WO2020240342A1 - VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES VERLORENEN GIEßKERNS - Google Patents

VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES VERLORENEN GIEßKERNS Download PDF

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WO2020240342A1
WO2020240342A1 PCT/IB2020/054721 IB2020054721W WO2020240342A1 WO 2020240342 A1 WO2020240342 A1 WO 2020240342A1 IB 2020054721 W IB2020054721 W IB 2020054721W WO 2020240342 A1 WO2020240342 A1 WO 2020240342A1
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casting core
casting
mold cavity
insert
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PCT/IB2020/054721
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Inventor
Andre Gröschel
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Nemak. S.A.B. De C.V.
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/103—Multipart cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C13/00—Moulding machines for making moulds or cores of particular shapes
    • B22C13/12—Moulding machines for making moulds or cores of particular shapes for cores
    • B22C13/16—Moulding machines for making moulds or cores of particular shapes for cores by pressing through a die
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/06—Core boxes
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a lost casting core, which has a side surface, in a core box, which is composed of at least two core box parts, between which a dividing plane runs when the core box is closed, and the one mold cavity
  • Casting cores of the type in question are used in casting molds for the casting production of cast parts from a metal melt
  • design elements such as
  • the casting cores are produced in so-called "core shooters". These include a core box designed as a permanent form for repeated series use, which is for example horizontally divided into an upper and a lower core box part. In practice, however, there are also germination boxes in the Inserts that are divided vertically or where divisions that run in the horizontal and vertical directions are combined with one another.
  • the core box delimits one with its core box parts
  • Cast core to be produced depicting mold cavity.
  • a molding material is introduced into this mold cavity with pressure through openings made in the core box. This process is known as "core shooting".
  • the casting core is hardened in the core box.
  • the core box is opened by a movement of at least one of the core box parts in order to remove the casting core.
  • Molding materials used for the production of casting cores of the type in question are usually mixed from a basic molding material, for example an inorganic, refractory molding sand, and a binder.
  • a basic molding material for example an inorganic, refractory molding sand, and a binder.
  • inorganic or organic binders are used for this purpose.
  • the molding material is hardened in the core box by supplying heat and removing moisture (similar to the so-called “hot box process")
  • organic binders the cores in the molding tool are gassed with a reaction gas to cause a chemical reaction of the binder with the reaction gas to bring about solidification (“cold box method").
  • Molding materials based on both inorganic and organic binder systems are available on the market in a wide variety of designs. If necessary, one or more additives can be added to the molding materials in order to improve the processing and
  • the “dividing plane” or “dividing plane” of a core box is the plane in which, when the core box is closed, the parting line runs between the core box parts lying next to one another.
  • the dividing plane between the core box parts must also necessarily run between the core box parts in order to be able to remove the finished casting core from the mold cavity after the one core box part has been removed.
  • Kemastenmaschine are composed to enable a non-destructive demolding of the finished casting core. Even with such multi-part
  • the joint between two box parts meets the mold cavity can be recognized on the finished cast part by a so-called "core division ridge". This is typically a line along the
  • the core dividing ridge present on the casting core is molded as a notch-like recess, which likewise runs linearly along the side surface of the design element depicted by the casting core.
  • stress peaks can arise in practical use of the cast part, which lead to crack formation and even failure of the cast part can.
  • cast parts in those areas in which the core dividing ridge of the respective casting core leaves behind an undesirable, but unavoidable depression due to the manufacturing process must be designed so that they can safely withstand the loads that occur in practice despite the depression in question.
  • Impairment of the functional properties leads or can easily be taken into account in the design of the cast part.
  • the task has arisen to name a method with which it is possible with simple means to cast a core manufacture which is also perfectly free of burrs on a side surface which is cut by a dividing plane of the core box when the casting core is located in the respective core box or at which a parting line of the core box ends.
  • the invention has achieved this object in that at least those specified in claim 1 are used in the manufacture of a lost casting core
  • a method according to the invention for producing a lost casting core which has a side surface, in a core box made of at least two
  • Core box parts is composed, between which a dividing plane runs when the core box is closed, and which delimits a mold cavity which determines the shape of the casting core to be produced and in which one the
  • Inner thread which depicts the side surface of the casting core and through which the dividing plane of the core box runs accordingly comprises the following
  • G thinkkemformstoff which is mixed from a basic molding material and a binder and optionally from one or more additives, the
  • Cast core insert a section of the cast core to be produced corresponds to, and wherein the casting core set at least one
  • Casting core molding material comes into contact with the casting core set seated in the mold cavity;
  • the method according to the invention is thus based on the idea of first prefabricating a casting core insert (step (a)) which, like the casting core obtained at the end of the process, is formed from molding material and destroyed when the casting is removed from the mold. Due to its separate prefabrication, the casting core insert can easily be shaped in such a way that it is perfectly shaped in accordance with the design specifications in the area of its side surface section, on which there must be no casting core burr.
  • a casting core insert prefabricated according to the invention has, in particular, in the area of its side surface section to be kept free from such form defects there are no undesired deviations in shape, such as peaks or depressions, which would leave the same shape defects on the casting, which would later be cast with the aid of the casting core produced according to the invention, which could weaken the casting.
  • step (a) The prefabricated in step (a) and in the area of its criticality
  • casting core insert is placed in step (b) at the point within the mold cavity of the.
  • Core box positioned on which the burr-free side surface of the casting core is to be located in the finished casting core.
  • the germ box is the side surface section of the casting core insert due to the fact that it perfectly corresponds to the design specifications of the construction of the casting core, close to the associated inner surface of the
  • Mold cavity covers the opening area present there, in which the parting line, which in the. the parting plane intersecting the mold cavity, meets the mold cavity.
  • the casting core insert blocks the way to the mouth area of the relevant
  • the casting core molding material hits the outer surfaces of the casting core insert, which face the mold cavity, which was open until then. In this way the flowing into the mold cavity envelops
  • the casting core insert is embedded in the casting core molding material and there is intensive contact between the pouring core molding material introduced and the mold cavity associated side surfaces of the casting core insert. This connection is supported by the fact that the casting core molding material is inserted in the conventional manner with a high “shooting pressure” selected in an equally conventional manner
  • Mold cavity of the core box is introduced.
  • an equally intensive form-fitting and / or material-locking connection between the casting core molding material introduced into the mold cavity and the casting core insert is established in the subsequent casting core molding material, through which, after the solidification process (work step )) the cast core insert is firmly and permanently held securely in the cast core obtained.
  • Partial burr on the casting core to be produced is avoided by preforming a casting core insert for the critical area which takes up a partial volume of the casting core to be produced.
  • This casting core insert is completely cured and then inserted into the mold cavity of the core box provided for producing the casting core.
  • the casting core is then completely molded, usually by introducing casting core molding material into the mold cavity of the core box. In the process, casting core molding material flows around the casting core insert and there is an intensive form-fitting interlocking of the
  • Casting core molding material with the surface of the casting core insert By using a suitable binder for the casting core molding material or the molding material of the
  • Cast core insert is selected, it can also be achieved that as a result of the hardening of the casting core molding material at least partially
  • Cast core insert and thus contribute to the secure hold of the cast core insert in the finished casting core.
  • Process according to the invention obtained casting core in the transition area where the side surface section of the prefabricated casting core insert into the further side surfaces of the casting core passes through, which is in the
  • Mold cavity are formed after the positioning of the casting core insert molded material, no burr is present, since the inner surface of the core box parts delimiting the mold cavity rests directly on and seals off the core. At most in the area in which outside the casting core insert molded material
  • the molding materials selected for the casting core insert and for the remaining volume of the casting core to be produced can be selected individually so that they are attached to the casting core insert on the one hand and the remaining part of the
  • the molding material from which the casting core insert is formed can differ from the
  • Casting core insert is formed, the same as the casting core molding material from which the remainder of the casting core is molded.
