DE102006058123A1 - Formkörper zur Herstellung eines Hohlraumes - Google Patents

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Formkörper 4 zur Herstellung des Hohlraumes in einem durch Gießen herzustellenden Bauelement einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur Herstellung des Zylinderinnenraumes eines Sacklochzylinders, der als Sandkern 4 mit einem anorganischen Binder ausgebildet und mit einer Schlichte überzogen ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Formkörper zur Herstellung eines Hohlraumes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Aus der Offenlegungsschrift, DE 100 50 190 A1 , ist ein Formkörper zu Herstellung von Hohlräumen in Bauelementen von Brennkraftmaschinen bekannt, der aus Calciumsilikatfasern besteht, die von einem Binder in fester Form zusammengehalten werden. Nachteilig ist hierbei, dass Calciumsilikat nur mit relativ großem Aufwand durch Zusammenschmelzen von Quarzsand mit Calciumcarbonat herstellbar und damit relativ teuer ist.
• Diesen Nachteil des Standes der Technik zu vermeiden ist Aufgabe der Erfindung. Gelöst wird die Aufgabe mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches stehenden Merkmalen. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
• 1 einen Schnitt durch einen Sacklochzylinder mit einem als Sandkern ausgebildeten Formkörper, der die Überströmkanäle des Sacklochzylinders erkennen lässt,
• 2 einen Schnitt durch den Sacklochzylinder mit dem Sandkern, der die Luftein- und Lustauslassschlitze des Sacklochzylinders zeigt, und
• 3 den zum Gießen des Zylinderinnenraumes verwendeten Sandkern in perspektivischer Darstellung.
• In 1 ist ein Sacklochzylinder 1 im Schnitt dargestellt, wie er in Zweitaktmotoren verwendet wird, bei dem der Zylinderblock 2 und der Zylinderkopf 3 eine Einheit bilden. Der Sacklochzylinder besteht aus einer Aluminiumlegierung und ist im Gießverfahren hergestellt. Gezeigt ist der Sacklochzylinder 1, kurz nachdem er der Gießform entnommen wurde, wobei sich ein als Sandkern 4 ausgebildeter Formkörper zur Herstellung des sacklochförmigen Zylinderinnenraumes noch im Sacklochzylinder 1 befindet. Hierbei ist in 1 die Schnittebene so gewählt, dass die Überströmkanäle 5 und 6 erkennbar sind, die mittels an den Sandkern 4 angeformter Kernelemente 7 und 8 hergestellt werden.
• 2 zeigt ein Schnittbild des Sacklochzylinders 1 in einer Schnittebene, die senkrecht auf der Schnittebene von 1 steht, und die den Lufteinlassschlitz 9 und den Luftauslassschlitz 10 erkennen lässt, wobei auch der Luftein- und der Lustauslassschlitz 9 und 10 durch entsprechende Kernanformungen 11 und 12 hergestellt werden.
• In 3 ist in perspektivischer Darstellung der zur Herstellung des Zylinderinnenraumes verwendete Sandkern 4 mit den Kernelementen 7 und 8 zur Herstellung der Überlaufkanäle und mit der Kernanformung 12 zur Herstellung des Luftauslassschlitzes 10 gezeigt.
• Hergestellt werden kann der Sandkern auf preisgünstige Weise aus Quarzsand, aus Zirkonsand oder aus synthetischem Keramiksand. Um einen festen Gießkern zu erhalten, wird dem Sand zunächst ein anorganischer, mineralischer und wasserlöslicher Binder beigemischt, der hochtemperaturbeständig und durch Hitze und Wasserentzug verfestigbar ist. Dieser Binder besteht aus einem Gemisch aus Calciumsalzen, Magnesiumsalzen, Silikaten und weiteren anorganischen Additiven und ist in jedem Verhältnis mit Wasser mischbar. Idealerweise enthält der Sand zwischen 2,5 Gew.% und 3 Gew.% Binder.
• Zur Herstellung des Sandkernes wird das Gemisch aus Sand und Binder unter Druck mittels eines Schießkopfes über Düsen in ein auf 60°C bis 160°C erhitztes Kernformwerkzeug geschossen, wobei das Gemisch aus Sand und Binder verdichtet wird.
• Das Werkzeug kann mittels Wasserdampf, heißem Öl oder elektrisch beheizt werden. Die Aushärtung des Binders erfolgt im geschlossenen Werkzeug. Ist der Sandkern vollständig ausgehärtet, wird er dem Werkzeug entnommen.
• Um beim Gießen des Sacklochzylinders den Sandkern vor einer allzu großen thermischen Belastung durch die Metallschmelze zu schützen, kann der Sandkern mit einer geeigneten Schlichte überzogen werden, wozu sich eine Aluminiumsilikate enthaltende Alkohol- oder Wasserschlichte eignet. Hierbei wird der Kern in die in flüssiger Form vorliegende Schlichte getaucht und anschließend getrocknet.
• Der Sandkern 4 wird dann in eine Kokille für den Sacklochzylinder 1 gelegt und mit der Aluminiumlegierung umgossen. Nachdem der Sacklochzylinders 1 in der Kokille ausgehärtet ist, wird er der Kokille entnommen und in ein Abschreckbad gelegt, wobei gleichzeitig der Sandkern 4 aus dem Sacklochzylinder 1 ausgewaschen wird. Nachdem eine bestimmte Anzahl von Sacklochzylindern gegossen worden ist, werden alle zum Gießen des Sacklochzylinders 1 erforderlichen Maschinenteile, wie der Schießkopf und dessen Düsen, das Kernformwerkzeug und die Kokille durch Spülen mit Wasser gereinigt.

1

Sacklochzylinder

2

Zylinderblock

3

Zylinderkopf

4

Sandkern, Formkörper

5, 6

Überstromkanal

7, 8

Kernelement

9

Lufteinlassschlitz

10

Lustauslassschlitz

11, 12

Kernanformung

Claims (4)

1. Formkörper (4) zur Herstellung eines Hohlraumes in einem durch Gießen herzustellenden Bauelement einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper als Sandkern (4) mit einem anorganischen Binder ausgebildet ist, der aus einem Gemisch aus Calciumsalzen, Magnesiumsalzen, Silikaten und anorganischen Additiven besteht.
2. Formkörper (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sandkern (4) mit einer Schlichte überzogen ist, die als eine Aluminiumsilikate enthaltende Alkoholschlichte ausgebildet ist.
3. Formkörper (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sandkern (4) mit einer Schlichte überzogen ist, die als eine Aluminiumsilikate enthaltende Wasserschlichte ausgebildet ist.
4. Formkörper (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zur Herstellung des Zylinderinnenraumes eines Sacklochzylinders verwendet wird.