DE102011015284A1 - Method for purifying complex shaped cavities of cast component e.g. cylinder head, involves vibrating cylinder head so that multi-directional harmonic pulses of cleaning medium hit on walls of cavities in head - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung für die Reinigung eines Gussteils.The invention relates to a method according to the preamble of patent claim 1 and a device for cleaning a casting.
Bekanntlich werden Hohlräume in Gussteilen, wie etwa in Zylinderkurbelgehäusen bzw. in Zylinderköpfen, mit verlorenen Kernen aus beispielsweise Sand hergestellt, so dass nach erfolgtem Guss der Sand wie auch sonstige Verschmutzungen aus den Hohlräumen entfernt werden müssen. Diese Innenreinigung von Hohlräumen von Gussteilen ist insbesondere bei Zylinderkurbelgehäusen und Zylinderköpfen deswegen zunehmend schwierig-, da moderne Verbrennungsmotoren mit komplexen ölführenden und wasserführenden Geometrien ausgelegt sind, d. h. mit Hohlräumen oder Kanälen, die gewunden oder abgewinkelt sind sowie auch unterschiedliche Querschnittsgeometrien aufweisen können. Nicht zuletzt hat das Verbot von Blei in den Lagermetallen dazu beigetragen, dass die Anforderungen an die Sauberkeit dieser Geometrien einen immensen Schub zu geringen Restschmutzwerten erlangt haben.As is known, cavities in castings, such as in cylinder crankcases or in cylinder heads, with lost cores made of, for example, sand, so that after completion of the casting sand and other contaminants must be removed from the cavities. This internal cleaning of cavities of castings is therefore increasingly difficult, in particular in cylinder crankcases and cylinder heads, since modern internal combustion engines are designed with complex oil-carrying and water-bearing geometries, ie. H. with cavities or channels that are tortuous or angled and may also have different cross-sectional geometries. Last but not least, the prohibition of lead in bearing metals has contributed to the fact that the requirements for the cleanliness of these geometries have achieved an immense boost to low residual contamination levels.
Im Stand der Technik erfolgt die Reinigung derartiger Gussteile durch Strahlmittel, Stoßwellen oder auch Wasserstrahlen, die eindirektional über die Auslässe der Hohlräume eingebracht werden. Bei komplexen Geometrieverläufen der Hohlräume erschwert sich jedoch die entsprechende Zugangsmöglichkeit für die Reinigungsmedien. Ferner erschwert sich die Reinigung durch Abschattungen, d. h. Bereiche, die vom Reinigungsmittel auch bei Hochdruckzufuhr nicht beaufschlagt werden können. Durch diese bedingte Zugänglichkeit der Innenräume von Gussteilen ergibt es sich, dass keine einwandfreie Reinigung von Verschmutzungen, insbesondere anhaftender Schlichte oder Sand wie auch die Entfernung von Metallgraten möglich ist, die durch eingerissene Sandkerne gebildet werden können.In the prior art, the cleaning of such castings by blasting agents, shock waves or water jets, which are introduced unilaterally via the outlets of the cavities. In the case of complex geometries of the cavities, however, the corresponding accessibility for the cleaning media is made more difficult. Furthermore, the cleaning is complicated by shading, d. H. Areas that can not be acted upon by the detergent even with high pressure supply. This conditional accessibility of the interiors of castings, it follows that no proper cleaning of dirt, especially adhering sizing or sand as well as the removal of metal burrs is possible, which can be formed by torn sand cores.
Aufgabe der Erfindung ist es deswegen, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Gussteilen mit komplexen Geometrien, insbesondere mit gewundenen, abgewinkelten oder mit unterschiedlichen Querschnitten versehenen Hohlräumen, zu schaffen, welche in einfacher Weise eine einwandfreie Reinigung der Gussteile ermöglicht.The object of the invention is therefore to provide a method and a device for cleaning castings with complex geometries, in particular with tortuous, angled or provided with different cross-sections cavities, which allows a simple way a perfect cleaning of the castings.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Für die Vorrichtung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.This object is achieved for the method by the features contained in the characterizing part of claim 1. For the device, this object is achieved by the features contained in the characterizing part of claim 1.
