WO2009121611A1 - Giessform zur herstellung eines gussbauteils und verfahren zur herstellung einer giessform - Google Patents

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Gießform (1) zur Herstellung eines Gußbauteils (2) aus einer Eisenbasislegierung oder einer Nichteisenlegierung unter Verwendung von Formstoff (3) in einem Abgußvorgang, mit einem äußeren ersten Formträger (4) und einem äußeren zweiten Formträger (5), wenigstens einem zwischen den Formträgern (4, 5) angeordneten festen Formkörper (6) und wenigstens einer auf den Formkörper (6) aufgebrachten inneren Schicht aus Formstoff (3) zur Bildung eines Gießhohlraums, wobei der Formstoff (3) aus einem mit einem Binder verfestigten Formgrundstoff besteht und wobei der Formkörper (6) eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist als der Formstoff (3). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Formkörper (6) durch Formgebung und Verfestigung eines pulverförmigen, flüssigen oder pastösen Füllmaterials aufweisend wenigstens ein mineralisches Füllgrundmaterial, insbesondere Sand, und wenigstens einen Binder, insbesondere Zement, und gegebenenfalls aufweisend weitere Komponenten erhältlich ist.

Description

Gießform zur Herstellung eines Gußbauteils und Verfahren zur Herstellung einer Gießform

Die Erfindung betrifft eine Gießform nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 11.

Gußstücke, die häufig eine komplizierte Form haben, werden in der Regel in sogenannten "verlorenen" Formen oder in Dauerformen hergestellt. Beim Gießen in verlorenen Formen, die in der Regel aus einem mineralischen feuerfesten, körnigen Grundstoff wie z. B. Quarzsand oder Chromerzsand sowie einem Bindemittel und oft auch noch aus weiteren Zusätzen zur Verbesserung der Formgrundstoffeigenschaften bestehen, wird die Form nach dem Gießen durch den Auspackvorgang zerstört. Im Zusammenhang mit dem Gießen in verlorenen Formen wird zunächst ein Modell des Gußstückes aus Metall, Holz, Gips oder Kunststoff hergestellt. Das Modell bildet die Außenkontur des Grundstückes ab. Das Modell ist grundsätzlich wiederverwendbar-r'Zur Herstellung der Gießform wird der obere und untere Teil des Modells in einem Formkasten, nämlich einem Oberkasten und einem Unterkasten, positio- niert und mit dem Formgrundstoff umgeben. Nach Verdichtung und Aushärtung des Formgrundstoffes werden die Modellteile aus der Sandform gezogen. Anschließend werden der Ober- und Unterkasten übereinander gesetzt. Die Negativform ist damit fertig gestellt.

Insbesondere bei hochschmelzenden Legierungen auf Fe-Basis wird das Gießen mit verlorenen Formen eingesetzt. Nachteil beim Gießen mit verlorenen Formen ist, daß nach jedem Gießvorgang nicht nur eine neue Gießform hergestellt werden muß, sondern daß die Wiederaufbereitung bzw. Entsorgung des Formgrundstoffes nach dem Gießen mit einem hohen anlagentechnischen und finanziellen Aufwand verbunden ist. Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang insbesondere, daß die Formkästen zur Herstellung der Formen üblicherweise ein Standardformat haben, so daß gerade bei kleinen Gußteilen eine verhältnismäßig große Menge an Formgrundstoff benötigt wird, um die Form herstellen zu können. Ein weiterer Nachteil beim Gießen mit verlorenen Formen besteht darin, daß Kühlsegmente nicht exakt positioniert werden können. Kühlsegmente werden in einer verlorenen Form üblicherweise zum Aufbau eines Temperaturgradienten und zur Einstellung einer gelenkten Erstarrung eingesetzt. Hierdurch soll beginnend von der "Endzone" eines Gußteils der Speisungsfluß zur "Speiserzone" erleichtert werden. Kühlsegmente werden lose am Modell im jeweiligen Kasten angelegt und durch den sie umgebenden Formgrundstoff fixiert. Während der Verdichtung des Formgrundstoffes kann dabei die exakte Positionierung des Kühlsegments verlorengehen. Die exakte Positionierung von Kühlsegmenten ist aber gerade beim Gießen von dünnwandigen Gießteilen von erheblicher Bedeutung.

