EP1097767A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und Abgiessen einer aus zwei Formhälften bestehenden Giessform - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und Abgiessen einer aus zwei Formhälften bestehenden Giessform Download PDF

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EP1097767A1
EP1097767A1 EP00118923A EP00118923A EP1097767A1 EP 1097767 A1 EP1097767 A1 EP 1097767A1 EP 00118923 A EP00118923 A EP 00118923A EP 00118923 A EP00118923 A EP 00118923A EP 1097767 A1 EP1097767 A1 EP 1097767A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
mold
heat sink
station
halves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00118923A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Guy R. Lambert
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.)
Heinrich Wagner Sinto Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Heinrich Wagner Sinto Maschinenfabrik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heinrich Wagner Sinto Maschinenfabrik GmbH filed Critical Heinrich Wagner Sinto Maschinenfabrik GmbH
Publication of EP1097767A1 publication Critical patent/EP1097767A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
    • B22D15/04—Machines or apparatus for chill casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D47/00—Casting plants
    • B22D47/02—Casting plants for both moulding and casting

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing and Casting a casting mold consisting of two mold halves and one Mold. In such a process, the mold halves are first molded, then the mold halves are assembled into the casting mold, and finally the mold is poured off.
  • the mold halves are formed from sand assembled a complete mold, which was then poured becomes.
  • Methods are also known from the prior art, for which inlays made of cast iron or steel - so-called Heatsink - molded into the mold when the mold halves are molded or be inserted into the mold halves after molding.
  • On The surfaces of the mold cavity occupied by the heat sinks are used for Pour a certain deterrent effect and thus a local, increased Solidification speed achieved in order to achieve a dense structure.
  • Heat sinks are therefore suitable for casting areas that are difficult to feed to prevent the formation of voids or the effect of neighboring To support feeders in the sense of directional solidification.
  • the heat sink are either in the manufacture of the mold in the upper and / or the lower mold with molded in or afterwards after the mold production in the Upper or lower mold inserted. After complete solidification, the Heat sink as well as the casting from the upper and lower mold, to then switch back to a top or bottom in a later cycle Bottom mold to be used.
  • the invention is therefore based on the object of a method and a device to find for which a few heat sinks are sufficient and which in particular have a temperature which is not a maximum temperature exceeds.
  • This object is achieved in that when molding the mold halves at least one of the mold halves with at least one to in the pouring cavity opening is provided that immediately before a heat sink is inserted into each opening of the casting mold and so a closed casting cavity is created, and that after pouring and the solidification of the casting and in particular before further transport the mold the heat sink is removed from the opening.
  • this method according to the invention therefore, first of all one Mold half, e.g. B. an upper and lower mold, an incomplete mold composed.
  • This mold has in at least one of the mold halves one or more openings in the side facing the heat sink. In these openings is then immediately before pouring from the outside Heatsink used. This creates a complete casting cavity.
  • This heat sink is a heat sink that compares a larger mass and advantageous to the heat sinks used previously thus also has a higher heat capacity. The heat sink can thus Extract a larger amount of heat from the casting than a conventional heat sink. Furthermore, the heat sink is immediately after the casting and removed from the opening of the mold halves before the mold is transported further.
  • the mold halves can each be in one Forming station are molded, after assembling to a Casting mold are fed to a casting station. Then they will be advantageous The heat sink is only inserted into the openings of the mold halves in the casting station. After pouring and solidifying the casting can then the heat sink according to the invention still in the casting station from the mold removed to return to the in an immediately subsequent cycle Opening of the subsequent mold half to be used. According to the invention, the heat sink can also be cooled, wherein the temperature of the heat sink is advantageously regulated. In the invention Heat sinks that are made from a process can be used or several individual heat sinks.
  • the casting molds for casting can be arranged so that the mold parting plane of the molds in one Have an angle between 0 ° and 90 ° to a transport plane.
  • the pouring the mold can according to the invention by gravity casting or done by low pressure casting.
  • one can Feeder of the casting mold is advantageously arranged on the underside of the casting mold his. Then the mold is turned after pouring, so that the The mold is positioned so that the feeder is on the top of the mold. It is also possible that the assembled from the mold halves Mold is rotated 90 ° before pouring.
  • a mold from one is first first mold half formed from molding sand and one assembled with this and second mold half formed from molding sand.
  • a such a mold has at least one in at least one of the mold halves the casting cavity opening, in each of which a heat sink can be inserted is who closes it.
  • the heat sink of the mold has one Surface contour, which shows the missing mold wall of the casting cavity added.
  • the surfaces of the mold halves enclosing the openings in the casting mold advantageously have a contour which is provided on the heat sinks Contour corresponds. Through these contours one becomes in position enables exact positive connection between the heat sink and the mold.
  • the mold halves of the casting mold can each be provided with a mold box half be, these mold box halves assembled into a mold box become.
