-
Für
die Anmeldung wird die Priorität der am 5. Dezember 2008
eingereichten
koreanischen
Patentanmeldung Nr. 10-2008-0123561 beansprucht, deren
gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
-
Die
Erfindung betrifft einen Formensatz zum Gießen eines Zylinderkopfes,
und insbesondere einen Formensatz zum Gießen eines Zylinderkopfes, bei
dem ein Auslassangusskanal zwischen einem Zylinderkopf und einem
Zylinderblock ausgebildet ist.
-
Bei
einem üblichen Niederdruckgießverfahren wird Druckluft
oder inaktives Gas einem luftdichten Ofen zugeführt, in
welchem Metallschmelze gespeichert ist, um die Metallschmelze in
eine Gießform einzuspritzen, die in einem oberen Abschnitt
des Ofens angeordnet ist.
-
Wie
in 5 gezeigt, wird ein Gussblock zu Metallschmelze 1 geschmolzen,
und die Metallschmelze wird einer Gießvorrichtung 7 zugeführt,
die mit einer Heizung 3 ausgestattet ist.
-
Als
nächstes werden ein Wassermantelkern eines Zylinderkopfes,
ein Kanalkern 11 und ein Ölpassagenkern 13 in
einer unteren Gießform 15 eingerichtet.
-
Danach
werden eine obere Gießform 17 und die untere Gießform 15 derart
zusammengesetzt, dass der Kanalkern 11 mittels einer Kernmarke
an der unteren Gießform 15 und einer Seitengießform 21 fixiert
ist.
-
In
diesem Zustand wird die Metallschmelze in die Gießform
eingespritzt, um für eine vorbestimmte Zeit gekühlt
zu werden, dann werden die obere Gießform 17 und
die untere Gießform 15 getrennt, und das Produkt
durchläuft einen Wärmebehandlungs- und Endbearbeitungsvorgang.
-
Jedoch
ist die Kernmarke zwischen der unteren Gießform 15 und
beiden Seiten der Seitengießform 21 der Gießform
zum Gießen eines Zylinderkopfes angeordnet, und der Kanalkern 11 zum
Formen eines Einlass- und Auslasskanals ist aus Formsand.
-
Dementsprechend
ist dies ungünstig bezüglich der Oberflächenrauheit,
und sowohl die thermische Ausdehnung und Verformung der Gießform
als auch der Auftrieb, der in der Metallschmelze 1 auftritt, äußern
sich derart, dass Grate in einem Brennkammerabschnitt gebildet werden,
die Position des Einlass- und Auslasskanals nicht exakt ist, und
mechanische Fehler an dem Ventilsitz auftreten.
-
Mit
der Erfindung wird ein Formensatz zum Gießen eines Zylinderkopfes
geschaffen, bei dem ein Einlasskanalkern einstückig mit
einer Gießform ausgebildet ist und ein in eine untere Gießform
gleitend einzusetzender Auslasskanalkern mit einer Kreisbogenform
angefertigt ist, um einen Einlass- und Auslasskanal eines Zylinderkopfes
zu gießen, und bei dem eine Beschädigung der Gießform
durch thermische Ausdehnung und Verformung der Gießform
entsprechend dem Auftrieb des Kanalkerns in der Metallschmelze verhindert
wird und die Oberflächenrauheit des Einlass- und Auslasskanals
verbessert wird.
-
Gemäß der
Erfindung weist ein Formensatz zum Gießen eines Zylinderkopfes
eine untere Gießform, an deren oberen Fläche in
der Mitte eine Gießfläche ausgebildet ist, um
die untere Fläche eines Zylinderkopfes zu formen, und in
deren Auslassseite eine Kerneinsetzöffnung mit einer Kreisbogenform ausgebildet
ist, und einen Auslasskanalkern mit einer Kreisbogenform auf, der
in die Kerneinsetzöffnung der unteren Gießform
gleitend eingesetzt ist, um einen Auslasskanal zu formen.