Beim Gießen in Dauerformen lassen sich tausende bis hunderttausende Abgüsse mit derselben Formeinrichtung erzielen. Dauerformen haben eine her- vorragende Bedeutung für die vergleichsweise niedrigschmelzenden Nichteisenmetall-Gußwerkstoffe erlangt, da die thermische Beanspruchung, die den Dauerformen Grenzen setzt, aufgrund relativ niedriger Gießtemperaturen für NE-Metalle akzeptabel ist. Gußeisenwerkstoffe und Stahl können zwar grundsätzlich auch in Dauerformen abgegossen werden, jedoch ist der damit ver- bundene Kostenaufwand zur Fertigung und Wartung bedingt durch die verwendeten Formwerkstoffe sehr hoch. Zum Gießen von Gußeisenwerkstoffen und Stahl geeignete Dauerformen sind daher sehr teuer und aufgrund der hohen thermischen Belastung sich zum Teil ergebender Risse oder aufgrund lokalen Aufschmelzens der Form sehr verschleißanfällig.

Bei allen Stahlgußbauteilen ergibt sich grundsätzlich das Problem, daß sich das Volumen des Stahls beim Erstarren verringert. Dies ist insbesondere an Stellen mit starker Materialanhäufung problematisch. An diesen Stellen, bei denen es sich während des Abkühlens beim Gießen um sogenannte Wärme- Zentren handelt, kann es zu Hohlräumen und Rissen beim Abkühlen kommen. Des weiteren treten insbesondere an derartigen Stellen starker Materialanhäufung Spannungen auf. Hohlräume, Spannungen oder gar Risse führen zu Beeinträchtigungen des Bauteils bei dessen bestimmungsgemäßer Verwendung.

Bisher ist versucht worden, die Volumenabnahme beim Abkühlen des Gußteils in der Gießform dadurch zu kompensieren, daß an den relevanten Stellen an der Gießform sogenannte Speiser vorgesehen werden, über die während des Abkühlens zusätzliche Schmelze zugeführt wird, um etwaig auftretende Hohlräume zu füllen, so daß die vorgenannten Nachteile nicht auftreten. Allerdings ist die Realisierung von Speisern an Gießformen vergleichsweise aufwendig. Darüber hinaus fuhrt die Verwendung von Speisern zu sogenannten Speiserzapfen am Gußteil, die nachbearbeitet werden müssen, was arbeits- und zeitaufwendig ist und damit letztlich die Herstellungskosten erhöht.

