AT409728B

AT409728B - Verfahren zum herstellen einer rad-gussfelge und giesswerkzeug hierfür

Info

Publication number: AT409728B
Application number: AT3952000A
Authority: AT
Original assignee: Austria Alu Guss Ges M B H
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2002-10-25
Also published as: EP1261445B1; DE50100907D1; PT1261445E; TR200302063T4; WO2001066283A1; AU3348301A; DK1261445T3; EP1261445A1; ATA3952000A; ES2206401T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Rad-Gussfelge aus Leichtmetall durch Giessen in einem Giesswerkzeug, wobei zumindest ein vorgeformter Metallschaum-Kernteil in das Giesswerkzeug eingelegt, darin mit Hilfe von Positionierelementen, z. B. Stiften, in der Position fixiert und schliesslich mit dem Leichtmetall umgossen wird.

Weiters betrifft die Erfindung ein Giesswerkzeug zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver- fahrens, mit relativ zueinander beweglichen Formteilen, sowie einen Metallschaum-Kernteil für das erfindungsgemässe Verfahren.

Aus der WO 99/39923 A bzw. der DE 298 17 615 U1ist eine Leichtmetall-Gussfelge bekannt, in der zur Reduzierung des Felgengewichts ein Metallschaum-Kernteil vorgesehen ist. Bei der Herstellung solcher Leichmetallfelgen mit Metallschaum-Kernteil hat sich jedoch gezeigt, dass es zu einer Lunkerbildung im Leichtmetall kommt, die die erzeugten Leichtmetallfelgen unbrauchbar macht. Untersuchungen haben hier schliesslich ergeben, dass die Ursache dieser Lunkerbildung im Austritt von Gas aus dem Metallschaum-Kernteil bei dessen Erwärmung beim Umgiessen mit dem Leichtmetall - z.B. Aluminium - lag.

Auch in der DE 198 26 848 A1 ist ein Leichtmetallrad beschrieben, bei dem ein Leichtmetall- kern umgossen wird. Das Problem des aus dem Leichtmetallkern expandierenden Gases tritt auch bei der Herstellung dieses Leichtmetallrads auf.

Ebenso ergibt sich dieses Problem bei den Hohlspeichenrädern gemäss der EP 922 591 A2 bzw. der DE 297 23 749 U1, bei denen als eingegossene Kerne schalenartige Hohlelemente oder Kernelemente aus einem Metallschaum und einer geschlossenen Aussenhaut vorgesehen sind.

Andererseits sind aus der EP 356 736 A2 ein Verfahren und ein Giesswerkzeug zur Herstellung einer Rad-Gussfelge bekannt, wobei eine Entlüftungsbohrung vorgesehen ist, an welcher Einrich- tungen zum Luftauslass bzw. zur Luftzufuhr angeschlossen sind. Die Entlüftungsbohrung bzw. die daran angeschlossenen Einrichtungen zur Luftentnahme bzw. Luftzufuhr sind vorgesehen, um bei herkömmlichen Niederdruckgiessverfahren die Probleme zu uberwinden, die im unteren Bereich der Giessform auftreten, in dem die Schmelze über ein Wehr zugeführt wird. Insbesondere werden auch durch eine Kühlvorrichtung im unteren Teil der Giessform unterschiedliche Temperaturen der heissen Schmelze verursacht, wodurch Defekte im Gusskorper entstehen können. Um derartige Defekte, d.h.

