EP2720815A1 - Giesswerkzeug und verfahren zur herstellung eines giesswerkzeugs - Google Patents

Giesswerkzeug und verfahren zur herstellung eines giesswerkzeugs

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Publication number
EP2720815A1
EP2720815A1 EP12728507.0A EP12728507A EP2720815A1 EP 2720815 A1 EP2720815 A1 EP 2720815A1 EP 12728507 A EP12728507 A EP 12728507A EP 2720815 A1 EP2720815 A1 EP 2720815A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting tool
casting
clay mineral
metal
silicate material
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Withdrawn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
EP12728507.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Heinz Horsmann
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.)
EGO Elektro Geratebau GmbH
Original Assignee
EGO Elektro Geratebau 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 EGO Elektro Geratebau GmbH filed Critical EGO Elektro Geratebau GmbH
Publication of EP2720815A1 publication Critical patent/EP2720815A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings

Definitions

  • the invention relates to a casting tool for metal casting for the outer shaping of a cast body by means of a molding in the casting tool. Furthermore, the invention relates to a method for producing a casting tool.
  • Such casting molds or molds made of cast or cast metal have long been known.
  • liquid metal is poured in the closed state and then hardens or solidifies relatively quickly, among other things, because the thermal mass of the casting tool is greater than that of the casting to be produced.
  • the liquid metal is cooled by the casting tool until it solidifies.
  • the disadvantage here is that in casting process or a casting process for particularly thin-walled cast body, for example, with cavities, channels or the like, solidifies the filled liquid metal relatively quickly. As a result, it can not spread so well and evenly, so that in such castings either disturbing geometric constraints must be accepted or irregularities on the outside or in appearance structural weaknesses can occur.
  • the invention has for its object to provide an aforementioned casting tool and a method for its preparation, which can be solved with the problems of the prior art and in particular, an advantageous, practicable and easy to use casting tool can be created.
  • At least a part of the casting tool which adjoins the molding or forms part of the molding, consists of a different material with significantly lower heat capacity with sufficient thermal resistance.
  • a clay mineral or sheet silicate or silicate material such as vermiculite, perlite or expanded glass.
  • these other materials are all lighter than metal, as is commonly used for casting tools, so that advantageously also the weight of the entire casting tool is lower, which among other things allows easier handling.
  • the heat capacity is lower, so that liquid metal does not solidify so quickly.
  • the materials mentioned, such as clay mineral or phyllosilicate and silicate material have a sufficient thermal resistance at the temperatures that occur during metal casting. Furthermore, they are also very good thermal insulation materials known so that the liquid metal coming into contact with them during the casting process does not cool so quickly.
  • the part is formed of a different material than the other casting tool as an insert, which is inserted into the casting tool otherwise made of metal.
  • this part which is naturally far less resistant to multiple continuous use of the casting tool than one made of metal, can be easily replaced with a new one.
  • several such inserts on a casting tool made of metal may be integrally formed or advantageously separated from each other or each with a metal region in between. The condition should be met that the metal volume of the casting tool is still greater than the volume of the inserts of the other material or clay mineral or silicate material.
  • the mechanical stability of the casting tool which is of great importance, depends on the metal content and can thus be ensured.
  • a said insert made of clay mineral or silicate material is provided at a position of the molding of the casting tool, which determines a part of the outer surface or surface of the finished casting. It is precisely here that the aforementioned advantage can be achieved that the course and thus the distribution of the liquid metal is as good as possible, especially at the subsequently optically visible and potentially functionally significant surface of the cast body. If a casting has several such critical regions, then either a slightly larger part of the casting tool, which affects some of these points, can be made of the other material.
  • such areas of the cast body which later lie outward or can be seen, only then by an aforementioned part another material, such as clay mineral or silicate material, formed in the casting mold, if it does not depend on the optical surface quality in detail with respect to surface roughness.
  • another material such as clay mineral or silicate material, formed in the casting mold, if it does not depend on the optical surface quality in detail with respect to surface roughness.