Aus dem Stand der Technik sind Gießformen bekannt, die einen äußeren er- sten Formträgern, einen äußeren zweiten Formträger und einen zwischen den Formträgern angeordneten Formkörper sowie eine auf den Formkörper zumindest bereichsweise aufgebrachte innere Schicht aus Formstoff zur Bildung des Gießhohlraums aufweisen. Der Formstoff besteht aus einem mit einem Binder verfestigten Formgrundstoff, wobei der Binder beim Abgießen eines Gußteils zumindest bereichsweise verbrennt und die Bindungen zwischen den Formgrundstoffpartikeln gelöst werden, so daß bei jedem Gießvorgang die Schicht aus Formstoff erneuert werden muß. Obwohl es sich bei der vorgenannten Gießform vom Typ her auch um eine verlorene Form handelt, ist bedingt durch den zwischen den Formträgern angeordneten Formkörper, der be- reits die Negativform bzw. den Gießhohlraum im wesentlichen vorgibt, lediglich eine geringere Menge an Formgrundstoff zur Herstellung der eigentlichen Negativform erforderlich. Daher fällt im Gegensatz zum Stand der Technik auch nur eine geringere Menge an Formstoff bei jedem Gießvorgang an. Dies ist vor allem bei dünnwandigen Gußbauteilen mit einer Wandstärke zwischen 1 und 10 mm von Bedeutung. Beim Gießen derartiger dünnwandiger Gußbauteile fällt nämlich auch nur eine geringere Wärmemenge an, die vom Formstoff während der Erstarrung aufgenommen werden muß. Der Binder verbrennt daher nur in einer Tiefe von wenigen Zentimetern, wobei die Schichtdicke des aufgebrachten Formstoffs dementsprechend in Abhängigkeit von der Wandstärke des zu gießenden Gußbauteils und/oder in Abhängigkeit des Erstarrungsverhaltens oder der Temperatur der in die Gießform eingebrachten Schmelze gewählt werden kann. Hierdurch ist letztlich im optimalen Fall auch nur die Menge an Formstoff nötig, die aus technischen Gründen beim Gießen erforderlich ist. Die geringeren Mengen an Formstoff, die bei Gießformen der vorgenannten Art nach dem Gießvorgang der Wiederaufbereitung zugeführt werden müssen, führen zu geringeren Kosten und einem geringeren anlagentechnischen Aufwand für die Wiederaufbereitung. Auch fallen geringere Energiekosten an. Schließlich entstehen geringere Mengen an Stäuben, was eine geringere Umweltbelastung nach sich zieht. Da nur geringere Sandmengen zur Herstellung der Gießform erforderlich sind, können im übrigen erheblich geringere Taktzeiten zur Herstellung der Gießform erzielt werden. Des weiteren ist es ohne weiteres möglich, Kühlsegmente am Formträger oder am Formkörper zu befe- stigen, so daß sich eine exakte Positionierung ergibt, was gerade zur Fertigung von dünnwandigen Formgußteilen wesentlich ist. Im übrigen kann der Formkörper zumindest bereichsweise selbst die Funktion eines Kühlsegmentes übernehmen, nämlich in Bereichen, in denen keine Formstoffbeschichtung vorgesehen ist oder in denen die Formstoffdicke gering ist.

Die bei der zuvor beschriebenen Gießform eingesetzten Formkörper bestehen in der Regel aus Eisenbasislegierungen wie Stahl und Gußeisen und sind durch Gießen und/oder spanende Bearbeitung erhältlich. Die Herstellung der Formkörper ist daher aufwendig und mit hohen Material- und Bearbeitungs- kosten verbunden. Darüber hinaus weisen die Formkörper aus einer Eisenbasislegierung ein hohes Gewicht auf, was den Transport der Formkörper und auch die Befestigung der Formkörper an den Formträgern, beispielsweise den Ein- und Ausbau der Formträger in bzw. aus Formkästen der Gießform, erschwert.

Ein Umrüsten der Gießform von einem Gußbauteil auf ein anderes Gußbauteil ist zeit-, arbeits- und kostenaufwendig. Da die Formkörper die Negativform bzw. den Gießhohlraum eines Gußbauteils zumindest im wesentlichen vorgeben, lassen sich die Formkörper aus Stahl und Gußeisen nicht auf Gußbauteile mit einer anderen Geometrie umrüsten. Sollen daher Gußbauteile mit einer anderen Geometrie hergestellt werden, ist es notwendig, die Gießform auseinanderzubauen und die Formkörper anschließend gegen Formkörper mit der passenden Geometrie auszutauschen. Die ausgetauschten Formkörper können aufgrund der hohen Herstellungskosten der Formkörper nicht verworfen wer- den, sondern werden eingelagert und bei Bedarf erneut verwendet, was mit hohen Lagerhaltungskosten verbunden ist. Schließlich ist von Nachteil, daß die Formkörper der bekannten Gießformen keine konturnahe Gestaltung des Gießhohlraums ermöglichen und daher eine vergleichsweise dicke Formstoffschicht erforderlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gießform zur Herstellung eines Gußbauteils und ein Verfahren zur Herstellung einer Gießform für eine Eisenbasislegierung oder eine Nichteisenlegierung unter Verwendung von Formstoff zur Verfügung zu stellen, die eine schnelle und einfache Umrüstung der Gießform auf die Produktion von Gußbauteilen mit einer anderen Geome- trie ermöglichen, wobei ein geringer Formstoffverbrauch und eine gesteuerte Gußteilerstarrung durch stärkere Variation der Formstoffbeschichtung möglich und die hergestellten Gußbauteile eine hohe Maßhaltigkeit aufweisen sollen. Im übrigen soll die erfindungsgemäße Gießform einfach und kostengünstig herstellbar sein.