  • a heat sink according to the invention which in the mold according to the invention can be used, can be composed of one or more individual heat sinks his. Furthermore, a heat sink according to the invention can have coolant channels exhibit. Through these coolant channels can also during Poured a coolant pumped, which the heat sink from removes heat absorbed from the casting. This can ensure that the temperature of the heat sink can be optimally selected. Temperature sensors can also advantageously be fitted in the heat sink be, which allow temperature control of the heat sink.
  • a casting station according to the invention which is for the implementation of the described A transport device for casting molds is suitable for the method and a pouring device.
  • the heat sink is arranged in this receptacle and then in the the opening provided in the upper or lower mold. After the casting, the heat sink can then be inserted using the insertion device be removed from the mold again, so that the heat sink for the Casting of the next mold is available.
  • the insertion device is advantageously a lifting table on which the heat sink is mounted.
  • Guide elements can be attached to the lifting table be with guides in the mold, especially in the mold box correspond.
  • the casting station has a cooling device for cooling the heat sink.
  • a cooling device for cooling the heat sink.
  • This can advantageously have coolant lines, which can be included in the coolant channels in the heat sink.
  • the casting station then advantageously has a control or regulation device, which the Coolant device controls.
  • the casting station 3 has a roller conveyor 31 for transport of the molds.
  • the casting molds 1 consist of an upper mold 11, which is assembled with a lower mold 12. Both mold halves 11, 12 are each arranged in a mold box half 13, 14.
  • the two Mold box halves 13, 14 each have upper and lower bushes 17, through which a locking rod 16 is inserted from above. By means of this locking rod 16, the two mold box halves 13, 14 interlocked so that the upper and lower molds 11, 12 stand exactly one above the other in the desired position.
  • the locking bar only through the upper bushings 17 of the lower mold box half 14 inserted so that the lower bushings 17 are initially free stay.
  • the lower mold 12 has an opening 15 which extends into the casting cavity reaches in.
  • the composed of upper and lower mold 11, 12 Mold 1 is therefore initially incomplete.
  • Such a mold 1 is now inserted into the casting station 3 via the roller conveyor 31.
  • the lifting table 33 arrives immediately above a lifting table 33.
  • the lifting table 33 is mounted on a frame 335 with variable height. To do this with the table top 337 guide rods 332 connected, which in guide bushings 333 of the frame 335 are performed. Furthermore, between the frame 335 and the table top 337 a piston-cylinder unit 334 arranged. With this piston-cylinder unit 334, the lifting table 33, guided by the guide rods 332, are moved in height. On the table top 337 a heat sink 2 is mounted.
  • the heat sink has 2 through holes 24 and the table top 337 threaded holes 331, through which screws 25 inserted and screwed into the table top 337 become.
  • the dimensions of the heat sink 2 are such that that the heat sink 2 fits exactly into the opening 15 in the lower mold.
  • the Surface contour 21 of the heat sink 2 is permitted so that it together with the upper and lower molds 11, 12 a complete casting mold 1 forms, the casting cavity is thus supplemented by the heat sink 2.
  • Cooling body 2 is provided with a cavity 22 for a coolant can be pumped through coolant channels 23 into the casting cavity.
  • the Coolant channels 23 are connected to coolant lines 34, which lead to a cooling device, not shown.
  • the heat sink 2 is thus used to produce a complete casting mold 1 lifted into the opening 15 of the casting mold 1 by means of the lifting table 33.
  • mold 1 and heat sink 2 to each other are attached to the table top 337 bolts 336, which when lifting of the table top 337 in the lower, free sockets 17 of the lower Mold box half 14 are introduced.
  • a casting crucible 32 is now attached to the casting mold 1 brought up, and the casting material through the pouring opening 18 of the Casting mold 1 poured into the casting cavity.
  • the casting material solidifies on the surface of the heat sink 2, due to the high temperature difference very fast. This has a directional solidification as well denser structure and also prevents voids. Is the casting sufficiently solidified in its lower region, the heat sink 2 can be pulled out of the lower mold 12 again in order to immediately subsequent cycle to be used again. For this, the lifting table 33 lowered.
  • the cast mold is now on the roller conveyor 31 1 transported away, while a new mold is simultaneously in the casting station 3 is inserted.
  • the casting machines shown in FIGS. 5 and 6 differ from 1 to 4 of the casting machine in that the casting station 3 and the mold 1 are provided so that also in the upper Mold half 11 a heat sink 2 can be used.
  • This is at the Casting station provided a lifting device 33a, which essentially corresponds to the lifting table 33.
  • the lifting device 33a is compared to that The lifting table is only rotated by 180 ° so that the table top 337 is attached in this way is that the heat sink 2 attached to it are moved downwards and so can be inserted into the opening 15 of the upper mold 11.
  • To the Pouring the casting mold so the heat sink 15 with the lifting table 33 or the lifting device 33a used in the mold 1. Then will the casting mold 1 is poured and after sufficient solidification the heat sink 15 neither removed from the mold 1.