  • This is usually optimal for metal as a material for the casting tool, because very smooth, if desired.
  • silicate material in the form of compressed vermiculite, perlite or expanded glass usually no such smooth surface can be created, which in the case of castings, which must be treated on the surface in any case, not disturbing is.
  • such a part of the casting tool is formed by a material other than metal or an insert made of clay mineral or silicate material is used, on which the finished cast body should have relatively thin wall thicknesses or has complicated, very strongly varying surfaces.
  • a material other than metal for example, an insert made of clay mineral or silicate material is used, on which the finished cast body should have relatively thin wall thicknesses or has complicated, very strongly varying surfaces.
  • the casting core can also be formed from a material other than metal, for example with a lower heat capacity, such as molding sand or the like.
  • molding sand is also compared to known molding sand in that even the heat capacity is still significantly higher than that of the inventive materials mentioned here. Furthermore, as a result of the binder used, molding sand is usually made unstable by the temperature during casting or the mold formed by it is destroyed at the latest when the finished cast body is removed, so that the insert in the casting tool would have to be re-produced over and over again. This is obviously more expensive than inserting a prescribed insert into a casting tool and then at least a few times, for example, 10 times to 20 times or even more often to use without having to replace it. Finally, molding sand can outgas on heating, which is sometimes disturbing.
  • the silicate material comprises expanded vermiculite, preferably exclusively expanded vermiculite. Its properties with regard to stability after compression, thermal heat capacity and above all thermal resistance are particularly good. Such an insert also has a harder and more durable surface.
  • the clay mineral or silicate material used for the insert is bound or solidified with a binder. If possible, this binder should be heat-resistant such that even the areas which come in contact with the liquid metal at temperatures of 500 ° C to 1000 ° C, retain their shape and do not dissolve or over-wear.
  • the entire casting tool consists of clay mineral or silicate material and not just one or more parts thereof. Then a casting tool may no longer be durable, but can be made easily and much cheaper than metal. This is especially useful where prototypes or small series parts are manufactured.
  • a newly manufactured casting tool as described above partly consist of a material other than metal, for example by means of said inserts.
  • a used casting tool which consists entirely of metal, and to remove or mill out certain areas.
  • These areas are advantageously the aforementioned, which in terms of the casting Surface and / or wall thickness can be critical. In the milled areas then an aforementioned use of the other material can be used as metal. Thus, the casting tool is then ready to use.
  • casting tools can be quasi repaired or made reusable by just worn out critical points are removed and replaced by the aforementioned inserts.
  • a casting tool can be made from an existing casting tool, which may not be usable for normal known use or is no longer good enough.
  • a casting tool may be manufactured right from the beginning for use with at least one such insert of a material other than that of the casting tool by releasing, from the beginning, the areas into which an aforesaid insert is to be inserted later.
  • FIG. 1 is a plan view of a lower Kokillenhcade for pouring a sanitary fitting with two inserts of vermiculite
  • Fig. 2 shows a section through the mold half of Fig. 1 in the region of the two insert parts and Fig. 3 shows a further section showing the lower Kokillenhbit and the upper Kokillenhbit in an area outside the insert parts.
  • a lower Kokillenhget 13 is shown as a casting tool 1 1 in plan view. It has a molding 16, in which a sanitary fitting or a main body of a sanitary fitting is to be produced by casting.
  • a first region 16a of the molding thereby forms a later vertical basic body of the sanitary fitting and a second region 16b protruding therefrom and extending approximately horizontally, as can be clearly seen.
  • a control lever is later placed in the finished sanitary fitting.
  • both the first region 16a and the second region 16b are rounded.
  • the first region 16a is formed substantially circular and slightly tapered, while the second region 16b is formed rounded flattened according to the outlet pipe, starting from the first region 16a ever flatter.
  • a relatively small wall thickness is to be achieved in the second region 16b corresponding to the outlet pipe of the sanitary fitting.
