DE102019110580A1

DE102019110580A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Entnahme mindestens eines Kühlelementes aus einem wenigstens teilweise entformten Gussteil, Verfahren zur Einbringung mindestens eines Kühlelementes in einen Formkern einer Gussteilform, Kühlelement sowie Gussteil

Info

Publication number: DE102019110580A1
Application number: DE102019110580.3A
Authority: DE
Inventors: Matthias Baranzke; Jochen Wilhelm; Gerald Klaus; Thomas Weiser; Dirk Schnubel
Original assignee: Nemak SAB de CV
Current assignee: Nemak SAB de CV
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2020-10-29
Also published as: CN114096363B; CA3137784C; HUE058311T2; JP2022529902A; EP3810357A1; CN114096363A; EP3810357B1; US20220203434A1; JP7421568B2; PL3810357T3; CA3137784A1; WO2020217199A9; KR20210154819A; WO2020217199A1; BR112021020431A2; MX2021012757A

Abstract

Die Erfindung betrifft Vorrichtung zur Entnahme mindestens eines Kühlelementes (2-2d) aus einem wenigstens teilweise entformten Gussteil (22), insbesondere aus einem aus einer Leichtmetalllegierung gebildeten Gussgehäuse (22) für einen Elektromotor, die eine Einrichtung (1; 1b) zur Entnahme des mindestens einen Kühlelements (2-2d) aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entnahme mindestens eines Kühlelementes (2-2d) aus einem wenigstens teilweise entformten Gussteil (22), ein Verfahren zur Einbringung mindestens eines Kühlelementes (2-2d) in einen Formkern (26, 35) einer Gussteilform (22), ein Kühlelement (2-2d) sowie ein Gussteil (22).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme mindestens eines Kühlelementes aus einem wenigstens teilweise entformten Gussteil, insbesondere aus einem aus einer Leichtmetalllegierung gebildeten Gussgehäuse für einen Elektromotor, die eine Einrichtung zur Entnahme des mindestens einen Kühlelements aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entnahme mindestens eines Kühlelementes aus einem wenigstens teilweise entformten Gussteil, ein Verfahren zur Einbringung mindestens eines Kühlelementes in einen Formkern einer Gussteilform, ein Kühlelement sowie ein Gussteil.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, sogenannte Kühleisen aus Grauguss oder einem Automatenstahl in eine Gussteilform einzubringen. Dadurch wird während der Erstarrung in einem Wirkbereich des Kühleisens insbesondere eine Verbesserung mechanischer Eigenschaften sowie eine Verringerung von Porosität in dem Gussteil erreicht. Nach einer zumindest teilweisen Entformung, insbesondere einer teilweisen Entsandung, können die an dem Gussteil anhaftenden Kühleisen manuell entnommen bzw. entfernt und erneut verwendet werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine automatisierte Entnahme des mindestens einen Kühlelementes ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Entnahmeeinrichtung ein Mittel zum Greifen eines an dem mindestens einen Kühlelement angebrachten Entnahmevorsprungs umfasst. Die Entnahmevorrichtung ist vorzugsweise bewegbar ausgebildet, um das mindestens eine Kühlelement aus einem ortsfest angeordneten Gussteil zu entnehmen. Denkbar ist außerdem, dass eine Entnahmevorrichtung ortsfest angeordnet ist und ein Gussteil zur Kühlelemententnahme relativ zu einer Entnahmeeinrichtung bewegt wird. Eine manuelle Entnahme der Kühlelemente ist vorteilhaft nicht erforderlich. Ferner vorteilhaft kann durch die Entnahmeeinrichtung eine Zentrierung bewirkt werden, die eine stets gleiche Positionierung des mindestens einen entnommenen Kühlelements ermöglicht. Dadurch ist ein automatisiertes Ablegen in eine Lagerpalette zur erneuten Verwendung möglich.
Insbesondere bei der Herstellung von Gussteilen, die aus einer Leichtmetalllegierung, vorzugsweise aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung gebildet und als Gehäuse für einen Elektromotor vorgesehen sind, sind in Bereichen, die zur Aufnahme eines Stators bzw. eines Statorträgers dienen, besondere Eigenschaften wie eine geringe Porosität und/oder eine hohe Festigkeit erforderlich. Um ein kompaktes Gehäuse sowie eine zuverlässige Kühlung im Motorbetrieb zu ermöglichen, muss das Gehäuse gerade im Bereich von Kühlkanälen eine besonders geringe Porosität aufweisen, um Kühlmittelverlust zu vermeiden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist eine Einbringung von mindestens einem Kühlelement in einen Formkern, der beispielsweise ein Sand- oder ein Salzkern sein kann, in eine Gussteilform, mit der ein Gussteil hergestellt wird, erforderlich. Die Gussteilform kann eine Dauerform wie eine Kokille oder eine zur einmaligen Verwendung vorgesehene Sandform sein.
