(19)
(11) EP 1 749 597 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
07.02.2007  Patentblatt  2007/06

(21) Anmeldenummer: 05016073.8

(22) Anmeldetag:  25.07.2005
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
B22C 9/10(2006.01)
B22C 7/00(2006.01)
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL BA HR MK YU

(71) Anmelder: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
80333 München (DE)

(72) Erfinder:
  • Irmisch, Stefan, Dr.
    33458 Jupiter, Florida (US)

   


(54) Gießvorrichtung und -verfahren zur Herstellung von Gusskörpern


(57) Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gießwerkzeug (60) zur Herstellung von Gusskörpern (20), mit mindestens zwei eine Gussform (61) bildenden Gussformteilstücken (32, 34), die, in einer Trennfläche (36) aneinander liegend, einen Gusshohlraum (38) umschließen und mit an den Gussformteilstücken (32, 34) angeordneten Innenoberflächen (40), die den Gusshohlraum (38) begrenzen und die durch ihre Gestalt die Raumform (42) des Gusskörpers (20) vorgeben. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Gusskörpers mit einem gattungsgemäßen Gießwerkzeug.
Um eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels der Hinterschneidungen am Gusskörper (20) besonders einfach herstellbar sind, wird vorgeschlagen, dass zum Herauslösen des Gusskörpers (20) aus der Gussform (61) nach dem Aushärten des Gusskörpers (20) mindestens ein Teil (62) der am Gusskörper (20) anliegenden Innenoberfläche (40) von diesem unter zeitweiliger Veränderung ihrer Gestalt entfernbar ist.




Beschreibung


[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gießwerkzeug zur Herstellung von Gusskörpern, mit mindestens zwei eine Gussform bildenden Gussformteilstücken, die, in einer Trennfläche aneinander liegend, einen Gusshohlraum umschließen und mit an den Gussformteilstücken angeordneten Innenoberflächen, die den Gusshohlraum begrenzen und die durch ihre Gestalt die Raumform des Gusskörpers vorgeben. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Gusskörpers mit einem gattungsgemäßen Gießwerkzeug.

[0002] Es ist bekannt, hochtemperaturbelastete Gasturbinenschaufeln durch Gießverfahren herzustellen. Diese Gasturbinenschaufeln sind hohl ausgebildet und werden beim Einsatz in einer Gasturbine von einem Kühlmittel durchströmt, damit sie den auftretenden Temperaturen standhalten können. Um den vom Kühlmittel durchströmten Hohlraum beim Gießen der Turbinenschaufel zu schaffen, werden so genannte verlorene Gusskerne in die dafür verwendete Gießvorrichtung eingesetzt. Nach dem Gießen der Turbinenschaufel werden die Gusskerne durch Auslaugen oder Ausspülen entfernt. In der Turbinenschaufel bleibt der Hohlraum zurück.

[0003] Diese Gusskerne werden ebenfalls in Gießvorrichtungen gegossen. Zur Herstellung der Gusskerne für innengekühlte Gasturbinenschaufeln werden mittlerweile hochkomplexe Ausgestaltungen und Formen mit mehrfach Kühlluftserpentinen, mit Rippen, mit Turbolatoren und/oder Sockelfeldern benötigt, deren gusstechnische Herstellung schwierig ist.

[0004] FIG 1 zeigt einen einstückigen Gusskörper 20, der als verlorener Gusskern zum Herstellen des Kühlhohlraumes einer gegossenen Gasturbinenschaufel verwendet wird. Der Gusskörper 20 wird in einer geeigneten Gießvorrichtung hergestellt und hinterlässt in einer gegossenen Gasturbinenschaufel Hohlräume, in denen beim Betrieb Kühlluft zur Kühlung der Gasturbinenschaufel strömt. In der Gasturbinenschaufel bilden die in FIG 1 mit der Bezugsziffer 22 bezeichneten Formelemente schaufelfußseitige Kanäle, die augrund der später auch herausgelösten Formteile 24 in im Schaufelprofil der Gasturbinenschaufel angeordnete Kühlkanäle übergehen.