  • two recesses 18a left and 18b right are provided in the lower die half 13, which merge into each other with the same width, but this does not necessarily have to be so.
  • inserts 20a and 20b are accurately inserted, which consist of a prescribed material, in particular blown vermiculite.
  • the shape of the outlet tube corresponding to the second region 16b is determined in its area exclusively by the vermiculite inserts 20a and 20b.
  • the outlet pipe according to the second region 16b is to have relatively small wall thicknesses, so that the above-mentioned advantages of slower solidification of the casting material on such vermiculite inserts can be used particularly well here.
  • a mirror-symmetrical upper mold half 14 is placed on the lower mold half 13 shown in FIG. 2, as shown in FIG. 3 in the other section B also. This means that in the upper mold half 14, two inserts of clay material or vermiculite not shown here are present, which then complete the molding 16.
  • an inner casting core which is held in the mold 16 in a known manner.
  • the inserts 20a and 20b may be held in the recesses 18a and 18b by press fit alone. Alternatively, retaining pins or even screw connections can be provided.
  • the inserts 20a and 20b can be provided from the beginning in the casting tool 1 1 and the mold halves 13 and 14, just to achieve the advantage of possible lower wall thicknesses with good casting quality for the casting such as a sanitary fitting can.
  • the inserts 20a and 20b can then be newly produced after wear and replaced in the casting tool 11.
  • a casting tool which has already been worn out in a particularly stressed area or which is no longer fit for use can be provided with recesses 18 into which the inserts 20 are then inserted.
  • the casting tool can still be used on itself.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

Ein Gießwerkzeug bzw. eine Kokille für Metallguss zur äußeren Formgebung eines Gusskörpers weist eine Ausformung auf, wobei zumindest ein Teil des Gießwerkzeugs, der an die Ausformung angrenzt oder einen Teil davon bildet, aus einem Tonmineral bzw. Silikatmaterial besteht. Dies können beispielsweise Vermiculite, Perlit oder Blähglas sein.

Description

Gießwerkzeug und Verfahren zur Herstellung eines Gießwerkzeugs
Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Gießwerkzeug für Metallguss zur äußeren Formgebung eines Gusskörpers mittels einer Ausformung in dem Gießwerkzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gießwerkzeugs.
Derartige Gießwerkzeuge bzw. Kokillen aus Guss bzw. Metallguss sind seit langem bekannt. In ein mindestens zweiteiliges Gießwerkzeug wird im geschlossenen Zustand flüssiges Metall eingegossen und härtet dann relativ schnell aus bzw. erstarrt, unter anderem auch deswegen, weil die thermische Masse des Gießwerkzeugs größer ist als diejenige des herzustellenden Gusskörpers. Vor allem an der Oberfläche des Gusskörpers wird das flüssige Metall durch das Gießwerkzeug abgekühlt bis zum Erstarren.
Nachteilig dabei ist, dass bei Gießverfahren bzw. einem Gießvorgang für besonders dünnwandige Gusskörper, beispielsweise mit Hohlräumen, Kanälen odgl., das eingefüllte flüssige Metall relativ schnell erstarrt. Als Folge davon kann es sich nicht mehr so gut und gleichmäßig verteilen, so dass bei solchen Gusskörpern entweder störende geometrische Beschränkungen akzeptiert werden müssen oder aber Unregelmäßigkeiten an der Außenseite bzw. im Erscheinungsbild strukturelle Schwachstellen auftreten können.
