CN110461499B - 铸造型芯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸造型芯(1)，该铸造型芯具有空心体的基本形状，其中该铸造型芯(1)由模制材料成形，该模制材料由混合物组成，该混合物由型砂和粘合剂以及可选地由为了调整其特性而添加的添加剂组成，本发明还涉及一种用于制造这种铸造型芯的方法。根据本发明的铸造型芯(1)可以容易地制造。这由此实现，即，将铸造型芯(1)分成至少两个子区段(9‑17)，并且在边缘侧上或者在邻近这些边缘侧处设置彼此形状配合作用的结构元件(28a‑30b)，其中彼此相邻布置的子区段(9‑17)以该边缘侧彼此接触，通过这些结构元件，彼此相邻布置的子区段(9‑17)至少在一个方向(LR，UR)上通过形状配合而彼此不可移动地固定。

Description

铸造型芯

技术领域

本发明涉及一种铸造型芯，该铸造型芯具有空心体的基本形状，其中该铸造型芯由模制材料成形，该模制材料由混合物组成，该混合物由型砂和粘合剂以及可选地由为了调整其特性而添加的添加剂组成。

本发明还涉及一种用于制造这种铸造型芯的方法。

背景技术

这里所讨论类型的铸造型芯用于以铸造技术由金属熔液制造铸件。在各个相应铸件中，铸造型芯形成空腔，例如通道或腔室。这些腔体可设置用于减轻重量。然而，在实际使用中，其中通常有流体流过。

为了能够在浇铸材料凝固后从铸件中取出铸造型芯，将其作为所谓的“失芯”使用。为了制造，将以上述方式混合的模制材料混合物在高压下引入(喷射)到射芯装置的模腔中。这里，使模制材料的流动性，喷射压力和将模制材料引入用于制造型芯的机器的模腔中的位置相匹配，从而即使在使用特别精细的型芯的情况下也可以完全填充模具。在射芯之后，通过施加热量或用反应气体充气来使型芯硬化，从而可以将其从射芯机中取出并引入相应的铸模中，在其中该型芯在浇铸金属熔体时承受出现的负载。

其中通过铸造型芯形成这种通道和空腔的铸件的典型示例是用于驱动装置的壳体，该壳体在运行期间必须被冷却。在这种机器壳体中，通常设置有所谓的“冷却套”，即围绕机器的这样的区域的通道系统，在该区域中由于能量转化而在运行期间产生热量。为了确保机器关键区域的最佳通流并以此方式以最小的尺寸确保最大的冷却效果，对铸造型芯分别形成的通道表面的质量提出了最高要求。

这里讨论的铸造型芯的制造所面临的特别挑战是铸造型芯通常不形成实心体，而是在多处中断，使得其壁形成精细分解的结构，该结构可以包括其中集中了较大量型芯材料的岛，较大和较粗的轨道，精细分叉的连接板，较大的桥部和其他形状精巧的结构元件。由于铸造型芯的周向封闭的、横截面通常为圆形或椭圆形的基础结构，在使用这种精细的铸造型芯时，只有用大量的精力才能将型芯从射芯机中取出。因此，必须提供复杂的推移件结构等，以便在尽管有大量底切和缺口的情况下，仍能够将射芯机的成形部件与成品型芯分开。除了这种复杂机器的高昂成本外，这种复杂性还使得铸造型芯利用大规模技术，快速周期性批量的生产变得更加困难。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是设计一种其基础形状对应于空心体的铸造型芯，其实现了简单制造。

本发明通过根据本发明的铸造型芯实现了该目的。

类似地，本发明还给出用于制造这种铸造型芯的方法。

本发明通过在制造根据本发明设计的铸造型芯时至少完成本发明中提到的工作步骤来实现该目的。

本发明的有利构造在说明书中给出并且在下面与一般的发明构思一起详细解释。

根据本发明的铸造型芯，其具有空心体的基本形状，其中该铸造型芯由模制材料成形，该模制材料由混合物组成，该混合物由型砂和粘合剂以及可选地由为了调整其特性而添加的添加剂组成，其特征在于，将铸造型芯分成至少两个子区段，并且在边缘侧上或者在邻近这些边缘侧处设置彼此形状配合作用的结构元件，其中彼此相邻布置的子区段以该边缘侧彼此接触，通过这些结构元件，彼此相邻布置的子区段至少在一个方向上通过形状配合而彼此不可移动地固定。

