DE102011056985A1 - Casting device for casting cylinder crankcases according to the low-pressure method - Google Patents
Casting device for casting cylinder crankcases according to the low-pressure method Download PDFInfo
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- B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
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Abstract
Vorgeschlagen wird eine Gießvorrichtung zum Gießen eines Zylinderkurbelgehäuses nach dem Niederdruckgießverfahren mit einem als Schmelztiegel zur Aufnahme von Metallschmelze dienenden mit Überdruck beaufschlagbaren Ofenraum (12), einer oberhalb des Ofenraums angeordneten Gussform (16) mit einem die Außenkontur des zu gießenden Zylinderkurbelgehäuses gießtechnisch abbildenden Formhohlraum, und einem den Behälter (12) und die Gussform (16) verbindendes Steigrohr (14) zum Füllen des Formhohlraums mit Metallschmelze von unten her. Für eine Verbesserung der Gießvorrichtung hinsichtlich des Speisungsdrucks und der Formtemperierung in kritischen Bereichen weist die Gießvorrichtung eine Anordnung des Formhohlraums (18) derart auf, dass dieser die Kurbelwellenlagerstühle oben und die Zylinderkopfdeckflächen (22) unten gießtechnisch abbildet.A casting device is proposed for casting a cylinder crankcase according to the low-pressure casting method using a furnace chamber (12) serving as melting crucible for receiving molten metal, a casting mold (16) arranged above the furnace chamber with a mold cavity which molds the outer contour of the cylinder crankcase to be casted, and a riser (14) connecting the container (12) and the mold (16) for filling the mold cavity with molten metal from below. For an improvement of the casting device with regard to the supply pressure and the mold temperature in critical areas, the casting device has an arrangement of the mold cavity (18) such that it images the crankshaft storage chairs at the top and the cylinder head cover surfaces (22) at the bottom.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen nach dem Niederdruckverfahren, mit einem als Schmelztiegel zur Aufnahme von Metallschmelze bildenden, mit Überdruck beaufschlagbaren Ofenraum, einer oberhalb des Ofenraums angeordneten Gussform mit einem die Außenkontur des zu gießenden Zylinderkurbelgehäuses gießtechnisch abbildenden Formhohlraum, und einem den Ofenraum und die Gussform verbindenden Steigrohr zum Füllen des Formhohlraums mit Metallschmelze von unten her.The invention relates to a casting apparatus for casting cylinder crankcases by the low-pressure method, with a usable as a crucible for receiving molten metal, acted upon by pressure furnace chamber, arranged above the furnace chamber mold with a casting contour of the outer contour of the cast cylinder crankcase forming mold cavity, and a furnace chamber and the casting mold connecting riser for filling the mold cavity with molten metal from below.
Eine Gießanlage mit diesen Merkmalen ist bereits aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine hinsichtlich des Speisungsdrucks und der Formtemperierung in kritischen Werkstückbereichen verbesserte Gießvorrichtung zu schaffen.The invention is therefore based on the object to provide a casting apparatus improved with regard to the supply pressure and the mold temperature control in critical workpiece areas.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Gießvorrichtung zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen nach dem Niederdruckverfahren mit den eingangs angegebenen Merkmalen gekennzeichnet durch eine Anordnung des Formhohlraums derart, dass dieser gießtechnisch die Kurbelwellenlagerstühle oben, und die Zylinderkopfdeckflächen unten abbildet.To solve this problem, a casting apparatus for casting cylinder crankcases by the low-pressure method with the features specified by an arrangement of the mold cavity such that this casting the crankshaft storage chairs above, and the cylinder head cover surfaces images below.
Die Vorteile dieser Gießvorrichtung bestehen im schnelleren Metalleintrag unter Ausbildung einer feinen Gefügestruktur im Bereich vor allem der Lagerstühle des Zylinderkurbelgehäuses, bei gleichzeitig optimaler Dichtspeisung im Angussbereich auf der Zylinderkopfdichtfläche.The advantages of this casting device are the faster metal entry to form a fine microstructure in the area especially of the bearing blocks of the cylinder crankcase, at the same time optimal density feed in the sprue on the cylinder head sealing surface.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Gießvorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the casting apparatus are specified in the subclaims.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung weist die Gießanlage zur Bildung von Zylinderhohlräumen des Zylinderkurbelgehäuses als Kern von außen her durch die Gussform und durch die Zylinderkopfdeckflächen der Außenkontur bis in den Formhohlraum hineinragend einfahrbare metallische Pinolen auf. Derartige Pinolen und deren Vorteile sind aus der
Mit einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Steigrohr außerhalb des Ofenraums einen Rohrabschnitt zur Überbrückung der Distanz zwischen dem Ofenraum und der Gussform aufweist, welcher vorzugsweise eine Länge von 20 bis 80 cm aufweist. Die Länge des Rohrabschnitts variiert dabei abhängig von der Gießlage des Gussstücks, welche wiederum z. B. abhängig ist von der Bauform der zu gießenden Zylinderkurbelgehäuses sowie weiterer baulicher Maßnahmen zwischen dem Ofenraum und der Gussform. Die vorgeschlagene Länge von 20 bis 80 cm des Rohrabschnitts bemisst sich dabei von seinem unteren Ende direkt oberhalb des Austritts des Steigrohrs aus dem Ofenraum bis zu seinem oberen Ende an der Einmündung des durch das Steigrohr gebildeten Speisekanals in den Formhohlraum. With a further embodiment, it is proposed that the riser outside the furnace chamber has a pipe section for bridging the distance between the furnace chamber and the casting mold, which preferably has a length of 20 to 80 cm. The length of the pipe section varies depending on the casting position of the casting, which in turn z. B. depends on the design of the cylinder crankcase to be cast and other structural measures between the furnace chamber and the mold. The proposed length of 20 to 80 cm of the pipe section is measured from its lower end directly above the outlet of the riser pipe from the furnace chamber to its upper end at the junction of the feed channel formed by the riser into the mold cavity.