  • the remaining part of the casting core molded on the casting core insert can be achieved in that during its production (work step (a)) the G recognizekem insert on its with the remaining G cardkem forming
  • G thinkkemformstoff coming into contact surface sections is given a surface structure having projections, recesses and / or undercuts, on which, when the casting mold material introduced into the core box in step (c) hits the respective surface sections, a positive coupling of the casting core insert with the molding material of the rest Casting core adjusts.
  • the method according to the invention can easily be used in conventional core shooting machines that are already on the market without having to change the design of the core boxes used in these machines.
  • the casting core insert provided according to the invention can be used in a separate operation on a separate one
  • a particularly economical embodiment of the method according to the invention which is advantageous in series operation can be implemented in that work steps (a) - (d) are repeatedly run through in series and the core box in addition to the mold cavity in which in one
  • (Work step (c)) comprises an additional mold cavity, in which, at the same time as the molding material is poured into the one provided for the casting core
  • Cast core insert prefabricated and a casting core completed, the prefabricated casting core insert being completed in each case for the following
  • Run of the method according to the invention is determined. In this way In the case of continuous mass operation with minimal effort and short cycle times, there is always a casting core insert for the
  • the volume of casting core molding material that is introduced into the mold cavity of the core box in step (c) can be recorded and an alarm signal emitted if the introduced volume exceeds a limit value. Exceeding the limit value indicates that the additional empty volume due to the non-existent cast core insert in the mold cavity of the core box is through
  • Casting core insert has not been positioned or not correctly positioned in the mold cavity in step (b), is that a
  • Control form element such as a recess, a projection or a
  • Potting core insert is shielded from the remainder of the mold cavity, that it is monitored whether a mold element is depicted on the casting core obtained after work step (d), which at least partially corresponds to the control mold element provided in the mold cavity, and that in the event that such a mold element is on G monkem obtained is determined, this G cardkem is sorted out as a missing part.
  • Kemkastens an additional molded element is provided, which is a recess, a protrusion, a foreign body, a
  • Dye accumulation or the like can act. If the casting core set is properly seated in the mold cavity, the
  • Cast core insert that the molding material introduced into the mold cavity to complete the glass core reaches the control mold element.
  • the casting core insert is missing or if the casting core insert is not correctly positioned in the mold cavity, the molding material penetrates when the mold is filled
  • Mold cavity up to the relevant control form element As a result, found on a casting core, during the production of the
  • Casting core insert was missing or incorrectly positioned, a form element which at least partially represents a negative of the control form element and which would not be present if a casting core insert had been correctly positioned for the production of the respective casting core before the molding material was introduced (step (c)) .
  • FIG. 1 shows a core box in the open position in a longitudinal section
  • FIG. 3 shows the core box according to FIG. 1 in the open position with therein
  • FIG. 4 shows the core box according to FIG. 3 in the closed position in a sectional view corresponding to FIG. 1;
  • FIG. 5 shows the core box according to FIG. 4 in the closed position after casting core molding material in a sectional view corresponding to FIG. 1;
  • FIG. FIG. 6 shows a casting core obtained after the casting core molding material has hardened and the core box has been opened according to FIG. 5, in a sectional view corresponding to FIG. 1;
  • FIG. 5 shows the core box according to FIG. 4 in the closed position after casting core molding material in a sectional view corresponding to FIG. 1;
  • FIG. FIG. 6 shows a casting core obtained after the casting core molding material has hardened and the core box has been opened according to FIG. 5, in a sectional view corresponding to FIG. 1;
  • FIG. 8 shows a casting core in a perspective view corresponding to FIG. 7.
  • Core boxes 1 provided, which comprises an upper core box part 2 and a lower core box part 3.
  • a parting plane T extends horizontally here and intersects the mold cavities 8,9.
  • the parting line 10 opens into the mold cavities 8,9.
  • filling openings 11, 12, 13 are formed in a manner known per se.
  • ejectors not shown here, are provided in an equally known manner, which eject the respectively completed casting core G from the thinly opened core box 1.
  • the stipulation applies to the casting core G that it must not have a casting core grade K on the side surfaces S1, S2 of a wall W which separates the recesses A1, A2 of the casting core G and is arranged in the interior of the casting core G after removal from the core box 1, even if the recesses 4,5, which form the wall W on the casting core G to be manufactured, of the
  • Parting plane T are cut through, so that the parting line 10 opens into the inner surfaces 14, 15 of the mold cavity 8 of the core box 1, which form the side surfaces S1, S2 of the casting core G.
  • a casting core insert E has been produced in a separate operation in the mold cavity 9 of the core box 1.
  • the shape of the mold cavity 9 corresponds to the shape of that section A of the mold cavity 8 in which the parting line 10 meets the inner surfaces 14, 15 of the mold cavity 8, which form the side surfaces S1, S2 on the casting core G.
  • the section A extends from a thickened foot area in the vertical direction to about two thirds of the height of the wall W of the casting core G to be produced and thereby covers the
  • the mold cavity 9 is oriented so that the parting plane T and, accordingly, the parting line 10 are oriented parallel to the inner surfaces 16, 17 of the mold cavity 9, which are the flat, on opposite sides of the
  • Image core insert E provided side surface sections SF1.SF2 of the casting core insert E.
  • the parting plane T and the parting line 10 therefore do not intersect the mold cavity 8, 9 in the area of its inner surfaces 16, 17, which are aligned here in the horizontal direction H, but in the area of its narrow sides 18, 19, which extend in the vertical direction V.
  • the casting core insert E is in section A of the core box 1 with its thickened foot in the lower part
  • the upper core box part 2 is then lowered until it sits tightly on the lower core box part 3 (FIG. 4).
  • the casting core insert E completely occupies section A of the mold cavity 8 and, with its side surface sections SF1, SF2, lies tightly against the respectively assigned inner surface 14, 15 of the mold cavity 9.
  • the side surface sections SF1.SF2 of the casting core insert E cover the
  • casting core molding material F is shot into the mold cavity 8 via the filling openings 11 and 12.
  • the casting core molding material F completely fills the mold cavity 8 and comes into contact with the narrow sides of the casting core insert E associated with the open part of the mold cavity 8, so that the casting core insert E is completely embedded in the casting core molding material F on its side narrow sides and its upper side after the filling process has been completed .
  • Mold cavity 8 is used to separately manufacture a new one
  • the casting core molding material F filled into the mold cavities 8, 9 is penetrated, depending on the particular binder system used Heat application, dehumidification or fumigation cured.
  • transition areas U at which the side surface sections SF1.SF2 into the adjoining side surface sections SF1, SF2 of the casting core G
  • SF1.SF2 are completely free of burrs in accordance with the requirements placed on them.
  • SF1, SF2 is formed on the remaining sections, not through the side surface sections
  • the casting core insert E ‘generated at the same time as the casting core G is available for a further run of the method described here, in which a further casting core G is generated using the relevant casting core insert E, which is produced independently of it.