[0005] Zur Herstellung des Gusskörpers 20 sind metallische Gießwerkzeuge 30 bekannt, so wie in FIG 2 gezeigt. Die Gießwerkzeuge 30 weisen mindestens zwei Gussformteilstücke 32, 34 auf, die in einer Trennfläche 36 aneinander liegen. Die Gussformteilstücke 32, 34 umschließen einen Gusshohlraum 38, der eine beliebige Gestalt aufweisen kann. Die Gestalt kann beispielsweise die eines als Gusskern einsetzbaren Gusskörpers 20 sein. Dementsprechend zeigt der Schnitt durch ein Gießwerkzeug 30 gemäß FIG 2 mehrere Gussteilhohlräume 38a, 38b, 38c die in ihrer dreidimensionalen Gestalt miteinander verbunden sind. Der in FIG 2 gewählte Schnitt durch das Gießwerkzeug 30 liegt beispielsweise bei dem in FIG 1 gezeigten Gusskörper 20 an der mit der Schnittlinie II gekennzeichneten Position, wobei FIG 1 die Gussformteilstücke 32, 34 nicht zeigt.

[0006] Jedes Gussformteilstück 32, 34 weist somit eine Innenoberfläche 40 auf, die den Gusshohlraum 38 begrenzen und die durch ihre Gestalt die Raumform 42 des Gusskörpers 20 vorgeben.

[0007] Die Gussteilstücke 32, 34 sind dazu von einem nicht dargestellten Antrieb bzw. einer Antriebsvorrichtung gradlinig in Verschieberichtung V aufeinander zu bewegbar. Die Verschieberichtung V verläuft quer zur Trennfläche 36.

[0008] Zur serienmäßigen Herstellung von Gusskörpern 20 werden die beiden Gussformteilstücke 32, 34 aufeinander zu bewegt, bis diese in der Trennfläche 36 aneinander liegen. Anschließend wird der Gusshohlraum 38 mit einem keramischen Gussmaterial aufgefüllt. Nach dem Aushärten des Gussmaterials bzw. des Gusskörpers 20 werden die Gussformteilstücke 32, 34 entlang der Verschieberichtung V auseinander gezogen. Dabei wird der Gusskörper 20 freigelegt.

[0009] Aufgrund der vorgegebenen Verschieberichtung sind Verzweigungen und Gabelungen des Gusskörpers nur in der Trennfläche des Gussformteilstückes möglich. Es sind keine geometrischen Formen für Gusskörper herstellbar, die eine Hinterschneidung quer zur Trennfläche aufweisen. Wären sich quer zur Trennflächen erstreckende Hinterschneidungen am Gusskörper angeordnet, so würde der Gusskörper in einem der beiden Gussformteilstücke unlösbar verhakt sein, d.h. um den Gusskörper zu lösen, müsste das betreffende Gussformteilstück zerstört werden.

[0010] FIG 3 zeigt eine darüber hinaus bekannte Ausgestaltung eines Gießwerkzeuges 30 zur Herstellung von Gusskörpern 20. Die Gießvorrichtung ist in FIG 3 lediglich teilweise dargestellt. Die beiden Gussformteilstücke 32, 34 sowie ein drittes Gussformteilstück 44 liegen in einer zweiten Trennfläche 46 aneinander. Aufgrund der Teildarstellung der Gießvorrichtung 30 in FIG 3 ist nicht gezeigt, dass sowohl ein freistehender Zapfen 54 als auch zwei weitere Formteile des dritten Gussformteilstücks 44 als ein Element verschiebbar sind.

[0011] Mindestens eines der beiden Gussformteilstücke 32, 34 ist entlang der Verschieberichtung V verschiebbar. Außerdem ist das dritte Gussformteilstück 44 entlang einer zweiten Verschieberichtung W verschiebbar, um nach der Herstellung des ausgehärteten Gusskörpers 20 dieses im Gießwerkzeug 30 freizulegen. Dies erlaubt eine Serienfertigung.

