CN105828975A - 用于生产气缸盖的铸造型芯的制造方法 - Google Patents

用于生产气缸盖的铸造型芯的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于生产气缸盖(100)的铸造型芯(10)的制造方法，其包括下述步骤：借助构造法制作至少一个型芯构件(20)，该型芯构件具有用于形成第一气缸盖(100)的内部轮廓(110)的轮廓，借助构造法制作至少一个另外的型芯构件(30)，该另外的型芯构件具有用于形成另外的气缸盖(100)的内部轮廓(110)的轮廓，制作至少一个用于在浇铸方法期间供应熔体的浇口型芯构件(40)，将两个型芯构件(20、30)以相反的定向与浇口型芯构件(40)连接。

Description

用于生产气缸盖的铸造型芯的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产气缸盖的铸造型芯的制造方法、一种用于生产气缸盖的铸造型芯以及一种用于生产至少两个气缸盖的铸造方法。
背景技术
已知以铸造方法制造气缸盖。为此，通常在模具中在滑块或尤其是在基板中构造相应的外部轮廓。为了能够在气缸盖中形成相应的内部轮廓、如水通道、空气通道和燃烧室，在浇铸时在向模具中放入所谓的消失型芯。这些消失型芯通常由砂制成并且用于保持熔化的熔体材料不进入相应的空腔。在已知的模具中，气缸盖从上向下定向，从而具有高熔化温度的熔体从上方进入地直接落到基板上并且在那里分布。这导致基板以及构造在那里的轮廓热负荷高，该轮廓用于形成气缸盖的相应对应轮廓。
除了对于基板的热负荷和相应所需的维护外，已知的铸造方法还具有其它缺点。在此，尤其是在气缸盖的设计自由度方面的限制。在所述从上向下的定向中必须确保可脱模性。这对于消失型芯来说也是如此并且正是如此。此外，也必须为所述消失型芯作为铸造型芯的使用和制造确保相应的可制造性。这两个限制减少了设计自由度和因此减小了生产复杂的气缸盖形状的可能性。尤其是铸造型芯本身的制造也是耗费且昂贵的过程。这些铸造型芯在模具中的定向和定位也导致很耗时。
发明内容
本发明的任务在于，至少部分消除上述缺点。本发明的任务尤其是在于，以低成本且简单的方式改善铸造型芯和/或气缸盖的制造。
上述任务通过一种具有权利要求1的特征的方法、一种具有权利要求7的特征的铸造型芯以及一种具有权利要求9的特征的铸造方法来解决。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、说明书和附图给出。在此，结合根据本发明的方法描述的特征和细节当然也适于与根据本发明的铸造型芯以及根据本发明的铸造方法相结合，并且反之亦然，从而在公开内容方面各个发明方面始终相互参考或可始终相互参考。
根据本发明的方法用于制造用于生产气缸盖的铸造型芯。对此，该方法包括下述步骤：
——借助构造法制作至少一个型芯构件，该型芯构件具有用于形成第一气缸盖的内部轮廓的轮廓，
——借助构造法制作至少一个另外的型芯构件，该另外的型芯构件具有用于形成另外的气缸盖的内部轮廓的轮廓，
——制作至少一个用于在浇铸方法期间供应熔体的浇口型芯构件，
——将两个型芯构件以相反的定向与浇口型芯构件连接。
根据本发明的方法现在由一个单个的型芯构件构造一个铸造型芯。尤其是制作至少两个型芯构件，它们分别构造成用于形成一个气缸盖的内部轮廓。因此，根据本发明，可借助一个根据本发明制造的铸造型芯同时在一个模具中制造两个气缸盖。在此已经可以看出，在相同的时间段内将通过一个模具的生产能力以此加倍或基本上加倍。
也可以看出，利用一个唯一的铸造型芯和与此相应利用一个唯一的铸造型芯的制造费用和制造时间也可以使气缸盖的制造同样加倍。
在本发明意义上，构造法尤其是所谓的快速原型法或所谓的三维打印法。在此，以层式构造的方式构造相应型芯构件的相应希望的三维几何形状。在此，根据本发明，可在各个层之间提供各种不同的连接方式。优选各层之间的所述连接足够强，以便在熔体注入时提供必要阻力。同时必需的是，为了脱模能够确保铸造型芯材料易于松开，以便最终也能够使用相应制造的气缸盖。
