Giessform mit Kernen zur Herstellung von Kurbelgehäusen von Brennkraftmaschinen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Giessform mit Kernen zur Herstellung von Kurbelgehäusen von Brennkraftmaschi- nen, z. B. solcher mit V-förmig angeordnetem Zylinderreihen, bei welcher die einzelnen Kernabschnitte eines mehrteiligen Sandkernes in ihrer endgültigen Lage zueinander gemein schaftlich ausgeformt werden und bei der diejenigen Formteile aus Metall bestehen, die später zu bearbeitende Flächen begrenzen.
Die erfindungsgemässe Giessform mit Ker nen ist dadurch gekennzeichnet, dass die innern, den Kern in mehrere Abschnitte unterteilenden metallischen Einlagen mehr teilig ausgeführt sind und die einzelnen Teile durch Verankerungen, äussern Spanndruck, ihr Eigengewicht und den Formsand zusam mengehalten sind.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine für die Verstellung eines Ker nes dienende Metallform in schaubildlicher Darstellung und im Schnitt, die den Aufbau der zusammengesetzten Formteile erkennen lässt. _ Figr. \? zeigt einen Querschnitt durcb die Form nach Fig. 1 mit den metallischen Ein satzteilen der fertiggestellten Form.
Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch einen Endabschnitt der fertiggestellten Form nach Fig. 1. Fig. 4 zeigt einen Querschnitt wie Fig. 2 mit herausgenommenem Oberteil des Kern kastens.
Fig. 5 zeigt einen zu Fig. 4 gehörigen Längsschnitt durch einen Endabschnitt der fertiggestellten Kernform.
Fig. 6a, 6b, 6c zeigen eine Giessplatte, einen Giessplattenrahmen und die fertige Giessform nach den Fig. 1 bzw. 4 und 5, und zwar sind die Teile in der Reihenfolge, in der sie zusammengesetzt werden, in einigem Ab stand übereinander dargestellt.
Fig. 7 zeigt die Teile nach den Fig. Ga bis 6c zusammengesetzt, im Querschnitt an einer Krankette hängend, und Fig. 8 zeigt die gleiche Anordnung nach Fig. 7 um 180 verschwenkt.
Fig. 9 zeigt eine Einzelheit zu Fig. 7, und zwar im Schnitt x-x dieser Figur.
Fig. 10a. bis 10c zeigen einen Schnitt durch die Form nach Fig. 8 in auseinander genommenem Zustand, und zwar sind die Teile in der Reihenfolge, in der sie ausein andergenommen werden, übereinander ge zeichnet.
Fig. 11 zeigt den auf der Giessplatte ste henden fertigen Kern in schaubildlicher Dar stellung, teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt, und die Fig.12 zeigt schliesslich den in eine Ko kille eingesetzten Kern im Querschnitt.
In Fig. 1 ist die Giessform mit Kernen im Ganzen dargestellt. In einer Formwanne 9 isl ein Kernformkasten eingesetzt, der aus einem Bodenstück 2 besteht, welches aus mehreren zusammengeschraubten Teilen zusammenge setzt ist. Auf diesem Bodenstück sind zwei Seitenwände 4 und zwei Stirnwände 5 lose aufgesetzt. Es können diese Teile aber auch leicht lösbar miteinander verbunden sein. Der Kernformkasten weist eine keilförmige Bodenvertiefung 7 auf, die ihrerseits mit einer Keilwulst 8 an ihrem Grunde versehen ist. Die Keilwulst 8 bildet die Form für eine Rinne.
Weiterhin sind die Wände 4 und 5 des Kern.- formkastens mit Rippen 11 oder sonstigen Erhebungen und Vertiefungen versehen, welche die Formeinzelheiten 12 für die übrige äussere Formgebung des Kernes abgeben. Wei terhin weist die Bodenplatte 2 Vertiefungen 13 auf, die eine Arretierung für die Fuss stücke von weiteren in den Kernformkasten 2, 4, 5 einzusetzenden Teilen bilden.
Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel sind z. B. die als Fussstücke dienenden Teile 15b, 15a, 15b dreiteilig ausgeführt, und zwar legen sich zwei seitliche Fussstücke 15b mit tels Passflächen 15e gegen das mittlere Fuss stück 15a an und mit. geeigneten, aus der Zeichnung nicht ersichtlichen Vorsprüngen in die Ausnehmungen 13 ein. Dabei liegen sich je ein Satz derart dreifach gegliederter Fuss teile auf beiden Seiten von Plattenstegen 16a, 16, 16u gegenüber, die von der Bodenplatte 2 aufragen.