[0012] In FIG 4 ist das Gießwerkzeug 30 in einer Ansicht von unten dargestellt. Das dritte Gussformteilstück 44 weist zwei Öffnungen bzw. zwei Hohlräume 50 auf, die zur Herstellung der Formteile 22 des Gusskörpers 20 (gemäß FIG 1) geeignet sind. Zwischen den beiden Hohlräumen 50 verläuft ein Steg 52, an dem, wie FIG 3 zeigt, der freistehende, in den Hohlraum 38 hineinragende Zapfen 54 vorgesehen ist. Ebenso wie die beiden Gussformteilstücke 32, 34 weisen sowohl das dritte Gussformteilstück 44 als auch der dazu zugehörige Zapfen 54 Innenoberflächen 40 auf, die insgesamt den Gusshohlraum 38 begrenzen und durch ihre Gestalt die Raumform 42 des Gusskörpers 20 vorgeben.

[0013] Mit einem derartigen Gießwerkzeug 30 sind auch Hinterschneidungen möglich, wobei zwei quer zueinander verschiebbare Gussformteilstücke 32 und 44 oder 34 und 44 zur Herstellung einer Hinterschneidung benötigt werden.

[0014] Um jedoch Hinterschneidungen in gegossenen Bauteilen, beispielsweise Gasturbinenschaufeln herzustellen, werden mehrere Teilkerne zu einem "gebauten" Gusskern zusammengesetzt. Es werden somit an bereits bestehende Teilkerne weitere Elemente angefügt. Dieser manuelle Prozess ist jedoch teuer und führt bei damit hergestellten Bauteilen oder damit hergestellten Gasturbinenschaufeln zu ungewünscht großen herstellungsbedingten Toleranzschwankungen.

[0015] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gießwerkzeug zur Herstellung von Gusskörpern anzugeben, die in beliebiger Richtung liegende Hinterschneidungen aufweisen und eine Serienfertigung ermöglichen. Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das eine Serienfertigung erlaubt.

[0016] Die Aufgabe wird durch ein Gießwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu schlägt die Erfindung vor, dass bei einem gattungsgemäßen Gießwerkzeug zum Herauslösen des Gusskörpers aus der Gussform nach dem Aushärten des Gusskörpers mindestens ein Teil der am Gusskörper anliegenden Innenoberfläche von diesem unter zeitweiliger Veränderung ihrer Gestalt entfernbar ist.

[0017] Die Erfindung schlägt vor, dass zur Erzeugung von Hinterschneidungen in Gusskörpern die Gussformteilstücke Teilflächen mit geometrisch veränderbaren Formen aufweisen. Zumindest eines der Gussformteilstücke, die aneinander liegend den Gusshohlraum umschließen, weist somit eine Innenoberfläche auf, die teilweise flexibel oder veränderbar ist. Mit einer derartigen Gießvorrichtung bzw. einen derartigen Gießwerkzeug können einteilige Körper gegossen werden, die, trotz ausschließlich mehrfach verwendbarer Gussformteilstücke, Hinterschneidungen aufweisen können. Bisher waren solche Hinterschneidungen nur mit gebauten Gusskernen oder mit verlorenen Gusskernen, die einen starren Teil der Innenoberfläche bildeten, möglich.

[0018] Damit das für die Hinterschneidung maßgebliche Gussformteilstück vom Gusskörper getrennt werden kann, wird nach dem Erstarren des Gussmaterials, beispielsweise einer Keramik, der flexible Teil der Innenoberfläche von einer zweiten Position in eine erste Position, der Ausgangsposition, zurückgebracht, so dass dann das Gussformteilstück aus dem Gusskörper herausgezogen werden kann. Die gewünschte Raumform des Gusskörpers bleibt erhalten.

[0019] Grundsätzlich erlaubt die Erfindung die Erzeugung von entlang der Bewegungsrichtung des betreffenden Gussformteilstückes und somit quer zur Trennfläche verzweigten Gusskörpern. Daneben können auch in einem Bereich des Gusskörpers Hinterschneidungen erzeugt werden, ohne dass der zu fertigende Gusskörper nachbearbeitet werden muss.

[0020] Der Vorteil dieser Erfindung liegt also in der Zeit- und Kostenersparnis, da die aufwändige Zusammensetzung von Gusskörpern mit Hinterscheidungen wegfällt. Es können mit ausschließlich wiederverwendbaren Gussformteilstücken einstückige Gusskörper mit äußerst komplexen Geometrien in Großserie hergestellt werden.