当然，型芯构件和/或浇口型芯构件也可至少部分地共同在一个唯一的步骤中制出。因此可想到，型芯构件之一直接被赋予浇口型芯构件的功能性。当然也可能的是，两个型芯构件都部分地一同具有浇口型芯构件并且相应以接合在一起的方式制造根据本发明的铸造型芯。
“两个型芯构件以相反的定向与浇口型芯构件连接”可理解为随后在模具中两个气缸盖的制造也以对立相反的定向进行。而在已知的模具中，气缸盖通常以它们的燃烧室向下朝向基板定向，现在通过按照本发明的铸造型芯可旋转90°定向。这使得在模具中两个气缸盖以它们的燃烧室朝向侧面滑块定向。在此，两个气缸盖燃烧室的定向彼此相反。在侧视图中这意味着，两个气缸盖之一向左定向、而两个气缸盖的另一个向右定向。如在此清楚可见，耗费的轮廓图案现在不必再设置于基板中，而是其实是设置在模具的侧面滑块中。这导致在浇铸方法期间对基板的热影响显著降低。
除了使基板具有更长的使用寿命外，用于基板维护或基板更换的时间和成本方面的耗费因此也可以显著降低。除了在基板保护和设备更高产能方面的过程技术上的优点外，通过铸造型芯的根据本发明的制造也可为气缸盖的几何构造确保更大的设计自由度。因此，通过侧向定向两个型芯构件能够以更高的设计自由度来相应自由设计内部轮廓和因此气缸盖中封闭或部分封闭的体积。尤其是，根据本发明的铸造型芯的重要优点在于减少了型芯的材料耗费。由于浇口型芯现在用于两个气缸盖，因此与已知的在制造一个唯一的气缸盖时的解决方案相比省去了第二浇口型芯构件。换言之，根据本发明所使用的浇口型芯构件并行地用于向用于两个气缸盖的模具进行供料。这导致铸造型芯方的材料耗费减少。因为同时也需要更少的浇注材料，所以在此也可节省成本、时间和尤其是材料耗费。
有利的可以是，在根据本发明的方法中，浇口型芯构件也通过构造法制作。“构造法”在此也可理解为所谓的三维打印法或快速原型法。在此，尤其是为浇口型芯构件使用与另外两个型芯构件中的至少之一相同的方法和/或相同的材料成分。当然，优选为所有型芯构件以及为浇口型芯构件使用相同的材料和相同的构造法。由此可显著降低整个方法的复杂性和因此该方法的成本。
根据本发明的方法可如下进一步扩展：所述型芯构件包括连接区段、尤其是形锁合区段，并且浇口型芯构件包括对应连接区段、尤其是对应形锁合区段。通过这种方式可将型芯构件通过连接区段固定到浇口型芯构件的对应连接区段上。优选，在此涉及形锁合且传递力的解决方案。由此，型芯构件和浇口型芯构件可简单地相互插接。因此，例如型芯构件的连接接口可具有相应的销状突出部。浇口型芯构件的相配的对应连接区段具有相应的凹部，从而通过将型芯构件简单插入浇口型芯构件的相配的对应连接区段中来进行组装。这尤其是设计为，使得连接区段与对应连接区段在几何方面彼此明确地定向。这可理解为，相应的型芯构件只能在一个唯一的部位和一个唯一的定向上明确地定向在对应连接区段上。由此，在高的概率避免了错误组装和因此待制造的气缸盖几何结构错误的危险。尤其是连接区段和对应连接区段除了纯形锁合和/或力锁合的连接外也可构成对中辅助装置或定位辅助装置。这还导致以更高概率和尤其是以更高可靠性达到了待实现的公差。因而整个组装和定位不仅可以变得更简单、而且可以变得更迅速。
另一优点可在如下情况下实现，即，在根据本发明的方法中，将所述型芯构件以大约180°相反的定向与浇口型芯构件连接。该定向尤其是可理解为在两个气缸盖或者说两个相配的型芯构件的两个主定向之间形成的定向角度。因此，例如气缸盖的相应燃烧室的挤出轴线可构成这样的定向。优选，在两个气缸盖之一的燃烧室轴线与所述另一个气缸盖的燃烧室轴线之间的角度约为180°。这导致尽可能高效地利用模具内的必需的型腔空间。因而相应模具可构造得更小、更紧凑并且更节省材料。