Aufgabe und Lösung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Gießwerkzeug sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und insbesondere ein vorteilhaftes, praxistaugliches und gut zu verwendendes Gießwerkzeug geschaffen werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Gießwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie Verfahren zur Herstellung eines Gießwerkzeugs mit den Merkmalen der Ansprüche 9 oder 1 1 . Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Manche der Merkmale werden dabei nur für das Gießwerkzeug oder nur für eines der Verfahren beschrieben. Sie sollen aber unabhängig davon sowohl für das Gießwerkzeug als auch für die Verfahren gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil des Gießwerkzeugs, der an die Ausformung angrenzt oder einen Teil der Ausformung bildet, aus einem anderen Material besteht mit erheblich geringerer Wärmekapazität bei ausreichender thermischer Beständigkeit. Dies ist besonders vorteilhaft ein Tonmineral bzw. Schichtsilikat oder Silikatmaterial wie Vermiculite, Perlit oder Blähglas. Dies bedeutet, dass in einer ersten grundsätzlichen Ausgestaltung der Erfindung nicht mehr das gesamte Gießwerkzeug aus Metall besteht, sondern eben ein Teil aus dem anderen Material. Des Weiteren sind diese anderen Materialien sämtlich leichter als Metall, wie es üblicherweise für Gießwerkzeuge verwendet wird, so dass vorteilhaft auch das Gewicht des gesamten Gießwerkzeugs geringer wird, was unter anderem eine leichtere Handhabung ermöglicht. Außerdem ist auch die Wärmekapazität geringer, so dass flüssige Metall nicht so schnell erstarrt. Die genannten Materialien wie Tonmineral bzw. Schichtsilikat und Silikatmaterial weisen eine ausreichende thermische Beständigkeit auf bei den Temperaturen, wie sie beim Metallguss auftreten. Des Weiteren sind sie auch als sehr gute thermische Dämmstoffe bekannt, so dass das mit ihnen in Berührung kommende flüssige Metall beim Gießvorgang nicht so schnell abkühlt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Teil aus anderem Material als das sonstige Gießwerkzeug als Einsatz ausgebildet ist, der in das ansonsten aus Metall bestehende Gießwerkzeug eingesetzt wird. Dadurch kann dieses Teil, welches naturgemäß weitaus weniger beständig ist für vielfache dauernde Benutzung des Gießwerkzeugs als eines aus Metall, leicht ausgewechselt werden gegen ein Neues. Es ist auch möglich, mehrere solcher Einsätze an einem Gießwerkzeug aus Metall vorzusehen. Sie können zusammenhängend ausgebildet sein oder vorteilhaft getrennt voneinander bzw. mit jeweils einem Metallbereich dazwischen. Dabei sollte die Bedingung eingehalten werden, dass das Metallvolumen des Gießwerkzeugs immer noch größer ist als das Volumen der Einsätze aus dem anderen Material bzw. Tonmineral oder Silikatmaterial. Schließlich hängt die mechanische Stabilität des Gießwerkzeuges, die von großer Bedeutung ist, von dem Metallanteil ab, und kann so sichergestellt werden..
Vorteilhaft wird ein genannter Einsatz aus Tonmineral bzw. Silikatmaterial an einer Stelle der Ausformung des Gießwerkzeugs vorgesehen, die einen Teil der Außenfläche bzw. Oberfläche des fertigen Gusskörpers bestimmt. Gerade hier ist dann eben der genannte Vorteil erreichbar, dass gerade an der nachher optisch sichtbaren sowie möglicherweise funktional bedeutsamen Oberfläche des Gusskörpers der Verlauf und somit die Verteilung des flüssigen Metalls möglichst gut ist. Hat ein Gusskörper mehrere solcher kritischen Bereiche, so kann entweder ein etwas größerer Teil des Gießwerkzeugs, der einige dieser Stellen betrifft, aus dem anderen Material bestehen.
Vorteilhaft werden solche Bereiche des Gusskörpers, die nachher außen liegen bzw. zu sehen sind, nur dann durch ein vorgenanntes Teil aus einem anderen Material, beispielsweise Tonmineral oder Silikatmaterial, im Gießwerkzeug gebildet, wenn es nicht auf deren optische Oberflächengüte im Detail ankommt bezüglich Oberflächenrauheit. Diese ist nämlich üblicherweise bei Metall als Material für das Gießwerkzeug optimal, weil sehr glatt, falls gewünscht. Bei den alternativen Materialien jedoch, insbesondere bei einem Silikatmaterial in Form von verpresstem Vermiculite, Perlit oder Blähglas, kann jedoch meistens keine so glatte Oberfläche geschaffen werden, was im Fall von Gusskörpern, die ohnehin in größerem Umfang an der Oberfläche behandelt werden müssen, nicht störend ist.