  • the casting station 3 according to FIGS. 7 and 8 has a low pressure casting machine.
  • the casting mold 1 is placed on this.
  • the pouring hole 18 of the mold points down.
  • the mold parting plane of the mold 1 is perpendicular. This means that the mold 1 must be cast before it is transported into the casting station 3 by 90 °.
  • a lateral lifting device 33b is provided in the opening 15 of the casting mold 1, which the lifting table 33, as shown in FIGS. 1 to 6, is the same, with the difference that the entire lifting device is rotated by 90 ° is. 8 finally differs from that Casting station according to FIG. 7 in that a second lifting device 33b is provided with which the heat sink 2 in a further opening of the second Half of the mold can be used.
  • a casting station 3 is shown, in which with Gravity from the casting crucible 32 with the casting material into the casting mold 1 vertical mold level is filled.
  • the mold 1 must accordingly before transport to the casting station or immediately in the casting station can be rotated by 90 °.
  • the lifting device 33b then sets in the casting station a heat sink 2 in the opening 15 of the mold 1.
  • the casting station according to 10 is expanded compared to the casting station in FIG. 9 in that that both in the right and in the left mold halves 13, 14 Heatsink is used by means of a lifting device 33b.
  • the exemplary embodiment of a casting station shown in FIG. 11 has one Transport trolley 5, with which the mold 1 transports into the casting station 3 becomes. This dolly can be turned at a right angle the direction of transport can be moved by means of a sliding carriage 6. As a result, the mold 1 is in a pressure vessel containing the casting material 7 introduced. After the heat sink 2 with the lifting device 33a is inserted into the opening 15 of the upper mold half 11, is now with the Transfer carriage 6 brought the mold 1 to the pressure vessel so that on the one hand, the pouring opening 18 of the casting mold 1 with the pouring opening 71 of the pressure vessel is connected, on the other hand a locking cylinder 72 in the area comes to rest above the sprue 18. This serves after cast to close the sprue. It is also conceivable to swivel the mold 90 ° so that it is cast on the rising cast can be. This requires an appropriately trained pressure vessel 7.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und Abgießen einer aus zwei Formhälften (11,12) bestehenden Gießform (1). Dazu werden zunächst die Formhälften (11,12) abgeformt, weiter die Formhälften (11,12) zur Gießform (1) zusammengesetzt und anschließend die Gießform (1) abgegossen. Beim Abformen der Formhälften (11,12) wird zumindest eine der Formhälften (11,12) mit zumindest einer bis in den Gießhohlraum reichenden Öffnung (15) versehen. In diese Öffnung (15) wird unmittelbar vor dem Abgießen der Gießform (1) ein Kühlkörper (2) eingesetzt. Dadurch entsteht ein geschlossener Gießhohlraum. Nach dem Abgießen und dem Verfestigen des Gussstückes (4) und insbesondere vor dem Weitertransport der Gießform (1) wird dann der Kühlkörper (2) aus der Öffnung (15) entfernt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen und Abgießen einer aus zwei Formhälften bestehenden Gießform sowie eine solche Gießform. Bei einem solchen Verfahren werden zunächst die Formhälften abgeformt, weiter werden die Formhälften zu der Gießform zusammengesetzt, und schließlich wird die Gießform abgegossen.
Bei einem bekannten Verfahren wird aus den aus Sand geformten Formhälften eine vollständige Gießform zusammengesetzt, welche anschließend abgegossen wird. Weiter sind aus dem Stand der Technik Verfahren bekannt, bei welchen aus Gusseisen oder Stahl angefertigte Einlagen - sogenannte Kühlkörper - beim Abformen der Formhälften mit in die Gießform eingeformt werden oder nach dem Abformen in die Formhälften eingelegt werden. An den mit den Kühlkörpern belegten Flächen des Formhohlraumes wird beim Gießen eine gewisse Abschreckwirkung und somit eine örtlich begrenzte, erhöhte Erstarrungsgeschwindigkeit erzielt, um dichtes Gefüge zu erreichen.
Kühlkörper sind daher dazu geeignet, an schlecht zu speisenden Gussstückbereichen eine Lunkerbildung zu verhindern oder die Wirkung benachbarter Speiser im Sinne einer gerichteten Erstarrung zu unterstützen. Die Kühlkörper werden entweder beim Herstellen der Gießform in der Ober- und/oder der Unterform mit eingeformt oder aber nachträglich nach der Formherstellung in die Ober- oder Unterform eingelegt. Nach dem vollständigen Erstarren werden die Kühlkörper ebenso wie das Gussstück aus der Ober- und Unterform genommen, um anschließend in einem späteren Zyklus wieder in eine Ober- oder Unterform eingesetzt zu werden.