  • the same commercially available casting core molding material F has been used for the production of the casting core G and the casting core insert E, which was mixed in a known manner from a molding sand, an organic or inorganic binder and additives. Because of the completely independent production, however, another molding material could have been used for the production of the casting core insert E, for example in the area of the side surface sections SF1.SF2

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung nennt ein Verfahren zur Herstellung eines verlorenen Gießkerns (G) mit einer Seitenfläche (S1, S2) in einem Kernkasten (1), der in einer Teilungsebene (T) in zwei Kernkastenteilen (2, 3) geteilt ist und einen Formhohlraum (8) begrenzt, in dem eine die Seitenfläche (S1, S2) des Gießkerns (G) abbildende Innenfläche (14, 15) vorgesehen ist, durch die die Teilungsebene (T) verläuft. Zur Vermeidung eines Grates in einem kritischen Abschnitt der Seitenflächen (S1, S2) des Gießkerns (G) werden folgende Arbeitsschritte durchlaufen: (a) Erzeugen eines Gießkerneinsatzes (E) mit einem Seitenflächenabschnitt (SF1, SF2), der gleich einem korrespondierenden Abschnitt der Seitenfläche des Gießkerns (G) ist, aus einem Gießkernformstoff (F); (b) Positionieren des Gießkerneinsatzes (E) im Formhohlraum (8) des Kernkastens (1) so, dass der Seitenflächenabschnitt (SF1, SF2) des Gießkerneinsatzes (E) am Platz des korrespondierenden Abschnitts der Seitenfläche (S1, S2) des fertigen Gießkerns (G) sitzt, wobei die Teilungsebene (T) durch den Seitenflächenabschnitt (SF1, SF2) verläuft; (c) Einbringen eines Gießkernformstoffs (F) in den Formhohlraum (8) des Kernkastens (1), um den restlichen Gießkern (G) abzuformen, wobei der eingebrachte Gießkernformstoff (F) in Kontakt mit dem Gießkerneinsatz E) kommt; (d) Verfestigen des Gießkernformstoffs (F) unter Ausbildung einer form- und/oder stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem eingebrachten Gießkernformstoff (F) und dem Gießkerneinsatz (E).

Description

Verfahren zum Herstellen eines verlorenen Gießkems
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines verlorenen Gießkems, der eine Seitenfläche äufweist, in einem kemkasten, der aus mindestens zwei Kemkastenteilen zusammengesetzt ist, zwischen denen bei geschlossenem Kemkasten eine Teilungsebene verläuft, und der einen Formhohlraum
begrenzt, der die Form des herzustellenden Gießkems bestimmt und in dem eine die Seitenfläche des Gießkems abbildende Innenfläche vorgesehen ist, durch die die Teilungsebene des Kemkastens verläuft.
Gießkeme der hier in Rede stehenden Art werden in Gießformen für die gießtechnische Herstellung von Gussteilen aus einer Metallschmelze
verwendet., um im jeweiligen Gussteil Gestaltungselemente, wie
Ausnehmungen, Höhlungen, Durchgänge, Kanäle und desgleichen, abzubilden. Sie werden als "verlorene Teile" bezeichnet, weil sie zerstört werden, wenn das Gussteil aus der jeweiligen Gießform entformt wird. Dies erlaubt es, mittels solcher Gießkeme auch im Innern des Gussteils gelegene
Gestaltungselemente der genannten Art abzubilden. Bei Gießformen, die als so genanntes "Kempaket" zusammengesetzt sind, formen sie jedoch auch die Außenkontur des Gussteils ab.
Die Gießkeme werden in so genannten "Kernschießmaschinen" hergestellt. Diese umfassen einen als Dauerform für den wiederholten Serieneinsatz ausgelegten Kemkasten, der beispielsweise horizontal in ein oberes und ein unteres Kemkastenteil geteilt ist. Es sind in der Praxis aber auch Keimkästen im Einsatz, die vertikal geteilt sind oder bei denen Teilungen, die in horizontaler und vertikaler Richtung verlaufen, miteinander kombiniert sind.
Der Kemkasten umgrenzt mit seinen Kemkastenteilen einen den
herzustellenden Gießkem abbildenden Formhohlraum. In diesen Formhohlraum wird bei geschlossenem Kemkasten über in den Kemkasten eingebrachte Öffnungen mit Druck ein Formstoff eingebracht. Dieser Vorgang wird als "Kemschießen" bezeichnet. Nach dem Einbringen des Formstoffs in den Formhohlraum erfolgt das Aushärten des Gießkems im Kemkasten. Dann wird der Kemkasten durch eine Bewegung mindestens einer der Kemkastenteile geöffnet, um den Gießkem zu entnehmen.
Für die Herstellung von Gießkemen der in Rede stehenden Art verwendete Formstoffe sind üblicherweise aus einem Formgrundstoff, beispielsweise einem anorganischen, feuerfesten Formsand, und einem Binder gemischt. In der Praxis werden hierzu anorganische oder organische Binder eingesetzt. Bei der Verwendung anorganischer Binder erfolgt die Aushärtung des Formstoffe im Kemkasten durch Wärmezufuhr und Feuchtigkeitsentzug (ähnlich dem so genannten "Hot-Box-Verfahren"), wogegen bei Verwendung organischer Binder die Kerne im Formwerkzeug mit einem Reaktionsgas begast werden, um durch eine chemische Reaktion des Binders mit dem Reaktionsgas die Verfestigung zu bewirken ("Cold-Box-Verfahreh"). Sowohl auf anorganischen als auch auf organischen Bindersystemen beruhende Formstoffe sind im Markt in vielfältiger Ausführung erhältlich. Dabei können den Formstoffen erforderlichenfalls ein oder mehrere Additive zugemischt sein, um die Verarbeitungs- und
Gebrauchseigenschaften des jeweiligen Formstoffe selbst oder des aus ihm geformten Gießkems zu optimieren.
Als„Teilungsebene" oder„Trennebene“ eines Kemkastens wird die Ebene bezeichnet, in der bei geschlossenem Kemkasten die Trennfuge zwischen den jeweils aneinander liegenden Kemkastenteilen verläuft. Schon der Umstand, dass der Kemkasten zum Entnehmen des jeweils fertig hergestellten Gießkems geöffnet werden muss, macht eine mindestens zweiteilige Gestaltung des Gießkems erforderlich. Die Teilungsebene zwischen den Kemkastenteilen muss dabei ebenso notwendig zwischen den Kemkastenteilen verlaufen, um nach dem Entferen des einen Kemkastenteils den fertigen Gießkem aus dem Formhohlraum entnehmen zu können. Dabei werden für die Herstellung komplexer geformter Gießkeme, insbesondere von Gießkemen mit
Hinterschneidungen, auch Kemkästen benötigt, die aus mehr als zwei
Kemastenteilen zusammengesetzt sind, um eine zerstörungsfreie Entformung des fertigen Gießkems zu ermöglichen. Auch bei solchen mehrteiligen
Kemkästen ist jeweils zwischen den bei geschlossenem Kemkästen aneinander liegenden Kemkastenteilen notwendig eine Teilungsebene vorhanden, entlang derer die Trennung zwischen den jeweiligen Kemkastenteilen verläuft und die den Formhohlraum durchschneidet.
Die Stellen, an denen die jeweilige Teilungsebene den Formhohlrauni durchschneidet, also in der die betreffende Teilungsebene verlaufende
Trennfuge zwischen zwei Kastenteilen auf den Formhohlraum trifft, lässt sich am fertigen Gussteil durch einen so genannten„Kemteilungsgrat“ erkennen. Hierbei handelt es sich um einen typischerweise linienartig entlang der
Seitenflächen des Gießkems Verlaufenden Vorsprung mit einem prägnant ausgebildeten, in der Regel spitz zulaufenden, jedenfalls aber deutlich ausgeprägten Gratverlauf. Der Kemteilungsgrat entsteht durch Formstoff, der beim Einschießen des Formstoffs in den Formhohlraum des Kemkastens unvermeidbar in die Trennfugen zwischen den Kastenteilen dringt.