Vorteilhaft wird ein solcher Teil des Gießwerkzeugs durch ein anderes Material als Metall gebildet bzw. ein Einsatz aus Tonmineral oder Silikatmaterial verwendet, an dem der fertige Gusskörper relativ dünne Wandstärken aufweisen soll bzw. komplizierte, sehr stark variierende Oberflächen aufweist. Dies kann beispielsweise auch bei einem hohlen Gusskörper mit einem Gusskern der Fall sein. Der Gusskern kann dann unter Umständen ebenfalls aus einem anderen Material als Metall gebildet sein, beispielsweise mit geringerer Wärmekapazität wie Formsand odgl..
Ein Vorteil bei der Verwendung eines Materials wie Tonmineral oder Schichtsilikat bzw. Silikatmaterial liegt auch im Vergleich zu bekanntem Formsand darin, dass selbst dessen Wärmekapazität noch erheblich höher ist als diejenige der hier genannten erfinderischen Materialien. Des Weiteren wird Formsand aufgrund des verwendeten Binders üblicherweise durch die Temperatur beim Gießen unbeständig bzw. die von ihm gebildete Form spätestens mit Herauslösen des fertigen Gusskörpers zerstört, so dass der Einsatz in dem Gießwerkzeug immer wieder neu herzustellen wäre. Dies ist ganz offensichtlich aufwändiger als ein vorbeschriebenes Einsatzteil in ein Gießwerkzeug einzusetzen und dann zumindest einige Male, beispielsweise 10 mal bis 20 mal oder sogar noch häufiger, zu verwenden, ohne es auswechseln zu müssen. Schließlich kann Formsand beim Erhitzen ausgasen, was teilweise störend ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Silikatmaterial geblähtes Vermiculite auf, vorzugsweise ausschließlich geblähtes Vermicu- lite. Dessen Eigenschaft bezüglich Stabilität nach Verpressen, thermische Wärmekapazität und vor allem thermische Beständigkeit sind besonders gut. Ein solches Einsatzteil weist auch eine härtere sowie beständigere Oberfläche auf.
Das für das Einsatzteil verwendete Tonmineral oder Silikatmaterial wird mit einem Bindemittel gebunden bzw. verfestigt. Dieses Bindemittel sollte nach Möglichkeit hitzebeständig sein derart, dass auch die Bereiche, die mit dem flüssigen Metall mit Temperaturen von 500°C bis 1000°C in Berührung kommen, ihre Form behalten und sich nicht auflösen oder zu stark abnutzen.
In einer alternativen zweiten grundsätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass das gesamte Gießwerkzeug aus Tonmineral bzw. Silikatmaterial besteht und nicht nur ein oder mehrere Teile davon. Dann ist ein Gießwerkzeug möglicherweise nicht mehr so lange haltbar, kann aber leicht und viel kostengünstiger hergestellt werden als aus Metall. Dies bietet sich vor allem dort an, wo Prototypen oder Kleinserienteile gefertigt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann nicht nur ein neu hergestelltes Gießwerkzeug wie vorbeschrieben zum Teil aus einem anderen Material als Metall bestehen, beispielsweise mittels der genannten Einsätze. Vor allem ist es nämlich auch möglich, sozusagen ein gebrauchtes Gießwerkzeug zu nehmen, welches vollständig aus Metall besteht, und bestimmte Bereiche zu entfernen bzw. auszufräsen. Diese Bereiche sind vorteilhaft die vorgenannten, welche für den Gusskörper hinsichtlich Oberfläche und/oder Wandstärke kritisch sein können. In die ausgefrästen Bereiche kann dann ein vorgenannter Einsatz aus dem anderen Material als Metall eingesetzt werden. Damit ist das Gießwerkzeug dann fertig verwendbar.
