DE102017209976A1 - Cast component with cast-in pipe and manufacturing process - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gussbauteil (100), mit einem aus metallischen Gussmaterial (M) gebildeten Gusskörper (110) und wenigstens einem im Gusskörper (110) eingegossenen Rohr (120), welches von einem Medium durchströmbar ist und einen Zulauf (Z) und einen Ablauf aufweist. Um Öleintritt in Luftspalte (S) zu verhindern, ist am Zulauf (Z) und/oder am Ablauf ein das Rohr (120) umgebender Ring (130) im Gusskörper (110) eingegossen, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Rohrs (120), wobei ein Ringspalt (140) zwischen Ring (130) und Rohr (120) mit Gussmaterial (M) ausgefüllt ist.Die Erfindung betrifft ferner ein Herstellverfahren für ein solches Gussbauteil (100).The invention relates to a cast component (100) having a cast body (110) formed from metallic cast material (M) and at least one tube (120) cast in the cast body (110), through which a medium can flow and through an inlet (Z) and a Expiry has. In order to prevent oil ingress into the air gaps (S), a ring (130) surrounding the tube (120) is cast in the cast body (110) at the inlet (Z) and / or at the outlet, whose inner diameter is greater than the outer diameter of the tube (120) ), wherein an annular gap (140) between the ring (130) and tube (120) is filled with casting material (M). The invention further relates to a manufacturing method for such a cast component (100).
Description
Die Erfindung betrifft ein Gussbauteil, mit einem Gusskörper und wenigstens einem im Gusskörper eingegossenen Rohr, welches von einem Medium durchströmbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Herstellverfahren für ein solches Gussbauteil.The invention relates to a cast component, with a cast body and at least one cast in the cast body tube, which is flowed through by a medium. The invention further relates to a manufacturing method for such a cast component.
Die
Zwischen dem eingegossenen Rohr und dem umgebenden Gussmaterial können sich bereits beim Gießen oder auch erst im Laufe der späteren Benutzung Luftspalte ausbilden, die u. a. auf eine ungünstige stoffliche Bindung zwischen Guss- und Rohrmaterial und/oder auf unterschiedliche Wärmeausdehnungen zurückzuführen sind. Solche Luftspalte können sich entlang des Rohrs bis zur Bauteiloberfläche, wo sich häufig auch die Anschlüsse bzw. Rohranschlüsse befinden, ausbreiten. An den Rohranschlüssen kann dann das Medium, welches durch das Rohr geführt werden soll, unerwünscht in solche Luftspalte gelangen und durch Lunker, Poren und Lufteinschlüsse hindurch an der Gehäuseaußenfläche nach außen treten. Gängige Abdichtungstechnologien, wie bspw. die Metallimprägnierung, erweisen sich auf Dauer als unwirksam.Between the cast-in pipe and the surrounding casting material, air gaps can form already during casting or even later in the course of subsequent use, which may be less pronounced. a. due to an unfavorable material bond between cast iron and pipe material and / or to different thermal expansions. Such air gaps can spread along the tube to the component surface, where often also the connections or pipe connections are. At the pipe connections then the medium which is to be passed through the pipe, undesirably reach such air gaps and pass through voids, pores and trapped air on the housing outer surface to the outside. Common sealing technologies, such as metal impregnation, prove to be ineffective over time.
Mit der Erfindung soll wenigstens ein mit dem Stand der Technik einhergehender Nachteil vermieden oder zumindest verringert werden.With the invention, at least one associated with the prior art disadvantage should be avoided or at least reduced.
Hierzu wird ein Gussbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Mit dem nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Herstellverfahren. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und der Zeichnung.For this purpose, a cast component with the features of claim 1 is proposed. With the independent claim, the invention also extends to a manufacturing process. Further developments and embodiments of the invention will become apparent for both subject invention from the dependent claims, the following description of the invention and the drawings.
Das erfindungsgemäße Gussbauteil umfasst einen aus metallischem Gussmaterial gebildeten Gusskörper und wenigstens ein im Gusskörper eingegossenes Rohr, welches von einem Medium durchströmbar ist und welches einen Zulauf sowie einen Ablauf für das Medium aufweist. Am Zulauf und/oder am Ablauf ist ein das Rohr umgebender Ring im Gusskörper eingegossen, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Rohrs, sodass zwischen dem Ring und dem Rohr ein Spalt bzw. Ringspalt ausgebildet ist, welcher mit dem metallischen Gussmaterial ausgefüllt ist. Das erfindungsgemäße Gussbauteil ist insbesondere ein Druckgussbauteil.The cast component according to the invention comprises a cast body formed from a metallic cast material and at least one tube cast in the cast body, through which a medium can flow and which has an inlet and a drain for the medium. At the inlet and / or the outlet, a ring surrounding the tube is cast in the cast body, whose inner diameter is greater than the outer diameter of the tube, so that between the ring and the tube, a gap or annular gap is formed, which is filled with the metallic casting material. The cast component according to the invention is in particular a die-cast component.