Bei einem mit Hilfe eines in einem Kemkästen wie voranstehend erläuterten erzeugten Gießkems gegossenen Gussteils wird der an dem Gießkem vorhandene Kemteilungsgrat als kerbenartige Vertiefung abgeformt, die gleichfalls linienartig entlang der Seitenfläche des jeweils durch den Gießkem abgebildeten Gestaltungselements verläuft. An einer solchen kerbenartigen Vertiefung können im praktischen Einsatz des Gussteils Spannungsspitzeri entstehen, welche zur Rissbildung bis hin zum Versagen des Gussteils führen können. Daher müssen bisher Gussteile in den Bereichen, in denen bei der gießtechnischen Herstellung der Kemteilungsgrat des jeweiligen Gießkems eine zwar unerwünscht, aber herstellungsbedingt unvermeidbare Vertiefung hinterlässt, so ausgelegt sein, dass sie trotz der betreffenden Vertiefung die in der Praxis auftretenden Belastungen sicher ertragen können.
Bel besonders filigran geformten, in der Praxis hoch belasteten Gussteilen, wie Zyiinderköpfen für hoch verdichtete Verbrennungsmotoren oder desgleichen, die aus Leichtmetallwerkstoff gegossen werden und bei denen konstruktions- und funktionsbedingt nur minimale Wandstärken des Gussteils zugelassen sind, ist eine solche Dimensionierung jedoch häufig nicht möglich.
Es ist versucht worden, die durch die Entstehung von Kemteilungsgraten an Gießkemen bedingte Schwächung von Gussteilen durch eine zusätzliche Abdichtung der Teilungsfugen zwischen den Kemkastenteilen, insbesondere am Übergang zum Formhohlraum, mit Hilfe einer Füllmasse zu minimieren. Allerdings sind dieser Maßnahme nicht nur in Folge der beschränkten
Zugänglichkeit des Formhohlraums enge Grenzen gesetzt, sondern sie erweist sich auch in der großtechnischen Serienfertigung nicht als prozesssicher, da nicht ausreichend zuverlässig gewährleistet werden kann, dass einerseits die Trennfugen tatsächlich ausreichend dicht geschlossen werden und andererseits keine Füllmasse in den Formhohlraum gelangt und die Exaktheit, mit der der formende Gießkem abgebildet wird, beeinträchtigt wird. Ebenso erweist es sich in vielen Fällen als nicht öder nur mit extremem Aufwand möglich, die
Teilungsebenen und damit einhergehend die Trennfugen eines Kemkastens so zu verlegen, dass der Gießkemgrad an einer Stelle verläuft, an der er am mit dem betreffenden Gießkem abzuformenden Gussteil zu keiner
Beeinträchtigung der Gebrauchseigenschaften führt oder bei der Auslegung des Gussteils ohne Weiteres berücksichtigt werden kann.
Vor diesem Hintergrund hat sich die Aufgabe ergeben, ein Verfahren zu nennen, mit dem es mit einfachen Mitteln möglich ist, einen Gießkem zu fertigen, der auch an einer Seitenfläche, die bei im jeweiligen Kemkasten liegenden Gießkem durch eine Teilungsebene des Kemkastens geschnitten wird bzw. an der eine Trennfuge des Kemkastens endet, einwandfrei gratfrei ist.
Die Erfindung hat diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei der Herstellung eines verlorenen Gießkems mindestens die in Anspruch 1 angegebenen
Arbeitsschritte durchlaufen werden.
Es versteht sich dabei von selbst, dass bei der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens der Fachmann nicht nur die in den Ansprüchen erwähnten und hier erläuterten Verfahrensschritte absolviert, sondern auch alle sonstigen Schritte und Tätigkeiten ausführt, die bei der praktischen Umsetzung derartiger Verfahren Im Stand der Technik regelmäßig durchgeführt werden, wenn sich hierzu die Notwendigkeit ergibt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden wie der allgemeine Erfindungsgedanke nachfolgend im Einzelnen erläutert.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines verlorenen Gießkems, der eine Seitenfläche aufweist, in einem Kemkasten, der aus mindestens zwei
Kernkastenteilen zusammengesetzt ist, zwischen denen bei geschlossenem Kemkasten eine Teilungsebene verläuft, und der einen Formhohlraum begrenzt, der die Form des herzustellenden Gießkems bestimmt und in dem eine die
Seitenfläche des Gießkems abbildende Innenfiädhe vorgesehen ist, durch die die Teilungsebene des Kemkastens verläuft, umfasst demnach folgende
Arbeitsschritte:
(a) Erzeugen eines Gießkemeinsatzes in einem Stück aus einem
Gießkemformstoff, der aus einem Formgrundstoff und einem Binder sowie optional aus ein oder mehreren Additiven gemischt ist, wobei der
Gießkemeinsatz einem Abschnitt des herzustellenden Gießkems entspricht, und wobei der Gießkemelnsatz mindestens einen
Seitenflächenabschnitt trägt, der gleich einem korrespondierenden
Abschnitt der Seitenfläche des herzustellenden Gießkems ist;
(b) Positionieren des Gießkemeinsatzes in dem Formhohlraum des
Kemkastens an einer Position, in der der Gießkemeinsatz mit seinem Seitenflächenabschnitt den Platz einnimmt, den beim fertig hergestellten Gießkem der korrespondierende Abschnitt der Seitenfläche des Gießkems einnimmt, wobei die Teilungsebene des Kemkastens durch den
Seitenflächenabschnitt des in dem Keimkasten positionierten
Gießkemeinsatzes verläuft;
(c) Einbringen eines Gießkemformstoffs, der aus einem Formgrundstoff und einem Binder sowie optional aus ein oder mehreren Additiven gemischt ist, in den Formhohlraum des Kemkastens, um den restlichen Gießkem herzustellen, wobei der in den Formhohlraum eindringende
Gießkemformstoff in Kontakt mit dem in dem Formhohlraum sitzenden Gießkemelnsatz kommt;
(d) Verfestigen des in den Formhohlraum eingebrachten Gießkemformstoffs unter Ausbildung einer form- und/oder stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem in den Formhohlraum eingebrachten Gießkemformstoff und dem Gießkemeinsatz.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht somit auf dem Gedanken, zunächst einen Gießkemeinsatz vorzufertigen (Arbeitsschritt (a)), der wie der am Ende des Verfahrens erhaltene Gießkem aus Formstoff geformt und beim Entformen des Gussteils zerstört wird. Aufgrund seiner separaten Vorfertigung kann der Gießkemeinsatz problemlos so geformt werden, dass er im Bereich seines Seitenflächenabschnitts, an dem keinesfalls ein Gießkemgrat vorhanden sein darf, den Gestaltungsvorgaben perfekt entsprechend geformt ist. So weist ein erfindungsgemäß vorgefertigter Gießkemeinsatz im Bereich seines von derartigen Formfehlern freizuhaltenden Seitenflächenabschnitts insbesondere keine ungewollten Formabweichungen, wie Spitzen oder Vertiefungen auf, die am Gussteil, das später mit Hilfe des erfindungsgemäß erzeugten Gießkem gegossen werden, ebensolche Formfehler hinterlassen würden, durch welche das Gussteil geschwächt werden könnte.