Lufteinschlüsse, zu verhindern und eine hohe Festigkeit der Rad-Gussfelge insbe- sondere im Bereich des Schmelzezuflusses im unteren Bereich des Hauptkörpers zu erzielen, wird uber die Entlüftungsbohrung, nachdem die Schmelze in diesem Bereich eingelangt ist und bis dahin Luft entweichen konnte, Druckluft eingebracht und somit die Festigkeit des Gusskörpers erhöht. Dabei ist jedoch eine herkömmliche Rad-Gussfelge betroffen, d. h. ohne verlorenen Kern, wobei das Problem der expandierenden Luft im vorgeformten Metallschaum-Kernteil beim Umgie- &num;en nicht auftritt.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Giesswerkzeug zur Herstellung von Leichtmetallfelgen mit einem Metallschaum-Kernteil vorzusehen, wobei die Fertigung von Leicht- metall-Gussfelgen ohne Gaseinschlüsse ermöglicht und eine homogene Struktur des den Metall- schaum-Kernteil umgebenden Leichtmetalls erreicht wird
Das erfindungsgemässe Verfahren der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass während des Umgiessens des Kernteils mit dem Leichtmetall Gas, das aus dem Kernteil bei dessen Erwärmung zu Folge der damit einhergehenden Expansion austritt, durch wenigstens eine
Entlüftungsöffnung im Giesswerkzeug, gegebenenfalls auch in einem darin eingesetzten Entlüf- tungselement, nach aussen abgeleitet wird.

Da sich das im Metallschaum-Kernteil eingeschlossene Gas aufgrund der Temperaturerhöhung wahrend des Giessens, welches bei einer Temperatur von ca. 700 C durchgeführt wird, erwärmt und expandiert, wird das expandierende, aus dem Kernteil austretende Gas aus dem Giesswerk- zeug abgeleitet, d. h "entlüftet", dadurch wird der Eintritt von Gas in die Leichtmetallschmelze ver- mieden, so dass es in der Folge auch zu keinen Lunkern im gegossenen Leichtmetall kommt.

Tests haben dabei ergeben, dass eine blosse Vorwarmung des Kernteils vor dem Giessvorgang um eine Gasexpansion beim Giessen zu vermeiden, nicht in ausreichendem Masse möglich ist, da der
Metallschaum-Kernteil bereits unter seinem Schmelzpunkt ziemlich weich wird und somit Formsta- bilität verliert, so dass er nicht mehr handhabbar ist. Somit ist eine Vorwärmung nur beschränkt möglich und eine weitere Erwärmung beim Giessen, mit der damit verbundenen Expansion der im
Metallschaum-Kernteil eingeschlossenen Gase, praktisch unabdingbar.

Nichtsdestoweniger schafft

die Erfindung auf sehr einfache und effiziente Weise eine Lösung, um das Ausströmen des expan- dierenden Gases in das den Metallschaum-Kernteil umgebenden Leichtmetall zu vermeiden, indem das Gas über eine oder bevorzugt mehrere Entlüftungsöffnungen im Giesswerkzeug abgelei- tet wird, d. h. das Gas kann über diese Entlüftungsöffnungen zur Umgebung strömen
Zusätzlich können gegebenenfalls auch ein oder mehrere Entlüftungselemente am Kernteil vorgesehen werden, um das Ausströmen des Gases durch diese Entlüftungselemente am Kernteil sowie durch die damit in Verbindung stehenden Entlüftungsöffnungen im Giesswerkzeug zu verein- fachen.

Wenn das Gas durch eine in zumindest einem eingesetzten Kernteil-Positionierelement, insbe- sondere in einem Stift, vorgesehene Entlüftungsbohrung abgeleitet wird, kann vorteilhafterweise die Anbringung von zusätzlichen Entlüftungselementen entfallen, da die Positionierelemente selbst zusätzlich zur Gas-Ableitung herangezogen werden.

Um ein Eindringen von Leichtmetall in den Kernteil im Bereich der Positionierelemente zu ver- meiden, wodurch das Leichtmetall möglicherweise die Entlüftungsöffnungen verstopfen würde, ist es vorteilhaft, wenn das Positionierelement am Kernteil dicht befestigt wird.

Wenn das Positionierelement beim Schäumen des Kernteils teilweise miteingeschäumt wird, wird vorteilhafterweise eine sehr dichte Verbindung zwischen dem Kernteil und dem Positionier- element erreicht. Ausserdem kann hierdurch ein zusätzlicher Arbeitsschritt zur Verbindung des Positionierelements mit dem Kernteil entfallen.