Die Plattenstege 16, 16a sind ent weder in die Bodenplatte 2 der Kernkasten form eingegossen oder eingesteckt und wie beim Ausführungsbeispiel mittels der Schrau ben 3 zwischen den Bodenplattenabsehnitten eingespannt. Es sind Plattenstege 16, 16a höher als die Fussteile 15a, 15b, so dass die Platten die Fussteile also ein Stück überragen.
Die Fussteile dienen als Auflager und Stützen für weitere Plattenstücke 17, die wiederum von Stegen 18 an Kernkasten seitenwänden 4 arretiert sind. Es schliessen die Platten 17 zusammen mit den Fussteilen 15a, 15b Hohlräume 19 ein, die schliesslich durch Deckelstege 20 von oben her abgeschlos sen werden. Es weisen die Deckelstege 20 seitliche Auflagerflansche 21 auf, mit denen sie auf der Oberkante 4a der Kernkasten Seitenwand 4 aufliegen.
Zur weiteren Arre tierung der erwähnten Deekelstücke dienen in den Hohlraum 19 hineinragende Formkörper 22, die sieh mit an geeigneter Stelle ange ordneten Rinnen oder Nuten über die in den Hohlraum 19 hineinragenden Oberkanten der mittleren Stegplatten 16 schieben (Fig. 1, 3 und 5). Mit dem Aufsetzen der Teile 20, 21 sind die Räume 19 nach aussen hin völlig ab geschlossen, so dass in diese kein Formsand eindringen kann.
Der Formsand wird viel mehr in die Räume 23 zwischen den Decken stegen 20 eingefüllt und in gleicher Höhe mit der Forinwannenoberkante bzw. in glei cher Höhe mit der Oberfläche der bündig liegenden Auflagerflansche 21 glattgestri chen und festgestampft. Der Formsand füllt alle Hohlräume des Kernkastens 2, 4 und 5 aus, mit Ausnahme der durch die Teile 15, 15a, 17 und 20 eingeschlossenen Räume 19 (Fig. 2, 3 und insbesondere Fig. 6c). An den Stirnenden des Kernkastens 2, 4, 5 sind ausser dem Füllstücke 20a vorgesehen.
Ist die Sandfüllung beendet, so werden die Deckelstege 20 und 21 mit den Formkörpern 22 daran und auch die Füllstücke 20a aus dem Kernkasten 2, 4 und 5 herausgenommen, so dass nunmehr, nachdem die übrigen Räume 23 mit Sand gefüllt sind (Fig. 1), lediglich die Hohlräume 19 nach oben offen liegen (Fig. 4, 5 und 6). In diese oben offenen Räume 19 werden nun die Formen 24 (Fig.6a) der Giessplatte 25 hineingesenkt, die nunmehr ihrerseits die Kernkastenform 2, 4, 5 von oben her abschliesst.
Zu diesem Zweck wird auf die Formwanne 9 ein Rahmen 26 (Fig.6b) aufgesetzt und in dessen Ausnehmung 27 die Giessplatte 25 mit den Formen 24 nach unten hängend eingelassen. Die genaue Arretierung des Giessplattenrahmens 26 (Fig. 6b) erfolgt mittels aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Pass- oder Führungsstäbe, für die an der Formwanne 9 geeignete Löcher 28 (Fig. 1 und 6c) und am Rahmen 26 geeignete Führungs nuten 29 (Fig. 6b) vorgesehen sind. Zwecks Arretierung der Giessplatte 25 im Rahmen 26, weist die Giessplatte Führungswulste 30 und der Rahmen 26 passende Führungsnuten 31 auf (Fig.6a und 6b).
Wenn der Rahmen 26 und die Giessplatte 25 auf die Wanne 9 aufgesetzt sind, so liegen die obern Platten- und Rahmenflächen in einer Ebene, und auf diese werden nun Spann balken 32 quer aufgelegt (Fig. 7 und 9). Die Spannbalken 32 werden durch Keile 33 mit an der Formwanne 9 befestigten Spann bügeln 34 verspannt (Fig.7). Die Spann bügel 34 werden entweder über die Form wanne geschoben und durch Steckbolzen an den Endaugen der Bügelschenkel befestigt, oder sie sind nach dem gewählten Ausfüh rungsbeispiel der Zeichnung von vornherein nm Zapfenschrauben 34a schwenkbar be festigt (Fig. 7, 8 und 9).