因此，根据本发明的铸造核心不是一件制造的，而是由两个或更多个子区段组成的。由于这些单独的区段本身不再界定空腔，因此其可以使用设计简单的射芯工具在常规射芯工艺中制造。子区段的制造不需要塑造空心体所需的复杂推移件装置。同时，在根据本发明形成的子区段精细设计并具有许多中断处等时，由于其有限的空间延伸，其也相对不敏感。这使得子区段可以简单地储存并运输以组装铸造型芯。在这种情况下，根据本发明的铸造型芯的组装可以在其中使用该铸造型芯的整个铸模的组装过程中进行，或在与铸模分离的位置进行组装。

通过将根据本发明的铸模的子区段通过形状配合地相互作用的结构元件固定在其相对位置，一方面确保了在组装铸造型芯时子区段容易地找到其正确位置。另一方面，通过形状配合的联结确保，在浇铸过程中，即使在浇铸到铸模中并且穿透铸造型芯的熔液的负荷下，子区段仍保持其位置。

在使用根据本发明的铸模的情况下，可以这样促进子区段彼此的牢固保持，即将子区段在将其形状配合地彼此联结的结构元件的区域中彼此粘附。替代地或附加地，也可以使用结构元件将根据本发明的铸造型芯与其他铸造型芯或者相应的铸造模具的模制件耦接。因此，例如可能有利的是，将结构元件设计为沿径向方向突出的突出部，通过这些结构元件，根据本发明的铸造型芯的相邻子区段在至少一个方向上通过形状配合相对于彼此不可移动地固定。这样被构造为突出部的、以形状配合的方式将子区段彼此相对地固定的结构元件例如允许将子区段简单地联结到在铸模中围绕铸造型芯的模制件和型芯上，例如侧芯，并由此实现了根据本发明的铸模的简单的可自动化的组装。

脱模后，由为了将子区段形状配合地彼此固定而设置的模制件形成的突起则塑造了成品铸件上的开口，这些开口通向由铸模在铸件中塑造的空腔，通道等。这些开口可以由随后使用的塞子密封，该塞子例如形状配合地与铸件周围的材料例如通过粘合或者焊接连接，或以其他方式以添加材料，例如在焊接过程中封闭。

在封闭之前，由突出部所塑造的开口可以用来修整可能存在的接片，该接片可以由渗透到彼此相接的两个子区段之间的接合处的金属熔液形成。为此，可以将合适的切削工具，例如钻或铣刀引导通过相应的开口。

当铸模具有在纵向上延伸的中空圆柱体的基本形状，并且两个端面在纵向上彼此相对时，已经证明根据本发明的分段是特别有利的。在以这样的圆柱形管状方式设计的铸造型芯中，各个子区段可以通过在子区段之间相应地设置的分割缝以壳的形式成形。然而，同样地，将一个或多个子区段与铸模的其他子区段分开以使相关的子区段为环形也是合适的。不言而喻，如果铸造型芯的形状给出子区段之间的分割缝的相应走向，则这种环形设计对于铸模的所有子区段也是有利的。

根据本发明的铸造型芯的尤其是用于制造电动驱动机器的冷却套的典型设计的特征在于，铸造型芯至少在一个区段上形成为以曲折的方式围绕由铸造型芯界定的空间延伸的带。

如上所述，在根据本发明的铸造型芯中，根据设置在其壁区域中以塑造铸件中的空腔，通道等的结构的走向和布置选择根据本发明的铸造型芯的子区段之间的分割缝的走向。这里，两个相邻的子区段之间的分割缝可至少区段性地在铸造型芯的纵向上延伸或至少区段性地在铸造型芯的周向上延伸。分割缝当然也可以在其延伸中改变其方向，也就是一部分在铸造型芯的纵向上以及另一部分在铸造型芯周向上延伸并以此类推。特别是在铸造型芯具有圆柱形空心体形状的情况下，已证明至少两个彼此相邻的子区段之间的分割平面从浇铸型芯的一个端面至另一个端面延伸时是有利的。

已发现，对于形状配合地固定根据本发明的铸造型芯彼此邻接的子区段来说，在第一子区段的边缘侧上形成突出部，并且在第二子区段的边缘侧上形成容纳第一子区段的突出部的缺口作为将相邻的子区段通过形状配合而在至少一个方向上不可移动地彼此固定的结构元件是有利的。这里，缺口例如可以形成为楔形，圆锥形或半壳形的凹口，并且突出部的横截面相应地形成为为楔形或半圆形或形成为圆锥形。以这种方式，待联结在一起的子区段通过其彼此形状配合共同作用的结构元件在组装铸造型芯时以自定心的方式精确地找到其预期相对位置。

因此，本发明的核心思想在于将复杂成形、基础形状为空心体的铸造型芯细分为多个子区段，由于其设计不再是空间上封闭的，因此更易于制造，而且同时还通过适当设计的结构元件彼此固定在铸造型芯中，以确保分别由铸造型芯在铸件中待形成的空腔，通道等的精确塑造。

遵循该核心思想，根据本发明的用于制造根据本发明的铸造型芯的方法至少设置以下工作步骤：

a)制造铸造型芯的子区段，其中这些子区段在空间上彼此分离，并彼此物理独立地以模制材料成形，该模制材料由型砂和粘结剂以及可选地添加以调整其特性的添加剂组成；

b)将在空间上彼此分开制造的子区段连接在一起，以形成铸造型芯。

在本文中，“在空间上分开”和“在物理上独立”是指，对于每个子区段，在射芯机中分别设有一个各自的模腔。当然，这包括在实践中将子区段一起成形并同时在射芯箱中成形的重要可能性，在射芯箱中，为每个子区段提供了模腔。根据本发明的方法的这种变型实现了分别一组子区段的成本经济且节省时间的制造，所述子区段可以组合在一起以形成根据本发明的铸造型芯。

附图说明

下面借助于示出了示例性实施例的附图更详细地解释本发明。

图中分别以示意图示出：

图1示出了铸造型芯从上方的透视图；

图2示出了根据图1的铸造型芯的节选区段A；

图3示出了射芯盒的下部的俯视图。

具体实施方式

铸造型芯1具有圆柱形空心体的基本形状，并相应界定了内腔 IR，该内腔在纵向LR上从铸造型芯1的下端面SU延伸到上端面SO。

由为此目的证明合适的、并以本身已知的方式由型砂和有机或无机粘结剂混合而成的模制材料成形的铸造型芯1用于塑造用作车辆驱动器的电动机外壳中的冷却水套，该冷却水套在在此未进一步示出的、例如组合为组合砂芯的铸模中例如由轻金属熔液，例如由常规铝材料浇铸而成。

铸造型芯1的周壁2由环区段状的、在铸造型芯1的纵轴LX周围围绕的环区段3和曲折区段4形成。

从沿径向RR向外突出并在成品壳体中作为流入开口的突出部5 开始，以具有一定厚度的带状成形的环区段3延伸经过铸造型芯1 的圆周的大约四分之三。

曲折区段4的始端连接到环区段3的末端。曲折区段4的曲折部6分别被布置成使得其纵向区段7在轴向上平行于纵向轴线LX。这里，曲折区段4从环区段3的末端开始沿环区段3的相反方向围绕由铸造型芯1界定的内腔IR延伸直至其以其设置在纵向区段7′的端部的末端到达靠近曲折区段4的起点。在此处，径向向外突出的突起部8在完成的壳体中塑造待由铸造型芯1形成的水套的排出口。

铸造型芯1被细分为9个子区段9-17。第一子区段9从凸出部 5开始延伸经过环区段3的一半长度。第二子区段10占据了环区段3 的另一半。第三至第九子部分11-17分别延伸经过曲折区段4的长度的大约七分之一，其中第九子区段17比曲折区段4的其他子区段11–16长引向曲折区段4的纵向区段的长度。

分割缝(其中在图1中可见分割缝18-24)中子区段9、10；10、 11；11、12；12、13；13；14；14；15；15、16；16；17彼此邻接，分割缝分别在第一区段25中在纵向方向LR上延伸，并在与其邻接的区段26中在圆周方向UR上延伸，并且区段25和26之间形成的角度可以不等于90°，因此，区段25的取向不仅可以在纵向方向LR上，而且还可以在圆周方向UR上具有分量，并且区段26的取向不仅可以在圆周方向UR上，而且在可以纵向方向LR上具有分量。

这里，在每个分割缝18-24的区域中，邻接于子区段9-16分别在分割缝18-24中彼此相遇的边缘侧，形成径向向外突出的突起的形式的结构元件27a，27b，28a，28b，29a，29b，30a，30b。在分割缝18-24处以这种方式形成的结构元件27a-30b的配对27a，27b； 28a，28b；29a，29b；30a，30b中，其中一个结构元件27a，28a， 29a，30a分别具有一个延伸经过其突出长度LV的缺口31，该缺口以成形为横截面对应于三分之一圆的凹口的形式形成。相应地对应于结构元件27a，28a，29a，30a的结构元件27b，28b，29b，30b相应地是楔形的，其横截面也是三分之一圆。以这种方式，结构元件27b， 28b，29b，30b分别填充所对应的结构元件27a，28a，29a，30a的缺口31，使得由结构元件对27a，27b；28a，28b；29a，29b；30a， 30b构成的、径向向外突出的突起部具有整体上呈圆形的横截面。