Da es beim Einschäumen der Positionierelemente in den Kernteil manchmal zu Schwierigkei- ten bei der Herstellung des Kernteils kommen kann, da der Kernteil grossen Wärmedehnungen während der Herstellung unterliegt und die daran angebrachten Positionierelemente nach Abküh- len des Metallschaum-Kernteils schwer aus der Giessform zu entfernen sind, ist es andererseits vorteilhaft, wenn das Positionierelement in den vorgefertigten Kernteil mit Hilfe eines Gewindeab- schnitts eingeschraubt wird.

Um das Leichtmetall besonders sicher am Eindringen in den Metallschaum-Kernteil zu hindern, ist es vorteilhaft, wenn zur dichten Anbringung des Positionierelements am Kernteil ein gesonder- tes Dichtmittel, wie z. B. ein Feuerfestkitt, an der Positionierelement-Befestigungsstelle angebracht wird.

Vorzugsweise wird der Kernteil vor dem Umgiessen mit dem Leichtmetall zur Vermeidung von Infiltration von Leichtmetall beim Umgiessen mit einem Dichtmittel, z. B. Graphit, beschichtet. Durch diese Beschichtung wird die äussere Porosität des Metallschaum-Kernteils verringert. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das unerwünschte Eindringen des den Kernteil umgebenden flüssigen
Leichtmetalls in den Metallschaum-Kernteil vermieden wird.

Um die Expansion des Metallschaum-Kernteils und des in ihm eingeschlossenen Gases mog- lichst gering zu halten, ist es von Vorteil, wenn der Kernteil vor dem Umgiessen mit dem Leichtme- tall erwärmt wird. Bei einer schnellen Erwarmung des Kernteils von Raumtemperatur auf ca 700 C, welche beim Giessen auftritt, wurde es zu einer sehr starken, schnellen Ausdehnung des
Kernteils kommen, wodurch eine Leichtmetallfelge minderer Qualität entstehen würde. Wenn dabei der Kernteil auf eine Temperatur zwischen 350 und 450 erwärmt wird, ist er noch ausreichend formstabil, so dass er auch maschinell erfasst und in die Giessform eingelegt werden kann.

Wenn nach dem Umgiessen mit dem Leichtmetall und dessen Erstarrung die Entlüftungsboh- rung im mit eingegossenen Entlüftungselement verschlossen wird, beispielsweise mit Kunstharz oder durch dichtes Einsetzen eines Stiftes, kann das Eindringen von Flüssigkeit, z. B. von Spntz- wasser, bei Gebrauch der Leichtmetall-Gussfelge unterbunden werden.

Wenn während des Umgiessens des Kernteils mit dem Leichtmetall zumindest anfänglich die
Ableitung des Gases durch Anlegen eines Unterdrucks an die Entlüftungsöffnung unterstützt wird, kann das expandierende Gas besonders verlässlich aus dem Inneren des Giesswerkzeugs abgelei- tet werden.

Nachdem das im Metallschaum-Kernteil eingeschlossene Gas über die Entlüftungsöffnungen ausgetreten ist, kann es von Vorteil sein, wenn gegen Ende des Giessens wieder ein Druck - z.B.

Umgebungsdruck - im Kernteil über die Entluftungsöffnung aufgebaut wird, um einer Infiltration des
Leichtmetalls in den Kernteil entgegenzuwirken.

Damit der Metallschaum-kerntel auf einfache Weise genau zwischen den übereinander ange- ordneten Formteilen des Giesswerkzeugs positioniert wird, ist es von Vorteil, wenn mittels des

Positionierelementes, insbesondere mit dem Stift, eine klemmende Fixierung des Kernteils an einem Formteil des Giesswerkzeugs erfolgt, wobei das Positionierelement in der Entlüftungsöffnung im Giesswerkzeug befestigt wird. Somit wird der Kernteil über die Fixierung der Positionierelemente im Bereich der Entlüftungsöffnungen in Position gebracht und gehalten. Für diese Fixierung weist das Positionierelement vorzugsweise eine konische Mantelfläche auf, durch welche ein Selbst- klemmungseffekt in der Entlüftungsöffnung erreicht werden kann.

