EP0802839B1 - Verfahren zum einbringen von kernen in eine giessform - Google Patents

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EP0802839B1
EP0802839B1 EP96924883A EP96924883A EP0802839B1 EP 0802839 B1 EP0802839 B1 EP 0802839B1 EP 96924883 A EP96924883 A EP 96924883A EP 96924883 A EP96924883 A EP 96924883A EP 0802839 B1 EP0802839 B1 EP 0802839B1
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core
cores
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core group
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Quy Dung Dang
Gerd Pawera
Jürgen ACHENBACH
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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
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/103—Multipart cores

Definitions

  • the invention relates to a method for introducing cores in a mold.
  • US-A-4,273,182 describes a process for forming a core package described, in which the individual core parts without use corresponding gauges by means of interlocking interlocking Core parts put together to form a core package will.
  • the core package is then strapped using a strapping machine put a plastic strap, its superimposed Ends are inextricably linked.
  • the core package fixed in this way is then placed in the mold inserted. When pouring the plastic tape evaporates under the heat of the molten metal.
  • the invention is based on the object of a method to create a simplification to introduce the Cores in such a mold and expensive Avoids post-processing.
  • this object is achieved by that the individual cores are placed in a setting gauge, that the contiguous, forming a core group Cores in the setting gauge using clamping and holding devices be connected to each other that the connected Core group dipped in a size bath and dried and that the dried core group in the mold used and then the tension is released.
  • the method is used to advantage that at least some, provide cores forming a core group with core brands are that can be designed so that they are on the one hand touch each other and on the other hand also the protrude from the actual forming core surface and corresponding Form contact surfaces so that the cores through here a corresponding, for example frame-shaped clamping means braced against each other over their contact surfaces and can be fixed against each other and thus as one Unit can be handled. It is useful if the contacting contact surfaces of the cores in front of the Insert so-called green glue into the setting gauge to improve cohesion.
  • this core group Becomes this core group according to the inventive method dipped in a sizing bath and the sizing after dried, then the unavoidable relatively thin gaps in the area of the contact surfaces adjacent single cores filled in by the size, so that the formation of burrs is avoided becomes.
  • the core group is then created with the help of the clamping and Holding means transported further and into the prepared Casting mold, for example a lower case, used, so that after releasing the tension the top box is put on and performed the casting process in the usual way can be.
  • the method according to the invention allows, depending on the design of the casting to be made, a single one core group composed of several individual cores or also one out of several, a core assembly for a casting mold forming core group as a core sentence about the clamping and To connect holding means with each other and in tension Condition of the individual treatment steps until insertion to perform in the mold. That is the possibility given even very complex core groups in this way to handle. It is also possible for individual core parts Approaches to be provided, which were previously individually in a mold were inserted in the manufacture of the cores with to connect the associated core, for example to glue via an adhesive connection, so that this on complicated in its structure, from two or more Share composed single core nevertheless in the Core group is included, provided with the size coating and then into the mold can be inserted. The additional required so far Inlay work that always leads to the formation of burrs in the Transition area between the single core and the associated one Basic core is avoided, because by the Sizing the entire core group the approach between the core approach and the associated basic core a ridge formation avoids.
  • the method according to the invention is based on a flow diagram explained in more detail below.
  • the individual cores 1, 2, 3 and 4 are then in the process step I inserted into a setting gauge 5, through which the mutual assignment of cores 1, 2, 3 and 4 fixed is.
  • the cores 1, 2, 3 and 4 are on their outside facing side in the usual way with core marks 6, which are now designed to be outward-looking Have contact surface, which in turn is expedient is designed so that adjacent contact surfaces 7 aligned.
  • the core group combined into a unit 10 can now in a process step III via the manipulator 8.1, the clamping and holding means 8 on the gripping cam 8.2 recorded, transported and in a size bath 11 to be dipped.
  • the clamping and holding means 8 can also be turned by the manipulator 8.1, so that excess size drips off after diving can. Since the frame-shaped clamping and Holding means 8 the cores summarized as a core group 1, 2, 3 and 4 holds only in the area of the core brands later when pouring the the appropriate areas of the Casting molding surfaces of the core group completely coated with sizing, with the column in particular between the individual adjacent cores 1, 2, 3 and 4 are closed by the size and thus the formation of cast burrs is avoided.
  • step IV must nummore the unit 10 is fed to a drying device 16 in which the size coat is dried, for example by a combined microwave and Air drying process.
  • manipulator 8.1 in a movable furnace support 12 is filed.