Der Entnahmevorsprung ist einstückig an das Kühlelement angeformt, stoffschlüssig mit diesem verbunden oder lösbar mit dem Kühlelement verbindbar. Durch eine lösbare Verbindung ist vorteilhaft ein besonders einfacher Austausch eines Entnahmevorsprungs möglich. Ein erforderlicher Wartungs- und/oder Instandsetzungsaufwand wird reduziert. Das Kühlelement ist vorzugsweise aus Grauguss oder einem Stahl, insbesondere einem Automatenstahl, gebildet.
Denkbar ist außerdem, dass ein Kühlelement mehrere Entnahmevorsprünge aufweist. Sollte einer der Entnahmevorsprünge beschädigt sein, kann ein weiterer vorteilhaft zur Entnahme des Kühlelementes aus dem Gussteil benutzt werden. Ein unmittelbarer Austausch ist nicht erforderlich.
Eine einstückige Anformung ermöglicht vorteilhaft eine einfache Herstellung, während eine stoffschlüssige Verbindung einen Austausch oder eine Reparatur eines beschädigten Entnahmevorsprungs durch Schweißen und Löten ermöglicht.
Zweckmäßigerweise umfasst das Greifmittel mindestens ein Paar voneinander beabstandeter Schienen, die zum Hintergreifen des Entnahmevorsprungs eingerichtet sind. Vorteilhaft kann der Entnahmevorsprung derart von einem Schienenpaar gegriffen werden, dass ausschließlich Entnahmekräfte übertragen werden, die vorzugsweise senkrecht oder nahezu senkrecht zu einer Längsrichtung der Schienen wirken. Eine Übertragung beispielsweise von Querkräften oder Biegemomenten, die eine Beschädigung des Vorsprungs oder der Schienen bewirken könnten, wird vorteilhaft vermieden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Entnahmevorsprung des mindestens einen Kühlelements mindestens ein paar voneinander beabstandeter Schienen, die dazu eingerichtet sind, vom dem Greifmittel hintergriffen zu werden. Vorteilhaft ist die Entnahmeeinrichtung konstruktiv vereinfacht und ermöglicht dadurch längere Standzeiten.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Greifmittel mehrere Schienenpaare auf, die in Umfangsrichtung eines im Wesentlichen rotationssymmetrischen, vorzugsweise zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Entnahmekopfes nebeneinander angeordnet sind und sich insbesondere parallel oder schräg zu dessen Längsachse erstrecken. Vorteilhaft können mehrere Kühlelemente gleichzeitig in einem einzigen Arbeitsschritt entnommen und bei deren Entnahme durch den Entnahmekopf zentriert werden. Die Kühlelemente sind in einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen, vorzugsweise zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Formkern einer Gussteilform eingebracht, der einen Hohlraum zur Aufnahme des Rotors oder eines Rotorträgers des Elektromotors abbildet.
Sind mehrere Kühlelemente vorgesehen, die vorzugsweise bündige Oberflächenabschnitte eine Formkerns bilden und beim Befüllen einer Gussteilform in Kontakt zu einer Schmelze stehen, weist jedes eine Oberfläche auf, deren Außenkontur nahezu identisch ist mit einem funktionalen Innenkonturabschnitt eines Hohlraums eines Gussteils, aus dem das Kühlelement entnehmbar ist. Vorteilhaft ist eine endkontunahe Herstellung eines Gussteils möglich.
Eine besonders gute Fixierung der Kühlelemente in dem Formkern sowie deren besonders gute Greifbarkeit bei einer Entnahme aus dem Gussteil werden erreicht, wenn ein Entnahmevorsprung auf einer Seite eines Kühlelementes angeordnet ist, die einer Seite abgewandt ist, die bei einem Befüllen einer Gussteilform in Kontakt mit der Schmelze ist. Dadurch kann der Entnahmevorsprung einerseits eine Rastverbindung mit dem Formkern ausbilden und kann außerdem von dem Greifmittel gegriffen werden.