Die vorgenannte Aufgabe ist durch eine Gießform mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst. Der Formkörper ist durch Formgebung und Verfestigung eines pulverformigen, flüssigen oder pastösen Füllmaterials erhältlich. Der Erfindung liegt der Grundgedanke zugrunde, den Formkörper aus einem organischen oder anorganischen Füllmaterial herzustellen, das pulverfbrmig, flüssig oder pastös bzw. breiartig im Ausgangszustand - das heißt vor der Verfestigung - vorliegt, wobei der Formkörper durch Verfestigung des Füllmaterials erhältlich ist. Vorzugsweise ist das Füllmaterial bei Raumtemperatur von ca. 25 ⁰C pul- verförmig, flüssig oder pastös bzw. breiartig. Insbesondere handelt es sich bei dem Formkörper nicht um solche metallischen Formkörper aus einem Vollmaterial, die durch Gießen und/oder spanende Bearbeitung erhältlich sind, weiter insbesondere nicht um Formkörper aus eisenbasierten Legierungen. Vorzugsweise handelt es sich bei den eingesetzten Füllmaterialien um minera- lisch-basierte und/oder keramische Werkstoffe. Mineralische Füllmaterialen können ein mineralisches Füllgrundmaterial, insbesondere Sand, und einen Binder, insbesondere Zement, aufweisen. Vorzugsweise kann der Formkörper aus Beton bestehen. Besteht der Füllkörper aus Beton, weist er eine hohe Festigkeit und eine lange Haltbarkeit auf und ermöglicht die Herstellung der Gießform bei geringen Kosten. Darüber hinaus können auch organische Stoffe, wie Harze und Kunststoffe, zur Herstellung des Füllkörpers eingesetzt werden, was jedoch eine ausreichende Temperaturbeständigkeit des verfestigten Füllmaterials voraussetzt.

Erfindungsgemäß ist vorzugsweise vorgesehen, daß der durch Verfestigung des Füllmaterials erhaltene Formkörper anschließend mit dem Formgrundstoff beschichtet wird. Danach ist die Verfestigung des Formgrundstoffs zu dem Formstoff vorgesehen. Die Verfestigung des Füllmaterials zu dem Formkörper ist vorzugsweise vollständig abgeschlossen, bevor der Formkörper mit dem Formgrundstoff beschichtet wird. Der Formkörper hat dann seine maximale Festigkeit erreicht, bevor der Formgrundstoff aufgetragen wird. Im übrigen ist es vorzugsweise so, daß der verfestigte Formkörper eine höhere Festigkeit aufweist als der verfestigte Formgrundstoff bzw. der Formstoff.

Durch geeignete Wahl des Füllmaterials ist es möglich, Formkörper mit einem geringen Gewicht herzustellen, die gleichwohl eine ausreichende Festigkeit und Formbeständigkeit aufweisen sollen, um ohne Umrüsten der Gießform vielfach zum Abgießen von Gußbauteilen in der Gießform eingesetzt werden zu können. Hier können Formkörper aus Füllmaterialien hergestellt werden, die über eine Vielzahl von nacheinander folgenden Abgußvorgängen in der Gießform verbleiben, vorzugsweise über mehr als zweihundert Abgußvorgänge, weiter vorzugsweise über mehr als dreihundert bis mehr als eintausend Abgußvorgänge.