[0021] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.

[0022] In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gießwerkzeug eine Innenoberfläche mit dem veränderbaren Teil auf, wobei der veränderbare Teil relativ zu dem restlichen, starren Teil der Innenoberfläche von einer ersten Position in eine zweite Position veränderbar ist. Der veränderbare Teil der Innenoberfläche gibt in der zweiten Position die Raumform des Gusskörpers vor, wohingegen in der ersten Position das Gussformteilstück vom Gusskörper herausgelöst werden kann. Ist der veränderbare Teil der Innenoberfläche in der ersten Position, so weist das zugehörige Gussformteilstück ein geringeres Volumen auf, als bei in der zweiten Position gelagertem Teil.

[0023] Zweckmäßiger Weise weist das Gießwerkzeug ein drittes Gussformteilstück auf, welches in einer zweiten Trennfläche an die beiden ersten Gussformteilstücke anlegbar ist, wobei die zweite Trennfläche quer, vorzugsweise senkrecht, zur ersten Trennfläche liegt. Dabei kann der veränderbare Teil der Innenoberfläche an dem ersten Gussformteilstück und/oder an dem zweiten Gussformteilstück und/oder an dem dritten Gussformteilstück vorgesehen sein.

[0024] Die Erzeugung von Hinterschneidungen und/oder Verzweigungen im Gusskörper ist vorteilhafter Weise durch die Verlagerung des veränderbaren Teils von der ersten Position in die zweite Position erreichbar, wenn die Ausdehnungsrichtung des veränderbaren Teils annähernd parallel - und nicht senkrecht - zur Trennfläche liegt. Mit anderen Worten: da zur Serienfertigung das Gießwerkzeug, bzw. die Gussformteilstücke gegeneinander bewegbar sind und da die Bewegungsrichtung der Gussformteilstücke quer zu den Trennflächen liegen, können Hinterschneidungen in Gusskörpern mit dem erfindungsgemäßen Gießwerkzeug auch dann erzielt werden, wenn die Hinterschneidung und/oder Verzweigung quer zur Trennfläche des betreffenden Gussformteilstücks, d.h. in Bewegungsrichtung sich erstreckt.

[0025] In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der veränderliche Teil der Innenoberfläche von einer beweglichen Membran gebildet. Membranen sind kostengünstig verfügbar. Außerdem ist die Anbindung einer Membran an den starren Teil der Innenoberfläche vergleichsweise einfach zu bewerkstelligen.

[0026] Der veränderbare Teil der Innenoberfläche bzw. die Membran ist mittels eines pneumatischen, hydraulischen oder elektrisch-mechanischen Antriebs bewegbar.

[0027] Besonders einfach ist die Ausgestaltung des Gießwerkzeuges, bei dem mindestens eines der Gussformteilstücke einen Hohlraum aufweist, welcher vom Gusshohlraum durch die bewegliche Membran getrennt ist. Die Membran kann von der zweiten Position in den Hohlraum in die erste Position zurückverlagert werden. Um dies zu bewerkstelligen, ist dem Hohlraum ein gasförmiges oder flüssiges, das flexible Teil bewegende Medium zu- oder aus diesem abführbar. Der flexible Teil ist so geschaffen, dass er eine bevorzugte Raumverteilung (Gestalt) oder Form aufweist, die sich ohne äußere Einwirkungen selbsttätig herstellt und dabei der zweiten Position entspricht. Dadurch ist es möglich, dass die gesamte Innenoberfläche die Gestalt annimmt, die die Raumform des Gusskörpers vorgibt. Die Raumverteilung stellt die benötigte Formsteifigkeit des veränderbaren Teils bereit, die während des Auffüllens des Gusshohlraums mit Gussmaterial, beispielsweise zähflüssiger Keramik, nötig ist, damit das Gasmaterial währenddessen die Gussform nicht verändert.

