VERLORENER KERN MIT ARMIERUNGSELEMENT ZU DESSEN ENTFERNUNG

Die Erfindung betrifft einen verlorenen Kern, insbesondere für Druckgiessformen und dessen Verwendung beim Druckgiessen.

Im Druckguss werden Dauerformen aus Stahl verwendet, um Schmelze von meist niedrig schmelzenden Legierungen in den Formholraum, der durch die Dauerform abgebildet wird, einzuspritzen. Dieser Formhohlraum bildet somit die dreidimensionale Geometrie des zu giessenden Bauteiles ab. Hierbei können Bauteilhohlräume und Hinterschnitte nur zum Teil und / oder mit Hilfe von Schiebern verwirklicht werden.

Der Einsatz von Schiebern vermindert zudem die Produktivität da zusätzliche Fahrbewegungen der Schieber erst beendet werden müssen, bevor das Gussteil aus der Form ausgestossen werden kann.

Mittels eines Schiebers können lediglich konzentrische Querschnitte in Kanälen oder Hohlräumen dargestellt werden. Um Schieber sicher ziehen zu können, müssen Kernpartien eine Ausformschräge aufweisen, so dass zylindrische oder parallele Kanäle noch eine, sich anschliessende mechanische Bearbeitung (z. B. durch Bohren oder Fräsen) erfordern.

Gewisse Bauteile, wie z.B. Pumpengehäuse, Rohrkörper und andere Geometrien mit stark ausgeprägten oder komplexen Hohlräumen, müssen in Schalenbauweise hergestellt werden. Hierbei werden zwei oder mehrere Komponenten (Schalen) des Bauteiles gegossen, die dann durch verschiedene Fügeverfahren wie Kleben, Pressen, Nieten oder Schweissen zu dem fertigen Bauteil zusammengefügt werden.

Zudem sind die Formstähle, aus denen Dauerformen hergestellt werden, einem Ver- schleiss durch Temperaturwechsel, Kavitation, Erosion und Korrosion ausgesetzt, Diese Verschleissteile müssen von Zeit zu Zeit kostenintensiv ersetzt werden.

Um die Temperatur über die Wärmeabfuhr von Schmelzen in Dauerformen aus Stahl zu kontrollieren, werden in die Form Kühl- und Heizkanäle (Temperierkanäle) eingebracht, durch die ein Medium zirkuliert. Hiermit soll erreicht werden, dass einerseits die Schmelze im Anschnittbereich so lange wie möglich in der flüssigen Phase bleibt um effektiv durch hohen Druck in einer Nachdruckphase das Gussteil nachspeisen zu können. Andererseits sollen, je nach Bedarf, gewisse Partien am Gussteil unterschiedlich schnell erstarren um Erstarrungslunker ganz zu vermeiden oder diese zumindest in Bereiche zu verlagern, in denen sie die Funktion des Gussteiles nicht negativ beeinflussen können.

Durch die relativ langsame Wärmeleitung durch den Stahl zu den Temperierkanälen hin ist dieses System allerdings zu träge, was eine effektive Beeinflussung der Wärmeableitung erschwert.

Seit längerem werden verlorene Kerne auch durch die Verwendung von Einlagen oder durch Umgiessen/Umschiessen/Umhüllen dieser Einlagen hergestellt. Hierbei dient die Einlage dazu, den verlorenen Kern zu stützen und/oder als Kernlager um den verlorenen Kern in der Giessform zu fixieren.

Bekannt sind weiterhin verlorene Kerne, wie zum Beispiel Salzkerne um die vorgenannten Nachteile zu verringern. Gemäss DE-A-102004006600 werden derartige Kerne durch mischen eines körnigen Salzes mit einem phosphathaltigen Binder und nachfolgende Formgebung in einem Formwerkzeug hergestellt. Nach EP-A-1293276 ist der Kern mit einem Einlegeteil verbunden und in der USP 5165464 ist offenbart, einen metallischen Kern mit einem Salzmantel zu umgiessen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen verlorenen Kern, insbesondere für Druckgiessformen mit erweitertem Einsatzbereich zu schaffen und der auch einfach entfernbar ist. Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäss ist der verlorene Kern mit einer „Armierung" versehen, die nach dem Giessvorgang aus dem Kern gezogen werden kann und die zugleich geeignet ist, die

mechanischen Eigenschaften des Kernes örtlich zu beeinflussen. Der Kern kann mechanisch vorgeschädigt werden und das entkernen wird dadurch zumindest vereinfacht. Der Kern kann ein normaler Sand- oder Salzkern o. dgl. sein und dessen Anwendung ist nicht auf das Druckgiessen begrenzt.