Es versteht sich, daß der erfindungsgemäße Formkörper beim Abgießen des Gußteils in der Gießform im wesentlichen keine Abnahme der Festigkeit und Formbeständigkeit aufweisen soll, wobei die Warmfestigkeit des Formkörpers beim Abgießen von Gußteilen in der Gießform größer ist als die Warmfestigkeit des Formstoffs, der beim Wärmeeintrag seine Festigkeit verliert. Die Bin- düngen im Formstoff werden durch zumindest teilweises Verbrennen des Binders beim Abgießen des Gußteils zumindest teilweise gelöst, so daß nach einem Abgußvorgang der Formstoff bzw. nach dem Verbrennen des Binders der Formgrundstoff in einfacher Weise von dem Formkörper abgelöst bzw. getrennt werden kann. Wesentlich dabei ist, daß sich der Formstoff nicht un- lösbar mit dem Formkörper verbindet, sondern zumindest nach dem Abgießen des Gußbauteils in einfacher Weise vom Formkörper abgetrennt werden kann. Die bei der erfindungs gemäßen Gießform vorgesehenen Formkörper ermöglichen das schnelle Umrüsten der Gießform auf die Herstellung von Gußbauteilen mit einer anderen Geometrie, wobei Formstoffeinsparungen von bis zu 80 % gegenüber den bekannten Gießformen mit Formkörpern aus einem Vollmetall durch eine sehr konturnahe Gestaltung der den Gießhohlraum bildenden Formkörperflächen realisierbar sind. Im übrigen lassen sich die Formkörper aus verfestigtem Füllmaterial in einfacher Weise und kostengünstig herstellen und weisen ein nur geringes Gewicht aus, was den Umrüstvorgang der Gießform vereinfacht und die Umrüstzeit stark verringert. Durch Variation der Dicke der Formstoffbeschichtung auf dem Formkörper läßt sich eine gesteuerte Gußteilerstarrung erreichen. Schließlich weisen die zur Herstellung der Formkörper bei der erfindungsgemäßen Gießform eingesetzten Füllmate- rialen geringe Materialkosten auf, was es zuläßt, die gebrauchten Formkörper beim Umrüsten der Gießform zu verwerfen. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, daß die Formkörper der erfindungsgemäßen Gießform ebenfalls gelagert und bei Bedarf erneut genutzt werden.

Die erfindungsgemäße Gießform kann zur Herstellung von Gußbauteilen aus Eisenbasislegierung, vorzugsweise aus Stahl und Gußeisen, oder zur Herstellung von Gußbauteilen aus Nichteisenlegierungen, vorzugsweise aus Aluminium, Magnesium oder dergleichen, eingesetzt werden. Ganz besonders bevorzugt läßt sich die erfindungsgemäße Gießform zur Herstellung von dünnwandigen Stahlgußbauteilen einsetzen.

Um die Verwendung des Formkörpers bei der erfindungsgemäßen Gießform über eine Mehrzahl von Abgußvorgängen sicherzustellen, sollte der Formkörper eine Temperaturbeständigkeit von wenigstens 150 ⁰C, vorzugsweise von wenigstens 200 ⁰C, aufweisen. Weiter vorzugsweise sollte der Formkörper bei Temperaturen zwischen 150 ⁰C bis 250 ⁰C keine nennenswerte Abnahme der Warmfestigkeit aufweisen, damit es - anders als beim Formstoff - nicht zu einer Festigkeitsabnahme und/oder Zerstörung des Formkörpers beim Abgußvorgang kommt.