Der Zulauf bzw. Zufluss und der Ablauf bzw. Abfluss sind die Bereiche, in denen das eingegossene Rohr durch die Gusskörperoberfläche dringt oder mit der Gusskörperoberfläche abschließt. Sowohl am Zulauf als auch am Ablauf kann das Rohr mit Anschlüssen ausgebildet sein. (Der betreffende Bereich der Gusskörperoberfläche kann auch als Anschlussfläche bezeichnet werden.) Das durch das Rohr strömende Medium kann eine Flüssigkeit, insbesondere Öl, oder auch ein Gas, insbesondere Luft, sein.The inlet or inflow and the outlet or outflow are the areas in which the cast-in tube penetrates through the casting surface or closes off with the casting surface. Both at the inlet and at the outlet, the tube can be formed with connections. (The relevant region of the casting surface can also be referred to as a connection surface.) The medium flowing through the tube can be a liquid, in particular oil, or else a gas, in particular air.
Das im Ringspalt zwischen Rohr und Ring befindliche Gussmaterial bewirkt eine Abdichtung, sodass am Zulauf und/oder Ablauf kein Medium zwischen das eingegossene Rohr und das umgebende Gussmaterial gelangen kann. Ferner verhindert der eingegossene und das Rohr umgebende Ring eine Ausdehnung (besonders bei höheren Betriebstemperaturen) des im Ringspalt befindlichen Gussmaterials, sodass sich am Zulauf bzw. Ablauf keine Luftspalte zwischen Rohr und umgebenden Gussmaterial ausbilden können, in die Medium eindringen (oder gegebenenfalls auch ausdringen) kann.The casting material in the annular gap between the pipe and the ring effects a seal, so that no medium can reach the inflow and / or outflow between the cast-in pipe and the surrounding casting material. Furthermore, the encapsulated ring surrounding the tube prevents expansion (especially at higher operating temperatures) of the casting material present in the annular gap, so that no air gaps can form between the tube and the surrounding casting material at the inlet or outlet, into which the medium penetrates (or possibly also penetrate). can.
Bevorzugt ist der Ringspalt zwischen dem Ring und dem Rohr in radialer Richtung mindestens 1 mm und insbesondere mindestens 1,5 mm breit. Durch dieses Mindestspaltmaß wird sichergestellt, dass das Gussmaterial beim Gießen, insbesondere Druckgießen, des Gussbauteils bzw. Gusskörpers in den Ringspalt einfließen und diesen ausfüllen kann. Bevorzugt ist der Ringspalt in radialer Richtung nicht mehr als 5 mm und insbesondere nicht mehr als 3 mm breit.Preferably, the annular gap between the ring and the tube in the radial direction at least 1 mm and in particular at least 1.5 mm wide. By this minimum gap dimension ensures that the casting material during casting, in particular die casting, the cast component or cast body flow into the annular gap and can fill it. Preferably, the annular gap in the radial direction is not more than 5 mm and in particular not more than 3 mm wide.
Als Gussmaterial wird bevorzugt Aluminium, d. h. eine Aluminiumgusslegierung und insbesondere eine Aluminiumdruckgusslegierung verwendet. Das Rohr und der Ring sind bevorzugt aus Stahl bzw. einer Stahllegierung gebildet. Der Gusskörper und das Rohr können somit eine unterschiedliche Wärmeausdehnung aufweisen, wohingegen das Rohr und der Ring im Wesentlichen die selbe Wärmeausdehnung haben können. Für den Ring oder das Rohr können auch andere Werkstoffe mit vorteilhaften Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet werden. Das Rohr kann auch eine Beschichtung (z. B. eine Verzinkung) oder Ummantelung aufweisen. Der Ring kann eine radiale Dicke von 3 mm bis 10 mm und/oder eine axiale Länge von 10 mm bis 15 mm aufweisen.As a casting material is preferably aluminum, d. H. used an aluminum casting alloy and in particular an aluminum diecasting alloy. The tube and the ring are preferably formed from steel or a steel alloy. The cast body and the tube can thus have a different thermal expansion, whereas the tube and the ring can have substantially the same thermal expansion. For the ring or pipe, other materials with advantageous coefficients of thermal expansion can be used. The tube may also have a coating (eg, a galvanizing) or jacket. The ring may have a radial thickness of 3 mm to 10 mm and / or an axial length of 10 mm to 15 mm.