-
Der
Formensatz kann ferner eine obere Gießform, an deren unteren
Fläche eine Gießfläche ausgebildet ist,
um die obere Fläche des Zylinderkopfes zu formen, eine
auslassseitige Gießform, an deren Innenfläche
eine Gießfläche ausgebildet ist, um die auslassseitige
Fläche des Zylinderkopfes zu formen, und eine einlassseitige
Gießform aufweisen, an welcher eine Gießfläche
ausgebildet ist, um die einlassseitige Fläche des Zylinderkopfes
zu formen, und mit welcher ein Einlasskanalkern einstückig
ausgebildet ist, um einen Einlasskanal zu formen.
-
Eine
Fixiernut kann an der einen Seite des hinteren Endes des Auslasskanalkerns
ausgebildet sein.
-
Ein
Federelement kann an der inneren Endfläche der Kerneinsetzöffnung
angeordnet sein, um das hintere Ende des Auslasskanalkerns abzustützen.
-
Sitznuten
sind an beiden Seiten der Gießfläche der unteren
Gießform derart ausgebildet sind, dass die vorderen Enden
eines Einlasskanalkerns und des Auslasskanalkerns darin sitzen.
-
Ein
Fixierabschnitt kann in der Auslassseite der unteren Gießform
konfiguriert sein, um mit der Fixiernut des Auslasskanalkerns derart
in Eingriff zu gelangen, dass er den Auslasskanalkern fixiert.
-
Der
Fixierabschnitt weist einen Fixierbolzen auf, der in der Auslassseite
der unteren Gießform in einer Horizontalrichtung derart
angeordnet ist, dass sein vorderes Ende in die Fixiernut des Auslasskanalkerns
eingesetzt wird.
-
Eine
Rastnut ist in der einen Seite des Fixierbolzens ausgebildet, und
eine Rastnutkugel, die mit der Rastnut in Eingriff steht, ist in
der Auslassseite der unteren Gießform konfiguriert.
-
Der
Formensatz kann ferner eine Feder aufweisen, welche die Rastnutkugel
in die Rastnut federnd hineindrückt.
-
Bei
dem Formensatz zum Gießen eines Zylinderkopfes gemäß der
Erfindung ist der Einlasskanalkern einstückig mit der einerseitigen
Gießform ausgebildet, und der Auslasskanalkern, der eine Kreisbogenform
hat, um in die untere Gießform gleitend eingesetzt zu werden,
ist in der unteren Gießform konfiguriert, um den Einlass-
und Auslasskanal des Zylinderkopfes zu formen.
-
Der
Kanalkern ist gegen Auftrieb in der Metallschmelze sicher fixiert,
und die Gießform wird durch deren thermische Ausdehnung
und Verformung nicht beschädigt, so dass keine Grate in
der Brennkammer des Zylinderblocks gebildet werden.
-
Dementsprechend
werden mechanische Toleranzen des Einlass- und Auslasskanals und
des Ventilsitzes nicht verringert.
-
Außerdem
sind der Einlasskanalkern und der Auslasskanalkern nicht aus Sand
geformt, sondern als eine Gießform derart geformt, dass
die Oberflächenrauheit des Einlass- und Auslasskanals verbessert
wird.
-
Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
-
1 einen
Schnitt eines mittels eines Formensatzes gegossenen Zylinderkopfes
und eines an diesem montierten Zylinderblocks gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
-
2 einen
Schnitt eines Formensatzes zum Gießen eines Zylinderkopfes
gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung;
-
3 Prozessphasen
eines Formensatzes zum Gießen eines Zylinderkopfes gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
-
4 einen
Schnitt eines mittels eines Formensatzes gegossenen Zylinderkopfes;
und
-
5 eine
schematische Darstellung eines Gießprozesses bei einem üblichen
Niederdruckgießverfahren.