Diese Herstellungsweise derartiger, mit Kühlkörpern versehenen Gießformen ist jedoch nachteilig: Bei dieser Arbeitsweise wird nämlich eine große Anzahl von Kühlkörpern benötigt, da eine große Anzahl von Gießformen mit Kühlkörpern ausgerüstet werden muss und jeder Kühlkörper jeweils bis zum vollständigen Erstarren in der Gießform verbleibt. Die Kühlkörper müssen außerdem nach dem Entnehmen des Gussstücks von der übrigen Gießform getrennt, gereinigt und auf dem Formplatz bzw. dem Einlegeplatz den neuen Ober- bzw. Unterformen zugeführt werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch die vielfache Verwendung der Kühlkörper diese beim Abgießen der Gießformen erhitzt werden und auch in einem mehr oder weniger erhitzten Zustand wieder in die Gießformen eingesetzt werden. Die Kühlkörper können sich somit immer weiter aufheizen, was einen Qualitätsverlust des Gussteils nach sich ziehen kann, da die gewünschte Abschreckwirkung nicht mehr erzielt werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu finden, für welche wenige Kühlkörper ausreichen und welche insbesondere eine Temperatur aufweisen, welche eine Maximaltemperatur nicht übersteigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass beim Abformen der Formhälften zumindest eine der Formhälften mit zumindest einer bis in den Gießhohlraum reichenden Öffnung versehen wird, dass unmittelbar vor dem Abgießen in jede Öffnung der Gießform ein Kühlkörper eingesetzt wird und so ein geschlossener Gießhohlraum entsteht, und dass nach dem Abgießen und dem Verfestigen des Gussstückes und insbesondere vor dem Weitertransport der Gießform der Kühlkörper aus der Öffnung entfernt wird.
Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird also zunächst aus je einer Formhälfte, z. B. einer Ober- und Unterform, eine unvollständige Gießform zusammengesetzt. Diese Gießform weist in zumindest einer der Formhälften eine oder mehrere Öffnungen in der dem Kühlkörper zugewandten Seite auf. In diese Öffnungen wird dann unmittelbar vor dem Abguss von außen ein Kühlkörper eingesetzt. Dadurch wird ein vollständiger Gießhohlraum gebildet. Bei diesem Kühlkörper handelt es sich um einen Kühlkörper, der im Vergleich zu den bisher verwendeten Kühlkörpern vorteilhaft eine größere Masse und somit auch eine höhere Wärmekapazität hat. Der Kühlkörper kann somit dem Gussstück eine größere Wärmemenge entziehen als ein herkömmlicher Kühlkörper. Des Weiteren wird der Kühlkörper unmittelbar nach dem Abguss und vor dem Weitertransport der Gießform aus der Öffnung der Formhälften entfernt. Dabei muss darauf geachtet werden, dass das Gussstück auf der dem Kühlkörper zugewandten Seite bereits ausreichend erstarrt ist, eine vollständige Erstarrung des Gusstückes ist hingegen nicht notwendig. Der Kühlkörper kann also unmittelbar nach dem Verfestigen des Gußstückes aus der Gießform entfernt werden, und es ist nicht notwendig, die Gießform dafür zu zerstören. Der Kühlkörper verbleibt somit kürzer in Kontakt mit dem Gussstück und kann sich daher auch nicht so stark aufheizen. Dadurch ist gewährleistet, dass der Kühlkörper eine ausreichend niedrige Temperatur hat und unmittelbar im nächsten Zyklus wieder in eine der Öffnungen der Gießform eingesetzt werden kann. Es ist also nurmehr ein einziger Kühlkörper notwendig, der so ausgelegt ist, dass seine Wärmekapazität ausreicht, um ohne nennenswerte Temperaturerhöhung in jedem Zyklus verwendet zu werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren können die Formhälften in je einer Formstation abgeformt werden, wobei sie nach dem Zusammensetzen zu einer Gießform einer Gießstation zugeführt werden. Vorteilhaft werden dann die Kühlkörper erst in der Gießstation in die Öffnungen der Formhälften eingesetzt. Nach dem Abgießen und dem Verfestigen des Gussstückes kann dann der Kühlkörper erfindungsgemäß noch in der Gießstation aus der Gießform entfernt werden, um in einem unmittelbar nachfolgenden Zyklus wieder in die Öffnung der nachfolgenden Formhälfte eingesetzt zu werden. Gemäß der Erfindung können die Kühlkörper auch gekühlt werden, wobei vorteilhaft die Temperatur des Kühlkörpers geregelt wird. In den erfindungsgemäßen Verfahren können Kühlkörper verwendet werden, die aus einem oder mehreren Einzelkühlkörpern bestehen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Gießformen für den Abguß so angeordnet sein, dass die Formteilungsebene der Gießformen in einem Winkel zwischen 0° und 90° zu einer Transportebene haben. Das Abgießen der Gießform kann gemaß der Erfindung durch Schwerkraftgießen oder durch Niederdruckgießen erfolgen. Im Falle des Niederdruckgießens kann ein Speiser der Gießform vorteilhaft auf der Unterseite der Gießform angeordnet sein. Dann wird die Gießform nach dem Abgießen gewendet, so dass die Gießform so liegt, dass sich der Speiser auf der Oberseite der Gießform befindet. Es ist auch möglich, dass die aus den Formhälften zusammengesetzte Gießform vor dem Abgießen um 90° gedreht wird.
