DE102008034462A1 - Method for casting parts of motor vehicle from metal or metal alloy in a mold using cast-inserted piece remaining in the mold, where the cast-inserted piece comprises a channel for coolant for discharge and supply of heat and/or cold - Google Patents
Method for casting parts of motor vehicle from metal or metal alloy in a mold using cast-inserted piece remaining in the mold, where the cast-inserted piece comprises a channel for coolant for discharge and supply of heat and/or cold Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Teilen, insbesondere Teilen von Kraftfahrzeugen, aus Metallen oder Metalllegierungen in einer Gußform, bei dem im Gußteil verbleibende Gußeinsatzstücke verwendet werden.The Invention relates to a method for casting parts, in particular parts of motor vehicles, of metals or metal alloys in a mold, remaining in the casting Cast inserts are used.
Es ist bekannt, dass es zur Beeinflußung der späteren Eigenschaften eines Gußteils sinnvoll sein kann, das Gußstück sofort nach dem Einbringen des flüssigen Metalls zu kühlen, um den thermischen Verlauf beim Abkühlen gezielt zu beeinflußen.It is known to influence the later Properties of a casting may be useful, the casting to cool immediately after the introduction of the liquid metal, to specifically influence the thermal progression during cooling.
So
ist es aus der
In beiden Patenten wird ein „Formköper” mit hoher spezifischer Wärmedichte (bzw. hier Kälte) und -leitfähigkeit in ein Sandgußpaket im Bereich des Kurbelwellenlagers eines zugießenden Zylinderblocks eingebracht. Das Gußmedium erstarrt in diesem Bereich, bedingt durch die hohe und schnelle Wärmeaufnahme des Formkörpers, schneller als im übrigen Bereich, wodurch sich lokal andere Materialeigenschaften einstellen. Der Formkörper wird nach dem Abguß und der Zerstörung des Sandpaketes entnommen, abgekühlt und kann dann wiederverwendet werden.In Both patents will be a "form body" with high specific heat density (or here cold) and Conductivity in a sand casting package in the area of the crankshaft bearing of an attached cylinder block brought in. The casting medium solidifies in this area, due to the high and rapid heat absorption of the molding, faster than the rest of the area, resulting in locally different ones Set material properties. The shaped body is after taken from the casting and the destruction of the sandpacket, cooled and can then be reused.
Hierdurch werden allerdings die eingesetzten Formköper noch aufwendiger und komplexer herzustellen.hereby However, the moldings are used even more expensive and more complex.
Weiterhin ist es bekannt beim Gießen Gußeinsatzstücke zu verwenden, die im fertigen Gußteil verbleiben und ggf. anschließend bearbeitet werden, wie z. B. Zylinderlaufbuchsen bei einem Motorblock. Diese werden vor allem verwendet, um in Leichtmetallgußteile höherfeste Bauteil, z. B. Zylinderlaufbuchsen, einzugießen.Farther It is known when casting cast inserts to use, which remain in the finished casting and possibly subsequently edited, such. B. cylinder liners at an engine block. These are mainly used to in light metal castings higher strength component, eg. B. cylinder liners, pour.
In der Produktion hat es sich als vorteilhaft erwiesen, diese Zylinderlaufbuchsen, auch „Liner” genannt, im vorgeheizten Zustand in die Gußform einzubringen. Damit wird die vollständige Füllung des Stegbereiches mit Gußmaterial positiv beeinflußt bzw. es wird der Kaltlauf in der Kontaktzone vermindert, d. h. ein Abschreck-Erstarren der Schmelze bei Annäherung an den kalten Liner und in Folge ein Verlust des Linerkontakts, was fatal für den Wärmeübergang wäre. Andererseits weist ein vorgewärmter Liner eine deutlich höhere Wärmemenge auf, was sich negativ auf das Abkühlungsverhalten, insbesondere im Stegbereich auswirkt.In In production, it has proven to be advantageous to use these cylinder liners, also called "liner", in pre-heated condition to introduce into the mold. This will be the full Filling of the bridge area with casting material positive influenced or it is the cold run in the contact zone diminished, d. H. a quench-solidification of the melt as it approaches at the cold liner and as a result a loss of liner contact, which would be fatal for the heat transfer. On the other hand, a preheated liner has a clear higher amount of heat, which has a negative impact on the Cooling behavior, especially in the web area effect.
Hieraus ergibt sich ein Zielkonflikt zwischen möglichst heißem Stegbereich beim Füllen der Form und möglichst kaltem Stegbereich direkt nach der Formfüllung.From this there is a conflict of goals between the hotest possible Bridge area when filling the form and possible cold bridge area immediately after the mold filling.
Diesen Problemen widmet sich die Erfindung und stellt eine Lösung bereit, die die Probleme zumindest minimiert bzw. umgeht.this Problems is dedicated to the invention and provides a solution at least minimizes or bypasses the problems.
Durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren, wonach ein Gußeinsatzstück zumindest einen Kanal für Kühlmittel zur Ab- und/oder Zuführung von Wärme bzw. Kälte beim Gießen und/oder Abkühlen aufweisen, ist es möglich, nicht nur gezielt die Materialeigenschaften lokal zu beeinflußen, sondern auch die Bildung von Lunkern in bestimmten Bereichen, die sonst durch Abkühlungsschwindung entstehen, zu verhindern und einer Rissgefahr durch Reduzierung der inneren Spannungen vorzubeugen. Somit kann der thermische Verlauf problematischer Gußbereiche beim Abkühlen noch gezielter bzw. direkter beeinflußt werden.By the method set forth in claim 1, wherein a Gußeinsatzstück at least one channel for coolant to off and / or Supply of heat or cold during casting and / or cooling, it is not possible only targeted to influence the material properties locally, but also the formation of voids in certain areas, the otherwise caused by cooling shrinkage, to prevent and to prevent a risk of cracking by reducing internal stresses. Consequently can the thermal history problematic casting areas when cooling even more targeted or directly influenced become.
Dabei kann ein Gußteil ein oder mehrere Gußeinsatzstücke aufweisen. Weiterhin können die Gußeinsatzstücke jeweils unterschiedliche Anzahl von Kanälen aufweisen, entweder einen oder mehrere, die auch noch unterschiedlich ausgeformt sein können, sowohl innerhalb eines Gußeinsatzstückes selbst als auch die Form der Kanäle der verschiedenen Gußeinsatzstücke unterschiedlich sein kann. Unter Form wird hier verstanden die geometrische Ausgestaltung der Kanäle, also Durchmesser, Querschnittsform, Querschnittsverlauf, Krümmungen etc. Damit kann gezielt in bestimmten Zonen des Gußteils die Abkühlung noch genauer gesteuert werden.there For example, a casting may have one or more casting inserts exhibit. Furthermore, the Gußeinsatzstücke each have different numbers of channels, either one or more, which also formed differently can be, both within a Gußeinsatzstückes itself as well as the shape of the channels of the various cast inserts can be different. Under form is understood here the geometric design the channels, ie diameter, cross-sectional shape, cross-sectional shape, Curvature etc. This allows targeted in certain zones of the casting, the cooling is controlled even more precisely become.
Bereits während des Abgußes und/oder nach dem Abguß wird Kühlflüssigkeit gezielt durch die Kühlkanäle geleitet, damit es zu einem schnellen Wärmeaustrag und damit schneller Erstarrung im Bereich der Kühlkanäle kommt. Der übrige Bereich des Gußteils bleibt ungekühlt und erstarrt entsprechend langsamer. Wenn das gesamte Gußteil bzw. Werkstück erstarrt ist, wird die Form geöffnet und das neu entstandene Werkstück wird entnommen.Already during casting and / or after casting Coolant targeted through the cooling channels led to a rapid heat removal and thus faster solidification in the area of the cooling channels comes. The remaining area of the casting remains uncooled and solidifies accordingly slower. If that entire casting or workpiece is solidified is the mold is opened and the newly created workpiece is taken.
Besonders bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, wenn die Kanäle für Kühlmittel in den Gußeinsatzstücken bei der nachfolgenden Bearbeitung des Gußteils entfernt werden. Die Kanäle für Kühlmittel in den Gußeinsatzstücken sind also bevorzugt so angeordnet und ausgebildet, dass ihre Entfernung bei der nachfolgenden Bearbeitung des Gußteils ohne zusätzliche Arbeitsschritte erfolgen kann. Dies kann sich z. B. bei der nachfolgenden Bearbeitung des Gußteils durch eine ohnehin notwendige Oberflächenbearbeitung ergeben. So können die Kanäle für Kühlmittel in Materialvorsprüngen angeordnet sind, die bei der nachfolgenden Bearbeitung des Gußteils entfernt werden.Especially it is preferred within the scope of the invention if the channels for coolant in the cast inserts removed during the subsequent processing of the casting become. The channels for coolant in the Gußeinsatzstücken are therefore preferably arranged and trained that their removal in the subsequent processing of the casting without additional steps can be done. This can be z. B. in the subsequent processing of the casting by an anyway necessary surface treatment result. So can the channels for coolant are arranged in material projections, in the following Processing of the casting to be removed.
Beispielsweise können die Kühlmittelkanäle in nach Innen gerichteten, sich in Längsrichtung erstreckenden Materialvorsprüngen von Zylindern ausgebildet sein. Nach Fertigstellung des entsprechenden Motorblocks müssen die Innenflächen der Zylinder spanend bearbeitet werden, wobei die Materialvorsprünge einfach mit entfernt werden, so dass sich die gewünschte Oberfläche ergibt.For example can the coolant channels in inside directed, longitudinally extending material protrusions be formed of cylinders. After completion of the corresponding Engine blocks need the inner surfaces of the cylinders machined, wherein the material protrusions Easy to be removed, so that the desired Surface yields.