Der im Arbeitsschritt (a) vorgefertigte und im Bereich seines kritischen
Seitenflächenabschnitts perfekt den Vorgaben entsprechende Gießkemeinsatz wird im Arbeitsschritt (b) an der Stelle innerhalb des Formhohlraums des . Kemkastens positioniert, an der sich beim fertig hergestellten Gießkem die gratfreie Seitenfläche des Gießkems befinden soll. Bel geschlossenem
Keimkasten liegt der Seitenftächenabschnitt des Gießkemeinsatzes aufgrund dessen, dass er perfekt den gestalterischen Vorgaben der Konstruktion des Gießkems entspricht, dicht an der zugeordneten Innenfläche des
Formhohlraums an und deckt dabei den dort vorhandenen Mündungsbereich ab, in dem die Trennfuge, welche in der. den Formhohlraum schneidenden Teilungsebene liegt, auf den Formhohlraum trifft.
Wird nun anschließend der Gießkemformstoff, der den restlichen, nicht von dem Gießkemeinsatz eingenommenen Teil des herzustellenden Gießkems bildet, in den Formhohlraum eingebracht (Arbeitsschritt (c)), versperrt der Gießkemeinsatz den Weg zu dem Mündungsbereich der betreffenden
Trennfuge. Stattdessen trifft der Gießkemformstoff auf die Außenflächen des Gießkemeinsatzes, die dem bis dahin offenen Formhohlraum zugewandt sind. Auf diese Weise umhüllt der in den Formhohlraum einströmende
Gießkemformstoff den Gießkemeinsatz, wobei der an der den Formhohlraum umgrenzenden Innenflächenabschnitt anliegende Seitenflächenabschnitt des Gießkemeinsatzes von dem Gießkemformstoff unbenetzt bleibt.
Nach dem Einfüllen des den restlichen Teil des Gießkems bildenden
Gießkemformstoffs in den Formhohlraum ist der Gießkemeinsatz in den Gießkemformstoff eingebettet und es besteht ein intensiver Kontakt zwischen dem eingebrachten Gießkemformstoff und den dem Formhohlraum zugeordneten Seitenflächen des Gießkemeinsatzes. Diese Anbindung wind dadurch unterstützt, dass der Gießkemformstoff in konventioneller Weise mit in ebenso konventioneller Welse gewähltem hohen„Schießdruck“ in den
Formhohlraum des Kemkastens eingebracht wird. In Folge des so erreichten Intensiven Kontakts zwischen dem Gießkemeinsatz und dem Gießkemformstoff stellt sich beim anschließenden Gießkemformstoff eine ebenso intensive form- und/oder stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem in den Formhohlraum eingebrachten Gießkemformstoff und dem Gießkemeinsatz ein, durch die nach Abschluss des Verfestigungsvorgangs (Arbeitsschritt (d)) der Gießkemeinsatz fest und dauerhaft sicher im erhaltenen Gießkem gehalten ist.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird also die Entstehung eines
Teilungsgrats am herzustellenden Gießkem dadurch vermieden, dass man für den kritischen Bereich einen Gießkemeinsatz vorformt, der ein Teilvolumen des zu fertigenden Gießkems einnimmt. Dieser Gießkemeinsatz wird vollständig ausgehärtet und dann in den Formhohlraum des zur Herstellung des Gießkems vorgesehenen Kemkastens eingesetzt. Daraufhin wird in üblicherweise durch Einbringen von Gießkemformstoff in den Formhohlraum des Kemkastens der Gießkem fertig geformt. Dabei fließt Gießkemformstoff um den Gießkemeinsatz und es stellt sich eine intensive formschlüssige Verklammerung des
Gießkemformstoffs mit der Oberfläche des Gießkemeinsatzes ein. Indem ein geeigneter Binder für den Gießkemformstoff oder den Formstoff des
Gießkemeinsatzes gewählt wird, kann zudem erreicht werden, dass in Folge des beim Aushärten des Gießkemformstoffs zumindest partiell auch
Stoffschluss entsteht. Binderanteile des an dem Gießkemeinsatz anliegenden Gießkemformstoffs verbinden sich in diesem Fall mit dem vorgefertigten
Gießkemeinsatz und tragen so zum sicheren Halt des Gießkemeinsatzes im fertigen Gießkem bei.
Überraschend hat sich hier herausgestellt, dass bei einem durch das
erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Gießkem im Übergangsbereich, an dem der Seitenflächenabschnitt des vorgefertigten Gießkemeinsatzes in die weiteren Seitenflächen des Gießkems übergeht, die durch den in den
Formhohlraum nach dem Positionieren des Gießkemeinsatzes eingebrachten Fomnstoff gebildet sind, kein Grat vorhanden ist, da die den Formhohlraum begrenzende Innenfläche der Kemkastenteile direkt am vorgeschossenen Kem anliegt und abdichtet. Allenfalls in dem Bereich, in dem außerhalb des
Seitenwandabschnitts des Gießkemeinsatzes die in der Teilungsebene liegende Trennfuge in den Formhohlraum mündet, stellt sich ein Gießkemgrat ein. Da dieser jedoch außerhalb der für das mit dem Gießkem zu gießende Bauteil kritischen Zone liegt, kann er problemlos hingenommen werden.
Die für den Gießkemeinsatz und für das restliche Volumen des herzustellenden Gießkems gewählten Formstoffe können individuell so gewählt werden, dass sie den an den Gießkemeinsatz einerseits und den restlichen Teil des
Gießkems andererseits gestellten Anforderungen optimal entsprechen. So kann sich der Formstoff, aus dem der Gießkemeinsatz geformt wird, von dem
Gießkemförmstoff unterscheiden, aus dem der restliche Gießkem geformt wird. Hierbei ist es beispielsweise denkbar, für den Gießkemeinsatz einen zur Abbildung von besonders glatten, fehlerfreien Oberflächen an dem Gussteil geeigneten Formstoff zu verwenden, während für den restlichen Gießkem ein weniger hochwertiger Gießkemförmstoff zum Einsatz kommen kann, wenn an die Genauigkeit der Formabbildung oder die Oberflächenqualität des restlichen Gießkems weniger hohe Anforderungen gestellt werden.
Als im Hinblick auf die Aufbereitung und Wiederverwendbarkeit der zur
Herstellung von Gießkemeinsatz und restlichem Gießkem verwendeten
Formstoffe günstig erweist es sich, wenn der Formstoff, aus dem der
Gießkemeinsatz geformt wird, derselbe ist wie der Gießkemförmstoff, aus dem der restliche Gießkem geformt wird.
Die Anbindung des Gießkemeinsatzes an den nachträglich an den
Gießkemeinsatz angeformten restlichen Teil des Gießkems kann dadurch erreicht werden, dass bei seiner Erzeugung (Arbeitsschritt (a)) dem Gießkemeinsatz an seinen mit dem den restlichen Gießkem bildenden
Gießkemformstoff in Kontakt kommenden Flächenabschnitten eine Vorsprünge, Ausnehmungen und/oder Hinterschneidungen aufweisende Oberflächenstruktur verliehen wird, an der sich, wenn der im Arbeitsschritt (c) in den Kemkasten eingebrachte Gießformstoff auf die jeweiligen Flächenabschnitte stößt, eine formschlüssige Verkopplung des Gießkemeinsatzes mit dem Formstoff des restlichen Gießkems einstellt.
Aus wirtschaftlicher und fertigungstechnischer Sicht besonders vorteilhaft ist es, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren ohne Weiteres in konventionellen, bereits im Markt befindlichen Kernschießmaschinen anwenden lässt, ohne dass dazu die Gestaltung der In diesen Maschinen eingesetzten Kemkästen geändert werden müsste. Dabei kann der erfindungsgemäß vorgesehene Gießkemeinsatz in einem gesonderten Arbeitsgang auf einer separat
beigestellten Fertigungseinrichtung erzeugt werden.
