung des Grundmaterials des Formteils eingesetzt ist.In a preferred embodiment of the invention it is provided that in order to form a core mark, which appears as a depression in the core to be produced, the insert piece is formed by a pin, the free end of which protrudes into the mold space. Depending on its position within the mold space, such a pin is surrounded to a considerable extent by the injected mold material. If, according to the invention, a pin with high wear resistance is used for this purpose, which shows practically no wear in the service life under consideration here, there is a guarantee that the depression formed by the pin in the core to be manufactured has a high degree of dimensional accuracy. The spigot can have any desired cross-sectional shape adapted to the requirements of the core to be produced. In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the pin is inserted into a recess in the base material of the molded part.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß zur Bildung einer Kernmarke, die im herzustellenden Kern als Vorsprung erscheint, das in das Grundmaterial eingelassene Einsatzstück aus verschleißfe¬ stem Material napfförmig ausgebildet ist. Der unter Umlenkung in den Napf einströmende sich verdichtende Formstoffström kann sich hierbei wegen des hohen Verschleißwiderstandes des Einsatzmaterials über eine lange Betriebszeit hinweg die Abmessung nicht verändern. Dies hat zur Folge, daß der an dem hergestellten Kern entstehende, als Kernmarke dienende Vorsprung ebenfalls eine hohe Formgenauigkeit aufweist. Bei einem aus zwei oder mehr Teilen zusammengesetzten Kern sind dann dementsprechend am ersten Kernteil als Vertie- fungen ausgebildete Kernmarken und am folgenden Kernteil als Vorsprünge ausgebildete Kernmarken vorhanden, die beim Zusammensetzen der Kernteile in die Vertiefungen des ersten Kernteils eingreifen. Da diese Kernmarken aufgrund der hohen Formgenauigkeit und der großen Formbeständigkeit über eine lange Betriebszeit hinweg die vorgegebene Maßhal¬ tigkeit beibehalten, können die Kernteile maßgenau zusammen¬ gesetzt werden, so daß die damit hergestellten Gußstücke auch nach langer Betriebszeit der Kernformen keine Grate aufweisen und somit eine hohe Formqualität des Gußstückes erzielt werden kann. Das aufwendige Verputzen von Gußgraten entfällt somit. Bei entsprechender konischer Ausbildung der einander zugeordneten aus Vorsprung und Vertiefung gebildeten Kernmarken ist auch eine zuverlässige reibschlüs¬ sige Verbindung beider Kernteile möglich.In a further preferred embodiment of the invention it is further provided that in order to form a core mark, which appears as a projection in the core to be produced, the insert made of wear-resistant material embedded in the base material is cup-shaped. Due to the high wear resistance of the input material, the compacting molding material stream flowing into the cup with deflection cannot change its dimensions over a long period of operation. As a consequence, that the resulting on the core produced, serving as a core mark projection also has a high dimensional accuracy. In the case of a core composed of two or more parts, there are core marks in the form of depressions on the first core part and core marks in the form of projections on the following core part, which engage in the depressions of the first core part when the core parts are assembled. Since these core brands retain the specified dimensional stability over a long period of time due to the high dimensional accuracy and the high dimensional stability, the core parts can be assembled with dimensional accuracy, so that the castings produced with them have no burrs even after the core molds have been in operation for a long time and thus have a high form quality of the casting can be achieved. The time-consuming plastering of casting flashes is therefore no longer necessary. A reliable frictional connection of the two core parts is also possible with a corresponding conical design of the core marks formed from the projection and depression which are assigned to one another.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge¬ sehen, daß das napfförmige Einsatzstück in seinem Bodenbereich als Gasauslaßdüse ausgebildet ist, die über wenigstens einen Auslaßkanal mit der Außenseite des Formteils in Verbin- düng steht. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß auch im Bereich der napfförmigen Einsatzstücke das im Formraum enthaltene Gas entweichen kann und somit die vollständige Ausfüllung des napfförmigen Einsatzstückes mit Formstoff gewährleistet ist, so daß eine fehlerfreie Kernmarke entsteht.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the bottom area of the cup-shaped insert is designed as a gas outlet nozzle which is connected to the outside of the molded part via at least one outlet channel. This arrangement has the advantage that the gas contained in the mold space can also escape in the region of the cup-shaped inserts, thus ensuring that the cup-shaped insert is completely filled with molding material, so that a flawless core mark is produced.