另一优点可在如下情况下实现，即，在根据本发明的方法中，所述浇口型芯构件具有至少一个供料区段和尤其是至少一个排气区段。这可理解为，通过供料区段可相应注入熔体。在此也可清楚地看到，对于两个气缸盖需要仅一个唯一的供料区段或唯一的多个供料区段。因为熔体也在供料区段中凝固，所以这不可避免地导致铸造方法期间的废料，与已知的解决方案相比，所述废料由于在此为两个气缸盖而设计和加倍利用而可相应减半。相应地，同样的内容也适用于排气区段，该排气区段用于在注入熔体期间排出处于型腔中的空气。在此也可实现相应的材料节约。
此外有利的是，在根据本发明的方法中，将无机材料用于制造至少一个所述型芯构件。这在制造铸造型芯时以及随后在移除或插入铸造型芯时都特别有利。这尤其是涉及可能产生的有害物质或有气味物质，这些物质可能是不舒适的或者甚至有害的。相应地可以已经在制造铸造型芯时优选使用无机材料。
本发明的技术方案也涉及一种用于生产气缸盖的铸造型芯，该铸造型芯包括至少两个借助构造法制作的具有用于形成各一个气缸盖的内部轮廓的轮廓的型芯构件。此外，该铸造型芯包括一个用于在浇铸方法期间供应熔体的浇口型芯构件。在此，所述型芯构件以相反的定向与浇口型芯构件连接。优选，铸造型芯借助根据本发明的方法制成。由此，根据本发明的铸造型芯具有与关于根据本发明的方法已详细说明的优点相同的优点。尤其是应指出在型芯构件和浇口型芯构件之间的可能的连接方式，所述连接方式已关于连接区段或形锁合区段和相配的对应连接区段被详细说明。
本发明的另一技术方案在于用于生产至少两个气缸盖的铸造方法，该方法包括下述步骤：
——提供具有本发明的特征的铸造型芯，
——将铸造型芯在将两个用于形成至少两个气缸盖的型芯构件侧向定向的情况下插入模具中，
——关闭模具，
——通过供料通道注入熔体，所述供料通道由铸造型芯的浇口型芯构件构成。
根据本发明的方法尤其是使用已通过根据本发明的方法制成的铸造型芯。因此，根据本发明的铸造方法具有与关于根据本发明的方法以及关于根据本发明的铸造型芯已详细说明的优点相同的优点。
附图说明
本发明的其它优点、特征和细节由下面的说明得出，在下面的说明中参考附图详细说明本发明的多个实施例。在此，在权利要求书和说明书中提到的特征可以本身分别单独地或者以任意组合的方式对本发明是重要的。附图示意性示出：
图1为根据本发明的铸造型芯和相配的气缸盖的第一种实施方式，
图2为图1的实施方式的另一透视图，
图3为用于制造根据本发明的铸造型芯的构造法步骤，
图4为型芯构件与浇口型芯构件的连接步骤，
图5为根据本发明的铸造型芯的一种实施方式，并且
图6为嵌入相应模具中的根据本发明的铸造型芯的一种实施方式。
具体实施方式
图1和2示意性示出根据本发明的铸造型芯10如何起作用。在此可以清楚地看出，如何在中央浇口型芯构件40左边和右边分别设置一个另外的型芯构件20和30。这两个侧面的型芯构件20和30在此具有用于形成相应气缸盖100和相配内部轮廓110的相应轮廓。在此也可清楚地看到，如何通过中央浇口型芯构件和相应的供料区段46以及排气区段48将这些功能在中间并且因此以加倍利用的方式提供给两个气缸盖100。
图3示意性示出根据本发明的方法的第一步骤。在此以构造方式、例如借助快速原型法或三维打印法层式构造优选无机的材料。在本实施方式中，构造两个型芯构件20和30。在此已经可清楚地看到，两个型芯构件20和30对称设计，因为它们用于完成相同的气缸盖100。在该图中也可清楚地看到为连接区段22和32设计的销状突出部。这两个连接区段22和32在此构造为形锁合区段24和34。
图4示出制出的型芯构件20和30与一个浇口型芯构件40的组装。浇口型芯构件40在此例如也可以已经按层式的构造方式制成。在此通过箭头清楚地示出，如何通过简单的侧向插入将两个型芯构件20和30插入相应的对应连接区段42中。因此，可通过对应连接区段42的关联关系或者说作为对应形锁合区段44的设计来确保与连接区段22和32的连接。作为组装后的结果，制成的铸造型芯10看起来例如像由根据图5的实施方式那样。