Für die Herstellung von Gussstücken ist zunächst eine Gießform aus einer aus Formsand geformten ersten Formhälfte und einer mit dieser zusammengesetzten und aus Formsand geformten zweiten Formhälfte notwendig. Eine solche Gießform hat in mindestens einer der Formhälften zumindest eine in den Gießhohlraum reichende Öffnung, in welche je ein Kühlkörper einsetzbar ist, welcher diese verschließt. Dabei hat der Kühlkörper der Gießform eine Oberflächenkontur, welche die fehlende Formwandung des Gießhohlraumes ergänzt.
Die die Öffnungen in der Gießform einfassenden Flächen der Formhälften weisen vorteilhaft eine Kontur auf, welche mit einer an den Kühlkörpern vorgesehenen Kontur korrespondiert. Durch diese Konturen wird eine in der Position exakte formschlüssige Verbindung zwischen Kühlkörper und Gießform ermöglicht.
Die Formhälften der Gießform können mit je einer Formkastenhälfte versehen sein, wobei diese Formkastenhälften zu einem Formkasten zusammengesetzt werden.
Ein erfindungsgemäßer Kühlkörper, welcher in die erfindungsgemäße Gießform einsetzbar ist, kann aus einem oder mehreren Einzelkühlkörpern zusammengesetzt sein. Weiter kann ein erfindungsgemäßer Kühlkörper Kühlmittelkanäle aufweisen. Durch diese Kühlmittelkanäle kann auch während des Abgusses ein Kühlmittel gepumpt werden, welches dem Kühlkörper die von dem Gussstück aufgenommene Wärme entzieht. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Temperatur des Kühlkörpers optimal gewählt werden kann. Vorteilhaft können in dem Kühlkörper auch Temperatursensoren angebracht sein, welche eine Temperaturregelung des Kühlkörpers ermöglichen.
Eine erfindungsgemäße Gießstation, welche für die Durchführung des geschilderten Verfahrens geeignet ist, weist eine Transporteinrichtung für Gießformen und eine Gießeinrichtung auf. In der Gießstation sind weiter eine oder mehrere Einrichtungen zum Einführen der Kühlkörper in die Gießform angeordnet. In dieser Aufnahme wird der Kühlkörper angeordnet und dann in die in der Ober- oder Unterform der Gießform vorgesehene Öffnung eingesetzt. Nach dem Abguss kann dann der Kühlkörper mittels der Einsetzeinrichtung wieder aus der Gießform entnommen werden, so dass der Kühlkörper für den Abguss der nächsten Gießform zur Verfügung steht.
Vorteilhaft ist die Einsetzeinrichtung ein Hubtisch, auf welchem der Kühlkörper montiert ist. An dem Hubtisch können dabei Führungselemente angebracht sein, welche mit Führungen in der Gießform, insbesondere in dem Formkasten korrespondieren.
Gemäß der Erfindung hat die Gießstation eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Kühlkörper. Diese kann vorteilhaft Kühlmittelleitungen aufweisen, welche an die Kühlmittelkanäle in dem Kühlkörper einschließbar sind. Die Gießstation hat dann vorteilhaft noch eine Steuer- oder Regelungseinrichtung, welche die Kühlmitteleinrichtung steuert bzw. regelt.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie für erfindungsgemäße Gießformen und einen erfindungsgemäßen Kühlkörper ist anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigen
Fig. 1
einen Schnitt quer zur Transportrichtung durch eine Gießstation,
Fig. 2
die gleiche Ansicht wie Fig. 1, jedoch mit einer abgegossenen Gießform,
Fig. 3
einen Schnitt durch die Gießstation längs der Transportrichtung,
Fig. 4
die gleiche Ansicht wie Fig. 3, jedoch mit einer abgegossenen Gießform,
Fig. 5
eine zu der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Gießstation ähnlichen Gießstation mit in die Ober- und die Unterform einzusetzenden Kühlkörpern,
Fig. 6
die Gießstation gemäß Fig. 5, jedoch mit abgegossener Gießform,
Fig. 7
eine Niederdruckgießmaschine mit senkrechter Formteilungsebene,
Fig. 8
die Niederdruckgießmaschine gemäß Fig. 7, jedoch mit in beide Formhälften einzusetzenden Kühlkörpern,
Fig. 9
eine Schwerkraftgießstation mit seitlich in die Gießform einsetzbarem Kühlkörper,
Fig. 10
eine Schwerkraftgießstation mit von zwei Seiten einsetzbaren Kühlkörpern und Fig. 11 eine Niederdruckgießmaschine bei der die Gießform während des Gusses um ca. 90° gedreht wird.