Alternativ können so auch Gießwerkzeuge quasi repariert bzw. wieder verwendbar gemacht werden, indem abgenutzte kritische Stellen eben entfernt werden und durch vorgenannte Einsätze ersetzt werden. Auf diese Art und Weise kann ein Gießwerkzeug hergestellt werden aus einem bereits vorhandenen Gießwerkzeug, welches möglicherweise für den normalen bekannten Gebrauch nicht mehr verwendbar wäre oder aber nicht mehr gut genug ist.
Selbst wenn diese genannten Einsätze aus einem anderen Material als dem Metall des Gießwerkzeugs bei weitem nicht so lange halten wie wenn es aus Metall besteht, so können diese Einsätze doch sehr leicht in einer Formpresse aus entsprechendem Material hergestellt werden und auch relativ leicht in einem Gießwerkzeug eingesetzt und darin befestigt werden.
Alternativ kann ein Gießwerkzeug gleich von Anfang an für die Verwendung mit mindestens einem solchen Einsatz aus einem anderen Material als demjenigen des Gießwerkzeugs hergestellt werden, indem von Beginn an die Bereiche, in die später ein vorgenanntes Einsatzteil eingesetzt werden soll, freigelassen werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, dass bei einem Gusskörper mit einem beispielsweise rohrförmigen Abschnitt, der relativ dünne Wandabschnitte aufweisen soll, nicht rundherum ein vorgenanntes Einsatzteil aus Tonmineral oder Silikatmaterial verwendet wird, welches möglicherweise eine insgesamt zu geringe mechanische bzw. Formstabilität bedeuten würde für das Gießwerkzeug. Hier kann dann durch entsprechende Einsatzteile unter Umständen vorgesehen werden, dass eine umfangsmaßige Aufteilung in einen Bereich aus dem Metall des Gießwerkzeugs einerseits und dem anderen Material andererseits durch entsprechende Einsatzteile vorliegt, so dass letztlich eine Art gemischtes Resultat erreichbar wird, also eine zumindest leicht verbesserte Fließfähigkeit des zu gießenden Metalls in diesen kritischen Bereichen, so dass das Resultat immer noch besser ist als bei einem Gießwerkzeug ausschließlich aus Metall. Dies ist aber nur eine Möglichkeit von mehreren, wenngleich eine vorteilhafte, und ihre Verwendung hängt von der konkreten Form des Gusskörpers sowie den Anforderungen an seine Qualität ab.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelnen Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine untere Kokillenhälfte zum Gießen einer Sanitärarmatur mit zwei Einsatzteilen aus Vermiculite,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Kokillenhälfte aus Fig. 1 im Bereich der beiden Einsatzteile und Fig. 3 einen weiteren Schnitt mit Darstellung der unteren Kokillenhälfte und der oberen Kokillenhälfte in einem Bereich außerhalb der Einsatzteile.
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Fig. 1 ist als Gießwerkzeug 1 1 eine untere Kokillenhälfte 13 in Draufsicht dargestellt. Sie weist eine Ausformung 16 auf, in welcher eine Sanitärarmatur bzw. ein Grundkörper einer Sanitärarmatur durch Gießen hergestellt werden soll. Ein erster Bereich 16a der Ausformung bildet dabei einen späteren vertikalen Grundkörper der Sanitärarmatur und ein zweiter Bereich 16b das davon abragende und in etwa horizontal verlaufende Auslaufrohr, wie gut zu erkennen ist. In Verlängerung des Grundkörpers gemäß dem ersten Bereich 16a wird später bei der fertigen Sanitärarmatur ein Bedienhebel aufgesetzt. Wie in Zusammenschau mit den Darstellungen der Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, sind dabei sowohl der erste Bereich 16a als auch der zweite Bereich 16b gerundet ausgebildet. Der erste Bereich 16a ist im Wesentlichen kreisrund und leicht konisch zulaufend ausgebildet, während der zweite Bereich 16b entsprechend dem Auslaufrohr abgeflacht gerundet ausgebildet ist, und zwar vom ersten Bereich 16a ausgehend immer flacher.