如果现在将图5的实施方式的铸造型芯10放入模具200中，那么这例如是根据图6的设计。在此可清楚地看到，基板210以及侧面滑块220提供相应的型腔，在该型腔中通过铸造型芯10保持用于在气缸盖100中形成自由体积的自由空腔。因此，现在根据本发明可实施浇铸过程，并且同时在浇口型芯构件40的左边和右边以侧向错开180°的定向构造两个气缸盖100。
上述对实施方式的说明仅在实例范围内阐述本发明。当然，只要技术上是合理的，这些实施方式的一些特征可以在不背离本发明的范围的情况下互相自由组合。
附图标记列表
10铸造型芯
20型芯构件
22连接区段
24形锁合区段
30型芯构件
32连接区段
34形锁合区段
40浇口型芯构件
42对应连接区段
44对应形锁合区段
46供料区段
48排气区段
100气缸盖
110内部轮廓
200模具
210基板
220滑块

Claims (10)

1.用于生产气缸盖(100)的铸造型芯(10)的制造方法，包括下述步骤：
——借助构造法制作至少一个型芯构件(20)，该型芯构件具有用于形成第一气缸盖(100)的内部轮廓(110)的轮廓，
——借助构造法制作至少一个另外的型芯构件(30)，该另外的型芯构件具有用于形成另外的气缸盖(100)的内部轮廓(110)的轮廓，
——制作至少一个用于在浇铸方法期间供应熔体的浇口型芯构件(40)，
——将两个型芯构件(20、30)以相反的定向与浇口型芯构件(40)连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，也通过构造法制作所述浇口型芯构件(40)。
3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述型芯构件(20、30)包括连接区段(22、32)、尤其是形锁合区段(24、34)，并且浇口型芯构件(40)包括对应连接区段(42)、尤其是对应形锁合区段(44)，从而将型芯构件(20、30)通过连接区段(22、34)固定到浇口型芯构件(40)的对应连接区段(42)上。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将所述型芯构件(20、30)以大约180°相反的定向与浇口型芯构件(40)连接。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述浇口型芯构件(40)具有至少一个供料区段(46)和尤其是至少一个排气区段(48)。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将无机材料用于制造至少一个所述型芯构件(20、30)。
7.用于生产气缸盖(100)的铸造型芯(10)，包括至少两个借助构造法制作的型芯构件(20、30)和一个用于在浇铸方法期间供应熔体的浇口型芯构件(40)，所述型芯构件具有用于形成各一个气缸盖(100)的内部轮廓(110)的轮廓，其中，所述型芯构件(20、30)以相反的定向与浇口型芯构件(40)连接。
8.根据权利要求7所述的铸造型芯(10)，其特征在于，所述铸造型芯借助具有权利要求1至6之一所述的特征的方法制成。
9.用于生产至少两个气缸盖(100)的铸造方法，包括下述步骤：
——提供具有权利要求7或8之一所述的特征的铸造型芯(10)，
——将铸造型芯(10)在将两个用于形成至少两个气缸盖(100)的型芯构件(20、30)侧向定向的情况下插入模具(200)中，
——关闭模具(200)，
——通过供料通道注入熔体，所述供料通道由铸造型芯(10)的浇口型芯构件(40)构成。
10.根据权利要求8所述的铸造方法，其特征在于，所述铸造型芯(10)通过具有权利要求1至6之一所述的特征的方法来制成。
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