Ein für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeigneter Formkern kann einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig ausgebildet sein. Vorteilhaft besteht eine besonders hohe Gestaltungsfreiheit.
Damit das mindestens eine Kühlelement derart in den Formkern eingebracht werden kann, dass mehrere Oberflächenabschnitte ausgebildet werden, von denen zumindest einer von einer Außenseite des Kühlelements gebildet wird, kann es vor einem Einbringen von Formsand in ein Formkernherstellungswerkzeug eingelegt werden. Eine ortsfeste Anordnung in dem Formkernherstellungswerkzeug kann durch den Entnahmevorsprung bewirkt werden, der dazu in eine Halteeinrichtung in dem Werkzeug eingreift. Dadurch ist die ortsfeste Anordnung selbst dann sichergestellt, wenn der Formsand unter Druckbeaufschlagung in das Werkzeug hineingeschossen wird. Vorteilhaft wirkt der Entnahmevorsprung zur Fixierung in dem Formkernherstellungswerkzeug sowie als Gegenhalter zu einem Greifmittel einer Einrichtung zur Entnahme mindestens eines Kühlelementes aus einem wenigstens teilweise entsandeten Gussteil.
Durch die Anordnung der Schienen parallel oder schräg zur Längsachse des im Wesentlichen rotationssymmetrischen Entnahmekopfes kann jedes Schienenpaar bei einer geradlinigen Bewegung des Entnahmekopfes in den Hohlraum hinein einen zugehörigen Entnahmevorsprung hintergreifen. Vorteilhaft können mehrere Kühlelemente in einem Arbeitsschritt entnommen werden. Weiter vorteilhaft erfolgt eine Zentrierung der Kühlelemente bei deren Entnahme. Dadurch ist insbesondere deren automatisiertes Einsetzen in eine Kühleisenlagerpalette und deren erneute Zuführung zur Kernherstellung möglich. Ein vollständig automatisierter Herstellungsprozess ohne manuelle Eingriffe ist möglich.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist jede der Schienen lösbar mit einem im Wesentlichen rotationssymmetrischen, vorzugsweise zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Entnahmekopf der Entnahmeeinrichtung oder mit dem mindestens einen Kühlelement verbindbar. Vorteilhaft sind beschädigte Schienen einfach austauschbar. Ein Wartungs- und/ oder Instandsetzungsaufwand wird reduziert.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vergrößert sich ein Durchmesser eines im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Entnahmekopfes der Entnahmeeinrichtung in einer Richtung, in der der Entnahmekopf in einen Gussteilhohlraum zur Entnahme von Kühlelementen bewegbar ist, und die vorzugsweise koaxial zu einer Längsrichtung des Entnahmekopfes ist. Diese Vergrößerung bewirkt die Ausbildung einer Entformschräge, durch die sichergestellt wird, dass erforderliche Kräfte zur Entnahme von Kühlelementen aus einem Gussteil heraus linear ansteigend aufgebracht werden. Spannungsspitzen, die eine Beschädigung des Entnahmekopfes bewirken könnten, werden vorteilhaft vermieden.
Damit Spannungsspitzen weiter reduziert werden können, weist eine Entnahmevorsprung eines Kühlelements einen T-förmigen Querschnitt auf und erstreckt sich vorzugsweise in einer Längsrichtung des Kühleisens. T-Schenkel können vorteilhaft von dem Greifmittel, insbesondere von einem Schienenpaar, derart gegriffen bzw. hintergriffen werden, dass keine Querkräfte oder Biegemomente auftreten, die eine Beschädigung des Entnahmevorsprungs verursachen können.
Nimmt eine Dicke der T-Schenkel von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende, insbesondere in Längsrichtung eines Kühlelementes hin zu, vorzugsweise linear, kann eine lineare Bewegung eines Entnahmekopfes bzw. eine solche des Gussteils relativ zu einem ortsfesten Entnahmekopf mit einem Greifmittel, das ein Schienenpaar zum Hintergreifen der T-Schenkeln aufweist, in eine Bewegung der Kühlelemente mit einer Bewegungskomponente senkrecht zur Bewegungsrichtung des Entnahmekopfes umgesetzt werden. Vorteilhaft wird ein Ablösen von Kühlelementen von dem Gussteil bewirkt. Weiter vorteilhaft kann eine lineare Bewegung des Gussteils oder des Entnahmekopfes in eine anders gerichtete Bewegung des mindestens einen Kühlelementes umgesetzt werden. Die Schienen, die vorzugsweise eben ausgebildet sind und eine konstante Dicke aufweisen, gleiten dazu entlang der T-Schenkel.