通过分别设置在子区段9-17上的结构元件27a-30b及其在分割缝18-24的区域中彼此邻接的边缘侧，将子区段9-17在圆周方向UR 和在纵向LR上彼此形状配合地固定，由此防止了沿圆周方向UR的相对运动和在纵向LR上至下端面SU上的相对运动。

为了制造环形型芯1，提供了射芯箱，在图3中示出了其下部 40。这里为了清楚起见未进一步示出的射芯箱被设置成使得其中可以为两个相同的环形型心1射出子区段9–17。相应地，在射芯箱的下部40以及所对应的、在此未示出的射芯箱的上部中以对应的方式形成了两组在空间上彼此分开的模腔49-57。射芯箱关闭后，可以以这种方式按照本身已知的方式射出两组子区段9–17。然后将其组装以形成两个环形型心1。这里，可以在将铸造型芯1放入相应的铸模中之前进行此组合，或者可以在相应的铸模中将子区段9–17组装成设置在其中的铸造型芯1。

附图标记说明

1 铸造型芯

2 铸造型芯1的圆周壁

3 铸造型芯1的环区段

4 铸造型芯1的曲折区段

5 突出部

6 曲折部

7、7' 纵向区段

8 突出部

9–17 子区段

18–24 分割缝

25 分割缝沿纵向LR延伸的区段

26 分割缝沿圆周方向UR上延伸的区段

27a–30b 结构元件

31 缺口

40 芯盒下部

49–57 型腔

IR 由铸造型芯界定的内腔

LR 铸造型芯1的纵向

LV 突起部长度

UR 铸造型芯1的周向

RR 径向

SU 铸造型芯1的下端面

SO 铸造型芯1的上端面

LX 铸造型芯1的纵轴。

Claims (7)

1.铸造型芯，其中该铸造型芯(1)由模制材料成形，该模制材料由混合物组成，该混合物由型砂和粘合剂以及可选地由为了调整其特性而添加的添加剂组成，其中，将所述铸造型芯(1)分成至少两个子区段，并且其中在边缘侧上或者在邻近这些边缘侧处设置彼此形状配合作用的结构元件(28a-30b)，其中彼此相邻布置的所述子区段以所述边缘侧彼此接触，通过所述结构元件，彼此相邻布置的所述子区段至少在所述铸造型芯(1)的纵向(LR)和圆周方向(UR)中的一个方向上通过形状配合而彼此不可移动地固定，其特征在于，所述铸造型芯具有在纵向(LR)上延伸的中空圆柱体的基本形状，所述圆柱体具有两个在纵向(LR)上彼此相对的端面(SO，SU)以及所述铸造型芯至少在一个区段(4)上形成为以曲折的方式围绕由所述铸造型芯(1)界定的空间(IR)延伸的带。

2.根据权利要求1所述的铸造型芯，其特征在于，将所述子区段至少在将其形状配合地彼此固定的结构元件(28a-30b)的区域中彼此粘附。

3.根据权利要求1所述的铸造型芯，其特征在于，两个相邻的所述子区段之间的分割缝(18-24)至少区段性地在所述铸造型芯(1)的纵向(LR)上延伸。

4.根据权利要求2所述的铸造型芯，其特征在于，至少两个彼此相邻的所述子区段之间的分割缝(18-24)从所述铸造型芯(1)的一个端面至另一个端面延伸。

5.根据权利要求1所述的铸造型芯，其特征在于，两个相邻的所述子区段之间的分割缝(18-24)在所述铸造型芯(1)的圆周方向(UR)上延伸。

6.根据权利要求1所述的铸造型芯，其特征在于，在第一子区段(9)的边缘侧上形成突出部，并且在第二子区段(10)的边缘侧上形成容纳第一子区段(9)的突出部的缺口(31)作为将相邻的子区段通过形状配合而在所述铸造型芯(1)的纵向(LR)和圆周方向(UR)中的至少一个方向上不可移动地彼此固定的所述结构元件(28a-30b)。

7.根据权利要求1所述的铸造型芯，其特征在于，将相邻的子区段通过形状配合而在所述铸造型芯(1)的纵向(LR)和圆周方向(UR)中的至少一个方向上不可移动地彼此固定的所述结构元件(28a-30b)形成为径向突出的突起部。

Images