Für eine genaue Abstandseinstellung zwischen dem oberen und dem unteren Formteil des Giesswerkzeugs und im Speziellen für eine genaue Verbindung zwischen den Entlüftungsöffnungen und den Positionierelementen ist es von Vorteil, wenn der Kernteil mit Hilfe mehrerer Positionier- elemente am oberen, beweglichen Formteil des Giesswerkzeugs bei dessen Niederfahren auf den auf einer zeitweiligen Unterlage liegenden Kernteil bis zum Erreichen von den Abwärtshub des Giesswerkzeug-Formteils begrenzenden Anschlägen fixiert wird. Die Hub-begrenzenden Anschläge für den oberen Formteil sollten hierbei in ihrer Höhe eher in Richtung eines leichten Eindrückens der Positionierelemente in den Metallschaum-Kernteil ausgelegt sein, da dies keine Nachteile mit sich bringt und andererseits eine zuverlässige Verbindung zwischen den Positionierelementen und den Entlüftungsöffnungen bewirkt.

Tests haben dabei ergeben, dass bei üblichen Fertigungstole- ranzen für die Positionierelemente und Entlüftungsöffnungen ein Eindrücken der Positionierele- mente in den Kernteil von höchstens 0,5-1 mm zu gewärtigen ist.

Damit bei der fertigen Gussfelge optisch kein nachteiliger Eindruck aufgrund von sichtbaren Entlüftungsöffnungen entsteht, ist es günstig, wenn die Ableitung des Gases durch eine Anzahl von Entlüftungsöffnungen im Bereich der Rückseite der Gussfelge durchgeführt wird.

Das erfindungsgemässe Giesswerkzeug der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeich- net, dass in zumindest einem Formteil zumindest eine Entlüftungsöffnung vorgesehen ist. Diese Entlüftungsöffnung ermöglicht es vorteilhafterweise den im Metallschaum-Kernteil eingeschlosse- nen Gasen bei Erwärmung des Kernteils während des Giessens aus der Giessform zu entweichen und somit den Einschluss dieser Gase in der zu fertigenden Rad-Gussfelge zu vermeiden.

Wenn die Entlüftungsöffnung im oberen, beweglichen Formteil des Giesswerkzeugs vorgesehen ist, kann das nach oben strömende Gas besonders einfach abgeleitet werden ; kann die Entlüftungsöffnung vorteilhafterweise beim Herunterfahren des oberen Formteils des Giesswerk- zeugs mit einem gegebenenfalls im Metallschaumkern vorgesehenen Positionierelement automa- tisch in Verbindung gebracht werden.

Für eine selbstklemmende Verbindung zwischen dem Positionierelement und der Entlüftungs- öffnung, wodurch der Metallschaum-Kernteil automatisch präzise in der einzugiessenden Lage gehalten wird, ist es günstig, wenn die Entlüftungsöffnung einen inneren Absatz aufweist.

Wenn zumindest ein den Abwärtshub des beweglichen Giesswerkzeug-Teils begrenzender An- schlag vorgesehen ist, erfolgt eine zuverlässige Fügung zwischen dem Positionierelement und der Entlüftungsöffnung in der gewünschten exakten Position.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Aus- führungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschrankt sein soll, noch weiter erläutert. Im Einzel- nen zeigen in der Zeichnung : 1 eine perspektivische Ansicht einer teilweise aufgebrochenen Leichtmetall-Gussfelge mit einem Metallschaum-Kernteil;

Fig. 2 einen Schnitt durch diese Leicht- metall-Gussfelge gemäss der Linie 11-11 in Fig. 1 ; 3 einen Schnitt der Leichtmetall-Gussfelge gemäss der Linie 111-111 in Fig. 1 ; 4 eine perspektivische Ansicht auf die Rückseite eines Metallschaum-Kernteils samt Positionierelementen in Form von Stiften ; 5 einen Querschnitt eines Teils eines Giesswerkzeugs mit einem darin eingebrachten Metallschaum-Kernteil samt einge- schäumten Positionierelement vor dem Giessen ; 6 in einem entsprechenden Querschnitt einen in das Giesswerkzeug eingebrachten Metallschäum-Kernteil mit einem eingeschraubten Positio- nierelement vor dem Giessen ;

7 eine schematische Ansicht eines Giesswerkzeugs für die Her- stellung einer Leichmetallfelge unter Einlegen eines Metallschaum-Kernteils, der auf einer vorüber- gehend eingeschwenkten Unterlage liegt ; Fig. 8 eine Draufsicht auf den unteren Teil der vorübergehend in das Giesswerkzeug eingeschwenkten Unterlage ohne Kernteil.