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei vorgesehen, daß die Gasauslaßdüse durch ein lösbares Bodenstück gebildet wird, das einen pilzförmigen Kopf aufweist, dessen obere Kopffläche geschlossen ist und dessen Rand parallel und mit Abstand zur Querschnittskontur des napfförmigen Einsatz¬ stückes verläuft und daß der Raum unter dem Kopf mit dem Auslaßkanal in Verbindung steht. Eine derart ausgebildete Auslaßdüse weist einen erheblichen Auslaßguerschnitt auf, so daß für den Spalt zwischen dem Rand des Kopfes und der Wandung des napfförmigen Einsatzstückes nur eine Breite von beispielsweise 0,2 mm vorgesehen zu werden braucht, um zum einen die auszulassenden Gasmengen in kürzester Zeit durchzulassen und zum anderen den Durchtritt der klein¬ sten Kornfraktion des Formstoffs zu verhindern. Selbst wenn nach längerer Betriebszeit sich einzelne Formstoffkörner festsetzen sollten, bedeutet dies eine nur unwesentlicheIn a further embodiment of the invention, it is provided that the gas outlet nozzle is formed by a detachable base piece which has a mushroom-shaped head, the upper head surface of which is closed and the edge of which runs parallel and at a distance from the cross-sectional contour of the cup-shaped insert piece and that the space under the head with the Outlet port is in communication. An outlet nozzle designed in this way has a considerable outlet cross-section, so that the gap between the edge of the head and the wall of the cup-shaped insert piece only needs to be 0.2 mm wide, for example, in order to let the gas quantities to be discharged through in the shortest possible time and on the other hand to prevent the passage of the smallest grain fraction of the molding material. Even if individual grains of molding material should settle after a long period of operation, this means only an insignificant one
Verringerung des freien Durchtrittsguerschnittes. Die Reini¬ gung einer derartigen Gasauslaßdüse ist einfach, da lediglich das Bodenstück nur gelöst zu werden braucht und über die Formoberfläche angehoben zu werden braucht, um festgesetzte Formstoffkörner zu entfernen.Reduction of the free passage cross-section. The cleaning of such a gas outlet nozzle is simple, since only the bottom piece only needs to be loosened and raised above the mold surface in order to remove stuck molding material grains.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Bodenstück axial verschiebbar im Formteil gelagert ist und mit einem Schiebeantrieb verbunden ist. Bei dieser Anordnung übernimmt das Bodenstück zugleich die Funktion des Ausstoßers, so daß hier ein gesondertes Element entfallen kann und somit die Herstellung der Form vereinfacht wird. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß die Gasauslaßdüsen in diesem Bereich bei jedem Arbeitshub gereinigt werden. Da sowohl das mit dem Formteil verbundene Einsatzstück als auch das Bodenstück aus verschleißfestem Material gefertigt sind, ergibt sich keine nachteilige Beeinflussung der Maßhaltigkeit des hergestellten Kernes.In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the base piece is mounted in the molded part in an axially displaceable manner and is connected to a sliding drive. In this arrangement, the bottom piece also assumes the function of the ejector, so that a separate element can be omitted here, thus simplifying the production of the mold. A further advantage of this configuration is that the gas outlet nozzles in this area are cleaned with each working stroke. Since both the insert piece connected to the molded part and the base piece are made of wear-resistant material, there is no adverse effect on the dimensional accuracy of the core produced.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei insbeson¬ dere für einen Kernkasten vorgesehen, daß zumindest der dem Ein¬ schußkanal gegenüberliegende Oberflächenbereich des Kernkastens mit einem Einsatzstück aus einem Material mit höherem Verschleiß- widerstand besteht als das Material des Kernkastens selbst. In diesem Bereich des Kernkastens tritt die höchste Ver¬ schleißbeanspruchung auf, da dieser Bereich beim Einschießen praktisch durch die gesamte in den Kernkasten einzuführendeIn a preferred embodiment of the invention, it is provided in particular for a core box that at least the surface area of the core box opposite the injection channel consists of an insert made of a material with higher wear resistance than the material of the core box itself. In this area of the core box occurs the highest Ver¬ wear stress, since this area when zeroing practically through the whole to be introduced into the core box
Formstoffmenge belastet wird und darüber hinaus der Formstoff in diesem Bereich die höchste kinetische Energie besitzt. Dadurch, daß die Lage des Einschußkanals in bezug auf den Forminnenraum sich innerhalb gewisser Grenzen frei wählen läßt, besteht zudem die Möglichkeit, den Einschußkanal an einer Stelle des Kernkastens anzuordnen, an der der dem Einschußkanal gegenüberliegende Bereich der Forminnenwand eine geometrisch einfache und damit leicht zu erzeugende Flächenkontur aufweist.Amount of molding material is loaded and, in addition, the molding material in this area has the highest kinetic energy. Because the position of the injection channel in relation to the interior of the mold can be freely selected within certain limits, there is also the possibility of arranging the injection channel at a point in the core box at which the area of the inner mold wall opposite the injection channel has a geometrically simple and therefore easy to has generating surface contour.
Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail using schematic drawings of exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 einen zweiteiligen Kernkasten zurFig. 1 a two-piece core box for
Herstellung eines Kernes mit vertiefter Kernmarke,Production of a core with a recessed core mark,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen zweitei- ligen Kernkasten zur Herstellung einesFig. 2 shows a cross section through a two-part core box for the production of a
Kerns mit einer zapfenförmigen Kernmarke,Kerns with a cone-shaped Kernmark,
Fig. 3 in größerem Maßstab einen als kombinier¬ ten Gasauslaß/Kernausstosser ausgebil- deten Einsatz.3 shows an insert designed as a combined gas outlet/core ejector on a larger scale.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen zweiteiligen, mit einer Kernformmaschine verbindbaren Kernkasten 1 , der aus einem Kastenoberteil 2 und einem Kastenunterteil 3 besteht, die über nicht dargestellte Zentrierungen zusammen¬ fügbar sind. In dem Kastenoberteil 2 ist ein Einschußkanal 4 angeordnet, der mit der Formstoffversorgung der Kernformma¬ schine verbunden ist. Der Einschußkanal 4 wird durch einen Rohrkörper 5 aus einem verschleißfesten Material gebildet, der in den Werkstoff des Kernkastenoberteils 2 eingelassen ist. Im Kernkastenunterteil 3 ist auf der der Mündung 6 des1 shows a cross section through a two-part core box 1, which can be connected to a core molding machine and consists of an upper box part 2 and a lower box part 3, which can be joined together by means of centering devices (not shown). Arranged in the upper part 2 of the box is an injection channel 4 which is connected to the molding material supply of the core molding machine. The injection channel 4 is formed by a tubular body 5 made of a wear-resistant material, which is embedded in the material of the upper part 2 of the core box. In the lower part of the core box 3, on the mouth 6 of the
Einschußkanals 4 gegenüberliegenden Seite in die Kernkasten¬ wandung ein Einsatzstück 7 ebenfalls aus einem verschleißfe¬ sten Material eingesetzt, wobei die der Mündung 6 zugekehrte Oberfläche 8 des EinsatzStücks 7 in ihrer Gestalt der Form¬ gestalt des herzustellenden Kernteils entspricht.Bullet channel 4 opposite side in the Kernkasten¬ wall an insert 7 also used from a wear-resistant material most, wherein the mouth 6 facing surface 8 of the insert 7 corresponds in shape to the Form¬ shape of the core part to be produced.
In beiden Kastenteilen, oder wie hier schematisch nur für den Kastenunterteil 3 gezeigt, können je nach Ausbildung des herzustellenden Kerns bzw. der herzustellenden Gußform zusätzliche Einsatzstücke in Gestalt eines in den Formraum hineinragenden Zapfens 10 angeordnet sein, durch den in den herzustellenden Kern bzw. herzustellende Gußform Vertie¬ fungen, beispielsweise Kernmarken eingeformt werden. Der Zapfen 10 ist in einer Ausnehmung im Grundmaterial desDepending on the design of the core to be produced or the casting mold to be produced, additional inserts in the form of a pin 10 protruding into the mold space can be arranged in both box parts, or as shown here schematically only for the box bottom part 3 Mold Vertie¬ tests, such as core marks are formed. The pin 10 is in a recess in the base material of the
Kastenunterteils 3 eingesetzt und kann über eine Hinterfüt¬ terung 11 in seiner Höhe genau eingestellt werden.Lower box part 3 is used and can be precisely adjusted in height via a rear feed 11 .