[0028] Nur unter Aufwendung einer Mindestkraft, die größer ist als der Fülldruck des Gussmaterials, wird der flexible Teil von der zweiten Position in die erste Position verlagert. Diese Mindestkraft kann durch ein gasförmiges oder flüssiges Medium oder durch einen pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antrieb auf das bewegliche Teil übertragen werden. Beispielsweise ist der im Gussformteil vorhandene Hohlraum, in den die bewegliche Membran zum Herauslösen des Gusskörpers zurückbewegt werden kann, mit einer Flüssigkeit gefüllt. Durch das Heraussaugen der Flüssigkeit mittels Unterdruck kann der bewegliche Teil der Innenoberfläche aus der zweiten Position in die erste Position verlagert werden, wodurch das zugeordnete Gussformteilstück aus dem Gusskörper herauslösbar ist. Falls erforderlich, ist in dem zugeordneten Gussformteilstück sogar eine Zuleitung für Luft vorgesehen, die am flexiblen Teil mündet, damit, wenn der flexible Teil sich vom Gusskörper entfernt, kein Unterdruck oder Vakuum an dieser Stelle entsteht.

[0029] Stattdessen könnte auch der Hohlraum mit einem Gas unter Druck gesetzt werden, welches das veränderbare Teil in die zweite Position bewegt. Denkbar wäre auch eine Mechanik, die den beweglichen Teil von der zweiten Position in die erste Position und umgekehrt bewegt.

[0030] Die auf das Verfahren gerichtete Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst.

[0031] Die für die Vorrichtung erreichten Vorteile gelten sinngemäß auch für das Verfahren.

[0032] Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
FIG 1
einen als Gusskern ausgebildeten Gusskörper zur Herstellung einer Gasturbinenschaufel mit radialen Kühlluftkanälen,
FIG 2
ein Gießwerkzeug im Querschnitt zur Herstellung eines Gusskörpers bzw. eines Gusskerns gemäß FIG 1,
FIG 3
ein Gießwerkzeug zur Erzeugung von Verzweigungen quer zur einer von zwei Gussformteilstücken definierten ersten Trennfläche,
FIG 4
die Vorrichtung gemäß FIG 3 von unten gesehen und
FIG 5
ein erfindungsgemäßes Gießwerkzeug mit einer teilweisen veränderbaren Innenoberfläche zur Erzeugung von Hinterschneidungen am Gusskörper.


[0033] FIG 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Gießwerkzeug 60 mit drei Gussformteilstücken 32, 34, 45 zur Herstellung von Gusskörpern 20. Die Gussformteilstücke 32, 34, 45 bilden eine Gussform 61. Sie formen mit ihren Innenoberflächen 40 den Gusshohlraum 38, begrenzen diesen und geben durch ihre Gestalt die Raumform 42 des herzustellenden Gusskörpers 20 vor.

[0034] Neu ist jedoch, dass nicht die gesamte Innenoberfläche starr ausgebildet ist, sondern dass ein Teil 62 der Innenoberfläche 40 eines der Gussformteilstücke 32, 34, 45 veränderbar, d.h. flexibel ist. In der vorliegenden FIG 5 ist das veränderbare Teil 62 lediglich am freien Ende 66 des Zapfens 54 vorgesehen, welcher Teil des dritten Gussformteilstücks 45 ist. Wie in FIG 5 durch die gestrichelte Linienart angedeutet ist, kann die Innenoberfläche 40 im Bereich des freien Endes 66 des Zapfens 54 eine schlanke Form 64 als erste Position 71 aufweisen.

[0035] Der veränderbare Teil 62 der Innenoberfläche 40 wird von einer beweglichen, undurchlässigen ggf. auch dehnbaren Membran 63 gebildet. Die Membran 63 kann in Bewegungsrichtung B von einem pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antrieb bewegt werden.

[0036] Der teilweise hohle Zapfen 54 ist weist einen Hohlraum 65 auf, der teilweise von dem Gusshohlraum 38 durch die Membran 63 getrennt ist. Zum Bewegen der Membran 63 ist dem Hohlraum 65 ein flüssiges Medium 67 zu- und aus diesen abführbar.

[0037] Die gewünschte Raumform 42 des herzustellenden Gusskörpers 20 ist am freien Ende 66 des Zapfens 54 durch die in Volllinie gezeichnete ballonartige Form 68 definiert, in die die Membran 63 bewegt werden kann. Die dadurch herbeiführbare Aufweitung 70 stellt die zweite Position 72 der Membran 63 dar.