Ferner weist bei einer weiteren Ausgestaltung der Rohrabschnitt eine thermische Isolation und/oder eine Zusatzheizung auf. Durch diese Maßnahmen kann gewährleistet werden, dass die Temperatur der in diesen Rohrabschnitt aufsteigenden Metallschmelze gehalten werden kann. Ferner ist es durch die Zusatzheizung möglich, die Temperatur kurz vor Eintritt in den Formhohlkörper durch eine Temperaturregelung exakt zu steuern. Mögliche Unregelmäßigkeiten der Temperatur im Ofenraum können ausgeglichen werden. Furthermore, in a further embodiment, the pipe section on a thermal insulation and / or additional heating. By these measures can be ensured that the temperature of the rising in this pipe section molten metal can be maintained. Furthermore, it is possible by the additional heating to control the temperature just before entering the hollow body by a temperature control exactly. Possible irregularities of the temperature in the furnace chamber can be compensated.
Mit einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass sich an das Steigrohr eine Verzweigung anschließt. Dies ermöglicht eine Ausgestaltung der Gießanlage derart, dass zum Gießen mehrerer Gussstücke mit einem Abguss oder bereits für einen verbesserten Zulauf der Metallschmelze in einen einzelnen Formhohlkörper, sich das Steigrohr mit einem aufgesetzten Verteilersystem verzweigt. Die Verzweigungen über dem Steigrohr können flexibel an für die Qualität des Gussstücks optimale Positionen der Außenkontur des Formhohlkörpers geführt werden. Beispielsweise bei V- und W- Motoren können separate Verzweigungen für jeden Zylinderschenkel, d. h. bei V-Motoren zwei und bei W-Motoren vier Abzweigungen, vorgesehen werden. In dem Fall, dass sich das Steigrohr oberhalb eines unverzweigten Rohrabschnitts verzweigt, gilt für die Länge des Rohrabschnitts dieser Übergang als sein oberes Ende. With a further embodiment, it is proposed that a branch connects to the riser. This allows an embodiment of the casting installation such that, for casting a plurality of castings with a casting or already for an improved inflow of the molten metal into a single hollow body, the riser branch branches off with an attached distribution system. The branches over the riser can be flexibly guided to optimal for the quality of the casting of the outer contour of the hollow body. For example, with V and W engines, separate branches for each cylinder leg, i. H. with V-motors two and W-motors four branches, are provided. In the case that branches the branch pipe above a straight pipe section, applies to the length of the pipe section, this transition as its upper end.
Eine Ausgestaltung der vorgeschlagenen Gießanlage mit mehr als einem Steigrohr ist ebenfalls möglich. An embodiment of the proposed casting plant with more than one standpipe is also possible.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Pinolen jeweils mit einer Kühleinrichtung zur Kühlung der Mantelflächen der Pinolen versehen. Die Kühlung kann dabei durch ein flüssiges Kühlmedium im Inneren der Pinolen erfolgen. According to a further embodiment, the sleeves are each provided with a cooling device for cooling the lateral surfaces of the sleeves. The cooling can be done by a liquid cooling medium inside the sleeves.
In unterschiedlichen Ausgestaltungen kann die Gussform eine Sand-, eine Kokillenform oder eine Kombination daraus sein. Der Ofenraum enthält eine Leichtmetalllegierung, vorzugsweise eine Aluminiumlegierung. In various embodiments, the mold may be a sand mold, a mold mold or a combination thereof. The furnace chamber contains a light metal alloy, preferably an aluminum alloy.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Die Zeichnung zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform der Gießvorrichtung in einer seitlichen Ansicht. Further details emerge from the following description of the embodiment shown in the drawing. The drawing shows a schematic sectional view of an embodiment of the casting apparatus in a side view.
Ersichtlich ist, dass die, das zu gießende Zylinderkurbelgehäuse gießtechnisch abbildende Außenkontur
Die Anordnung bei einem Reihenmotor wäre insofern abweichend, als der Formhohlraum
Als Formkerne für die späteren Zylinder dienen flüssigkeitsgekühlte Pinolen
Die Pinolen
Oberhalb seines abgedichteten Austritts
Zumindest auf einem Teilabschnitt ist der Rohrabschnitt
An einen im Wesentlichen gerade verlaufenden Abschnitt des Rohrabschnitts
Im Niederdruckverfahren wird der Ofenraum
Als Folge der Druckbeaufschlagung P wird kontinuierlich Metallschmelze
Die Schmelze gelangt über den Rohrabschnitt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Metallschmelze molten metal
- 1212
- Ofenraum, Behälter mit Schmelze Oven space, container with melt
- 1414
- Steigrohr riser
- 1616
- Gussform mold
- 1818
- Formhohlraum mold cavity
- 2020
- Außenkontur outer contour
- 2222
- Zylinderkopfdeckfläche Cylinder head cover surface
- 2424
- Kurbelwellenraum crankshaft space
- 2626
- Mittelachse central axis
- 2828
- Pinole Pinole
- 3030
- Ausnehmung recess
- 3232
- Austritt exit
- 3434
- Rohrabschnitt pipe section
- 3636
- Zusatzheizung additional heating
- 3838
- Verzweigung branch
- 4040
- Verzweigungssystem branching system
- 4242
- Zylindermantelfläche Cylinder surface
- LL
- Länge length
- PP
- Druckbeaufschlagung pressurization
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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