Wie zuvor erläutert worden ist, soll im zweiten Bereich 16b entsprechend dem Auslaufrohr der Sanitärarmatur eine relativ geringe Wandstärke erreicht werden. Dazu sind in der unteren Kokillenhälfte 13 zwei Ausnehmungen 18a links und 18b rechts vorgesehen, welche mit gleicher Breite ineinander übergehen, was jedoch nicht unbedingt so sein muss. In den Ausnehmungen 18a und 18b sind vorbeschriebene Einsätze 20a und 20b passgenau eingelegt, die aus einem vorbeschriebenen Material, insbesondere geblähtem Vermiculite, bestehen. Wie vor allem aus der Zusammenschau mit Fig. 2 im Schnitt A zu ersehen ist, wird in ihrem Bereich die Form des Auslassrohrs entsprechend dem zweiten Bereich 16b ausschließlich durch die Einsätze 20a und 20b aus Vermiculite bestimmt. Hier soll das Auslaufrohr entsprechend dem zweiten Bereich 16b nämlich relativ geringe Wandstärken aufweisen, so dass sich hier besonders gut die vorgenannten Vorteile des langsameren Erstarrens des Gussmaterials an solchen Vermiculite-Einsätzen nutzen lässt. Es ist selbstverständlich, dass eine spiegelsymmetrische obere Kokillenhälfte 14 auf die in Fig. 2 dargestellte untere Kokillenhälfte 13 aufgesetzt wird, wie dies die Fig. 3 in dem anderen Schnitt B auch zeigt. Dies bedeutet, dass auch in der oberen Kokillenhälfte 14 zwei hier nicht näher dargestellte Einsätze aus Tonmaterial bzw. Vermiculite vorhanden sind, welche dann die Ausformung 16 vervollständigen.
Nicht dargestellt in den Schnittdarstellungen gemäß der Fig. 2 und 3 ist ein innerer Gießkern, der auf bekannte Art und Weise in der Ausformung 16 gehalten wird.
Die Einsätze 20a und 20b können allein durch Presssitz in den Ausnehmungen 18a und 18b gehalten sein. Alternativ können Haltestifte oder sogar Verschraubungen vorgesehen sein.
Wie eingangs erläutert worden ist, können die Einsätze 20a und 20b von Anfang an in dem Gießwerkzeug 1 1 bzw. den Kokillenhälften 13 und 14 vorgesehen sein, gerade um den Vorteil der möglichen geringeren Wandstärken bei guter Gießqualität für das Gussteil wie beispielsweise eine Sanitärarmatur erreichen zu können. In bestimmten, dem Fachmann leicht vorstellbaren Formen bzw. Pressformen können dann die Einsätze 20a und 20b nach Verschleiß neu hergestellt und in dem Gießwerkzeug 1 1 ersetzt werden. Alternativ dazu kann ein in einem besonders beanspruchten Bereich schon verschlissenes oder nicht mehr gebrauchstaugliches Gießwerkzeug mit solchen Ausnehmungen 18 versehen werden, in welche dann die Einsätze 20 eingebracht werden. So kann das Gießwerkzeug an sich noch weiter benutzt werden.
Aus Fig. 2 ist auch noch zu ersehen, dass die Einsätze 20a und 20b nicht bis zur Unterseite der unteren Kokillenhälfte 13 reichen, sondern ein Stück davor enden. Somit wird die Unterseite durchgehend von dem Material bzw. Metall der unteren Kokillenhälfte 13 gebildet, was natürlich die Gesamtstabilität erheblich verbessert.

Claims

Patentansprüche
Gießwerkzeug, insbesondere Kokille, für Metallguss zur äußeren Formgebung eines Gusskörpers mittels einer Ausformung, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Gießwerkzeugs, der an die Ausformung angrenzt oder einen Teil dieser bildet, aus einem Tonmineral bzw. Silikatmaterial wie Vermiculite, Perlit oder Blähglas besteht.
Gießwerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Teil aus Tonmineral bzw. Silikatmaterial als Einsatz in ein ansonsten aus Metall bestehendes Gießwerkzeug ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das Metallvolumen des Gießwerkzeugs größer ist als das Volumen von Tonmineral bzw. Silikatmaterial und wobei insbesondere mehrere solcher Einsätze an einem Gießwerkzeug aus Metall vorgesehen sind.
Gießwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz aus Tonmineral bzw. Silikatmaterial an einer derartigen Stelle der Ausformung des Gießwerkzeugs vorgesehen ist, dass er einen Teil der Außenfläche bzw. Oberfläche des fertigen Gusskörpers bildet.
Gießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Einsatz aus Tonmineral oder Silikatmaterial an einem Bereich des Gießwerkzeugs vorgesehen ist, an dem der Gusskörper relativ dünne Wandstärken aufweisen soll, insbesondere bei einem hohlen Gusskörper mit einem Gusskern.
5. Gießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tonmineral bzw. Silikatmaterial zumindest teilweise geblähtes Vermiculite aufweist, vorzugsweise ausschließlich geblähtes Vermiculite.
6. Gießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tonmineral oder Silikatmaterial mit einem hitzebeständigen Bindemittel gebunden bzw. verfestigt ist.
7. Gießwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es hergestellt ist aus einem verwendungsfertigen, vollständig aus Metall bestehenden Gießwerkzeug durch Entfernen bzw. Ausfräsen bestimmter Bereiche, in welche dann ein Einsatz aus Tonmineral oder Silikatmaterial gemäß Anspruch 2 eingesetzt ist, wobei vorzugsweise der Einsatz an einer derartigen Stelle der Ausformung des Gießwerkzeugs vorgesehen ist, dass er einen Teil der Außenfläche bzw. Oberfläche des fertigen Gusskörpers bildet.
8. Gießwerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Gießwerkzeug aus Tonmineral bzw. Silikatmaterial besteht.
9. Verfahren zur Herstellung eines Gießwerkzeugs für Metallguss zur äußeren Formgebung eines Gusskörpers mittels einer Ausformung, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Gießwerkzeug aus Metall ein Bereich, insbesondere ein Bereich, der bei dem fertigen Gusskörper einen Teil dessen Außenfläche bzw. Oberfläche bildet, entfernt wird und für den entfernten Bereich ein Einsatz bzw. ein Teil bestehend aus Tonmineral oder Silikatmaterial eingesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz bzw. das Teil aus Tonmineral oder Silikatmaterial einen Teil der Ausformung bildet.
1 1. Verfahren zur Herstellung eines Gießwerkzeugs für Metallguss zur äußeren Formgebung eines Gusskörpers mittels einer Ausformung, wobei das Gießwerkzeug zumindest teilweise aus Metall besteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich eines fertig verwendbaren Gießwerkzeugs aus Metall entfernt wird, insbesondere in Bereichen, die bei dem fertigen Gusskörper dessen Außenfläche bzw. Oberfläche bilden, und die entfernten Bereiche durch entsprechend geformte Einsätze bzw. Teile aus Tonmineral oder Silikatmaterial ersetzt werden, die die gleiche Ausformung ergeben.
EP12728507.0A 2011-06-17 2012-06-15 Giesswerkzeug und verfahren zur herstellung eines giesswerkzeugs Withdrawn EP2720815A1 (de)

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DE201110077711 DE102011077711A1 (de) 2011-06-17 2011-06-17 Gießwerkzeug und Verfahren zur Herstellung eines Gießwerkzeugs
PCT/EP2012/061470 WO2012172062A1 (de) 2011-06-17 2012-06-15 Giesswerkzeug und verfahren zur herstellung eines giesswerkzeugs

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EP2720815A1 true EP2720815A1 (de) 2014-04-23

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