Die schwenkbare Befestigung muss in einem solchen Abstand a (Fig. 6e) erfolgen, dass die Bügel jeweils über die ihnen zunächstliegenden Enden der Wanne 9 geschwungen werden können, damit sie den später aus der Wanne herauszunehmenden Teilen nicht hinderlich sind. Nach dem Ver keilen der Spannbalken 32 an den Bügeln 34 bildet die ganze Kernform ein einheitliches Ganzes, das in beliebiger Richtung bewegt werden kann, ohne dass die darin befindlichen Teile ihre Lage zueinander verändern können oder der Formsand sich irgendwie verlagern kann.
Diese Formeinheit wird nun z. B. um die von einer Krankette 35 gehaltenen Schwenk zapfen 36 der Formwanne 9 um 180 ver- schwenkt und auf einer geeigneten Unterlage, z. B. auf einfachen Böcken 37, abgesetzt. (Ver gleiche die Stellung der Kernform von Fig. 7 mit derjenigen von Fig. 8.) Es liegen also nun mehr die Giessplatte 25 und der Giessplatten rahmen 26 zuunterst auf den Böcken 27 auf und die Pultdachform des Kernes nach oben.
Hierauf wird die Keilverbindung zwi schen den Bügeln 34 und den Spannhaken 32 gelöst, und die Bügel 34 werden so weit aus geschwenkt, dass sie einem Herausfallen oder Herausnehmen von in der Formwanne 9 be findlichen Teilen nicht mehr hinderlich sind (Fig.l0a). Ist dies geschehen, so wird die Formwanne 9 mit Hilfe der Krankette 35 nach oben gezogen, mit der Folge, dass der Rah men 26 mit der darin befindlichen Giess platte 25, dem Kernformkasten 2, 4, 5 und der darin befindlichen Kernform 6 auf den Böcken 37 frei liegenbleiben. Hierauf werden die Stirn- und Seitenwände 4, 5 des Kern formkastens seitlich weggenommen, und schliesslich wird auch die Giessplatte 25 mit dem daraufsitzenden Kern 6 aus dem Rahmen 26 herausgehoben.
Die Bodenplatte 2 der Kernform, die mit dem Boden der Wanne 9 fest verbunden, z. B. verschraubt, oder mit dieser evtl. nur vorübergehend verriegelt ist, ist bereits beim Anheben der Wanne 9 von der auf der Giessplatte 25 sitzenden Kernform 6 abgehoben worden. Das Herausheben der Giessplatte 25 aus dem Rahmen 26 erfolgt nach Fig.11 ebenfalls zweckmässig mittels Kran ketten 38, die an Stirnzapfen 39 der Giess platte 25 angreifen. Für den Eintritt dieser Zapfen 39 sind im Rahmen 26 entsprechende Ausnehmungen 40 freigelassen (Fig. 6b) Da mit die Giessplatte während des Herausneh mend und während des Transportes nicht mehr um die Zapfen 39 kippen kann, weist mindestens einer der Stirnzapfen 39 ein Steck loch oder z.
B. nach Fig. 11 eine konisch sich nach oben erweiternde Einsteeknut 41 auf, in die ein Passstück 42 eingesteckt wird, das in seiner Einstecklage zwischen die um den zugehörigen Zapfen 39 umlaufenden Kran- kettentrumme 38 zu liegen kommt und so die waagrechte Lage der Giessplatte 25 sichert.
In dieser Stellung wird der Kern 6 an die Giessplatte gebracht, nachdem er vorher mit einem graphithaltigen Anstrich versehen wurde. Dort wird er entweder in eine ge eignete Sandform eingebaut oder noch besser in eine Kokille mit schwenkbaren Teilen 43, 44 (Fig. 12) eingesetzt, und zwar mitsamt der Giessplatte 25. Dann wird die inzwischen vor bereitete Kernform für das Schusskanal- gehäuse auf die Hauptkernform aufgesetzt, das Ganze abgeflammt, und schliesslich wer den die Kokillenteile 43, 44 beigeschwenkt, wie in Fig. 12 strichpunktiert dargestellt ist.
Als Schusskanalkern selbst dient ein metallischer Schaft 45, der von den Stirnseiten der Kokillenform her durch deren Stirnteile eingeschoben wird.
Mit Ausnahme der ("giessplatte 25 und der in der Sandform verbleibenden Teile 15a., 15_h, 17 und gegebenenfalls auch der die Stirn- flä.chenformen bildenden Teile bestehen alle übrigen Teile der Giessform aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Elektron, während die oben angeführten Teile, die mit dem Giessmetall später in unmittelbare Berührung gelangen, aus Grauguss bestehen.