Der Formkörper kann eine erste, am ersten Formträger befestigte Formkörperhälfte und eine zweite, am zweiten Formträger befestigte Formkörperhälfte aufweisen, wobei die Formkörperhälften in geschlossenem Zustand der Gießform aufeinander aufliegen. Vorzugsweise ist der Formträger als Formkasten ausgebildet, wobei das Füllmaterial als Pulver, Flüssigkeit oder breitartige Substanz mit Hilfe eines Modells, das die Kontur bzw. Geometrie des Guß- bauteiles aufweist, direkt in den Formkasten eingeformt und dort verfestigt werden kann. Während der Produktionszeit verbleibt dann die Formkörperhälfte in dem Formkasten. Je nach Konsistenz des Füllmaterials kann das Füllmaterial auch in den Formkasten eingeschossen, eingepreßt und eingegossen werden, wobei anschließend dann die Verfestigung stattfindet. Die Verfe- stigung des Füllmaterials kann durch Erwärmen oder auch bei Raumtemperatur, mit oder ohne Katalysatorzusatz, erfolgen.

Vorzugsweise ist der Formkörper reibschlüssig und/oder formschlüssig an dem Formträger gehalten. Sofern der Formträger als Formkasten ausgebildet und das Füllmaterial in den Formkasten eingeformt, eingeschossen, eingepreßt oder eingegossen wird, kommt es bei der Verfestigung des Füllmaterials im Formkasten zwischen der Formkasteninnenfläche und dem festen Füllmaterial zur Ausbildung einer reibschlüssigen und gegebenenfalls formschlüssigen Verbindung. Darüber hinaus kann der Formträger an der Formträgerinnenseite Aus- und/oder Einformungen aufweisen, wie Nuten oder Rippen oder Hinter- schneidungen, um die Befestigungsflächen zu vergrößern und eine sichere reibschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung des Formkörpers an dem Formträger zu gewährleisten.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Füllmaterial auch in einem separaten von der Gießform getrennten Formkasten eingeformt, eingeschossen, eingepreßt oder eingegossen werden. Nach der Verfestigung wird das Füllmaterial dann aus dem separaten Formkasten entnommen und als separates Bauteil mit dem Formträger der Gießform verbunden. Insbesondere kann der Formkörper nach seiner Herstellung in den Formkasten der Gießform eingesetzt und form- und/oder kraftschlüssig verbunden werden, beispielsweise durch eine Schraubverbindung. Die Verfestigung des Füllmaterials in einem separaten Formkasten kann durch Erwärmen auf Temperaturen oberhalb von 25 ⁰C oder auch bei Raumtemperatur, mit oder ohne Katalysatorzusatz, erfol- gen. Grundsätzlich ist es so, daß bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Gießform bereichsweise eine Formstoffschicht auf die Innenfläche des Formkörpers aufgetragen wird, vorzugsweise nachdem der Formkörper mit dem Formträger verbunden bzw. in einen Formkasten der Gießform eingebaut worden ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der einzigen Figur der Zeichnung exemplarisch erläutert. In der Figur ist eine Querschnittsansicht einer Gießform 1 zur Herstellung eines Gußteils 2 aus einer Eisenbasislegierung oder einer metallischen Nichteisenlegierung unter Verwendung von Formstoff 3 dargestellt, wobei die Gießform 1 einen äußeren ersten Formträger 4 und einen äußeren zweiten Formträger 5 aufweist und einen zwischen den Formträgern 4, 5 angeordneten zweiteiligen Formkörper 6. Der Formkörper 6 wird durch eine obere Formkörperhälfte 7 und eine untere Formkörperhälfte 8 gebildet, die in geschlossenem Zustand der Gießform 1 aufeinander aufliegen. Die Formkörperhälften 7, 8 bilden einen Gießhohlraum für das Gußteil 2, wobei auf jede Formkörperhälfte 7, 8 im Bereich des Gießhohlraums eine Schicht aus Formstoff 3 aufgebracht ist. Der Formstoff 3 besteht aus einem mit einem Binder verfestigten Formgrundstoff und weist eine im Vergleich zu dem Formkörper 6 geringere Temperaturbeständigkeit auf, was dazu führt, das beim Abgußvorgang der Binder im Formstoff 3 zumindest teilweise verbrennt und die Bindungen im Formgrundstoff gelöst werden. Der Formstoff 3 läßt sich daher nach einem Abgußvorgang leicht von den Formkörperhälften 7, 8 mechanisch abtrennen oder zerfallt beim Entnehmen des Gußteils 2 aus der Gießform 1 im wesentlichen ohne äußere Krafteinwirkung. Die dargestellte Gießform 1 ist für die Verwendung in Niederdruckgießverfahren ausgebildet, wobei der Einguß im unteren Formträger 5 vorgesehen ist. Im übrigen ist die Gießform 1 insbesondere zur Herstellung dünnwandiger Gußbauteile mit einer Wandstärke zwischen 1 und 10 mm vorgesehen, insbesondere zur Herstellung von dünnwandigen Stahlgußbauteilen.

Der Formkörper 6 der dargestellten Gießform 1 ist durch Formgebung und Verfestigung eines vorzugsweise bei Raumtemperatur pulverförmigen, flüssigen oder pastösen Füllmaterials erhältlich, wobei das Füllmaterial mit Hilfe eines nicht dargestellten Modells, das die Kontur des Gußbauteils 2 aufweist, in die als Formkästen ausgebildeten Formträger 4, 5 eingeformt und anschlie- ßend verfestigt wird. Dadurch läßt sich eine konturnahe Gestaltung des Gießhohlraums realisieren, was zu einem geringen Formstoffbedarf beiträgt.

Vorzugsweise besteht das Füllmaterial aus einem mineralischen Füllgrundma- terial, insbesondere Sand, und einem Binder, insbesondere Zement. Als Füllmaterial kommt besonders bevorzugt Beton zum Einsatz. Nach der Verfestigung des Füllmaterials wird eine Schicht aus Binder und Formgrundstoffpartikeln auf die den Gießhohlraum bildenden Innenflächen der Formkörperhälften 7, 8 aufgetragen. Durch Verfestigen des Formgrundstoffs bildet sich der Formstoff 3 und es erfolgt der Gießvorgang.

Die Formkörperhälften 7, 8 können für bis zu eintausend Gieß- bzw. Abgußvorgänge und mehr eingesetzt werden, wobei in der Regel nach jedem Abgußvorgang die Formstoffschicht erneuert werden muß. Bei der Herstellung der Gußbauteile 2 werden die Formkörperhälften 7, 8 durch Reibkräfte in den als Formkästen ausgebildeten Formträgern 4, 5 gehalten, können zusätzlich jedoch auch mit den Formträgern 4, 5 verschraubt sein. Ebenso gut können die Formträger 4, 5 entsprechende Vertiefungen (Nuten) oder Materialanhäufungen (Rippen) oder Hinterschneidungen aufweisen, um eine form- und/oder reibschlüssige Verbindung auszubilden bzw. die Ausbildung einer festen Verbindung zu unterstützen. Nach Ablauf einer vorgegebenen Produktionszahl von Gußbauteilen 2 werden dann die Formkörperhälften 7, 8 von den Formträgern 4, 5 gegebenenfalls unter Zerstörung der Formkörperhälften 7, 8 gelöst.

Claims

Patentansprüche:

1. Gießform (1) zur Herstellung eines Gußbauteils (2) aus einer Eisenbasislegierung oder einer Nichteisenlegierung unter Verwendung von Formstoff (3) in einem Abgußvorgang, mit einem äußeren ersten Formträger (4) und einem äußeren zweiten Formträger (5), wenigstens einem zwischen den Formträgern (4, 5) angeordneten festen Formkörper (6) und wenigstens einer auf den Formkörper (6) aufgebrachten inneren Schicht aus Formstoff (3) zur Bildung eines Gießhohlraums, wobei der Formstoff (3) aus einem mit einem Binder verfestigten Formgrundstoff besteht und wobei der Formkörper (6) eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist als der Formstoff (3), dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6) durch Formgebung und Verfestigung eines pulverförmigen, flüssigen oder pastösen Füllmaterials aufweisend wenigstens ein mineralisches Füllgrundmaterial, insbesondere Sand, und wenigstens ei- nen Binder, insbesondere Zement, und gegebenenfalls aufweisend weitere Komponenten erhältlich ist.