Eine besonders wirtschaftliche und im Serienbetrieb vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich dadurch realisieren, dass die Arbeitsschritte (a) - (d) in serieller Folge wiederholend durchlaufen werden und der Kemkasten zusätzlich zu dem Formhohlraum, in dem in dem einen
Durchlauf der Arbeitsschrittfolge (a) - (d) der Gießkemeinsatz positioniert (Arbeitsschritt (b)) und anschließend der herzustellende Gießkem durch
Einbringen des Formstoffs in den Formhohlraum fertig abgeformt wird
(Arbeitsschritt (c)), einen zusätzlichen Formhohlraum umfasst, in dem zeitgleich mit dem Einfüllen des Formstoffe in den für den Gießkem vorgesehenen
Formhohlraum (Arbeitsschritt (c)) derjenige neue Gießkemeinsatz abgeformt wird, der für den nächstfolgend absolvierten Durchlauf benötigt wird
(Arbeitsschritt (a) des nächstfolgenden Durchlaufs der Arbeitsschritte (a) - (d)). Bei dieser Ausgestaltung werden also im selben Kemkasten jeweils ein
Gießkemeinsatz vorgefertigt und ein Gießkem fertiggestellt, wobei der vorgefertigte Gießkemeinsatz jeweils für den nachfolgend absolvierten
Durchlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt ist. Auf diese Weise steht bei einem kontinuierlichen Massenbetrieb mit minimiertem Aufwand und optimiert kurzen Taktzeiten immer ein Gießkemeinsatz für die
erfindüngsgemäße Erzeugung eines Gießkems bereit.
Um bei einem automatischen Fertigungsablauf sicherzustellen, dass Fehler beim Einsetzen des Gießkemeinsatzes erkannt werden, insbesondere sicher bemerkt wird, wenn beispielsweise aufgrund eines Problems bei der
Bereitstellung eines vorgefertigten Gießkemeinsatzes kein Gießkemeinsatz in der Gießform eingesetzt wird, kann das Volumen an Gießkemformstoff, der im Arbeitsschritt (c) in den Formhohlraum des Kemkastens eingebracht wird, erfasst und ein Alarmsignal abgegebert werden, wenn das eingebrachte Volumen einen Grenzwert überschreitet. Die Überschreitung des Grenzwertes zeigt dabei an, dass das durch den nicht vorhandenen Gießkemeinsatz in dem Formhohlraum des Kemkastens zusätzlich leere Volumen durch
Gießkemformstoff gefüllt worden ist, was unzulässig ist, da der so erzeugte Gießkem an der kritischen Seitwandfläche unvermeidbar einen Gießkemgrat aufweisen wird.
Eine andere Möglichkeit der Erkennung von Fällen, bei denen der
Gießkemeinsatz im Arbeitsschritt (b) nicht oder nicht richtig im Formhohlraum positioniert worden ist, besteht darin, dass im Formhohlraum ein
Kontrollformelement, wie eine Ausnehmung, ein Vorsprung oder ein
Fremdkörper, vorgesehen ist, das nach dem Positionieren des
Gießkemeinsatzes (Arbeitsschritt (b)) in den Formhohlraum durch den
Gießkemeinsatz gegenüber dem verbleibenden Rest des Formhohlraums abgeschirmt ist, dass überwacht wird, ob an dem nach dem Arbeitsschritt (d) erhaltenen Gießkem ein Formelement abgebildet ist, das zumindest abschnittsweise dem im Formhohlraum vorgesehenen Kontrollformelement entspricht, und dass im Fall, dass ein solches Formelement am erhaltenen Gießkem festgestellt wird, dieser Gießkem als Fehlteil aussortiert wird. Bei diesem Weg der Prozessabsicherung wird also im Formhohlraum des
Kemkastens ein zusätzliches Formelement vorgesehen, bei dem es sich um eine Ausnehmung, einen Vorsprung, einen Fremdkörper, eine
Farbstoffansammlung oder desgleichen handeln kann. Bei ordnungsgemäßem Sitz des Gießkemelnsatzes in dem Formhohlraum verhindert der
Gießkemeinsatz, dass der in den Formhohlraum zur Fertigstellung des Gleßkems eingebrachte Formstoff zu dem Kontrollformelement gelangt. Fehlt dagegen der Gießkemeinsatz oder ist der Gießkemeinsatz nicht richtig im Formhohlraum positioniert, so dringt der Formstoff beim Befüllen des
Formhohlraums bis zu dem betreffenden Kontrollformelement vor. In Folge dessen findet sich an einem Gießkem, bei dessen Erzeugung der
Gießkemeinsatz gefehlt hat oder unkorrekt positioniert war, ein Formelement, das zumindest bruchstückhaft ein Negativ des Kontrollformelements darstellt und das jedenfalls nicht vorhanden wäre, wenn für die Herstellung des jeweiligen Gießkems ein Gießkemeinsatz vor dem Einbringen des Formstoffe (Arbeitsschritt (c)) ordnungsgemäß positioniert worden wäre.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführurigsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Fig. 1 einen Kemkasten in geöffneter Stellung in einem Längsschnitt;
Fig. 2 einen Gießkemeinsatz in einem Längsschnitt;
Fig. 3 den Kemkasten gemäß Fig. 1 in geöffneter Stellung mit darin
eingesetztem Gießkemeinsatz gemäß Fig. 2 in einer Fig. 1
entsprechenden Schnittdarstellung;
Fig. 4 den Kemkasten gemäß Fig. 3 in geschlossener Stellung in einer Fig. 1 entsprechenden Schnittdarstellung;
Fig. 5 den Kemkasten gemäß Fig. 4 In geschlossener Stellung nach dem Einschießen von Gießkemformstoff in einer Fig. 1 entsprechenden Schhittdarstellung; Fig. 6 einen nach dem Aushärten des Gießkemformstoffs und dem Öffnen des Kemkastens gemäß Fig. 5 erhaltenen Gießkem in einer Fig. 1 entsprechenden Schnittdarstellung;
Fig. 7 einen Gießkemeinsatz in perspektivischer Ansicht;
Fig. 8 einen Gießkem in einer der Fig. 7 entsprechenden perspektivischen Ansicht.
Für die Herstellung eines in Fig. 6 in einer schematischen Schnittdarstellung und in Fig. 8 detailreicher dargestellten Gießkems G wird in einer
konventionellen, hier weiter nicht dargestellten Kernschießmaschine ein
Kemkästen 1 bereitgestellt, der ein oberes Kemkastenteil 2 und ein unteres Kemkastenteil 3 umfasst.
In den oberen und unteren Kemkästen 1 sind jeweils Ausnehmungen 4,5,67 eingeformt, von denen die Ausnehmung 4 des oberen Kemkastenteils 2 und die Ausnehmung 5 des unteren Kemkastenteils 3 bei geschlossenem Kemkästen 1 (Fig. 4, 5) gemeinsam einen Formhohlraum 8 bilden, dessen Form einem Negativ des herzustellenden Gießkems G entspricht. Die Ausnehmung 6 des oberen Kemkastenteils 2 und die Ausnehmung 7 des unteren Kemkastenteils 3 bilden dagegen bei geschlossenem Kemkästen 1 einen zusätzlichen, von dem ersten Formhohlraum 8 unabhängigen Formhohlraum 9, der ein Negativ eines Gießkemeinsatzes E darstellt.
Zwischen den aufeinandersitzenden Kemkastenteilen 2,3 verläuft in einer hier horizontal sich erstreckenden und die Formhohlräume 8,9 schneidenden Teilungsebene T eine Trennfuge 10. Die Trennfuge 10 mündet jeweils in den Formhohlräumen 8,9.