[0038] Zur Vorbereitung des Gießens eines Gusskörpers 20 werden die Gussformteilstücke 32, 34, 45 aufeinander zu bewegt, bis sie in ihrer Betriebslage aneinander anliegen. Im Ausführungsbeispiel ist es unerheblich, ob die bewegliche Membran 63 vor oder nach dem Zusammenbewegen der Gussformteilstücke 32, 34, 45 in die zweite Position 72, die die Raumform 42 des Gusskörpers 20 vorgibt, bewegt wird.

[0039] Anschließend wird durch einen oder mehrere Kanäle 75 Gussmaterial 73 von außen dem Gusshohlraum 38 zugeführt bzw. in diesen eingespritzt, bis dieser vollständig mit Gussmaterial 73 ausgefüllt ist. Danach härtet das Gussmaterial 73 aus und hinterlässt den einteiligen Gusskörper 20 mit der gewünschten Raumform 42. Die Raumform 42 wird durch die Gestalt des Gusshohlraumes 38 und somit durch die Struktur der Innenoberflächen 40 vorgegeben. Aus Gründen der Klarheit ist nicht gezeigt, dass die Innenoberfläche 40 Strukturelemente aufweisen kann, mit denen auf der Oberfläche des Gusskörpers 20 Konturen erzeugt werden können, die, bei einer Verwendung des Gusskörpers 20 als Gusskern in einer Vorrichtung zum Gießen von Turbinenschaufeln, in dieser Turbinenschaufel auf der Innenwand des Kühlkanals die Kühlluft beeinflussende Mittel erzeugt, beispielsweise Turbulatoren, Sockelfelder und/oder ähnliches.

[0040] Da die in der Volllinie gezeigte Form 68 des freien Endes 66 des Zapfens 54 quer zur Verschieberichtung W des dritten Gussformteilstücks 45, an dem die Membran 63 der Innenoberfläche 40 angeordnet ist, herausragt, kann nach dem Aushärten des fertigen Gusskörpers 20 vorerst das dritte Gussformteilstück 45 nicht aus diesem herausgezogen werden. Durch die Aufweitung 70 des freien Endes 66 des Zapfens 54 ist dies nicht möglich, die Aufweitung 70 ist mit dem Gusskörper 20 verhakt. Aufgrund der beweglichen Membran 63 am freien Ende 66 des Zapfens 54 kann die Gestalt der Innenoberfläche 40 in diesem Bereich von der zweiten Position 72 in die erste Position 71 verändert werden. Erst wenn die bewegliche Membran 63 in der ersten Position 71 ist (gestrichelt dargestellte Form 64), kann das dritte Gussformteilstück 45 aus dem Gusskörper 20 herausgezogen werden. Die Membran 63 wird also zeitweilig in die schlankere Form 64 verändert, wodurch die Verhakung des Zapfens 54 und somit des Gussformteilstücks 45 mit dem Gusskörper 20 gelöst wird. Es wird also die am Gusskörper 20 anliegende Innenoberfläche 40 unter zeitweiliger Veränderung ihrer Gestalt vom Gusskörper 20 beabstandet, d.h. entfernt. Danach wird das Gussformteilstück 45 aus dem Gusskörper 20 herangezogen.

[0041] Diese Methode ist jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Dieses dient lediglich als Erläuterung des Verfahrens und des Gießwerkzeuges. Es lässt sich auch auf andere Bereiche und Anwendungsgebiete übertragen.

[0042] Insgesamt lassen sich zur Erzeugung von Hinterschneidungen oder Verzweigungen im Gusskörper mit einem Gießwerkzeug herstellen, ohne dass mit verlorenen oder zusammengesetzten Kernen gearbeitet werden muss. Das den veränderbaren Teil der Innenoberfläche aufweisende Gussformteilstück ist dabei mehrfach wiederverwendbar.