In Fig 1 ist eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht einer Leichtmetall-Gussfelge
1 in einer Verbundstruktur mit einem Metallschaum-Kernteil 2 gezeigt, der in ein Leichtmetall, z. B.

Aluminium, eingegossen ist. Der Metallschaum-I < ernteil 2 weist im gezeigten Beispiel von einem kreisringförmigen Felgenhorn-Aussenteil 3 radial nach innen stehende Speichen bzw. Rippen 4 auf.

In Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine volle Speiche bzw. Rippe 6 der Leichtmetall-Gussfelge 1 ge- zeigt. Hingegen ist in Fig. 3 ein Schnitt an einer Stelle der Leichtmetall-Gussfelge 1 zwischen benachbarten Speichen bzw. Rippen 6 gezeigt. Somit ist in diesem Bereich nur der kreisringförmi- ge Aussenteil 3 des Metallschaum-Kernteils 2 ersichtlich.

In Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht auf die Rückseite des Metallschaum-Kernteils 2 ge- zeigt. Hierbei sind an der Rückseite der Rippe 4 Positionierelemente 7 ersichtlich, welche eine konische Mantelfläche aufweisen. Die Positionierelemente 7 dienen zur genauen Ausrichtung des Kernteils 2 im Giesswerkzeug 8 (s. Fig. 5 und 6).

Mit Hilfe des sehr leichten Metallschaum-Kernteils 2 kann das Gesamtgewicht der Gussfelge 1 wesentlich verringert werden. Jedoch würden bei der Herstellung derartiger Leichtmetallfelgen mit Metallschaum-Kernteilen 2 Probleme hinsichtlich einer homogenen Struktur der den Kernteil 2 umhüllenden Leichtmetallschale 5 auftreten : die im Metallschaum-Kernteil 2 eingeschlossenen Gase beim Erhitzen des Kernteils 2 expandieren, entweichen diese Gase zumindest teilweise aus dem Kernteil 2, und sie würden ohne weitere Massnahmen eine starke Lunkerbildung in der Leicht- metallschale 5 verursachen, wodurch eine ausreichende Festigkeit der Leichtmetallfelge 1 nicht mehr gegeben ist.

Da die Positionierelemente 7 ohnedies mit dem oberen beweglichen Formteil 9 des Giesswerk- zeugs 8 (nachstehend Kokillenoberteil 9 genannt) zur Zentrierung des Kernteils 2 in der Kokille 8 in Verbindung treten, können sie mit Vorteil zugleich zum Ableiten der aus dem Kernteil 2 bei dessen Erwärmung beim Umgiessen austretenden Gase eingesetzt werden. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist hierfür im Inneren des Positionierelements 7 eine Entlüftungsbohrung 10 vorgesehen, über welche die aus dem Kernteil 2 austretenden Gase in eine dazu fluchtende Entlüftungsöffnung 11 im Kokil- lenoberteil 9 eintreten und somit in die Atmosphäre abgeleitet werden können.

Um eine einfache, selbstklemmende Verbindung zwischen dem Kokillenoberteil 9 und dem Metallschaum-Kernteil 2 zu erreichen, um den Kernteil 2 in seiner zum Eingiessen gewünschten Position zu halten, weist das Positionierelement 7 eine konische Mantelfläche 12 auf, welche durch Anlage an einem eine Querschnittsverengung bildenden Absatz 13 in der Entlüftungsöffnung 11 eine selbstklemmende Wirkung hervorruft.