  • the furnace support 12 has two opposite Pages cheeks 13 on with their inward clamping surfaces 14 opening upwards are inclined towards each other.
  • On the clamping and holding device 8 are on both sides of the gripping cam 8.2 this outstanding clamping cams 15 arranged with one of the Provide clamping surface 14 correspondingly inclined counter surface are so that when the unit 10 is placed in the furnace support 12 the clamping and holding means 8 between the side cheeks 13 is firmly clamped. Then the manipulator 8.1 be solved and the entire arrangement in the drying facility 16 can be retracted.
  • the unit 10 summarized core group from the furnace support 12 of the Manipulator 8.1 highlighted and now in the next step V in the lower box 17 or an assembly gauge a prepared mold. Only now the frame-shaped clamping and holding means 8 from the core group solved and removed. Then in the following Process step VI of the upper box 18 on the lower box 17 placed and firmly connected to it, so that subsequently the casting process can take place.
  • Another advantage of the method according to the invention is in that the cycle times when casting the finished molds can be increased since those for inserting cores required time is significantly reduced.
  • Another advantage of the method according to the invention is also in that greater flexibility with regard to given on customer requirements or further developments is.
  • Formation of breakthroughs and then anyway must have core brands so that the core brands that are required anyway are directly related to each other touch so that tensioning with the appropriate design the core brands on the outside over a preferably frame-shaped clamping and holding means is possible.
  • the method according to the invention also allows, however a common clamping and holding device two or more related core groups to a complete Summarize core sentence without the individual core groups even through an appropriate arrangement of approaches are to be brought into contact with each other.
  • the procedure is therefore also possible if individual core groups with regard to their core brands none have a common clamping plane.

Description

Die Erfindung betrifft ein verfahren zum Einbringen von Kernen in eine Gießform.
In der Gießereitechnik, insbesondere in der Graugußtechnik, war es bisher üblich, bei der aus wenigstens zwei Formkästen gebildete Gießform zur Herstellung von dünnwandigen Gußstücken, beispielsweise Motorblöcken, in einen der Formkästen entsprechende Kerne von Hand einzulegen. Insbesondere bei der Herstellung von Motorblöcken aus Grauguß werden in zunehmendem Maße hinsichtlich der Komplexität des Motorblocks, Gewichtseinsparungen, Maßgenauigkeiten und Oberflächenqualität höhere Anforderungen gestellt. Dies macht es erforderlich, im Kernfertigungsbereich möglichst filigrane und auch in ihrer Geometrie sehr komplexe Kerne herzustellen, die die nachfolgende mechanische Bearbeitung der Motorblöcke auf ein Minimum reduzieren. Hier hat es sich herausgestellt, daß es zweckmässig ist, den jeweils herzustellenden Motorblock so zu konzipieren, daß bisher in einer nachträglichen mechanischen Bearbeitung eingebrachte Bohrungen, Durchbrüche oder dergleichen von vornherein mit eingegossen werden. Dies macht es erforderlich, daß einander benachbarte Kerne entsprechende Ansätze aufweisen, die diese Durchbrüche in der Gießform "freihalten". Hierbei hat es sich jedoch herausgestellt, daß infolge eines nicht zu verhindernden Verschleisses und infolge nicht zu verhindernder Maßabweichungen gerade in diesem Berührungsbereich benachbarter Kerne an den herzustellenden Durchbrüchen Grate entstehen, die nach dem Ausformen des Gußstückes nachbearbeitet werden müssen.
In US-A-4 273 182 ist ein verfahren zur Bildung eines Kernpaketes beschrieben, bei dem die einzelnen Kernteile ohne Verwendung entsprechender Formlehren mittels formschlüssig ineinandergreifender Kernteile zu einem Kernpaket zusammengefügt werden. Um das Kernpaket wird dann mittels einer Umreifungsmaschine ein Kunststoffspannband gelegt, dessen aufeinanderliegende Enden unlösbar miteinander verbunden werden. Das so fixierte Kernpaket wird anschließend in die Gießform eingelegt. Beim Abgießen verdampft das Kunststoffband unter der Hitzeeinwirkung des geschmolzenen Metalls.