Der eingegossene Ring kann bezüglich einer Anschlussfläche am Gusskörper zurückversetzt angeordnet sein, z. B. um mindestens 1 mm. Dadurch kann das Gussmaterial beim Gießen, insbesondere Druckgießen, des Gussbauteils bzw. Gusskörpers den Ring umfließen und besser in den Ringspalt einfließen. Außerdem wird eine spanende Bearbeitung der Anschlussfläche vereinfacht. Ferner ist der eingegossene Ring quasi unsichtbar. Der Ring kann auch (direkt) an bzw. in der Anschlussfläche angeordnet sein, d. h., der Ring ist so im Gusskörper angeordnet, dass dieser bis zur Anschlussfläche reicht.The cast-in ring may be set back with respect to a connection surface on the cast body, z. B. by at least 1 mm. Thereby The casting material can flow around the ring during casting, in particular die-casting, of the cast component or cast body and flow better into the annular gap. In addition, a machining of the pad is simplified. Furthermore, the cast-in ring is virtually invisible. The ring may also be arranged (directly) on or in the connection surface, ie, the ring is arranged in the cast body such that it extends to the connection surface.
Das erfindungsgemäße Gussbauteil ist bevorzugt ein Gehäusebauteil und insbesondere ein Getriebegehäusebauteil. Das eingegossene Rohr fungiert insbesondere als hydraulische Steuerleitung, bspw. zur Betätigung einer Kupplung. Das erfindungsgemäße Gussbauteil ist bevorzugt ein Aluminiumgussbauteil und insbesondere ein Aluminiumdruckgussbauteil.The cast component according to the invention is preferably a housing component and in particular a gear housing component. The cast-in tube acts in particular as a hydraulic control line, for example. For actuating a clutch. The cast component according to the invention is preferably an aluminum casting component and in particular an aluminum die casting component.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines (erfindungsgemäßen) Gussbauteils umfasst die Schritte:
- - Bereitstellen des einzugießenden Rohrs;
- - Bereitstellen wenigstens eines Rings, wobei der Innendurchmesser dieses Rings größer ist als der Außendurchmesser des Rohrs;
- - Befestigen des Rings am Rohr, wozu der Ring am betreffenden Rohrende (gegebenenfalls an beiden Rohrenden) auf das Rohr aufgeschoben und mithilfe einer Halterung am Rohr befestigt wird, derart, dass der Ring keine oder nur eine sehr kleine Verbindung zum Rohr hat und insbesondere derart, dass ein Ringspalt zwischen dem Ring und dem Rohr besteht, wobei die Halterung an einem außerhalb des zu erzeugenden Gusskörpers liegenden Rohrstutzen oder einem das betreffende Rohrende verschließenden Stopfen angebracht wird (bspw. durch Anlöten, Festklammern oder dergleichen);
- - Einlegen des Rohrs mit dem daran befestigten Ring in eine Gussform, insbesondere Druckgussform, und Gießen, insbesondere Druckgießen, des Gussbauteils, wobei das Rohr von der Metallschmelze des Gussmaterials umgossen wird und dabei die Metallschmelze auch in den Ringspalt zwischen dem Ring und dem Rohr einfließt;
- - Entformen des Gussbauteils, nachdem die Metallschmelze erstarrt ist;
- - Entfernen der Halterung (die Halterung dient nur dazu, den Ring während des Gießens in der richtigen Lage zu halten), bspw. durch Nachbearbeitung, wobei der Rohrstutzen oder der Stopfen, zusammen mit der daran angebrachten Halterung, entfernt wird (in der Regel wird das Ende des Rohrs zur Ausbildung eines Anschlusses ohnehin nachbearbeitet).