Beim Beschicken des Kernkastens tritt der Formstoffström, hier dargestellt durch den Pfeil 9, mit hoher Geschwindigkeit in den Forminnenraum ein und trifft hierbei auf die Oberfläche 8 des Einsatzstückes 7, wird dort umgelenkt, so daß sich fortschreitend der Forminnenraum vollständig mit Formstoff füllt. Bei diesem Vorgang trifft nahezu die gesamte den Forminnenraum ausfüllende Formstoff enge auf die Oberfläche 8 des Einsatzstückes 7 auf. Hierbei werden auch die Zapfen 10 vom Formstoff umströmt. Da die Verschleißgefahr im wesentli¬ chen nur an den Zapfen 10 und in dem unmittelbar der Mündung 6 gegenüberliegenden Bereich besteht, braucht der durch das Einsatzstück 7 überdeckte Flächenbereich der Forminnen¬ wandung nur geringfügig größer zu sein als die Projektion der Einschußöffnung 6 auf diesen Teil der Forminnenwand. Trotz der höheren Kosten bei der Herstellung eines derart ausgebildeten Kernkastens hat sich in der Erprobung gezeigt, daß sich gegenüber den bisher verwendeten Kernkästen eine um ein Vielfaches höhere Standzeit erzielen läßt, so daß sich in der Gesamtkalkulation eine kostengünstigere Fertigung ergibt. Das im Forminnenraum enthaltene Gasvolumen kann über nicht dargestellte Gasauslaßdüsen entweichen.When loading the core box, the flow of molding material, shown here by the arrow 9, enters the interior of the mold at high speed and hits the surface 8 of the insert 7, where it is deflected so that the interior of the mold is progressively filled completely with molding material. During this process, almost the entire molding material filling the mold interior comes into contact with the surface 8 of the insert piece 7 . Here, the pins 10 are flowed around by the molding material. Since the risk of wear essentially only exists on the pin 10 and in the area directly opposite the opening 6, the surface area of the inner wall of the mold covered by the insert 7 needs to be only slightly larger than the projection of the injection opening 6 onto this part of the mold inner wall. Despite the higher costs of manufacturing a core box designed in this way, testing has shown that a service life that is many times longer than that of the core boxes used hitherto can be achieved, so that the overall calculation results in more cost-effective production results. The volume of gas contained in the interior of the mold can escape via gas outlet nozzles (not shown).
Bei aus mehreren Teilen zusammengesetzten Formen oder Kernen weist jeweils ein Teil oder eine Kernseite Vertiefungen auf, wie sie mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten und beschriebenen Zapfen 10 in den Formstoff eingeformt werden. Der andere Teil bzw. die andere Kernseite muß entsprechend zugeordnete zapfenförmige Vorsprünge aufweisen, die im Formkasten als Vertiefung erscheinen. Da der Formstoff in derartige Vertiefungen unter ümlenkung einströmt und in die Vertiefungen hinein verdichtet werden muß, anderer¬ seits beim Ausformen der durch die Vertiefung gebildete zapfenförmige Vorsprung mit seiner Oberfläche relativ zur formenden Oberfläche der Vertiefung im Kastenteil bewegt wird, ist dieser Bereich ebenfalls einem hohen Verschleiß ausgesetzt.In the case of molds or cores composed of several parts, one part or one side of the core has indentations such as are formed in the molding material with the aid of the pins 10 shown and described in FIG. The other part or the other side of the core must have correspondingly associated pin-shaped projections which appear as depressions in the molding box. Since the molding material flows into such depressions with deflection and has to be compacted into the depressions, and on the other hand during molding the peg-shaped projection formed by the depression is moved with its surface relative to the shaping surface of the depression in the box part, this area is also at a high level exposed to wear and tear.