Weist der Entnahmekopf ferner eine Entformschräge auf, beispielsweise zwischen 2 und 5 Grad, vorzugsweise 4 Grad, ist in Kombination mit T-Schenkeln mit variierender Dicke während einer Entnahmebewegung ein besonders kurzer Weg erforderlich, um eine ausreichend große Kraft aufzubringen, um das mindestens eine Kühlelement von dem Gussteil zu lösen, zu zentrieren und abschließend zur Entnahme aus einem Gussteilhohlraum mitzunehmen.
Durch Verwendung mindestens eines Kühlelements wird in einem Gussteil ein Gussteilwandabschnitt ausgebildet, der bei einer Gussteilherstellung mit einer Seite gegen das mindestens eine Kühlelement anliegt und der einen sekundären Dendritenarmabstand zwischen 3 und 30 µm aufweist, vorzugsweise zwischen 15 und 25 µm. Vorteilhaft wird eine besonders hohe Festigkeit bei gleichzeitig geringer Porosität erreicht. Eine geringe Porosität ist insbesondere dann erforderlich, wenn der Gussteilwandabschnitt einen Kühlkanal begrenzt, in dem ein flüssiges Kühlmedium im Motorbetrieb geführt wird.
Umfasst ein Gussteil eine Nut auf, die zur Aufnahme eines Dichtungsringes vorgesehen ist, weisen Poren einen Feretdurchmesser von maximal 0,9 mm auf, vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,8 mm. Vorteilhaft ist ein besonders dichtes Gussteil herstellbar. Kühlmittelverluste im Motorbetrieb werden verhindert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten, sich auf die Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen, näher erläutert. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Entnahmevorrichtung in mehreren Ansichten,
2 ein erfindungsgemäßes Kühlelement in verschiedenen Ansichten,
3 eine erfindungsgemäße Entnahmevorrichtung bei einer Entnahme von Kühlelementen aus einem Gussteil,
4 ein mit erfindungsgemäßen Kühlelementen versehener zweiteiliger Formkern,
5 ein mit erfindungsgemäßen Kühlelementen versehener einteiliger Formkern sowie ein zugehöriges Formkernherstellungswerkzeug.

Eine in 1a in einer perspektivischen Darstellung gezeigte Einrichtung (1) zur Entnahme von acht kreisförmig nebeneinander angeordneten, identischen metallischen Kühleisen (2) aus einem in 1a nicht gezeigten Gussteil umfasst einen im Wesentlichen kegelstumpfförmigen, in 1c-e im Detail gezeigten Entnahmekopf (3), in den in 1a+b gezeigte acht Längsnuten (4) eingebracht sind, in denen ein im Querschnitt T-förmiger, einstückig an das Kühleisen (2) angeformter Entnahmevorsprung (5), der von einer der Entnahmeeinrichtung (1) zugewandten Seite (6) der Kühleisen (2) vorsteht, geführt ist. Die Entnahmeeinrichtung (1) umfasst sich in Längsrichtung des Entnahmekopfes (3) erstreckende, aus einem gehärteten Stahl gebildete Schienen (8, 9) mit konstanter Dicke, die im Umfangsrichtung paarweise nebeneinander angeordnet sind und durch mehrere Schrauben (10) mit dem Entnahmekopf (3) lösbar verbunden sind. Denkbar ist außerdem, dass die Schienen (8, 9) in deren Längsrichtung eine variierende Dicke aufweisen. Die Schienen (8, 9) sind an beiden Enden verjüngt und dazu vorgesehen, bei einer Entnahme der Kühleisen (2) aus dem Gussteil T-Schenkel (7) der Entnahmevorsprünge (5) wie in 1b in einer Draufsicht gezeigt von zwei gegenüberliegenden Seiten zu hintergreifen.
Zur Entnahme der Kühleisen (2) wird der Entnahmekopf (3) der Entnahmeeinrichtung (1) in Richtung eines in 1a gezeigten Pfeils (11) parallel zu seiner Längsachse in das Gussteil hineinbewegt, wodurch eine Bewegung der Kühleisens (2) in Richtung von in 1b beispielhaft gezeigter Pfeile (12) erfolgt. Dadurch werden die Kühleisen (2) von einem in 3 gezeigten Gussteil gelöst, zentriert und können im selben Arbeitsschritt entnommen werden.