Das Positionierelement 7 ist bei der in Fig 5 gezeigten Ausführungsform im Kernteil 2 mit Hilfe eines Abschlussflansches 14 teilweise eingeschäumt und muss daher nicht nachträglich mit dem Kernteil 2 in Verbindung gebracht werden
Zur Formgebung der Leichtmetallfelge 1 setzt sich das Giesswerkzeug aus dem Kokillenoberteil 9, einem Kokillenunterteil 15 und seitlichen Kernschiebern 16 (nur einer ist in Fig. 5 gezeigt) zu- sammen ; beispielsweise können als Kernschieber 16 vier viertelkreisförmige Einzelteile vorliegen, welche beim Schliessen der Kokille 8 von aussen radial nach innen zur Anlage an dem Kokillenun- terteil 15 verschoben werden.

Da sich zu Beginn des Eingiessens des flüssigen Leichtmetalls, beispielsweise einer Alumini- um-Silizium-Legierung, der Metallschaum-Kernteil 2 sehr stark erwärmt (wobei dieser bis auf ca.

350 bis 450 C vorgewärmt wird, um eine gewisse Formstabilität zu erhalten, welche zum Einlegen des Kernteils 2 in die Kokillenform 8 notwendig ist), da das flüssige Leichtmetall eine Temperatur von ca. 700 C aufweist, erfolgt eine starke Expansion der im Kernteil 2 eingeschlossenen Gase.

Diese Gase werden durch die Entlüftungsöffnungen 11und die Positionierelemente bzw. Zentrier- stifte 7 abgeleitet. An die Entlüftungsöffnungen 11 kann dabei ein Rohr- bzw Schlauchsystem angeschlossen sein, um das Ableiten der Gase mit Hilfe einer Pumpe (nicht gezeigt) zu unterstüt- zen : Um auch ein anfängliches Eindringen dieser Gase in der Leichtmetallschale 5 (s. Fig 2) sicher zu unterbinden, kann an der Entlüftungsöffnung 11 ein Unterdruck angelegt werden, um das Austreten des expandierenden Gases aus dem Kernteil 2 über die Entlüftungsöffnung 11 zu er- leichtern.

Gegen Ende des Giessvorgangs, wenn sich die Temperaturen des Metallschaum-Kernteils 2 und des flüssigen Leichtmetalls angepasst haben, ist die Gefahr, dass Gase aus dem Kernteil 2 in das Leichtmetall 5 austreten und Lunker verursachen, nicht mehr so gross, jedoch besteht die Gefahr, dass aufgrund der porosen Struktur des Kernteils 2 Leichtmetall 5 in den Kernteil 2 eintritt Um dem entgegenzuwirken, kann über die Entluftungsöffnungen 11ein Gegendruck (zumindest wie der Umgebungsdruck) angelegt werden und somit das Infiltrieren von Leichtmetall in den Kernteil 2 erschwert werden.

Weiters ist es möglich, auf dem Kernteil 2 eine Dichtungs-Beschichtung vorzusehen, beispiels- weise aus Graphit, AI203 oder Wasserglas, um die Porosität der Aussenfläche des Kernteils 2 zu verringern und auch einer Infiltration von Leichtmetall in den Kernteil 2 entgegenzuwirken.

Bei der Herstellung von Kernteilen 2 mit eingeschaumten Positionierelementen 7, wie in Fig 5 gezeigt, können Probleme hinsichtlich der grossen Wärmedehnungen des Kernteils 2 bei dessen Fertigung auftreten, die Positionierelemente 7 können nach Abkühlen nur schwer aus der Giessform zu lösen sein. Insofern kann eine gesonderte, nachträgliche Anbringung der Positionierelemente 7 nach dem Schäumen des Kernteils 2 doch vorteilhaft sein.

In Fig. 6 ist nun eine Ausführungsform gezeigt, in der das Positionierelement 7 mittels eines Gewindeabschnitts 17 in den ansonsten fertigen Kernteil 2 eingeschraubt wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Fertigung des Metallschaum-Kernteils 2 für sich einfacher wird, jedoch muss der Kernteil 2 zum Anbnngen der Positionierelemente 7 "nachbehandelt" werden.