Aus EP-A-0 209 809 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die einzelnen Kernteile in eine Fügevorrichtung eingelegt werden, die einander zugeordneten Flächen der einzelnen Kerne mit einem Kleber bestrichen werden und anschließend die einzelnen Kerne zu einem Kernpaket zusammengepreßt und über den Kleber fest miteinander zu einem Kernpaket verbunden werden. Das so gebildete Kernpaket kann dann in ein Schlichtebad getaucht und anschließend in die Gießform eingelegt werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine Vereinfachung zum Einbringen der Kerne in eine derartige Gießform bewirkt und kostenaufwendige Nachbearbeitungen vermeidet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die einzelnen Kerne in eine Setzlehre eingebracht werden, daß die aneinandergrenzenden, eine Kerngruppe bildenden Kerne in der Setzlehre über Spann- und Haltemittel miteinander verbunden werden, daß die miteinander verbundene Kerngruppe in ein Schlichtebad getaucht und getrocknet wird und daß die getrocknete Kerngruppe in die Gießform eingesetzt und dann die Verspannung gelöst wird. Bei diesem Verfahren wird mit Vorteil ausgenutzt, daß zumindest einige, eine Kerngruppe bildende Kerne jeweils mit Kernmarken versehen sind, die so gestaltet werden können, daß sie sich einerseits gegenseitig berühren und andererseits auch die eigentliche formende Kernoberfläche überragen und entsprechende Anlageflächen bilden, so daß hier die Kerne durch ein entsprechendes, beispielsweise rahmenförmiges Spannmittel über ihre Anlageflächen gegeneinander verspannt und gegeneinander fixiert werden können und somit als eine Einheit gehandhabt werden können. Zweckmäßig ist es, wenn die einander berührenden Anlageflächen der Kerne vor dem Einlegen in die Setzlehre mit sogenanntem Grünkleber versehen werden, um den Zusammenhalt noch zu verbessern. Wird diese Kerngruppe entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren in ein Schlichtebad getaucht und die Schlichte nach dem Abtropfen getrocknet, dann sind die nicht zu vermeidenden relativ dünnen Spalte im Bereich der Berührungsflächen aneinandergrenzender Einzelkerne von der Schlichte ausgefüllt, so daß hierdurch die Bildung von Graten vermieden wird. Die Kerngruppe wird dann mit Hilfe des Spann- und Haltemittels weiter transportiert und in die vorbereitete Gießform, beispielsweise einen Unterkasten, eingesetzt, so daß nach dem Lösen der Verspannung der Oberkasten aufgesetzt und die Gießvorgang in üblicher Weise durchgeführt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, je nach Gestaltung des herzustellenden Gußstückes eine einzelne, aus mehreren Einzelkernen zusammengesetzte Kerngruppe oder auch eine aus mehreren, eine Kernbestückung für eine Gießform bildende Kerngruppe als Kernsatz über das Spann- und Haltemittel miteinander zu verbinden und in verspanntem Zustand die einzelnen Behandlungsschritte bis zum Einlegen in die Gießform durchzuführen. Damit ist die Möglichkeit gegeben, auch sehr komplexe Kerngruppen in dieser Weise zu handhaben. Es ist auch möglich, für einzelne Kernteile vorzusehende Ansätze, die bisher noch einzeln in eine Gießform eingelegt wurden, bei der Herstellung der Kerne mit dem zugehörenden Grundkern zu verbinden, beispielsweise über eine Klebeverbindung anzukleben, so daß dieser an sich in seinem Aufbau komplizierte, aus zwei oder mehreren Teilen zusammengesetzter Einzelkern gleichwohl mit in die Kerngruppe einbezogen wird, mit dem Schlichteüberzug versehen werden kann und anschließend dann in die Gießform eingelegt werden kann. Die bisher erforderliche zusätzliche Einlegearbeit, die immer zur Bildung von Graten im Übergangsbereich zwischen dem Einzelkern und dem zugehörigen Grundkern führte, ist hierdurch vermieden, da durch den Schlichteüberzug der gesamten Kerngruppe der Ansatz zwischen dem Kernansatz und dem zugehörigen Grundkern eine Gratbildung vermeidet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines Fließbildes nachstehend näher erläutert.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, werden in vier Kernformstationen vier einzelne, zur Herstellung eines Gußstückes erforderliche Kerne geformt und in üblicher Weise verfestigt.
Die Einzelkerne 1, 2, 3 und 4 werden dann im Verfahrensschritt I in eine Setzlehre 5 eingelegt, durch die die gegenseitige Zuordnung der Kerne 1, 2, 3 und 4 fixiert ist. Die Kerne 1, 2, 3 und 4 sind auf ihrer nach außen weisenden Seite in üblicher Weise mit Kernmarken 6 versehen, die nun so gestaltet sind, daß sie eine nach außenweisende Anlagefläche aufweisen, die zweckmäßigerweise ihrerseits so gestaltet ist, daß einander benachbarte Anlageflächen 7 miteinander fluchten.