Eine Entnahmeeinrichtung (1) ist im Detail in 1c in einer perspektivischen Ansicht sowie in 1d in einer Explosionsdarstellung gezeigt.
Bei einer in 1e in einer Seitenansicht gezeigten im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Entnahmeeinrichtung (1) ist eine um 4 Grad gegenüber der Kegelachse geneigte Mantellinie (13) deutlich erkennbar. Diese bildet eine Entformschräge.
Es wird nun auf 2 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in 1 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe a beigefügt ist.
Ein in 2a in einer perspektivischen Draufsicht auf eine Außenseite gezeigtes Kühleisen (2a) weist eine gebogene Oberfläche (14) auf, deren Außenkontur nahezu identisch ist mit einem funktionalen Innenkonturabschnitt eines in 3 mit (23) bezeichneten Hohlraums eines Gussteils (22), aus dem ein Kühlelement (2a) entnehmbar ist. Die Oberfläche (14) ist ferner dazu vorgesehen, mit einer Metallschmelze in Kontakt zu gelangen, mit der eine Gussteilform befüllt wird. Dadurch wird eine besonders gute Gussteilqualität, insbesondere eine hohe Festigkeit sowie eine geringe Porosität in einem an das Kühleisen (2a) angrenzenden Gussteilbereich bewirkt. Dieser kann sich beispielsweise bis zu 25 mm von dem Kühleisen (2a) weg erstrecken und eine Porosität mit Poren mit einem Feretdurchmesser von maximal 0,8 mm aufweisen.
An einer ersten Stirnseite (15) ist ein erster Vorsprung (16) einstückig angeformt, während an einer zweiten Stirnseite (17) zwei weitere Vorsprünge (18, 19) angeformt sind. Die Vorsprünge (16, 19) sind dazu vorgesehen, von einem Formkern, in das das Kühleisen (2b) eingebracht ist, hintergriffen zu werden. Dadurch werden sowohl eine Fixierung in dem Formkern als auch ein bündiger Abschluss einer Oberfläche des Formkerns mit der gebogenen Oberfläche (14) des Kühleisens (2a) erreicht.
Ein in 2b in einer perspektivischen Ansicht auf eine Innenseite gezeigtes Kühleisen (2a) umfasst einen Entnahmevorsprung (5a), der einen T-förmigen Querschnitt aufweist und sich in Längsrichtung des Kühleisens (2a) erstreckt. Eine Dicke von T-Schenkeln (7a) nimmt linear von einem ersten Ende (20) zu einem zweiten Ende (21) zu. Dadurch wird eine schiefe Ebene geschaffen, entlang der in 1 gezeigte und mit (8, 9) bezeichnete Schienen bei einer Einführbewegung einer in 2 nicht gezeigten Entnahmeeinrichtung in Richtung eines Pfeils (11a) gleiten. Dadurch wird eine Linearbewegung der Entnahmeeinrichtung in eine Bewegung der Kühleisen (2a) mit einer radiale Richtungskomponente von dem Gussteil weg in Richtung von in 1b mit (12) bezeichneten Pfeilen bewirkt.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in 1 und 2 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe b beigefügt ist.
Ein in 3a in einer Draufsicht gezeigtes, aus einer Aluminiumlegierung gebildetes Gehäuse (22) für einen Elektromotor umfasst einen im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Hohlraum (23) mit einer um 1 Grad gegenüber der Kegelachse geneigten Mantellinie, der zur Aufnahme eines in 3 nicht gezeigten Stators oder eines Statorträgers des Elektromotors vorgesehen ist.
In den Hohlraum (23) ist eine Entnahmeeinrichtung (1b) für Kühleisen (2b) eingeführt, deren Schienen (8b, 9b) T-förmige Entnahmevorsprünge (5b) der Kühleisen (2b) hintergreifen und die in 3a in einer Anfangsstellung ist, in der keine Entnahmekräfte auf die Kühleisen (2b) wirken. Jedes Kühleisen (2a) liegt und haftet mit einer in 2a und b mit (14) bezeichneten Oberfläche gegen einen zugehörigen Gussteilwandabschnitt (24) an.