Um eine gute Dichtfläche zwischen den Positionierelementen 7 und dem Kernteil 2 zu errei- chen, weist dieser an jeder Positionierelement-Stelle ein Plateau 18 auf, welches nach dem Gie- &num;en des Kernteils 2 nachbehandelt wird, um eine plane Oberfläche im Bereich des Plateaus 18 zu erhalten.

Um zu verhindern, dass expandierendes Gas im Bereich des Gewindeabschnitts 17 in das Leichtmetall 5 austritt bzw. dass Leichtmetall 5 im Bereich des Gewindes 17 in den Metallschaum- Kernteil 2 eintritt, ist ein Dichtmittel 19 zwischen dem Plateau 18 des Kernteils 2 und dem Positio- nierelement 7 vorgesehen. Dieses - an sich bekannte - Dichtmittel 19 beruht auf einer keramischen Basis und hat feuerfeste Eigenschaften, wobei wesentlich ist, dass es beim Aushärten nicht aus- gast, da hierdurch wiederum Lunker im Leichtmetall 5 entstehen würden.

In Fig. 7 ist eine schematische Ansicht des Giesswerkzeugs 20 gezeigt. Oberhalb des Kokillen- unterteils 15 ist auf einer verschwenkbaren unteren Platte 21 der Vorrichtung 20 eine tellerförmige Kernteil-Unterlage 22 federnd gelagert, um etwaige Ungleichheiten beim Niederfahren des Kokil- lenoberteils 9 auf diese Unterlage 22 zu, um den darauf liegenden Kernteil 2 (in Fig. 7 nicht ge- zeigt) aufzunehmen, auszugleichen. An der Teller-Unterlage 22 sind säulenförmige Anschläge 22' vorgesehen, welche dazu dienen, beim Aufnehmen des Kernteils den erwünschten Abstand zum Kokillenoberteil 9, der mittels einer Trägerplatte 23 nach unten geschoben wird, einzustellen Bei der Auslegung der Höhe der Anschläge 22' wird ein Mass eingestellt bei dem eher ein Eindrücken bzw. leichtes Nachgeben der Positionierelemente bzw.

Stifte 7 in Richtung des Kernteils 2 erreicht wird, um eine zuverlässige Fixierung der Positionierelemente 7 in den Entlüftungsöffnungen 11 des Kokillenoberteils 9 zu erreichen (vgl. Fig. 5 und 6).

In einem am Kokillenoberteil 9 angeflanschten Endbereich 24 sind in herkömmlicher Weise Auswurfstifte 25 vorgesehen, welche zum Trennen der Leichtmetall-Gussfelge vom Kokillenoberteil 9 dienen.

In Fig. 8 ist eine Draufsicht auf die Teller-Unterlage 22 mit den Anschlägen 22' gezeigt. Hierbei ist ersichtlich, dass der Teller 22 Vertiefungen 26 aufweist, welche zur Positionierung der Rippen 4 des Metallschaum-Kernteils 2 (vgl. Fig. 1) dienen.

Die Verwendung von Entlüftungselementen - die vorzugsweise direkt durch die Positionierele- mente 7 realisiert sind - kann dann unterbleiben, wenn der Metallschaum-Kernteil 2 zumindest teilweise direkt an das Giesswerkzeug 8 grenzt, d. h. bei der fertigen Felge 1 aussen zugänglich ist, es genügt dann die Entlüftungsöffnung 11 im Giesswerkzeug 8 an dieser Stelle, so dass das expan- dierende Gas aus dem Kernteil 2 direkt entweichen kann.