Bei der Herstellung von Brennkraftmaschinen - Kurbelgehäusen nach dem gesehilderten Ausführungsbeispiel ist hierbei von besonderer Bedeutung, da.ss die Kernformen 15 als Metallformen 1.5c (Fig. 1) aus dem Formsandkern 6 herausragen. Da durch erhalten die Ränder der Zylinder bohrungen des Gussstückes ein dichtes und glattes Gefüge von genauer Masshaltigkeit, das nicht weiter nachgearbeitet zu werden braucht.
Das gleiche gilt für die Hohlräume 9.6 (Fig. 11) der Lageraugenhälften für die Kurbelwellenlager, die durch die metallischen Teile 17 und \_'4- begrenzt werden. Die Teile mit grösseren Abmessungen sind mit Rück sicht auf die zu erzielende Gewichtsersparnis zweckmässig als Hohlkörper oder Kastenträger ausgebildet, bzw. möglichst dünnwandig aus geführt und mit an entsprechender Stelle an geordneten Rippen versteift. IAVeiterhin kön nen an den verschiedenen zusammenzusetzen den Teilen leicht lösbare Verriegelungen, z. B.
in der Form von in Passlöeher einzusehieben- den Bolzen, Haken usw., vorgesehen sein, wie die Verriegelung 46 in Fig. 2 für die Löeher 47 in Fig. 1 zur vorübergehenden Verriege- hing der Deekelteile 20, 21 in der Formwanne 9. Weiterhin können die Teile, die grössere Abmessungen besitzen, in beliebiger Weise unterteilt und diese Teile miteinander leicht lösbar verbunden, z. B. zii einem einheitlichen Körper zusammengesehraubt sein.
Die Giessform ermöglicht es, z. B. die ton nenartigen Kurbelgehäuse von Brennkraft masehinen, insbesondere mit in<B>V-</B> oder H- Form angeordneten Zylindern, und ähnliche Gussstücke auf einfachere und billigere Weise auch mit weniger geübten Arbeitskräften in besserer Qualität und mit weniger Ausschuss herzustellen, als wie dies bisher im Sand möglich war. So ist es insbesondere mög- lieh, derartige Gehäuse stehend ztt giessen.
Da durch wird das Gefüge insbesondere unten und an den beiden Seiten des Gussstückes gleichmässiger gegenüber solchen CTussstücken, die bisher liegend gegossen wurden. Ausserdem wird das Gefüge an den Aussenseiten und ins besondere an den später zu bearbeitenden Flächen dichter, und die Masshaltigkeit sowohl am einzelnen Stück als auch in der Serie un gleich grösser gegenüber den ausschliesslich in der Sandform gegossenen Kurbelgehäusen.
Dementsprechend kommt. man ;auch mit klei neren Toleranzmassen aus, mit der Folge, dass man weniger CTiessmetall benötigt, das Gussstück leichter wird und weniger nachgearbeitet zu werden braucht. Insbesondere der später not wendige Spanabhub wird wesentlich geringer. Ausserdem erhalten vor allem die später zu bearbeitenden Flächen ein dichtes und gleich mässiges (gefüge, wie z. B. die Begrenzungs flächen für die Lageraugen, die Löcher zum Einsetzen der Zylinder, die Flansehe zum An. setzen von Kurbelwannen usw. Die gerin gere Notwendigkeit der Bearbeitung bedeutet auch eine erhebliche Zeitersparnis.
Weiter hin werden Zeit und Arbeitskraft vor allem dadurch gespart, dass das bisherige Einzel ausformen und der Zusammenbau der Kern abschnitte mit den übrigen zugehörigen Ar beiten, wie Polieren, Trocknen, Transport zum und vom Troekenofen usw., in Wegfall kommen und weil das Ausformen und Abset zen der einzelnen Kernabsehnitte als Ganzes in ihrer für den Gruss notwendigen Lage in bzw. aus einer Formwanne aueh von weniger geübten Arbeitskräften vorgenommen wer den kann. Weiterhin ist- ein mit dem Erfin dungsgegenstand hergestelltes (üussstückwärme- unempfindlicher, weil in diesem die innern Spannungen weitgehend ausgeglichen sind.
Dies wird darauf zurückgeführt, dass sich infolge der äussern festliegenden Kokillen form und der metallischen Steg- und Lager augenverkleidungen des Sandkernes durch lose aufeinandersitzende Schalenteile alle Dehnungen und Spannungsdrücke nach innen, in die Sandform auswirken.