Bei einer linearen Bewegung der Entnahmeeinrichtung (1b) in den Hohlraum (23) hinein gleiten die Schienen (8b, 9b) entlang einer in 2 gezeigten schiefen Ebene der Entnahmevorsprünge (5d), wodurch eine Bewegung der Kühleisen (2b) von dem Gussteilwandabschnitt (24), gegen den sie anliegen und anhaften, weg mit einer Bewegungskomponente in einer radialen Richtung des Hohlraums (23) bewirkt wird. In einer in 3b gezeigten Endstellung sind die Kühleisen (2b) von dem Gussteil (22) getrennt. Zwischen Kühleisen (2b) und dem zugehörigen Gussteilwandabschnitt (24) ist ein Spalt (25) ausgebildet. In dieser Stellung werden die Kühleisen (2b) von der Entnahmeeinrichtung (1b) gehalten und können durch eine einer Einführrichtung entgegengesetzten Bewegungsrichtung aus dem Hohlraum (23) heraus mitgenommen werden.
Durch die regelmäßige Anordnung der Schienen (8b, 9b) sowie der Bewegung der Entnahmeeinrichtung (1b) in eine Endstellung wird ferner eine Zentrierung der Kühleisen (2b) bewirkt, wodurch eine automatisiertes Einsetzen in eine in 3 nicht gezeigte Kühleisenlagerpalette möglich ist.
Denkbar ist außerdem, dass die Entnahmeeinrichtung (1b) auf einer ersten Seite in den Hohlraum eingeführt wird und auf einer der ersten Seite abgewandten Seite aus dem Hohlraum (23) heraus austritt und die Kühleisen (2b) mitnimmt. Vorteilhaft wird verhindert, dass einzelne Kühleisen (2b) bei einer Herausbewegung in einer der Einführrichtung entgegengesetzten Bewegungsrichtung hängenbleiben und bei einem automatisierten Entnahmeprozess einen Stillstand bewirken.
Es wird nun auf 4 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in 1 bis 3 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe c beigefügt ist.
Ein in 4a in einer Explosionsdarstellung gezeigter zweiteiliger, aus einem Formsand gebildeter, kegelstumpfförmiger Sandkern (26) weist zwei miteinander verbindbare Sandkernteile (27, 28) auf, die durch eine Steck- und Klebeverbindung miteinander verbindbar sind, indem ein ringartiger Vorsprung (29) eines ersten Formkernteils (27) in eine in 4 nicht gezeigte, einen Klebstoff aufweisende Nut eingesteckt wird.
Mehrere Materialaussparungen (30) sind Aufnahme von Kühleisen (2c) in den Sandkern (26) eingerichtet, wobei T-Schenkel (7c) eines Entnahmevorsprungs (5c) von zwei Sandstegen (31) hintergriffen werden. Während ein in 4c gezeigter Vorsprung (16c) des Kühleisens (2c) dazu vorgesehen ist, in eine Tasche (32) in dem Sandkernteil (27) eingesteckt zu werden, greift ein weiterer Vorsprung (19c) in eine Tasche (33) in dem Sandkernteil (28) ein.
In einen in 4b in einer perspektivischen Ansicht gezeigten, zusammengesetzten Sandkern (26) sind insgesamt acht Kühleisen (2c) eingebracht. Oberflächen von Sandstegen (34) sind bündig zu Kühleisenoberflächen (14c) und bilden eine ebene Gesamtfläche, die dazu vorgesehen ist, beim Befüllen einer Gussteilform in Kontakt zu einer Metallschmelze, mit der die Gussteilform befüllt wird, zu stehen. Ein mit einem solchen Kern produziertes Gussteil ist endkonturnah hergestellt.
Bei einem in 4c im Längsschnitt gezeigten, zusammengesetzten, zweiteiligen Sandkern (26) hintergreifen T-Schenkel (7c) von Haltevorsprüngen (5c) Sandstege (31) eines Sandkernteils (27).
Es wird nun auf 5 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in 1 bis 4 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe d beigefügt ist.
Ein in 5a in einer perspektivischen Ansicht und in 5b in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht gezeigter Sandkern (35) ist einteilig ausgebildet. Kühleisen (2d) werden zu dessen Herstellung in ein in 5c in einer geschnittenen Seitenansicht gezeigtes Formkernherstellungswerkzeug (36) eingebracht und bei einer Kernherstellung eingeschossen, das heißt bis zur vollständigen Formfüllung von aushärtbarem Formsand umströmt.