Weiters ist es selbstverständlich denkbar, dass abhängig von der Form der Felge 1 anstatt eines einstückigen Metallschaum-Kernteils 2 auch mehrere gesonderte Metallschaum-Kernteile verwendet werden, die mit jeweils zumindest einer Entlüftungsoffnung in Verbindung stehen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1 Verfahren zum Herstellen einer Rad-Gussfelge (1) aus Leichtmetall durch Giessen in einem Giesswerkzeug (8), wobei zumindest ein vorgeformter Metallschaum-Kernteil (2) in das Giesswerkzeug (8) eingelegt, darin mit Hilfe von Positionierelementen (7), z. B. Stiften, in der Position fixiert und schliesslich mit dem Leichtmetall (5) umgossen wird, dadurch <Desc/Clms Page number 6> gekennzeichnet, dass während des Umgiessens des Kernteils (2) mit dem Leichtmetall (5) Gas, das aus dem Kernteil (2) bei dessen Erwärmung zu Folge der damit einhergehenden Expansion austritt, durch wenigstens eine Entlüftungsöffnung (11) im Giesswerkzeug (8), gegebenenfalls auch in einem darin eingesetzten Entlüftungselement, nach aussen abgelei- tet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas durch eine in zumin- dest einem eingesetzten Kernteil-Positionierelement (7), insbesondere in einem Stift, vor- gesehene Entlüftungsbohrung (10) abgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (7) am Kernteil (2) dicht befestigt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (7) beim Schaumen des Kernteils (2) teilweise miteingeschäumt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (7) in den vorgefertigten Kernteil (2) mit Hilfe eines Gewindeabschnitts (17) eingeschraubt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur dichten Anbringung des Positionierelements (7) am Kernteil (2) ein gesondertes Dichtmittel (19), wie z. B. ein Feuerfestkitt, an der Positionierelement-Befestigungsstelle (18) angebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil (2) vor dem Umgiessen mit dem Leichtmetall (5) zur Vermeidung von Infiltration von Leichtmetall (5) beim Umgiessen mit einem Dichtmittel, z. B. Graphit, beschichtet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil (2) vor dem Umgiessen mit dem Leichtmetall (5) erwärmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil (2) auf eine Tem- peratur zwischen 350 und 450 erwärmt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Umgiessen mit dem Leichtmetall (5) und dessen Erstarrung die Entlüftungsbohrung (10) im mit eingegossenen Positionierelement (7) verschlossen wird, beispielsweise mit Kunstharz oder durch dichtes Einsetzen eines Stiftes.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass während des Umgiessens des Kernteils (2) mit dem Leichtmetall (5) zumindest anfänglich die Ablei- tung des Gases durch Anlegen eines Unterdrucks an die Entlüftungsöffnung (11) unter- stützt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass gegen Ende des Giessens wieder ein Druck im Kernteil (2) über die Entlüftungsöffnung (11) aufgebaut wird, um einer Infiltration des Leichtmetalls (5) in den Kernteil (2) entgegenzuwirken.
13 Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Positionierelementes (7), insbesondere mit dem Stift, eine klemmende Fixierung des Kern- teils (2) an einem Formteil (9) des Giesswerkzeugs (8) erfolgt, wobei das Positionierele- ment (7) in der Entluftungsöffnung (11) im Giesswerkzeug (8) befestigt wird
14 Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil (2) mit Hilfe meh- rerer Positionierelemente (7) am oberen, beweglichen Formteil (9) des Giesswerkzeugs (8) bei dessen Niederfahren auf den auf einer zeitweiligen Unterlage (15,21) liegenden Kern- teil (2) bis zum Erreichen von den Abwärtshub des Giesswerkzeug-Formteils (9) begren- zenden Anschlägen (22) fixiert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablei- tung des Gases durch eine Anzahl von Entlüftungsöffnungen (11) im Bereich der Rücksei- te der Gussfelge (1) durchgeführt wird.
16 Giesswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit relativ zueinander beweglichen Formteilen, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Formteil (9) zumindest eine Entlüftungsöffnung (11) vorgesehen ist.
17. Giesswerkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnung (11) im oberen, beweglichen Formteil (9) des Giesswerkzeugs (8) vorgesehen ist.
18. Giesswerkzeug nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungs- öffnung (11) einen inneren Absatz (13) aufweist. <Desc/Clms Page number 7>
19. Giesswerkzeug nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine bewegliche Kernteil-Unterlage (15,21) mit zumindest einem den Abwärtshub des beweglichen Giess- werkzeug-Formteils (9) begrenzenden Anschlag (22) vorgesehen ist.

HIEZU 8 BLATT ZEICHNUNGEN