Wie Fig. 2 zeigt, werden in diesem Bereich die Kastenteile, hier der Kastenunterteil 3' mit einem napfförmigen Einsatz¬ stück 12 aus verschleißfestem Material versehen, so daß auch hier über längere Betriebszeiten die Maßhaltigkeit des anzuformenden zapfenför igen Vorsprungs gewährleistet ist. Da sowohl die mit dem Formkasten nach Fig. 1 einzuformende Vertiefung als auch der mit dem Formkasten nach Fig. 2 anzuformende zapfenförmige Vorsprung ihre Maßhaltigkeit auch bei hohen Stückzahlen unverändert beibehalten, können die beiden herzustellenden Kern- bzw. Formteile maßgenau und spielfrei ineinandergesetzt werden, so daß kein Versatz zwischen den beiden Kern- bzw. Formteilen in der Teilungs¬ ebene vorhanden ist. Die damit hergestellten Gußstücke weisen dadurch praktisch keinen 'Grat auf.As FIG. 2 shows, the box parts in this area, here the box bottom part 3', are provided with a cup-shaped insert piece 12 made of wear-resistant material, so that the dimensional accuracy of the peg-shaped projection to be formed is also guaranteed here over long periods of operation. Since both the indentation to be formed with the molding box according to Fig. 1 and the peg-shaped projection to be formed with the molding box according to Fig. 2 retain their dimensional accuracy unchanged even with large quantities, the two core or molded parts to be produced can be fitted into one another with dimensional accuracy and without play that there is no offset between the two core or mold parts in the parting plane. As a result, the castings produced in this way have practically no burr .
Der napfförmige Einsatz 12 in Fig. 2 ist nun so gestaltet, daß er zugleich eine Gasauslaßdüse bildet. Dementsprechend ist der Einsatz 12 in einen rohrförmigen Wandteil 13 und ein lösbares Bodenstück 14 unterteilt, das einen pilzförmigen - Kopf 15 aufweist. Der rohrförmige Wandteil 13 weist einenThe cup-shaped insert 12 in FIG. 2 is designed in such a way that it also forms a gas outlet nozzle. Accordingly, the insert 12 is divided into a tubular wall part 13 and a detachable bottom piece 14, which has a mushroom-shaped - Head 15 has. The tubular wall portion 13 has a
Formquerschnitt auf, der nicht kreisförmig sein muß, sondern beliebig nach den Anforderungen des herzustellenden Kernes bzw. der zugeordneten Kernmarke des anderen Teiles geformtForm cross-section, which does not have to be circular, but formed arbitrarily according to the requirements of the core to be produced or the associated core brand of the other part
5 ist. Dementsprechend ist die Außenkontur des pilzförmigen Kopfes 15 bemessen, wobei hier der der Innenwandung des rohrförmigen Teiles 13 zugekehrte Rand 16 des Kopfes 15 parallel und mit geringem Abstand zur Innenwandung 17 verläuft. Die Breite des so gebildeten Spaltes beträgt beispielsweise nur 0,2 mm. 5 is. The outer contour of the mushroom-shaped head 15 is dimensioned accordingly, with the edge 16 of the head 15 facing the inner wall of the tubular part 13 running parallel and at a small distance from the inner wall 17 . The width of the gap formed in this way is only 0.2 mm, for example.
Der Raum unter dem pilzförmigen Kopf steht mit einem Gasaus¬ laß 18 in Verbindung, so daß beim Einschießen des Formstoffes das Gas aus dem Forminnenraum auch durch die die Gasauslaß- 5 düsen bildenden napfförmigen Einsätze 12 entweichen kann. Dadurch ist gewährleistet, daß die an dem zu bildenden Kern- oder Formteil anzuformenden zapfenförmigen Vorsprünge voll ausgeformt und vollständig verdichtet sind.The space under the mushroom-shaped head is connected to a gas outlet 18, so that when the molding material is injected, the gas can also escape from the interior of the mold through the cup-shaped inserts 12 forming the gas outlet nozzles. This ensures that the peg-shaped projections to be formed on the core or molded part to be formed are fully formed and fully compressed.