Das Formkernherstellungswerkzeug (36) umfasst ein Ober- (37) sowie ein Unterteil (38), die einen Raum umschließen, in den zur Kernherstellung Formsand sowie Kühleisen (2d) eingebracht werden können und die relativ zueinander bewegbar sind, um einen hergestellten Formkern entnehmen zu können.
Eine Oberseite (14d) der Kühleisen (2d) liegt gegen eine Formwandoberfläche (39) an. Ferner sind Halteausnehmungen (40) vorgesehen, in die Haltevorsprünge (5d) der Kühleisen (2d) eingreifen, wodurch eine orstfeste Anordnung in dem Formkernherstellungswerkzeug (36) sichergestellt ist.
Obwohl in den Ausführungsbeispielen eine Entnahmeeinrichtung (1; 1b) mit einem bewegbaren Entnahmekopf (3; 3b), der zur Entnahme von Kühlelementen (2-2d aus einem ortsfest angeordneten Gussteil (22) gezeigt wurde, ist denkbar, dass dass der Entnahmekopf (3; 3b) ortsfest angeordnet ist und das Gussteil (22) zur Entnahme der Kühlelemente bewegbar ist.

Claims

Vorrichtung zur Entnahme mindestens eines Kühlelementes (2-2d) aus einem wenigstens teilweise entformten Gussteil (22), insbesondere aus einem aus einer Leichtmetalllegierung gebildeten Gehäuse (22) für einen Elektromotor, die eine Einrichtung (1; 1b) zur Entnahme des mindestens einen Kühlelements (2-2d) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeeinrichtung (1; 1b) ein Mittel zum Greifen eines an dem mindestens einen Kühlelement (2-2d) angebrachten Entnahmevorsprungs (5-5d) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifmittel mindestens ein Paar voneinander beabstandeter Schienen (8, 9; 8b, 9b) umfasst, die zum Hintergreifen des Entnahmevorsprungs (5-5d) eingerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmevorsprung (5-5d) des mindestens einen Kühlelements (2-2d) mindestens ein paar voneinander beabstandeter Schienen umfasst, die dazu eingerichtet sind, vom dem Greifmittel hintergriffen zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifmittel mehrere Schienenpaare (8, 9; 8b, 9b) aufweist, die in Umfangsrichtung eines im Wesentlichen rotationssymmetrischen, vorzugsweise zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Entnahmekopfes (3; 3b) nebeneinander angeordnet sind und sich insbesondere parallel oder schräg zu dessen Längsachse erstrecken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Schienen (8, 9; 8b, 9b) lösbar mit einem im Wesentlichen rotationssymmetrischen, vorzugsweise zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Entnahmekopf (3; 3b) der Entnahmeeinrichtung (1; 1b) oder mit dem mindestens einen Kühlelement (2-2d) verbindbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Durchmesser eines im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Entnahmekopfes (3; 3b) der Entnahmeeinrichtung (1; 1b) in einer Richtung (11; 11a) vergrößert, in der der Entnahmekopf (3; 3b) in einen Gussteilhohlraum (23) zur Entnahme von Kühlelementen (2-2d) bewegbar ist, und die vorzugsweise koaxial zu einer Längsrichtung des Entnahmekopfes (3; 3b) ist.
Verfahren zur Entnahme mindestens eines Kühlelementes (2-2d) aus einem wenigstens teilweise entformten Gussteil (22), dadurch gekennzeichnet, dass eine Entnahmeeinrichtung (1; 1b) vorzugsweise parallel, koaxial oder schräg zu einer Längsachse in einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen, vorzugsweise zylinderförmigen oder kegelstumpfförmigen Hohlraum (23) des Gussteils (22) eingeführt wird, wobei mindestens ein an dem mindestens einen Kühlelement (2-2d) angebrachter Entnahmevorsprung (5-5d) von einem Greifmittel (8, 9; 8b, 9b) einer Einrichtung (1; 1b) zur Entnahme des mindestens einen Kühlelements (2-2d) gegriffen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kühlelement (2-2d) bei einer Bewegung der Entnahmeeinrichtung (1; 1b) aus dem Hohlraum (23) heraus mitgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Bewegung der Entnahmeeinrichtung (1; 1b) in den rotationssymmetrischen Hohlraum (23) hinein eine Bewegung des mindestens einen Kühlelementes (2-2d) in einer Richtung (12) des Hohlraums (23) bewirkt wird, die eine radiale Bewegungskomponente (12) aufweist.