Ansprüche

1. Gießwerkzeug (60) zur Herstellung von Gusskörpern (20), mit mindestens zwei eine Gussform (61) bildenden Gussformteilstücken (32, 34), die, in einer Trennfläche (36) aneinander liegend, einen Gusshohlraum (38) umschließen und mit an den Gussformteilstücken (32, 34) angeordneten Innenoberflächen (40), die den Gusshohlraum (38) begrenzen und die durch ihre Gestalt die Raumform (42) des Gusskörpers (20) vorgeben,
dadurch gekennzeichnet,
dass zum Herauslösen des Gusskörpers (20) aus der Gussform (61) nach dem Aushärten des Gusskörpers (20) mindestens ein Teil (62) der am Gusskörper (20) anliegenden Innenoberfläche (40) von diesem unter zeitweiliger Veränderung ihrer Gestalt entfernbar ist.
 
2. Gießwerkzeug (60) nach Anspruch 1,
bei dem der veränderbare Teil (62) der Innenoberfläche (40) relativ zu einem starren Teil der Innenoberfläche (40) von einer ersten Position (71) in eine zweite Position (72) veränderbar ist.
 
3. Gießwerkzeug (60) nach Anspruch 1 oder 2
bei dem ein drittes Gussformteilstück (45) in einer zweiten Trennfläche (46) an den beiden ersten Gussformteilstücken (32, 34) anlegbar ist, wobei die zweite Trennfläche (46) quer zur ersten Trennfläche (36) liegt.
 
4. Gießwerkzeug (60) nach Anspruch 3,
bei dem der veränderbare Teil (62) der Innenoberfläche (40) der Gussform (41) am ersten und/oder am zweiten und/oder am dritten Gussformteilstück (32, 34, 45) vorgesehen ist.
 
5. Gießwerkzeug (60) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
bei dem zur Erzeugung von Hinterscheidungen (74) im Gusskörper (20) die Verlagerung des veränderbaren Teils (62) von der ersten Position (71) in die zweite Position (72) im Wesentlichen entlang einer Bewegungsrichtung (B) erfolgt, welche parallel zur Trennfläche (36, 46) liegt.
 
6. Gießwerkzeug (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
bei dem der veränderbare Teil (62) der Innenoberfläche (45) von einer beweglichen Membran (63) gebildet wird.
 
7. Gießwerkzeug (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
bei dem der veränderbare Teil (62) mittels eines pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antriebs bewegbar ist.
 
8. Gießwerkzeug (60) nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
bei dem mindestens eines der Gussformteilstücke (32, 34, 74) einen Hohlraum (65) aufweist, welcher vom Gusshohlraum (38) durch die bewegliche Membran (63) getrennt ist.
 
9. Gießwerkzeug (60) nach Anspruch 8,
bei dem dem Hohlraum (65) ein gasförmiges oder flüssiges, das veränderbare Teil (62) bewegende Medium (67) zu- oder aus diesem abführbar ist.
 
10. Verfahren zum Herstellen eines Gusskörpers (20), insbesondere eines Gusskerns,
mit einem Gießwerkzeug (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
gekennzeichnet durch die Abfolge der Arbeitschritte zur Herstellung des Gusskörpers (20):

a) alle Gussformteilstücke (32, 34, 36) werden in ihre Betriebslage gebracht, in der sie mit ihren Innenoberflächen (40) den Gusshohlraum (38) für den herzustellenden Gusskörper (20) vorgeben,

b) das Gussmaterial (73) wird in den Gusshohlraum (38) eingefüllt,

c) nach dem Aushärten des Gussmaterials (73) wird der veränderbare Teil (62) der Innenoberfläche (40) von der zweiten Position (72) in die erste Position (71) zurück verlagert und dabei vom Gusskörper (20) teilweise entfernt und

d) die Gussformteilstücke (32, 34, 45) werden voneinander weg bewegt, um den Gusskörper (20) freizulegen.


 
11. Verfahren nach Anspruch 11,
bei dem in Schritt c) der veränderbare Teil (62) der Innenoberfläche (40) entweder

c1) mittels eines pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antriebs bewegt wird, oder

c2) mittels eines Mediums (67) bewegt wird, welches einem Hohlraum (65) zu- oder aus diesem abgeführt wird, der vom Gusshohlraum (38) durch den flexiblen Teil (62) getrennt ist.


 




Zeichnung













Recherchenbericht