Die eine Kerngruppe bildenden, in die Setzlehre 5 eingelegten Einzelkerne 1, 2, 3 und 4 werden nunmehr mit einem beispielsweise rahmenförmig ausgebildeten Spann- und Haltemittel 8 fest miteinander verspannt, wobei die gegeneinander gerichteten Ansätze 9 an den einzelnen Kernen 1, 2, 3 und 4, die je nach Gestaltung des zu erzeugenden Gußstückes entweder zur Herstellung von Durchbrüchen in entsprechenden Wandungsteilen des Gußstückes dienen oder aber die ihrerseits als Kernmarken ausgebildet sind, fest aneinander gedrückt werden. Die Kerne können an ihren einander zugekehrten Anlageflächen 9.1 mit einem sogenannten Grünkleber versehen sein, so daß in diesem Bereich durch eine Verklebung die Fixierung noch erhöht wird. Bei entsprechender Gestaltung der einzelnen Kerne 1, 2, 3 und 4 ist somit die Möglichkeit gegeben, die einzelnen Kerne über das Spann- und Haltemittel 8 zu einer handhabbaren Einheit 10 zusammenzufassen, wie dies für den anschliessenden Verfahrensschritt II dargestellt ist. Die Verspannung des Spann- und Haltemittels 8 kann nun bei entsprechender Gestaltung durch das Mittel selbst oder aber über einen greifenden und spannenden Manipulator 8.1 erfolgen.
Die zu einer Einheit 10 zusammengefaßte Kerngruppe kann nunmehr in einem Verfahrensschritt III über den Manipulator 8.1, der das Spann- und Haltemittel 8 am Greifnocken 8.2 erfaßt, weitertransportiert werden und in ein Schlichtebad 11 getaucht werden. Hierbei kann das Spann- und Haltemittel 8 durch den Manipulator 8.1 auch gewendet werden, so daß nach dem Tauchen überschüssige Schlichte abtropfen kann. Da das beispielsweise rahmenförmig ausgebildete Spann- und Haltemittel 8 die als Kerngruppe zusammengefaßten Kerne 1, 2, 3 und 4 nur im Bereich der Kernmarken hält, sind später beim Gießen die die entsprechenden Bereiche des Gußstückes formenden Oberflächen der Kerngruppe vollständig mit Schlichte überzogen, wobei insbesondere die Spalte zwischen den einzelnen aneinandergrenzenden Kernen 1, 2, 3 und 4 durch die Schlichte verschlossen sind und damit die Bildung von Gußgraten vermieden wird.
In dem anschließenden Verfahrensschritt IV muß nummehr die Einheit 10 einer Trocknungseinrichtung 16 zugeführt werden, in der der Schlichteüberzug abgetrocknet wird, beispielsweise durch eine kombiniertes Mikrowellen- und Lufttrockungsverfahren.
Um die Einheit durch die Trocknungseinrichtung zu führen, wird diese vom Manipulator 8.1 in einem bewegbaren Ofenträger 12 abgelegt. Der Ofenträger 12 weist auf zwei gegenüberliegenden Seiten Spannwangen 13 auf, die mit ihren nach innen gerichteten Spannflächen 14 nach oben öffnend gegeneinander geneigt sind. Am Spann- und Haltemittel 8 sind zu beiden Seiten des Greifnockens 8.2 diesen jeweils überragende Spannocken 15 angeordnet, die mit einer der Spannfläche 14 entsprechend geneigten Gegenfläche versehen sind, so daß beim Absetzen der Einheit 10 in den Ofenträger 12 das Spann- und Haltemittel 8 zwischen den Seitenwangen 13 fest eingeklemmt wird. Danach kann der Manipulator 8.1 gelöst werden und die gesamte Anordnung in die Trocknungseinrichtung 16 eingefahren werden.
Nach Abschluß der Trocknung wird die in der Einheit 10 zusammengefaßte Kerngruppe aus dem Ofenträger 12 von dem Manipulator 8.1 herausgehoben und nunmehr im nächsten Verfahrensschritt V in den Unterkasten 17 oder eine Aufbaulehre einer vorbereiteten Gießform eingelegt. Erst jetzt wird das rahmenförmige Spann- und Haltemittel 8 von der Kerngruppe gelöst und entfernt. Anschließend wird im folgenden Verfahrensschritt VI der Oberkasten 18 auf den Unterkasten 17 aufgesetzt und mit diesem fest verbunden, so daß anschließend der Gießvorgang erfolgen kann.