Die erfindungsgemäße Gießstation 3 weist eine Rollenbahn 31 zum Transport der Gießformen auf. Die Gießformen 1 bestehen dabei aus einer Oberform 11, welche mit einer Unterform 12 zusammengesetzt ist. Beide Formhälften 11, 12 sind dabei in je einer Formkastenhälfte 13, 14 angeordnet. Die beiden Formkastenhälften 13, 14 weisen jeweils obere und untere Buchsen 17 auf, durch welche von oben eine Verriegelungsstange 16 hindurchgesteckt ist. Mittels dieser Verriegelungsstange 16 werden die beiden Formkastenhälften 13, 14 so gegeneinander verriegelt, dass die Ober- und die Unterform 11, 12 in der gewünschten Position exakt übereinander stehen. Dabei wird die Verriegelungsstange nur durch die oberen Buchsen 17 der unteren Formkastenhälfte 14 hindurchgesteckt, so dass die unteren Buchsen 17 zunächst frei bleiben. Die Unterform 12 weist eine Öffnung 15 auf, welche bis in den Gießhohlraum hineinreicht. Die aus Ober- und Unterform 11, 12 zusammengesetzte Gießform 1 ist daher zunächst unvollständig. Eine solche Gießform 1 wird nun über die Rollenbahn 31 in die Gießstation 3 eingeschoben. Dabei gelangt die Gießform 1 unmittelbar oberhalb eines Hubtisches 33. Der Hubtisch 33 ist an einem Gestell 335 höhenveränderlich gelagert. Dazu sind mit der Tischplatte 337 Führungsstangen 332 verbunden, welche in Führungsbuchsen 333 des Gestelles 335 geführt werden. Ferner ist zwischen dem Gestell 335 und der Tischplatte 337 eine Kolben-Zylinder-Einheit 334 angeordnet. Mit dieser Kolben-Zylinder-Einheit 334 kann der Hubtisch 33, geführt von den Führungsstangen 332, in der Höhe verschoben werden. Auf der Tischplatte 337 ist ein Kühlkörper 2 montiert. Dazu weist der Kühlkörper 2 Durchgangsbohrungen 24 und die Tischplatte 337 Gewindebohrungen 331 auf, durch welche Schrauben 25 hindurchgesteckt und in der Tischplatte 337 festgeschraubt werden. Die Abmessungen des Kühlkörpers 2 sind so bemessen, dass der Kühlkörper 2 exakt in die Öffnung 15 in der Unterform passt. Die Oberflächenkontur 21 des Kühlkörpers 2 ist dabei so gestattet, dass diese zusammen mit der Ober- und der Unterform 11, 12 eine vollständige Gießform 1 bildet, der Gießhohlraum also durch den Kühlkörper 2 ergänzt wird. In dem Kühlkörper 2 ist ein Hohlraum 22 für ein Kühlmittel vorgesehen, welches durch Kühlmittelkanäle 23 in den Gießhohlraum gepumpt werden kann. Die Kühlmittelkanäle 23 sind dabei mit Kühlmittelleitungen 34 verbunden, welche zu einer nicht dargestellten Kühleinrichtung führen.
Zum Herstellen einer vollständigen Gießform 1 wird somit der Kühlkörper 2 mittels des Hubtisches 33 in die Öffnung 15 der Gießform 1 hineingehoben. Zur genaueren Positionierung von Gießform 1 und Kühlkörper 2 zueinander sind auf der Tischplatte 337 Bolzen 336 angebracht, welche beim Anheben der Tischplatte 337 in die unteren, freigebliebenen Buchsen 17 der unteren Formkastenhälfte 14 eingeführt werden.
Zum Abgießen der Gießform 1 wird nun ein Gießtiegel 32 an die Gießform 1 herangeführt, und das Gussmaterial wird durch die Eingussöffnung 18 der Gießform 1 in den Gießhohlraum eingegossen. Dabei erstarrt das Gussmaterial auf der Oberfläche des Kühlkörpers 2, aufgrund des hohen Temperaturunterschiedes sehr schnell. Dieses hat eine gerichtete Erstarrung sowie ein dichteres Gefüge zur Folge und verhindert auch Lunkerbildung. Ist das Gussstück in seinem unteren Bereich ausreichend erstarrt, kann der Kühlkörper 2 wieder aus der Unterform 12 herausgezogen werden, um bei einem unmittelbar nachfolgenden Zyklus erneut verwendet zu werden. Dazu wird der Hubtisch 33 abgesenkt. Über die Rollenbahn 31 wird nun die abgegossene Gießform 1 abtransportiert, während gleichzeitig eine neue Gießform in die Gießstation 3 eingeschoben wird.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Gießmaschinen unterscheidet sich von der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Gießmaschine dadurch, dass die Gießstation 3 und die Gießform 1 so vorgesehen sind, dass auch in die obere Formhälfte 11 ein Kühlkörper 2 eingesetzt werden kann. Dazu ist an der Gießstation eine Hubeinrichtung 33a vorgesehen, welche im Wesentlichen dem Hubtisch 33 entspricht. Die Hubeinrichtung 33a ist im Vergleich zu dem Hubtisch lediglich um 180° gedreht, so dass die Tischplatte 337 so angebracht ist, dass der darauf befestigte Kühlkörper 2 nach unten verfahren werden und so in die Öffnung 15 der Oberform 11 eingesetzt werden kann. Zum Abgießen der Gießform werden also die Kühlkörper 15 mit dem Hubtisch 33 bzw. der Hubeinrichtung 33a in der Gießform 1 eingesetzt. Anschließend wird die Gießform 1 abgegossen und nach einer ausreichenden Erstarrung werden die Kühlkörper 15 weder der Gießform 1 entnommen.