0 Da in der Regel derartige Formteile eine Vielzahl von Gasaus¬ laßdüsen, aber auch eine Vielzahl von Kernmarken aufweisen, bietet die vorstehend beschriebene Form der Gasauslaßdüsen auch noch die Möglichkeit, diese zugleich als Ausstoßer einzusetzen. Hierzu ist ein mit dem Bodenstück 14 verbundener 5 Schaft 19 mit einer Antriebsvorrichtung 20 verbunden. Nach dem öffnen des Kernkastens werden die Bodenstücke über den Antrieb 20 in Richtung auf den Forminnenraum bewegt und damit der fertige Kern von der Form gelöst und anschlies- send abgenommen werden kann. 0Since such molded parts usually have a large number of gas outlet nozzles, but also a large number of core brands, the shape of the gas outlet nozzles described above also offers the possibility of using them as ejectors at the same time. For this purpose, a shaft 19 connected to the base piece 14 is connected to a drive device 20 . After the core box has been opened, the bottom pieces are moved in the direction of the interior of the mold via the drive 20 and the finished core can thus be detached from the mold and then removed. 0
Die Verwendung des Bodenstücks 14 der napfförmig ausgebilde¬ ten Einsätze 12 als Ausstoßer ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die besondere Bauform dieser Auslaßdüsen besteht aus einem rohrförmigen Teil aus verschleiß- 5 festem Material und einem ebenfalls aus verschleißfestem Material bestehenden Bodenstück. Dies erlaubt es, auch solche Gasauslaßdüsen als Ausstoßer einzusetzen, bei denen die Kopffläche des Bodenstückes in einer Ebene mit den angrenzenden Flächen der Forminnenwand liegen. Dies hat den Vorteil, daß durch den Auss oßVorgang die Gasauslaßdüse jeweils sich selbst reinigt, andererseits aber durch die Verwendung von verschleißfesten Werkstoffen sichergestellt ist, daß im Spalt zwischen Kopfstück und Wandung des Einsatz¬ stückes verkeilte Formstoffkörner praktisch nicht zu einem Verschleiß und damit zu einer Erweiterung des Gasauslaßspaltes führen.The use of the base piece 14 of the cup-shaped inserts 12 as an ejector is not limited to the exemplary embodiment shown. The special design of these outlet nozzles consists of a tubular part made of wear-resistant material and a base piece also made of wear-resistant material. This makes it possible to use such gas outlet nozzles as ejectors in which the head surface of the bottom piece is in one plane with the adjacent surfaces of the inner wall of the mould. This has the advantage that the gas outlet nozzle cleans itself as a result of the ejection process, but on the other hand the use of wear-resistant materials ensures that molding material grains wedged in the gap between the head piece and the wall of the insert practically do not lead to wear and thus to a increase the gas outlet gap.
In Fig. 3 ist die Ausbildung einer derartigen als Ausstoßer betätigbaren Gasauslaßdüse in größerem Maßstab dargestellt. Wie Fig. 3 zeigt, ist der an den Kopf 15 angeschlossene Schaft 19 stielför ig ausgebildet und weist hierbei drei oder vier flügelartige Ansätze 21 auf, über die das Boden¬ stück zentriert geführt ist, so daß eine konstante Spalt- breite zwischen dem Rand 16 und der Innenwandung 17 gewähr¬ leistet ist.FIG. 3 shows the construction of such a gas outlet nozzle, which can be actuated as an ejector, on a larger scale. As Fig. 3 shows, the shaft 19 connected to the head 15 is stilför ig and has three or four wing-like projections 21, over which the Boden¬ piece is guided centered, so that a constant gap width between the edge 16 and the inner wall 17 is guaranteed.
Wegen der geforderten höheren Präzision werden für die Einεatz- stücke 5, 7, 10, 12- und auch der Einschußkanal 4 aus einem nicht verformbaren verschleißfesten Werkstoff hergestellt. Bevorzugt werden hierzu Hartmetalle verwendet. Die Zusammen¬ setzung richtet sich auch nach der Schleißbeanspruchung. So unterliegt der Einschußkanal 4 der höchsten Beanspruchung. Because of the higher precision required, the inserts 5, 7, 10, 12 and also the injection channel 4 are made of a non-deformable, wear-resistant material. Hard metals are preferably used for this purpose. The composition also depends on the wear stress. So the bullet channel 4 is subject to the highest stress.