Aus der vorstehenden Beschreibung des Verfahrensablaufes für ein schematisches Ausführungsbeispiel mit einer aus vier Einzelkernen zusammengesetzten Kerngruppe ist ersichtlich, daß auch sehr komplexe Gußstücke nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erstellt werden können. So ist es durchaus möglich, mehrere, eine Kernbestückung für eine Gießform bildenden Kerngruppen, die von der Konzeption des Gußstückes untereinander nicht in Verbindung stehen sollen, bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Spann- und Haltemittels als vollständigen Kernsatz miteinander zu verbinden und in der nachfolgenden Behandlung, d. h. dem Überziehen mit einer Schlichte und dem anschließenden Trocknen bis zum Einlegen in die Gießform zusammenzuhalten.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß durch das Zusammenfassen von einzelnen Kernen zu Kerngruppen und/oder das Zusammenfassen von Kerngruppen zu vollständigen Kernsätzen, der Aufwand für den Transport und die einzelnen Arbeitsschritte Tauchen, Trocknen und Einlegen der Kerne in die Gießform minimiert werden. Soweit die Einzelkerne einander zugeordnete Ansätze aufweisen, die zur Erstellung von Durchbrüchen im fertigen Gußstück vorgesehen sind, durch den Schlichteüberzug der vollständigen Kerngruppe bzw. des Kernsatzes verschlossen werden, reduzieren sich die nachfolgenden Putzarbeiten, insbesondere das Entgraten am fertigen Gußstück erheblich. Der weitere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß durch das Einsetzen einer vollständigen Kerngruppe und/oder eines vollständigen Kernsatzes in die Gießform die Maßhaltigkeit verbessert und damit der Ausschuß minimiert wird.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Taktzeiten beim Abguß der fertigen Formen erhöht werden können, da die für das Einlegen von Kerne benötigte Zeit erheblich reduziert ist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht außerdem darin, daß eine höhere Flexibilität in bezug auf Kundenanforderungen oder Weiterentwicklungen gegeben ist. Hier ist es lediglich erforderlich, bei der Gestaltung der Kerne dafür Sorge zu tragen, daß einander benachbarte Kerne, auch wenn diese zwischen sich keine Ansätze zur Bildung von Durchbrüchen aufweisen und die dann ohnehin über Kernmarken verfügen müssen, so gestaltet werden, daß die ohnehin erforderlichen Kernmarken einander unmittelbar berühren, so daß ein Verspannen bei entsprechender Gestaltung der Kernmarken an der Außenseite über ein vorzugsweise rahmenförmiges Spann- und Haltemittel möglich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es aber auch, in einem gemeinsamen Spann- und Haltemittel zwei oder mehrere einander zugehörige Kerngruppen zu einem vollständigen Kernsatz zusammenzufassen, ohne daß die einzelnen Kerngruppen selbst über eine entsprechende Anordnung von Ansätzen miteinander in Berührung zu bringen sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher auch dann möglich, wenn einzelne Kerngruppen hinsichtlich ihrer Kernmarken keine gemeinsame Spannebene aufweisen. Hier ist es dann möglich, in einem Hauptrahmen die einzelnen Kerngruppen mit gesonderten Spann- und Haltemitteln miteinander zu verspannen und für die nachfolgenden Verfahrensschritte bis zum Einlegen in die Gießform zu handhaben.

Claims (3)

  1. Verfahren zum Einbringen von Kernen in eine Gießform, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kerne (1, 2, 3, 4) in eine Setzlehre (5) eingebracht werden, daß die aneinandergrenzenden, eine Kerngruppe bildenden Kerne (1, 2, 3, 4) in der Setzlehre (5) über ein Spann- und Haltemittel (8) miteinander verbunden werden, daß die miteinander verbundene Kerngruppe in ein Schlichtebad (11) getaucht und getrocknet wird, und daß die getrocknete Kerngruppe in die Gießform (17, 18) eingesetzt und dann die Verspannung gelöst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, eine Kernbestückung für eine Gießform bildende Kerngruppen als Kernsatz über ein Spann- und Haltemittel (8) miteinander verbunden werden, behandelt und in die Gießform eingesetzt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander berührenden Anlageflächen (9.1) der Kerne (1, 2, 3, 4) vor dem Einlegen in die Setzlehre (5) mit einem Kleber versehen werden.
EP96924883A 1995-10-27 1996-07-04 Verfahren zum einbringen von kernen in eine giessform Expired - Lifetime EP0802839B1 (de)

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EP0802839A1 EP0802839A1 (de) 1997-10-29
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EP (1) EP0802839B1 (de)
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