-
Mit
Bezug auf die Zeichnung wird eine beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
-
Zuerst
wird ein Zylinderkopf 101 eines Motors 100 mittels
eines Formensatzes zum Gießen eines Zylinderkopfes gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung gegossen,
und wie in 1 gezeigt, ist ein mit einem
Auslasskanal 103 verbundener Auslassangusskanal 105 zwischen
der auslassseitigen unteren Fläche des Zylinderkopfes 101 und
der einerseitigen oberen Fläche des Zylinderblocks 107 ausgebildet.
-
Wie
in 2 gezeigt, weist ein Formensatz 110 zum
Gießen des Zylinderkopfes 101 gemäß der beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung im Wesentlichen eine untere
Gießform 111, eine obere Gießform 113,
und eine auslassseitige Gießform 115 und eine
einlassseitige Gießform 117 an den jeweiligen
Seiten auf.
-
Zuerst
ist in der Mitte der oberen Fläche der unteren Gießform 111 eine
Gießfläche 121 ausgebildet, um die untere
Fläche des Zylinderkopfes 101 zu formen, und eine
Kerneinsetzöffnung 123 ist in der Auslassseite
der unteren Gießform 111 ausgebildet.
-
Ferner
hat ein Auslasskanalkern 119 eine Kreisbogenform, um in
die Kerneinsetzöffnung 123 der unteren Gießform 111 gleitend
eingesetzt zu werden, der Auslasskanalkern 119 formt den
Auslasskanal 103 als ein Formling, und eine Fixiernut 125 ist
an der einen Seite seines hinteren Endes ausgebildet.
-
Ebenso
ist ein Federelement 127 an der inneren Endfläche
der Kerneinsetzöffnung 123 angeordnet, um das
hintere Ende des Auslasskanalkerns 119 derart abzustützen,
dass dessen vorderes Ende aus der Kerneinsetzöffnung 123 der
unteren Gießform 111 herausragt.
-
Eine
Gießfläche 131 ist an der unteren Fläche
der oberen Gießform 113 ausgebildet, um die obere
Fläche des Zylinderkopfes 101 zu formen.
-
Eine
Gießfläche 133 ist an der Innenfläche der
auslassseitigen Gießform 115 ausgebildet, um die
auslassseitige Fläche des Zylinderkopfes 101 zu formen,
und eine Gießfläche 135 ist an der Innenfläche
der einlassseitigen Gießform 117 ausgebildet, um
die einlassseitige Fläche des Zylinderkopfes 101 zu
formen.
-
Hier
ist ein Einlasskanalkern 118 in einer Schrägrichtung
einstückig mit der Innenseite der einlassseitigen Gießform 117 ausgebildet,
um einen Einlasskanal 109 zu formen.
-
Das
heißt, die vorderen Enden des Auslasskanalkerns 119 und
des Einlasskanalkerns 118 sitzen beiderseits der Mitte
der Gießfläche 121 der unteren Gießform 111,
und Sitznuten G, in welche die vorderen Enden des Einlasskanalkerns 118 und
des Auslasskanalkerns 119 eingesetzt sind, sind beiderseits
der Mitte der Gießfläche 121 der unteren
Gießform 111 derart ausgebildet, dass sie den
Einlasskanalkern 118 und den Auslasskanalkern 119 in
ihrem Montagezustand sicher fixieren.
-
Ein
Fixierabschnitt 140 ist in der Auslassseite der unteren
Gießform 111 konfiguriert, um mit der Fixiernut 125 des
Auslasskanalkerns 119 derart in Eingriff zu gelangen, dass
er den Auslasskanalkern 119 sicher fixiert.
-
Der
Fixierabschnitt 140 ist in einer Horizontalrichtung in
der Auslassseite der unteren Gießform 111 angeordnet,
das vordere Ende eines Fixierbolzens 141 des Fixierabschnitts 140 kann
mit der Fixiernut 125 des Auslasskanalkerns 119 in
Eingriff gelangen, und eine Rastnut 143 ist in der einen
Seite des Fixierbolzens 141 ausgebildet.