In das obere Kemkastenteil 2 sind in an sich bekannter Weise Füllöffnungen 11 ,12,13 eingeformt. Zum Einfüllen von Gießkemformstoff F in die Formhohlräume 8,9 fahren hier nicht gezeigte Schussdüsen in an sich bekannter Weise in die Füllöffnungen 11 - 13 ein, über die der
Gießkemformstoff F eingeschossen wird. In das untere Kemkastenteil 3 sind in ebenso bekannterWeise hier nicht dargestellte Ausstoßer vorgesehen, die den jeweils fertig gestellten Gießkem G aus dem dänn geöffneten Kemkasten 1 ausstoßen.
Für den Gießkem G gilt die Maßgabe, dass er an den Seitenflächen S1 ,S2 einer die Ausnehmungen A1 ,A2 des Gießkems G trennenden, im Inneren des Gießkems G angeordneten Wand W nach der Entformung aus dem Kemkasten 1 keinen Gießkemgrad K aufweisen darf, auch wenn die Ausnehmungen 4,5, welche die Wand W am zu fertigenden Gießkem G abformen, von der
Teilungsebene T durchschnitten werden, so dass die Trennfuge 10 in den die Seitenflächen S1,S2 des Gießkems G abformenden Innenflächen 14,15 des Formhohlraums 8 des Kemkastens 1 münden.
Um dieser Maßgabe zu entsprechen, ist in einem separaten Arbeitsgang in dem Formhohlraum 9 des Kemkastens 1 ein Gießkemeinsatz E erzeugt worden. Die Form des Formhohlraums 9 entspricht der Form desjenigen Abschnitts A des Formhohlraums 8, in dem die Trennfuge 10 auf die Innenflächen 14,15 des Formhohlraums 8 trifft, welche an dem Gießkem G die Seitenflächen S1,S2 abbilden. Dabei erstreckt sich der Abschnitt A ausgehend von einem verdickten Fußbereich in vertikaler Richtung bis etwa über zwei Drittel der Höhe der Wand W des herzustellenden Gießkems G und überdeckt dabei den
Mündungsbereich der Trennfuge 10.
Im Gegensatz zum Abschnitt A des Formhohlraums 8 ist der Formhohlraum 9 jedoch so ausgerichtet, dass die Teilungsebene T und entsprechend die Trennfuge 10 parallel zu den Innenflächen 16,17 des Formhohlraums 9 ausgerichtet sind, die die ebenen, an gegenüberliegenden Seiten des
Gießkemeinsatzes E vorgesehenen Seitenflächenabschnitten SF1.SF2 des Gießkemeinsatzes E abbilden. Die Teilungsebene T und die Trennfuge 10 schneiden daher den Formhohlraum 8,9 nicht im Bereich seiner hier in horizontaler Richtung H ausgerichteten Innenflächen 16,17, sondern im Bereich seiner Schmalseiten 18,19, die sich in vertikaler Richtung V erstrecken.
Zur Herstellung des Gießkems G wird der Gießkemeinsatz E Im Abschnitt A des Kemkastens 1 mit seinem verdickten Fuß in die in den unteren
Kemkastenteil 3 eingeformte Ausnehmung 4 gesetzt (Fig. 3).
Anschließend wird der obere Kemkastenteil 2 abgesenkt, bis er dicht auf dem unteren Kemkastenteil 3 sitzt (Fig. 4). Bei geschlossenem Kemkasten 1 nimmt der Gießkemeinsatz E den Abschnitt A des Formhohlraums 8 vollständig ein und liegt mit seinen Seitenflächenabschnitten SF1 ,SF2 dicht an der jeweils zugeordneten Innenfläche 14,15 des Formhohlraums 9 an. Dabei überdecken die Seitenflächenabschnitte SF1.SF2 des Gießkemeinsatzes E die
Mündungsbereiche der Trennfuge 10, so dass diese gegenüber dem offenen, bis dahin noch von Formstoff freien Restbereich 20 des Formhohlraums 8 abgeschirmt sind.
Anschließend wird mittels der voranstehend schon erwähnten Schussdüsen über die Füllöffnungen 11 und 12 Gießkemformstoff F in den Formhohlraum 8 geschossen. Der Gießkemformstoff F füllt den Formhohlraum 8 vollständig und kommt dabei mit den dem offenen Teil des Formhohlraums 8 zugeordneten Schmalseiten des Gießkemeinsatzes E in Kontakt, so dass nach Abschluss des Füllvorgangs der Gießkemeinsatz E an seinen seitlichen Schmalseiten und seiner Oberseite vollständig in den Gießkemformstoff F eingebettet ist.
Gleichzeitig mit dem Einschießen von Gießkemformstoff F in den
Formhohlraum 8 wird zur separaten Herstellung eines neuen
Gießkemeinsatzes E‘ auch Gießkemformstoff F in den Formhohlraum 9 geschossen, bis dieser vollständig gefüllt ist (Fig. 5).
Anschließend wird der in die Formhohlräume 8,9 eingefüllte Gießkemformstoff F abhängig vom jeweils verwendeten Bindersystem durch Wärmebeaufschlagung, Feuchtigkeitsentzug oder Begasung ausgehärtet.
Dabei bildet sich zwischen dem Gießkemeinsatz E und dem an ihm
anliegenden Gießkemformstoff F eine formschlüssige Verbindung der an den Seitenflächen ineinander greifenden Körner des Gießkemeinsatzes E und des von dem Gießkemeinsatz E nicht eingenommenen restlichen Teil des
Gießkems G bildenden Gießkemfomnstoffs F. Gleichzeitig bilden sich
zumindest lokal stoffschlüssige Verbindungen zwischen dem Gießkemformstoff F des Gießkemeinsatzes E und dem in den Formhohlraum 8 eingefüllten Gießkemformstoff F in Folge des Verklebens von Binder, der Im In den
Formhohlraum 8 eingefüllten Gießkemformstoff F vorhanden ist, mit den
Formstoffkömem des Gießkemeinsatzes E. Auf diese Weise ist beim fertig ausgehärteten Gießkem G der Gießkemeinsatz E fest in den Gießkem G integriert.
Die Übergangsbereiche U, an denen die Seitenflächenabschnitte SF1.SF2 in die angrenzenden Seitenflächenabschnitte SF1 ,SF2 des Gießkems G
übergehen, sind dabei frei von Sprüngen oder sonstigen Unebenheiten.
Genauso sind die Seitenflächenabschnitte SF1.SF2 den an sie gestellten Anforderungen entsprechend vollständig gratfrei. Im Gegensatz bildet sich an den restlichen, nicht durch die Seitenflächenabschnitte SF1 ,SF2 des
Gießkemeinsatzes E eingenommenen Flächen dort, wo die Trennfuge 10 jeweils in dem Formhohlraum 8 mündet, ein Gleßkemgrat K.
Der gleichzeitig mit dem Gießkem G erzeugte Gießkemeinsatz E‘ steht für einen weiteren Durchlauf des hier beschriebenen Verfahrens zur Verfügung, bei dem ein weiterer Gießkem G unter Verwendung des betreffenden, unabhängig von ihm vorproduzierten Gießkemeinsatzes E erzeugt wird.
Im vorliegenden Beispiel ist für die Herstellung des Gießkems G und des Gießkemeinsatzes E derselbe handelsübliche Gießkemformstoff F verwendet worden, der in bekannter Weise aus einem Formsand, einem organischen oder anorganischen Binder und Additiven gemischt war. Aufgrund der vollständig unabhängigen Fertigung hätte jedoch für die Erzeugung des Gießkemeinsatzes E auch ein anderer Formstoff eingesetzt werden können, um beispielsweise im Bereich der Seitenflächenabschnitte SF1.SF2 eine besondere
Oberflächenqualität zu erreichen.