Die Gießstation 3 gemäß der Fig. 7 und 8 hat eine Niederdruckgießmaschine. Auf diese wird die Gießform 1 aufgesetzt. Die Eingußöffnung 18 der Gießform weist nach unten. Die Formteilungsebene der Gießform 1 liegt dabei senkrecht. Das heißt die Gießform 1 muss vor dem Abguß bzw. vor dem Transport in die Gießstation 3 um 90° gedreht werden. Zum Einsetzten des Kühlkörpers 2 in die Öffnung 15 der Gießform 1 ist eine seitliche Hubeinrichtung 33b vorgesehen, welche dem Hubtisch 33, wie er in den Fig. 1 bis 6 gezeigt ist, gleicht, mit dem Unterschied, dass die gesamte Hubeinrichtung um 90° gedreht ist. Die Gießstation gemäß Fig. 8 unterscheidet sich schließlich von der Gießstation gemäß Fig. 7 dadurch, dass eine zweite Hubeinrichtung 33b vorgesehen ist, mit welcher der Kühlkörper 2 in eine weitere Öffnung der zweiten Formhälfte eingesetzt werden kann.
In den Fig. 9 und 10 ist eine Gießstation 3 dargestellt, bei welcher mit Schwerkraft aus dem Gießtiegel 32 das Gußmaterial in die Gießform 1 mit senkrechter Formteilungsebene eingefüllt wird. Die Gießform 1 muss demgemäß vor dem Transport in die Gießstation oder unmittelbar in der Gießstation um 90° gedreht werden. Die Hubeinrichtung 33b setzt dann in der Gießstation einen Kühlkörper 2 in die Öffnung 15 der Gießform 1 ein. Die Gießstation gemäß Fig. 10 ist gegenüber der Gießstation in Fig. 9 dahingehend erweitert, dass sowohl in die rechte als auch in die linke Formhälfte 13, 14 jeweils ein Kühlkörper mittels einer Hubeinrichtung 33b eingesetzt wird.
Das in Fig. 11 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Gießstation weist einen Transportwagen 5 auf, mit welchem die Gießform 1 in die Gießstation 3 hineintransportiert wird. Dieser Transportwagen kann in einem rechten Winkel zu der Transportrichtung mittels eines Verschiebewagens 6 verfahren werden. Dadurch wird die Gießform 1 an einen das Gußmaterial enthaltenen Druckkessel 7 herangeführt. Nach dem mit der Hubeinrichtung 33a der Kühlkörper 2 in die Öffnung 15 der oberen Formhälfte 11 eingesetzt ist, wird nun mit dem Verschiebewagen 6 die Gießform 1 so an den Druckkessel herangeführt, dass zum Einen die Eingußöffnung 18 der Gießform 1 mit der Ausgußöffnung 71 des Druckkessels verbunden wird, zum Anderen ein Sperrzylinder 72 im Bereich oberhalb des Eingußkanals 18 zum Liegen kommt. Dieser dient nach erfolgtem Abguß zum Verschließen des Eingußkanals. Es ist auch denkbar die Gußform um 90° zu verschwenken, damit am steigenden Guß gegossen werden kann. Dies erfordert einen entsprechend ausgebildeten Druckkessel 7.