Drähte oder ein Drahtgeflecht, die aus Widerstandsleitern (Heizdrähten) bestehen, werden in den Kern eingebracht. Somit werden verlorene Kerne mit eingelegten Heizdrähten als „Wärmehandlungseinrichtung" nutzbar.

Die Armierungsdrähte schädigen den Kern mechanisch vor und eine Wärmebehandlung kann mit der Hitze der Kerne durchgeführt werden. Es können örtlich unterschiedliche Wandstärken und damit die einzustellenden mech. Eigenschaften gezielter örtlich beeinflusst werden.

Mit den Heizdrähten können zudem im Kern die notwendigen Zerfallstemperaturen erreicht werden.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.

Die Armierung kann in Form von flexiblen Drahtnetzen, Drahtgeflechten und/oder Kunststoff netzen, Kunststoffgeflechten, Stiften oder anderen Einrichtungen in verlorene Kerne eingelegt (eingefügt, eingebracht) sein.

Derartige Armierungen sind zwar grundsätzlich bekannt, z. B. im Bauwesen, doch soll in jedem Fall die Festigkeit des jeweiligen Bauteiles erhöht werden, eine Entfernung der Armierung oder gar eine Zerstörung des armierten Bauteiles ist dabei weder vorgesehen noch erwünscht, so dass dieser Stand der Technik auch keinerlei Anregungen für die erfindungsgemässe Lösung liefern kann.

Durch die beim Druckguss vorherrschenden Bedingungen - hohe Drücke und hohe Fliessgeschwindigkeiten der Schmelze - müssen verlorene Kerne besonders robust sein. Dies erschwert nach dem Giessen die Entfernung eben dieser Kerne.

Durch das Einlegen eines oder mehrerer Drahtnetze/Drahtgeflechte und/oder Kunststoffnetze/Kunststoffgeflechte, Stiften o. dgl. in einen verlorenen Kern kann durch das mechanische Ziehen eben dieser durch mechanische Zerstörung des Kernes erreicht werden, dass

> durch die so entstehenden Hohlräume in Druckgussteilen kann der Kern (mittels Vibration oder Einbringen von Impulsen oder durch Herauslösen (chemisch und oder physikalisch) des Kernmaterials) nach innen (in den Hohlraum, der durch das Herausziehen der Armierung entsteht) kollabieren. So wird eine leichtere Entkern- barkeit von verlorenen Kernen, insbesondere im Druckguss erreicht. Dies ist zum Beispiel bei medienführenden Hohlräumen/Kanälen mit geringem Querschnitt bis anhin nicht immer möglich gewesen

> bei Druckgussteilen, bei denen bestimmungsgemäss nicht eine restlose Entfernung des verlorenen Kernes notwendig ist, kann so eine ausreichende Entkernung durch mechanische Zerstörung des Kernes und anschliessendes Ausleeren der Kernreste erreicht werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen erfindungsgemässen Kern zur Abbildung eines Hohlraumes.

Der Kern 1 umfasst das Kernmaterial 2 und ein Drahtgeflecht 3 mit einer Zuglasche 4, die aus dem Kernmaterial herausragt. Der Kern 1 wird in eine nicht dargestellte Druck- giessform eingesetzt und nach Erstarrung des Gussteiles kann das Drahtgeflecht 3 maschinell oder manuell aus dem Kern 1 gezogen werden. Anschliessend wird der Kernraum gespült um das Kernmaterial 2 vollständig auszuwaschen.