Claims

Patentansprüche: Patent Claims:
1. Formteil zur Herstellung von Formen für Gießerei¬ zwecke mittels eines Formstoffs, insbesondere Kernkasten zur Herstellung von Kernen für Gießereizwecke, bei dem be¬ grenzte Oberflächenbereiche, die vom Formstoffström beim Einbringen einem unzulässigen Verschleiß ausgesetzt sind, vorzugsweise Oberflachenbereiche, in denen der Formstoffström sich mit hoher Geschwindigkeit und/oder unter Richtungsände- rung zur Formoberfläche und/oder entlang der Formoberfläche bewegt, aus einem Material mit höherem Verschleißwiderstand als das Grundmaterial des Formteils bestehen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die begrenzten, einem höhe¬ ren Verschleißausgesetzten Oberflächenbereiche, insbesondere Oberflachenbereiche, die für eine hohe Maßhaltigkeit der herzustellenden Form maßgeblich sind, jeweils durch Einsatz¬ stücke (5, 7), aus einem nichtverformbaren Material mit höhe¬ rem Verschleißwiderstand als der GrundstoffWerkstoff gebil¬ det werden, die in das Grundmaterial des Formteils (1) einge¬ lassen sind.1. Molded part for the production of molds for Gießerei¬ purposes by means of a molding material, in particular core boxes for the production of cores for foundry purposes, in which be¬ limited surface areas that are exposed to impermissible wear from the flow of molding material when it is introduced, preferably surface areas in which the flow of molding material is moved at high speed and/or with a change in direction to the mold surface and/or along the mold surface, consist of a material with a higher wear resistance than the base material of the molded part, characterized in that the limited surface areas exposed to greater wear, in particular surface areas, which are decisive for a high degree of dimensional accuracy of the shape to be produced, are each formed by inserts (5, 7) made of a non-deformable material with higher wear resistance than the base material, which are inserted into the base material of the molded part (1). let are.
2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzstücke (5, 7) aus einem Hartmetall besteht.2. Shaped part according to claim 1, characterized in that the insert pieces (5, 7) consists of a hard metal.
3. Formteil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von Formoberflächen, insbesondere Kernmarke, die in dem herzustellenden Kern als Vertiefung erscheint, das Einsatzstück durch einen Zapfen (10) gebildet wird, der mit seinem freien Ende in den Formraum hineinragt.3. Shaped part according to claim 1 and 2, characterized in that for the formation of mold surfaces, in particular core mark, which appears as a depression in the core to be produced, the insert piece is formed by a pin (10) which protrudes with its free end into the mold space .
4. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zur Bildung einer Formoberfläche, insbesondere einer Kernmarke, die im herzustellenden Kern als Vorsprung erscheint, das in das Grundmaterial eingelassene Einsatzstück (12) napfförmig ausgebildet ist. 4. Shaped part according to one of claims 1 to 3, characterized gekenn¬ characterized in that the embedded in the base material insert (12) is cup-shaped to form a mold surface, in particular a core brand, which appears in the core to be produced as a projection.
5. Formteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das napfförmige Einsatzstück (12) in seinem Bodenbereich als Gasauslaßdüse ausgebildet ist, die über wenigstens einen Gasauslaßkanal (18) mit der Außenseite des Formteilε in Verbindung steht.5. Shaped part according to claim 4, characterized in that the cup-shaped insert (12) is designed in its bottom region as a gas outlet nozzle which is in communication with the outside of the shaped part via at least one gas outlet channel (18).
6. Formteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasauslaßdüεe durch ein lösbares Bodenstück (14) gebil¬ det wird, das einen pilzförmigen Kopf (15) aufweist, dessen obere Kopffläche geschloεεen iεt und deεεen Rand (16) parallel und mit Abstand zur Querschnittεkontur deε napfförmigen Einεatzεtückes (12) verläuft und daß der Raum unter dem Kopf (15) mit dem Auεlaßkanal (18) in Verbindung steht.6. Shaped part according to claim 5, characterized in that the gas outlet nozzle is formed by a detachable bottom piece (14) which has a mushroom-shaped head (15) whose upper head surface is closed and deεεen edge (16) parallel and at a distance from the Cross-sectional contour of the cup-shaped insert (12) and that the space under the head (15) is connected to the outlet channel (18).
7. For teil nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Bodenstück (14) axial verschiebbar im Formteil (1) gelagert iεt und mit einem Schiebeantrieb (20) in Verbindung εteht.7. For part according to one of claims 5 and 6, characterized gekenn¬ characterized in that the base piece (14) is mounted axially displaceably in the mold part (1) iεt and εteht with a sliding drive (20) in connection.
8. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in Form eines Kernkastens, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der dem C. Einschußkanal (6) gegenüberliegende Oberflächenbereich des Kernkastens mit einem Einsatzεtück aus einem Material mit höherem Verschleißwiderstand besteht, als das Material des Kernkastens selbst.8. Shaped part according to one of claims 1 to 7, in the form of a core box, characterized in that at least the C. The surface area of the core box opposite the injection channel (6) has an insert made of a material with a higher resistance to wear than the material of the core box itself.
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