- - Providing the einzugießenden tube;
- - Providing at least one ring, wherein the inner diameter of this ring is greater than the outer diameter of the tube;
- - Attaching the ring to the tube, including the ring at the relevant end of the tube (optionally at both ends of the tube) is pushed onto the tube and fastened by means of a holder on the pipe, such that the ring has no or only a very small connection to the pipe and in particular such in that there is an annular gap between the ring and the tube, the holder being attached to a pipe stub located outside the cast body to be produced or to a stopper closing the relevant pipe end (for example by soldering, clamping or the like);
- - Inserting the tube with the attached ring in a mold, in particular die casting, and casting, in particular die casting, the cast component, wherein the tube is encapsulated by the molten metal of the casting material and the molten metal also flows into the annular gap between the ring and the tube ;
- Demolding the cast component after the molten metal has solidified;
- Removal of the holder (the holder serves only to keep the ring in the correct position during casting), for example by post-processing, wherein the pipe socket or plug, together with the holder attached thereto, is removed (usually reworked the end of the pipe to form a connection anyway).
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das insbesondere aus Stahl gebildete Rohr beim Gießen eine niedrigere Temperatur als der insbesondere aus Stahl gebildete Ring aufweist. Beim Gießen kann das Rohr bspw. am Rohrstutzen oder Stopfen (s. o.) festgehalten und dadurch das betreffende Rohrende während des gesamten Gießvorgangs gekühlt werden. Dadurch wird unter dem Ring eine auf das Rohr wirkende Vorspannung erzeugt, welche bei der späteren Nutzung des Gussbauteils über den gesamten Temperaturbereich, d. h. auch bei höheren Betriebstemperaturen, aufrecht erhalten bleibt. Für den Ring oder das Rohr können auch alternative Werkstoffe mit vorteilhaften Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet werden.It is preferably provided that the tube formed in particular made of steel during casting has a lower temperature than the ring formed in particular of steel. When pouring the tube, for example, on the pipe socket or plug (s. O.) Held and thereby the relevant pipe end to be cooled during the entire casting process. As a result, a bias acting on the tube is generated under the ring, which in the subsequent use of the cast component over the entire temperature range, d. H. even at higher operating temperatures, maintained. For the ring or the tube and alternative materials with advantageous coefficients of thermal expansion can be used.
Bevorzugt wird das Rohr im kalten Zustand (d. h. in etwa Raumtemperatur aufweisend) in die Gussform bzw. deren Kavität eingelegt und dann umgossen. Ein aufwändiges Vorwärmen zur Verbesserung der stofflichen Bindung zwischen Guss- und Rohrmaterial kann entfallen.Preferably, the tube is placed in the cold state (i.e., at about room temperature) in the mold or its cavity and then cast around. An elaborate preheating to improve the material bond between cast iron and pipe material can be omitted.
Die Erfindung wird nachfolgend in nicht einschränkender Weise mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei können die in der einzigen Figur der Zeichnung gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale, auch losgelöst von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden.The invention will now be described in more detail by way of non-limiting example with reference to the drawing. The features shown in the single figure of the drawing and / or explained below features, even detached from concrete combinations of features, general features of the invention and further develop the invention accordingly.
Das Getriebegehäusebauteil
Das Getriebegehäusebauteil
Zwischen dem Stahlrohr
Der Innendurchmesser des Stahlrings
Das Aluminiumgussmaterial
Ein mögliches Herstellverfahren für das Getriebegehäusebauteil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Gussbauteilcast component
- 110110
- Gusskörpercast body
- 115115
- Anschlussflächeterminal area
- 120120
- Rohrpipe
- 130130
- Ringring
- 140140
- Ringspaltannular gap
- MM
- Gussmaterialcast material
- SS
- Luftspaltair gap
- ZZ
- ZulaufIntake
- II
- axiale Richtungaxial direction
- rr
- radiale Richtungradial direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102012223156 A1 [0002]DE 102012223156 A1 [0002]
Claims (10)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017209976.3A DE102017209976A1 (en) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Cast component with cast-in pipe and manufacturing process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017209976.3A DE102017209976A1 (en) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Cast component with cast-in pipe and manufacturing process |
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DE102017209976A1 true DE102017209976A1 (en) | 2018-12-13 |
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DE102017209976.3A Pending DE102017209976A1 (en) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Cast component with cast-in pipe and manufacturing process |
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Citations (3)
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DE102012223156A1 (en) | 2012-12-14 | 2014-06-18 | Continental Automotive Gmbh | Housing and method of manufacturing the housing |
DE102013212165A1 (en) * | 2013-06-26 | 2014-12-31 | Volkswagen Aktiengesellschaft | cast housing |
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2017
- 2017-06-13 DE DE102017209976.3A patent/DE102017209976A1/en active Pending
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