Verfahren zur Einbringung mindestens eines Kühlelementes (2-2d) in einen Formkern einer Gussteilform, die zur Herstellung eines Gussteils (22) vorgesehen ist, aus dem im wenigstens teilweise entformten Zustand das mindestens eine Kühlelement (2-2d) entfernt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kühlelement (2-2d) derart in den Formkern (26; 35) eingebracht wird, dass mehrere Oberflächenabschnitte (14c, 34; 34d) ausgebildet werden, die bei einem Befüllen der Gussteilform zum Kontakt mit einer Schmelze vorgesehen sind, wobei zumindest einer der Oberflächenabschnitte von einer Außenseite (14; 14c; 14d) des mindestens einen Kühlelements (2-2d) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kühlelement (2-2d) vor einer Einbringung von Formsand in eine Formkernherstellungsform (36) eingebracht wird und während der Einbringung des Formsandes ortsfest in der Formkernherstellungsform (36) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kühlelement (2-2d) derart in die Formkernherstellungsform (36) eingebracht wird, dass eine mindestens einem Entnahmevorsprung (5-5d) abgewandte Seite gegen eine Formkernherstellungsformwand (39) anliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (2-2d) in einen ersten Teil (27) eines mindestens zweiteiligen Formkerns (26) eingebracht wird und ein zweiter Teil (28) des Formkerns (26) mit dem ersten Teil derart verbunden wird, dass das mindestens eine Kühlelement (2-2d) in eine Tasche (32, 33) in jedem Formkernteil (27, 28) eingreift.
Kühlelement (2-2d), das dazu vorgesehen ist, in einen Formkern (26, 35) einer Gussteilform zur Herstellung eines aus einer Leichtmetalllegierung gebildeten Gussteils (22) eingebracht zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Entnahmevorsprung (5-5d), der dazu eingerichtet ist, bei einer Entnahme des Kühlelements (2-2d) aus einem wenigstens teilweise entformten Gussteil (22) von einem Greifmittel (8, 9; 8b, 9b) einer Entnahmeeinrichtung (1; 1b) gegriffen zu werden, von einer Seite vorsteht, die einer Seite, die bei einem Befüllen der Gussteilform in Kontakt mit einer Schmelze ist, abgewandt ist.
Kühlelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmevorsprung (5-5d) einen T-förmigen Querschnitt aufweist und sich vorzugsweise in einer Längsrichtung des Kühlelementes (2-2d) erstreckt oder schienenartig ausgebildet ist.
Kühlelement nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke von T-Schenkeln (7; 7a; 7c) des Entnahmevorsprungs (5-5d) von einem ersten Ende (20) zu einem zweiten Ende (21) hin zunimmt, vorzugsweise linear.
Kühlelement nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmevorsprung (5-5d) einstückig angeformt ist, stoffschlüssig mit diesem verbunden oder lösbar mit dem Kühlelement (2-2d) verbindbar ist.
Kühlelement nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (14; 14c; 14d) vorgesehen ist, deren Außenkontur nahezu identisch ist mit einem funktionalen Innenkonturabschnitt eines Hohlraums (23) eines Gussteils (22), aus dem das Kühlelement (2-2d) entnehmbar ist.
Gussteil (22), insbesondere aus einer Leichtmetalllegierung gebildetes Gussteil (22), das einen rotationssymmetrischen, vorzugsweise zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Hohlraum (23) zur Aufnahme eines Bauteils eines Elektromotors aufweist, der durch einen mit mindestens einem Kühlelement (2-2d) nach einem der Ansprüche 14 bis 18 versehenen Formkern (26, 35) herstellbar oder hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Hohlraum (23) begrenzender Gussteilwandabschnitt (24), der bei einer Gussteilherstellung mit einer Seite gegen das mindestens eine Kühlelement (2-2d) anliegt, einen sekundären Dendritenarmabstand zwischen 3 und 30 µm aufweist, vorzugsweise zwischen 15 und 25 µm.
Gussteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gussteilwandabschnitt (24) einen Kühlkanal begrenzt.
Gussteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gussteilwandabschnitt (24) eine zur Aufnahme eines Dichtungsringes vorgesehene Nut mit einer vorzugsweise von dem Gussteilwandabschnitt (24) vorstehende Nutwand umfasst, die Poren aufweist, deren Feretdurchmesser maximal 0,9 mm beträgt, vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,8 mm.