BEZUGSZEICHEN
1 Kemkasten
2 oberes Kemkastentell des Kemkastens 1
3 unteres Kemkastenteil des Kemkastens 1
4 - 7 Ausnehmungen des oberen und unteren Kemkastenteils 2,3
8 erster Formhohlraum des Kemkastens 1
9 zusätzlicher Formhohlraum des Kemkastens 1
10 Trennfuge des Kemkastens 1
11 - 13 Füllöffnung des oberen Kemkastenteils 2
14,15 Innenflächen des Formhohlraums 8
16,17 Innenflächen des Formhöhlraums 9
18,19 Schmalseiten des Gießkemelnsatzes E
20 freier Restbereich des Formhohlraums
A von dem Gießkemeinsatz E eingenommener Abschnitt des
Formhohlraums 8
A1 ,A2 Ausnehmungen des Gießkems G
E Gießkemeinsatz
E‘ neu hergestellter Gießkemeinsatz
H horizontale Richtung
F Gießkemformstoff
G Gießkem
K Gießkemgrad
S1 ,S2 Seitenflächen der Wand W des Gießkems G
SF1 ,SF2 Seitenflächenabschnitte des Gießkemeinsatzes E
T Teilungsebene des Kemkastens 1
U Übergangsbereiche U, an denen die Seitenflächenabschnitte
SF1 ,SF2 in die angrenzenden Seltenflächenabschnitte SF1 ,SF2 des Gießkems G übergehen
V vertikale Richtung
W Wand des Gießkems G

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zum Herstellen eines verlorenen Gießkems (G), der eine
Seitenfläche (S1.S2) aufweist, in einem Kemkästen (1), der aus mindestens zwei Kemkastenteilen (2,3) zusammengesetzt ist, zwischen denen bei geschlossenem. Kemkästen (1 ) eine Teilungsebene (T) verläuft, und der einen Formhohlraum (8) begrenzt, der die Form des herzustellenden Gießkems (G) bestimmt und in dem eine die Seitenfläche (S1.S2) des Gießkems (G) abbildende Innenfläche (14,15) vorgesehen Ist, durch die die Teilungsebene (T) des Kemkastens (1) verläuft, umfassend folgende Arbeitsschritte:
(a) Erzeugen eines Gießkemeinsatzes (E) in einem Stück aus einem
Gießkemförmstoff (F), der aus einem Formgrundstoff und einem Binder sowie optional aus ein oder mehreren Additiven gemischt ist, wobei der Gießkemeinsatz (E) einem Abschnitt des herzustellenden Gießkems (G) entspricht, und wobei der Gießkemeinsatz (E) mindestens einen Seitenflächenabschnitt (SF1 ,SF2) trägt, der gleich einem korrespondierenden Abschnitt der Seitenfläche des
herzustellenden Gießkems (G) ist;
(b) Positionieren des Gießkemeinsatzes (E) in dem Formhohlraum (8) des Kemkastens (1 ) an einer Position, in der der Gießkemeinsatz (E) mit seinem Seitenflächenabschnitt (SF1 ,SF2) den Platz
einnimmt, den beim fertig hergestellten Gießkem (G) der
korrespondierende Abschnitt der Seitenfläche (S1 ,S2) des Gießkems (G) einnimmt, wobei die Teilungsebene (T) des
Kemkastens (1) durch den Seitenflächenabschnitt (SF1.SF2) des in dem Kemkasten (1) positionierten Gießkemeinsatzes (E) verläuft;
(c) Einbringen eines Gießkemformstoffs (F), der aus einem
Formgrundstoff und einem Binder sowie optional aus ein oder mehreren Additiven gemischt ist, in den Formhohlraum (8) des Kemkastens (1), um den restlichen Gießkem (G) herzustellen, wobei der in den Formhohlraum (8) eindringende Gießkemformstoff (F) in Kontakt mit dem in dem Formhohlraum (8) sitzenden
Gießkemeinsatz (E) kommt;
(d) Verfestigen des in den Formhohlraum (8) eingebrachten
Gießkemformstoffs (F) unter Ausbildung einer form- und/oder stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem in den Formhohlraum (8) eingebrachten Gießkemformstoff (F) und dem Gießkemeinsatz (E).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formstoff, aus dem der Gießkemeinsatz (E) geformt wird, sich von dem Gießkemformstoff (F) unterscheidet, aus dem der restliche Gießkem (G) geformt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formstoff, aus dem der Gießkemeinsatz (E) geformt wird, derselbe ist wie der Gießkemformstoff (F), aus dem der restliche Gießkem (G) geformt wird.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass dem Gießkemeinsatz (E) bei seiner Erzeugung (Arbeitsschritt (a)) an seinen mit dem den restlichen Gießkem (G) bildenden Gießkemfbrmstoff (F) in Kontakt kommenden Flächenabschnitten eine Vorsprünge, Ausnehmungen und/oder
Hinterschneidungen aulweisende Oberflächenstruktur verliehen wird, an der sich, wenn der Im Arbeitsschritt (c) in den Keimkasten (1) eingebrachte Gießkemformstoff (F) auf die jeweiligen Flächenabschnitte stößt, eine förmschlüssige Verkopplung des Gießkemeinsatzes (E) mit dem mit ihm in Kontakt kommenden Gießkemformstoff (F) einstellt.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Volumen an Gießkemformstoff (F), der im Arbeitsschritt (c) in den Formhohlraum (8) des Kemkastens (1) eingebracht wird, erfasst wird und ein Alarmsignal abgegeben wird, wenn das eingebrachte Volumen einen Grenzwert überschreitet.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in dem Formhohlraum (8) eiri
Zusatzformelement, wie eine Ausnehmung, ein Vorsprung oder ein
Fremdkörper, vorgesehen ist, das nach dem Positionieren des
Gießkemeinsatzes (Arbeitsschritt (b)) in den Formhohlraum (8) durch den Gießkemeinsatz (E) gegenüber dem verbleibenden Rest des
Förmhohlraums (8) abgeschirmt ist, dass überwacht wird, ob an dem nach dem Arbeitsschritt (d) erhaltenen Gießkem (G) ein Formelement abgebildet ist, das zumindest abschnittsweise einem Negativ des im
Formhohlraum (8) vorgesehenen Zusatzförmelements entspricht, und dass im Fall, dass ein solches Formelement am erhaltenen Gießkem (G) festgestellt wird, dieser Gießkem (G) als Fehlteil aussortiert wird.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsschritte (a) - (d) in serieller Folge wiederholend durchlaufen werden und der Keimkasten (1 ) zusätzlich zu dem Formhohlraum (8), in dem in dem einen Durchlauf der
Arbeitsschrittfolge (a) - (d) der Gießkemeinsatz (E) positioniert
(Arbeitsschritt (b)) und anschließend der herzustellende Gießkem (G) durch Einbringen des Gießkemförmstoffe (F) fertig abgeformt wird (Arbeitsschritt (c)), einen zusätzlichen Formhohlraum (9) umfasst, in dem zeitgleich mit dem Einfüllen des Gießkemförmstoffe (F) in den für den Gießkem (G) vorgesehenen Formhohlraum (Arbeitsschritt (c)) derjenige neue
Gießkemeinsatz (E‘) abgeformt wird, der für den nächstfolgend absolvierten Durchlauf benötigt wird (Arbeitsschritt (a) des nächstfolgenden Durchlaufe der Arbeitsschritte (a) - (d)).
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