-
Ebenso
ist eine Rastnuteinheit in der Auslassseite der unteren Gießform 111 konfiguriert,
und eine Rastnutkugel 145 der Rastnuteinheit sitzt in der Rastnut 143 des
Fixierbolzens 141 derart, dass die vorbestimmte Position
des Fixierbolzens 141 wirksam beibehalten wird.
-
Die
Rastnuteinheit weist die Rastnutkugel 145 und eine Feder 147 auf,
welche die Rastnutkugel 145 in einem Gehäuse 149 federnd
andrückt.
-
Mit
Bezug auf 3 wird der Gießprozess unter
Verwendung des Formensatzes zum Gießen eines Zylinderkopfes 110 mit
dem oben genannten Aufbau beschrieben.
-
Zuerst
wird ein Wassermantelkern 150 auf die untere Gießform 111 des
Zylinderkopfes 101 gesetzt (S1).
-
Als
nächstes zieht eine Bedienperson den Auslasskanalkern 119 heraus,
der in die Kerneinsetzöffnung 123 der unteren
Gießform 111 eingesetzt ist, setzt das vordere
Ende des Auslasskanalkerns 119 in die Sitznut G hinein,
die in der auslassseitigen Gießfläche der unteren
Gießform 111 ausgebildet ist, und fixiert den
Auslasskanalkern 119 mittels des Fixierabschnitts 140 in
einem Sitzzustand (S2).
-
Das
heißt, der Fixierbolzen 141 wird derart gedrückt,
dass sein vorderes Ende in die Fixiernut 125 des Auslasskanalkerns 119 eingesetzt
ist, um den Auslasskanalkern 119 zu fixieren.
-
In
diesem Zustand werden die obere Gießform 113,
die auslassseitige Gießform 115 und die einlassseitige
Gießform 117 an der unteren Gießform 111 zum
Gießen montiert (S3).
-
Bei
diesem Prozess wird, da die einlassseitige Gießform 117 an
der unteren Gießform 111 montiert ist, gleichzeitig
der einstückig an der Innenseite der einlassseitigen Gießform 117 ausgebildete
Einlasskanalkern 118 aufgesetzt, und das vordere Ende des
Einlasskanalkerns 118 wird in die Sitznut G eingesetzt,
die in der einlassseitigen Gießfläche der unteren
Gießform 111 ausgebildet ist.
-
Gleichfalls
wird Metallschmelze in die Kammer eingespritzt, die von der unteren
Gießform 111, der oberen Gießform 113 und
der auslass- und einlassseitigen Gießform 115 und 117 gebildet
wird, um für eine vorbestimmte Zeit abgekühlt
zu werden (S4), und dann werden die obere Gießform 113 und
die auslass- und einlassseitige Gießform 115 und 117 von
der unteren Gießform 111 getrennt.
-
Danach
wird der Zylinderkopf 101 mit Wärme behandelt,
endbearbeitet und in einem Inspektionsprozess geprüft.
-
Schließlich
wird, wie in 4 gezeigt, der Zylinderkopf 101 vollendet,
um ausgeliefert zu werden.
-
Hier
wird der Einlasskanalkern 118 mit der einlassseitigen Gießform 117 von
dem Zylinderkopf 101 getrennt, und nachdem die obere Gießform 113 und
die auslass- und einlassseitige Gießform 115 und 117 von
der unteren Gießform 111 getrennt sind, wird der
Fixierbolzen 141 aus der Fixiernut 125 des Auslasskanalkerns 119 herausgezogen,
und der Auslasskanalkern 119 wird in die Kerneinsetzöffnung 123 der
unteren Gießform 111 gedrückt, um in
diese derart eingesetzt zu werden, dass die Außenseite des
Zylinderkopfes 101 vollständig freigelegt ist
(S5).
-
Ebenso
werden, wie in 4 gezeigt, ein Einlass- und
Auslassventilsitzabschnitt P1 und eine Verbindungsstelle P2 mit
dem Auslassangusskanal 105 im Endbearbeitungsprozess des
Zylinderkopfes 101 weiter bearbeitet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - KR 10-2008-0123561 [0001]