Nach Maßgabe der Erfindung erfolgt die Reinigung durch multidirektionale Impulse unmittelbar am Ort des Geschehens, also in den Hohlräumen und damit im Inneren der Gussbauteile. Diese Impulse werden hierbei durch ein Reinigungsmedium übertragen, welches über das in Schwingungen versetzte Gussteil in Schwingungen erregt wird, so dass aufgrund Abrasivität und der Impulse eine Reinigungswirkung auf der Gussoberfläche erfolgt. Über das in Schwingungen versetzte Gussteil wird das Reinigungsmedium in Schwingungen versetzt, wodurch das Reinigungsmedium beschleunigt bewegt wird. Durch den Zusammenstoß des beschleunigten Reinigungsmediums mit dem sich selbst in Bewegung findenden Gussteil ergibt sich der für die Reinigung benötigte Impuls. Dadurch können auch bei sehr komplex geformten Hohlräumen auch Bereiche, die mit klassischen Reinigungsverfahren nicht gesäubert werden können, durch das in Schwingungen versetzte Reinigungsmedium ohne weiteres gereinigt werden. Durch das in Schwingungen versetzte Gussteil und das über das Gussteil in Schwingungen versetzte Reinigungsmedium erfolgt somit eine gründliche Reinigung des Gussteils von Verschmutzungen, insbesondere anhaftender Schlichte oder Sand sowie auch die Entfernung von Metallgraten, die durch eingerissene Sandkerne sich gebildet haben (Blattrippen) und mit konventionellen Verfahren nur ungenügend entfernt werden können.According to the invention, the cleaning is carried out by multidirectional pulses directly at the scene, so in the cavities and thus in the interior of the cast components. These pulses are in this case transmitted through a cleaning medium, which is excited via the vibrated casting in vibration, so that due to abrasiveness and the pulses, a cleaning effect on the casting surface. About the vibrated casting the cleaning medium is vibrated, causing the cleaning medium is accelerated. The collision of the accelerated cleaning medium with the self-moving casting results in the required impulse for cleaning. As a result, areas which can not be cleaned with classical cleaning methods can be readily cleaned by the oscillating cleaning medium even in very complex cavities. Due to the vibrated casting and the casting medium vibrated over the casting cleaning medium thus takes place a thorough cleaning of the casting of dirt, especially adhering sizing or sand as well as the removal of metal burrs that have formed by torn sand cores (leaf ribs) and conventional Procedures can only be removed insufficiently.
Zweckmäßigerweise beträgt die Schwingungsamplitude des Gussteils < 50 mm, vorzugsweise 10 bis 50 mm und zwar insbesondere bevorzugt 15 bis 35 mm. In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung beträgt die Frequenz des Gussteils < 100 Hz.Conveniently, the vibration amplitude of the casting is <50 mm, preferably 10 to 50 mm, and more preferably 15 to 35 mm. In an expedient development of the invention, the frequency of the casting is <100 Hz.
In zweckmäßiger Weise werden für die Reinigung der Hohlräume des Gussteils granulierte Reinigungsmedien in den Innenraum des Gussteils eingefüllt und zwar vorzugsweise in einer Dichte von > 5 g/cm3. In besonders zweckmäßigerweise ist die Granulometrie des Reinigungsmediums auf eine mittlere Korngröße von 2 bis 30 mm, vorzugsweise 2 bis 20 mm eingestellt. Dadurch wird ein Verklemmen des Reinigungsmediums und damit ein Verstopfen innerhalb der Hohlräume des Gussteils vermieden und es wird ein maximaler Impuls auf die Wände der Hohlräume ausgeübt.Conveniently, granulated cleaning media are introduced into the interior of the casting for the cleaning of the cavities of the casting, preferably in a density of> 5 g / cm 3 . In a particularly expedient manner, the granulometry of the cleaning medium is adjusted to a mean particle size of 2 to 30 mm, preferably 2 to 20 mm. As a result, jamming of the cleaning medium and thus clogging within the cavities of the casting is avoided and a maximum impulse is exerted on the walls of the cavities.
Zweckmäßiger Weise ist das Reinigungsmedium aus einem harten, verschleißfesten Material gebildet und zwar insbesondere aus Keramik, Metall oder Metalllegierungen. Die Form des Reinigungsgranulats kann beliebig sein, insbesondere rund, kantig satellitenförmig und dergleichen, so dass die zu reinigenden Stellen gut erreicht werden können und eine gute Ablösung der Verschmutzungen erfolgt. Die Erfindung eignet sich insbesondere für Gussteile aus metallischen Legierungen wie Gusseisen-, Aluminium- und Magnesiumlegierungen.Appropriately, the cleaning medium is formed of a hard, wear-resistant material and in particular of ceramic, metal or metal alloys. The shape of the cleaning granulate can be arbitrary, in particular round, angular satellite shape and the like, so that the points to be cleaned can be easily achieved and there is a good separation of the contaminants. The invention is particularly suitable for castings of metallic alloys such as cast iron, aluminum and magnesium alloys.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie das Verfahren für die Reinigung von Gussteilen mit komplexen Hohlräumen beschrieben. Darin zeigen An exemplary embodiment of a device according to the invention and the method for cleaning castings with complex cavities will be described below. Show in it
Gemäß
Der Aufnahmetisch
Durch die Spannelemente
Wie aus
Vor Anschalten des Schwingmotors wird nach dem Aufspannen des Gussteils, hier des Zylinderkopfes
Nach Füllung der Hohlkammern mit Strahlmittel wird der Schwingmotor eingeschaltet, so dass entsprechende Schwingungen auf den Aufnahmetisch
Durch die dem Gussteil
Nach dem Reinigungsvorgang wird zum Zwecke der Entleerung die Aufspannplatte
Claims (15)
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DE201110015284 DE102011015284A1 (en) | 2011-03-28 | 2011-03-28 | Method for purifying complex shaped cavities of cast component e.g. cylinder head, involves vibrating cylinder head so that multi-directional harmonic pulses of cleaning medium hit on walls of cavities in head |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 2011-03-28 DE DE201110015284 patent/DE102011015284A1/en not_active Withdrawn
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