Bezugszeichenliste
1
Gießform
11
Oberform, erste Formhälfte
12
Unterform, zweite Formhälfte
13
(obere) Formkastenhälfte
14
(untere) Formkastenhälfte
15
Öffnung
16
Verriegelungsstange
17
Buchse
18
Eingussöffnung
2
Kühlkörper
21
Oberflächenkontur
22
Hohlraum für Kühlmittel
23
Kühlmittelkanal
24
Durchgangsbohrung
25
Schrauben
3
Gießstation
31
Rollenbahn
32
Gießtiegel
33
Hubtisch
33a
Hubeinrichtung
33b
zweite Hubeinrichtung
331
Bohrungen
332
Führungsstange
333
Führungsbuchse
334
Kolben-Zylinder-Einheit
335
Gestell
336
Bolzen
37
Tischplatte
34
Kühlmittelleitungen
4
Gussstück
5
Transportwagen
6
Verschiebewagen
7
Druckkessel
71
Ausgußöffnung
72
Sperrzylinder
73
Heizung

Claims (26)

  1. Verfahren zum Herstellen und Abgießen einer aus zwei Formhälften (11, 12) bestehenden Gießform (1), bei welchem zunächst die Formhälften (11, 12) abgeformt werden, weiter die Formhälften (11, 12) zu der Gießform (1) zusammengesetzt werden und dann die Gießform (1) abgegossen wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass beim Abformen der Formhälften (11, 12) zumindest eine der Formhälften (11, 12) mit zumindest einer bis in den Gießhohlraum reichenden Öffnung (15) versehen wird, dass unmittelbar vor dem Abgießen in jede Öffnung (15) der Gießform (1) ein Kühlkörper (2) eingesetzt wird und so ein geschlossener Gießhohlraum entsteht, und dass nach dem Abgießen und dem Verfestigen des Gussstückes (4) und insbesondere vor dem Weitertransport der Gießform (1) der Kühlkörper (2) aus der Öffnung (15) entfernt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhälften (11, 12) in einer Formstation abgeformt werden und dass nach dem Zusammensetzen der Formhälften (11, 12) die Gießform (1) einer Gießstation (3) zugeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gießstation (3) die Kühlkörper (2) in jede Öffnung (15) der Formhälften (11, 12) eingesetzt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper nach dem Abgießen und dem Verfestigen des Gußstückes (4) noch in der Gießstation (3) aus der Gießform (1) entfernt wird, um in einem unmittelbar nachfolgenden Zyklus wieder in die Öffnung (15) der Formhälften (11, 12) eingesetzt zu werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (2) gekühlt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Kühlkörpers (2) geregelt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kühlkörper (2) aus einem oder mehreren Einzelkühlkörpern besteht.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (1) während des Gießens in einem Winkel zwischen 90° und 0° zu einer Transportebene geschwenkt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aus zwei Formhälften (11, 12) zusammengesetzte Gießform (1) vor dem Abgießen um 90° gedreht wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgießen der Gießform (1) durch Schwerkraftgießen erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgießen der Gießform (1) durch Niederdruckgießen in steigendem Guß erfolgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speiset auf der Unterseite der Gießform (1) angeordnet ist und dass die Gießform (1) nach dem Abgießen gewendet wird.
  13. Gießform aus zwei aus Formsand geformten Formhälften (11, 12),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass jede Formhälfte (11, 12) zumindest eine in den Gießhohlraum reichende Öffnung (15) aufweist, in welche je ein Kühlkörper (2) einsetzbar und durch diesen verschließbar ist.
  14. Gießform nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (2) eine Oberflächenkontur (21) hat, welche die fehlende Formwandung des Gießhohlraumes ergänzt.
  15. Gießform nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die die Öffnungen (15) einfassenden Flächen der Formhälften (11, 12) eine Kontur aufweisen, welche einer an den Kühlkörpern (2) vorgesehenen Kontur entspricht.
  16. Gießform nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jede Formhälfte (11, 12) in je einer Formkastenhälfte (13, 14) angeordnet ist und dass diese Formkastenhälften (13, 14) zu einem Formkasten zusammengesetzt sind.
  17. Gießform nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkasten mit zumindest einer Führung (17) versehen ist, welche das Einsetzen eines Kühlkörpers (2) erleichtert.
  18. Kühlkörper für eine Gießform (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kühlkörper (2) aus einem oder mehreren Einzelkühlkörpern zusammengesetzt ist.
  19. Kühlkörper nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkörper Kühlmittelkanäle (23) aufweisen.
  20. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkörper (2) Temperatursensoren aufweisen.
  21. Gießstation für die Durchführung des Verfahrens zum Abgießen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer Transporteinrichtung (31) für Gießformen (1) und einer Gießeinrichtung (32),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Gießstation (3) eine oder mehrere Einsetzeinrichtungen (33) zum Einführen der Kühlkörper (2) in eine Gießform (1) angeordnet sind, welche eine Aufnahme (37) für einen Kühlkörper (2) aufweisen.
  22. Gießstation nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsetzeinrichtung ein Hubtisch (33) ist, auf welchem der Kühlkörper (2) montiert ist.
  23. Gießstation nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubtisch (33) Führungselemente (336) aufweist, welche mit Führungen (17) in der Gießform (1) korrespondieren.
  24. Gießstation nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießstation (3) eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Kühlkörper (2) hat.
  25. Gießstation nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung Kühlmittelleitungen (34) aufweist, welche an die Kühlkörper (2) anschließbar sind.
  26. Gießstation nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießstation (3) eine Steuer- oder Regelungseinrichtung für die Kühleinrichtung hat.
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