2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6) durch Verfestigung eines nicht-eisenbasierten Füllmaterials, insbesondere eines nicht-metallischen, vorzugsweise eines mineralischen Füllmaterials und/oder eines wenigstens einen Kunststoff enthaltenden Füllmaterials, erhältlich ist.

3. Gießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6) aus Beton besteht.

4. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6) eine Temperaturbeständigkeit von wenigstens 150 ⁰C, vorzugsweise von wenigstens 200 ⁰C, aufweist.

5. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6) eine erste, am ersten Formträger (4) befestigte Formkörperhälfte (7) und eine zweite, am zweiten Formträger (5) befestigte Formkörperhälfte (8) aufweist und daß die Formkörperhälften (7, 8) in geschlossenem Zustand der Gießform aufeinander aufliegen.

6. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formträger (4, 5) als Formkasten ausgebildet ist und daß das Füllmaterial zur Bildung einer Formkörperhälfte (7, 8) in den Formkasten eingeformt und im Formkasten verfestigt ist.

7. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial durch Erwärmung verfestigbar ist.

8. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6) durch Verfestigung des Füllmaterials unter der Wirkung von wenigstens einem Katalysator erhältlich ist.

9. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Formkörper (6) reibschlüssig und/oder formschlüssig an dem Formträger (4, 5) gehalten ist.

10. Gießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formträger (4, 5) auf der Formträgerinnenseite Aus- und/oder Einformungen aufweist.

11. Verfahren zur Herstellung einer Gießform (1) für eine Eisenbasislegierung oder eine Nichteisenlegierung unter Verwendung von Formstoff (3), insbesondere einer Gießform (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gießform einen äußeren ersten Formträger (4) und einen äußeren zweiten Formträger (5), wenigstens einen zwischen den Formträgern (4, 5) angeordneten festen Formkörper (6) und wenigstens eine auf den Formkörper (6) zumindest bereichsweise aufgebrachte innere Schicht aus Formstoff (3) zur Bildung eines Gießhohlraums aufweist und wobei der Formstoff (3) aus mit ei- nem Binder verfestigten Formgrundstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein pulverförmiges, flüssiges oder pastöses Füllmaterial zu dem Formkörper (6) verfestigt und anschließend mit dem Formgrundstoff (3) beschichtet wird und daß der Formgrundstoff nach dem Aufbringen auf den verfestigten Formköper (6) zu dem Formstoff (3) verfestigt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht- eisenbasiertes Füllmaterial, insbesondere ein nicht-metallisches, vorzugsweise ein mineralisches Füllmaterial und/oder ein wenigstens einen Kunststoff enthaltenden Füllmaterial, zu dem Formkörper (6) verfestigt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6) über eine Mehrzahl von nacheinander folgenden Abgußvorgängen in der Gießform (1) verbleibt, vorzugsweise über mehr als 200 Abgußvorgänge, weiter vorzugsweise über mehr als 300 bis 1000 Abgußvorgän- ge.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial in einen als Formkasten ausgebildeten Formträger (4, 5) eingeformt und anschließend verfestigt wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial in einen von der Gießform (1) getrennten separaten Formkasten eingeformt und zu dem Formkörper (6) verfestigt wird und daß der Formkörper (6) aus dem separaten Formkasten herausgenommen und anschließend mit dem Formträger (4, 5) verbunden wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial zur Verfestigung erwärmt und/oder mit einem Katalysator in Kontakt gebracht wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verfestigung des Füllmaterials eine reibschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Formkörper (6) und dem Formträger (4, 5) erhalten wird.