Wesentlicher Gedanke der Erfindung ist also die Anordnung von Kühlmittelkanälen in gesonderten Materialvorsprüngen, die so angeordnet und ausgebildet sind, dass sich nach ihrer Entfernung ein ohnehin gewünschter Verlauf des Werkstücks bzw. seiner Oberfläche ergibt.essential Thought of the invention is therefore the arrangement of coolant channels in separate material protrusions arranged and are formed that after their removal an already desired Course of the workpiece or its surface results.
Die Erfindung kann bevorzugt im Druckgußverfahren zur Anwendung kommen. Eine Anwendung im Sandgußverfahren ist jedoch auch denkbar.The Invention may preferably be used in the die casting process come. However, an application in the sand casting process is also conceivable.
Die Gußeinsatzstücke können aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nun vorgeheizt in die Gußform eingesetzt werden. Es hat sich nämlich in der Produktion als gut erwiesen, die Gußeinsatzstücke (z. B. Liner) im vorgeheizten Zustand in die Gußform einzubringen. Damit wird die vollständige Füllung des Stegbereiches mit Gußmaterial positiv beeinflußt bzw. es wird der Kaltlauf in der Kontaktzone vermindert.The Gußeinsatzstücke can due to the invention Design now preheated inserted into the mold become. It has proven to be good in production, the cast inserts (eg liners) in pre-heated State in the mold to bring. This will be the full filling the web area positively influenced by casting material or it is the cold running reduced in the contact zone.
Die Erfindung betrifft auch entsprechende Gußeinsatzstücke für die Verwendung beim Gießen von Teilen, insbesondere von Teilen von Kraftfahrzeugen, aus Metallen oder Metalllegierungen in einer Gußform, bei dem das Gußeinsatzstück im Gußteil verbleibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gußeinsatzstück mindestens einen Kanal für Kühlmittel zur Ab- und/oder Zuführung von Wärme bzw. Kälte beim Gießen und/oder Abkühlen aufweist.The The invention also relates to corresponding cast inserts for use in casting parts, in particular of parts of motor vehicles, of metals or metal alloys in a mold, wherein the Gußeinsatzstück remains in the casting, characterized in that the Casting insert at least one channel for Coolant for the removal and / or supply of heat or cold during casting and / or cooling having.
Besonders bevorzugt handelt es sich um einen Zylinder für einen Motorblock. Dabei sind die Gußeinsatzstücke Zylinderlaufbuchsen, bevorzugt aus Stahlguß oder Grauguß hergestellt, und der Motorblock ist aus Leichtmetall, bevorzugt eine Aluminium- oder Magnesiumlegierung.Especially it is preferably a cylinder for an engine block. The cast inserts are cylinder liners, preferably made of cast steel or gray cast iron, and the engine block is made of light metal, preferably an aluminum or magnesium alloy.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, in der dieFurther Details, features and advantages of the invention will become apparent the following description of an embodiment based on the drawing in which the
Figur einen schematischen Querschnitt durch einen Motorblock nach dem Gießen und nach dem Bearbeiten zeigt.figure a schematic cross section through an engine block after the Pour and show after editing.
In
der Figur ist ein schematischer Querschnitt durch zwei Zylinder
Die
Zylinderlaufbuchse
Beim
Gießen werden die Zylinderlaufbuchsen
Bereits
während des Gießens und/oder danach wird Kühlflüssigkeit
gezielt durch die Kühlkanäle
Der übrige
Bereich bleibt ungekühlt und erstarrt entsprechend langsamer.
Wenn das gesamte Werkstück erstarrt ist, wird die Form
geöffnet, das neu entstandene Werkstück wird entnommen,
neue Zylinderlaufbuchsen
Anschließend
wird der Zylinder
- 11
- Motorblockblock
- 22
- Zylindercylinder
- 33
- ZylinderlaufbuchseCylinder liner
- 44
- Materialvorsprungmaterial advantage
- 55
- KühlmittelkanalCoolant channel
- 66
- Stegweb
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - US 2003/0217831 A1 [0003] US 2003/0217831 A1 [0003]
- - US 7017648 B2 [0003] US 7017648 B2 [0003]
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DE200810034462 Withdrawn DE102008034462A1 (en) | 2008-07-24 | 2008-07-24 | Method for casting parts of motor vehicle from metal or metal alloy in a mold using cast-inserted piece remaining in the mold, where the cast-inserted piece comprises a channel for coolant for discharge and supply of heat and/or cold |
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2008
- 2008-07-24 DE DE200810034462 patent/DE102008034462A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |