CN112566739A - 用于制造曲轴箱的锭模和方法 - Google Patents

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T·瓦格纳
C·莫茨
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Abstract

本发明涉及一种锭模，其包括由金属制成的基板，其中，所述基板具有多个第一成形区段，所述第一成形区段沿纵向轴线彼此间隔开地设置并且设计用于成形曲轴箱的轴承通道，并且在第一成形区段上设置由模制材料制成的第二成形区段。

Description

用于制造曲轴箱的锭模和方法
技术领域
本发明涉及用于制造内燃机的曲轴箱的锭模和方法。
背景技术
锭模是可重复使用的、用于铸造金属和合金的模具。特别是常常使用锭模铸造方法来制造内燃机的气缸曲轴箱。这种锭模通常包括金属基板以及相应的端部或侧部滑块，这些滑块尤其是成形后来的铸造部件的外形。此外，也可使用型芯来实现空腔等。金属基板经常用于成形气缸曲轴箱的曲轴室。在此情况下，例如DE 102006061653 A1示出一种专门用于基板的嵌件，该基板嵌件成形或至少共同成形铸造部件的曲轴室。与基板本身构造成一体的还是如上述公开文献中具有嵌件无关，存在因系统造成的缺点，即，由于这是永久性模具，设计自由度因脱模斜度的必要性而受到限制。
发明内容
因此，本发明的任务在于提出一种锭模和一种用于制造曲轴箱的方法，其提高设计自由度并且因此尤其是也提供实现轻量化的新可能性。
所述任务通过根据权利要求1所述的锭模和根据权利要求9所述的方法来解决。其它优点和特征由从属权利要求以及说明书和附图中得出。
根据本发明，锭模包括由金属制成的基板，其中，所述基板具有多个第一成形区段，所述第一成形区段沿纵向轴线彼此间隔开地设置并且设计用于成形内燃机的(气缸)曲轴箱的轴承通道或轴承座，并且由模制材料制成的第二成形区段设置在第一成形区段上。因此，锭模本身设计或构造成，使得基板成形或至少共同成形后来的气缸曲轴箱的曲轴室。在此曲轴室包括前面提到的轴承通道或者说轴承座，其用于设置曲轴。轴承座在此包括多个壁，这些壁沿竖直轴线或气缸轴线延伸并且具有或构成或至少预成形用于曲轴的相应支承位置。现在有利的是，将由非金属材料或模制材料制成的第二成形区段设置在第一成形区段上，使得轴承座或轴承通道或上述的壁不仅经由永久模具成形，而且也由会消失的成形区段、即第二成形区段成形，所述第二成形区段能够实现相应的设计自由度。
适宜的是，模制材料包括模制基础材料如石英、铬砂、锆砂和其它砂；粘合剂如粘土、水玻璃或化学粘合剂；以及可能的添加剂如脱模剂。
根据一种优选实施方式，第二成形区段具有凸部，该凸部设计用于在轴承通道中形成材料凹部、侧凹和凹口等。因此，有利的是，可直接在浇铸中从后方成形轴承座的几何形状。替代或附加地，第二成形区段也可具有凹部，以便有针对性地在轴承座中形成例如用于加固的材料凸部。根据一种实施方式，第二成形区段包括凸部和/或凹部，以便尤其是适应负荷地设计轴承座。在此凸部和/或凹部尤其是沿上述纵向轴线延伸。根据一种实施方式，也可这样设计凸部，使得其直接在壁或轴承通道中成形开口。
根据一种实施方式，第一成形区段具有设置表面，第二成形区段设置在该设置表面上。根据一种实施方式，设置表面位于一个平面中。但设置表面也可沿竖直轴线或沿气缸轴线偏移地或倾斜地和/或歪斜地设置。根据一种实施方式，对基板或第一成形区段进行机械加工以成形设置表面。根据一种实施例，设置表面本身构造为平坦的或平面，这既简化了制造又便于设置第二成形区段。但是作为替代方案，设置表面也可具有非平面的形状、如形成半径等。换句话说，设置表面尤其是支承面，第一成形区段支承在其上。根据一种实施方式，设置表面成形和/或相互定向为，使得第二成形区段形锁合地设置在平面中，由此可确保可靠的定位并避免可能的不正确定向。
适宜的是，所述平面垂直于竖直轴线定位或所述平面垂直于竖直轴线，竖直轴线相应于气缸轴线。这样做的优点是第二成形区段仅通过重力保持或至少预定位在第一成形区段上。但在此完全可以、至少在必要时可以适当的方式、如经由其它型芯压紧第二成形区段。
根据一种实施方式，设置表面具有形锁合元件，所述形锁合元件防止第二成形区段尤其是在所述平面中移位。换句话说，所述一个或多个设置表面可具有凸部和/或凹部和/或设有结构，其防止第二成形区段滑动或确保成形区段的精确或希望的定位。在此可在制造设置表面时一同成形形锁合元件。
根据一种实施方式，形锁合元件例如是位于所述一个或多个设置表面上的一个或多个沟槽或肋条，第二成形区段具有相应一致地构成的结构，所述沟槽或肋条可接合在其中。
根据一种实施方式，第二成形区段通过一个或多个连接杆连接，所述连接杆设计用于在轴承座或轴承通道中成形开口。因此可以适宜的方式在轴承座中成形一个或多个通风口。
根据一种实施方式，每两个第二成形区段通过两个连接杆连接。适宜的是，设置一个型芯，其具有多个第二成形区段，这些第二成形区段通过一个或多个连接杆连接。
根据一种实施方式，第二成形区段具有型芯标记，其用于设置其它型芯、如一个或多个冒口芯。
本发明还涉及一种用于制造曲轴箱的方法，包括下述步骤：
-提供由金属制成的基板，该基板局部地或部分地成形曲轴箱的轴承座；
-通过设置由模制材料制成的第二成形区段来补充基板。
“补充”尤其是应理解为使基板的形状完整化。如此有利地提供一种简单的、用于优化曲轴室、尤其是内燃机的气缸曲轴箱的轴承通道的设计的可能性。例如为了在轴承座中成形凹口或通风口而需要进行的机械加工可显著减少或甚至完全省去。因此可有利地减小切削加工量。可省略或减小脱模斜度。
根据一种实施方式，所述方法包括下述步骤：
-提供由金属制成的基板，该基板成形曲轴箱的轴承座；
-部分地切除基板并且通过设置由模制材料制成的第二成形区段恢复原始形状。
适宜的是，在一定程度上可简单地改造现有形状。
结合锭模提到的优点和特征类似并且也相应地适用于所述方法，反之亦然。
附图说明
其它优点和特征从下述参考附图对锭模或其组成部件的不同实施方式的说明中得出。附图如下：
图1以俯视图示出包括多个第二成形区段的型芯；
图2以俯视图和侧视图示出包括多个第二成形区段的型芯的另一种实施方式；
图3示出锭模的一种实施方式的示意图；
图4示出成形曲轴箱的轴承座的基板的一种实施方式的示意图。
具体实施方式
图1以俯视图示出包括多个第二成形区段20的型芯，这些第二成形区段20通过多个连接杆22连接。附图标记L表示纵向轴线，该纵向轴线也可看作是曲轴的旋转轴线。现在示意性示出：可以说沿纵向轴线L延伸的凸部24，所述凸部设计用于成形曲轴箱的轴承座或轴承通道中的材料凹部。
图2基本上示出由图1已知的、型芯的实施方式，在此所示的实施方式中，第二成形区段20不具有凸部。但在此在图的上半部中示出型芯的侧视图，在其中可以看到第二成形区段20如何通过连接杆22连接。
图3示出包括金属基板10的锭模的示意图，该金属基板包括第一成形区段12。纵向轴线L大致垂直于图平面定向。锭模还包括两个示意性示出的侧部滑块6和相应的端部滑块8，它们的运动方向通过以大写字母B表示的箭头示出。第一成形区段12大致在端侧具有朝上定向的设置表面14，第二成形区段20设置在该设置表面上，在这方面也参照图1和图2。以虚线示出两个圆形连接杆22，它们设计和成形用于在基本上由基板10成形的轴承座中形成沿纵向轴线L的通风口。设置表面14位于一个平面E中，该平面垂直于水平线H定向。水平线H可以说相应于气缸轴线P，该气缸轴线以相应标记的、朝上大致指向燃烧室方向的箭头示出。附图标记2表示示意性示出的冒口芯。还可看出，一个或多个第一成形区段12形成或成形用于在此未示出的曲轴的主轴承3。
为了更好地理解，图4以侧视图示出基板10，在此可以看出，基板10包括多个第一成形区段12，这些第一成形区段成形轴承座或轴承通道。该轴承座的壁以虚线表示并且设有附图标记5。可以看出，所述壁5不仅由第一成形区段12，而且也由第二成形区段20共同成形，第二成形区段设置在第一成形区段12的相应设置表面14上。在此第一成形区段12沿水平线或沿气缸轴线P延伸，其垂直于纵向轴线L定向，所述纵向轴线可以说可以理解为在此未示出的曲轴的旋转轴线或该纵向轴线沿后来的曲轴箱的主轴承延伸。
附图标记列表
2 冒口芯
3 主轴承
5 壁
6 侧部滑块
8 端部滑块
10 模具部件、基板
12 第一成形区段
14 设置表面
20 第二成形区段
22 连接杆
24 凸部
E 平面
L 纵向轴线
H 水平线、竖直轴线
B 运动方向
P 气缸轴线

Claims (9)

1.锭模，包括由金属制成的基板(10)，其中，所述基板(10)具有多个第一成形区段(12)，所述第一成形区段沿纵向轴线(L)彼此间隔开地设置并且设计用于成形曲轴箱的轴承通道，并且在第一成形区段(12)上设置由模制材料制成的第二成形区段(20)。
2.根据权利要求1所述的锭模，其中，第二成形区段(20)具有凸部(24)，所述凸部设计用于在所述轴承通道中形成材料凹部。
3.根据权利要求1或2所述的锭模，其中，第一成形区段(12)具有设置表面(14)，第二成形区段(20)设置在所述设置表面上。
4.根据权利要求3所述的锭模，其中，所述设置表面位于一个平面(E)中。
5.根据权利要求3至4中任一项所述的锭模，其中，所述设置表面(14)具有形锁合元件，这些形锁合元件防止第二成形区段(20)移位。
6.根据前述权利要求中任一项所述的锭模，其中，第二成形区段(20)通过一个或多个连接杆(22)连接，所述连接杆设计用于在轴承座中成形开口。
7.根据前述权利要求中任一项所述的锭模，其中，每两个第二成形区段(20)通过两个连接杆(22)连接。
8.根据前述权利要求中任一项所述的锭模，其中，第二成形区段(20)具有型芯标记。
9.用于制造曲轴箱的方法，包括下述步骤：
-提供由金属制成的基板(10)，该基板局部地或部分地成形曲轴箱的轴承座；
-通过设置由模制材料制成的第二成形区段(20)来补充基板(10)。
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