DE1930717A1 - Metallgussteil und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Metallgussteil und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE1930717A1
DE1930717A1 DE19691930717 DE1930717A DE1930717A1 DE 1930717 A1 DE1930717 A1 DE 1930717A1 DE 19691930717 DE19691930717 DE 19691930717 DE 1930717 A DE1930717 A DE 1930717A DE 1930717 A1 DE1930717 A1 DE 1930717A1
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DE19691930717
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Bolton Albert Edward
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AEROPLANE AND MOTOR ALUMINIUM CASTINGS Ltd
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AEROPLANE AND MOTOR ALUMINIUM CASTINGS Ltd
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    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009—Cylinders, pistons
    • B22D19/0027—Cylinders, pistons pistons

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE
DR. HUGO WILCKEN · DIPLHNG. THOMAS WILCKEN
D - 24 LÜBECK. BRE1TFSTRASSE 52-54 1930717
16. Juni 1969 Dr.W./U. Anmelder:
AEROPLANE AND MOTOR ALUMINIUM CASTINGS LIMITED, Birmingham 24 (Erdington), Wood Lane (England)
Metallgußteil und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf Metallgußteile und auf Verfahren zur Herstellung derselben.
Nach der Erfindung besteht ein Verfahren zum Gießen von einem Metallteil darin, daß das Innenprofil des Teiles durch einen inneren Kernaufbau bestimmt wird, wobei mindestens ein Teil des inneren Kernaufbaus aus einem flüssig lösbaren Material hergestellt ist. Nachdem der Teil gegossen ist, wird der Kern, Kernteil oder Teile des flüssig lösbaren Materials entfernt, indem es mindestens teilweise in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst ist. Es ist verständlich, daß der Kern aus flüssig lösbarem Material nach teilweisem Lösen in dem Lösungsmittel aus dem Gußstück herausgeschüttelt werden kann.
Die Erfindung betrifft auch Teile, die nach dem vorerwähnten Ver-
C0 fahren gegossen sind, insbesondere Kolben, wie sie in Brennkraft-
ao maschinen verwendet werden.
^ Der Ausdruck flüssig lösbares Material bedeutet ein Material,
tJ1 welches ganz oder hauptsächlich aus einem Bestandteil oder Bestand-
® LObeck (0451) 7 58 88, Privat: Dr. H. Wilcken, Curau (04505) 210 . Dipl.-Ing. Th. Wilcken, LDbeck (0451) 251 59 " Banki Commerzbank A. G., FiI. LObedc, Kto.-Nr. 39 0187 Postscheck: Hamburg 1381 19
teilen geformt ist, der bzw. die in einer geeigneten Flüssigkeit lösbar sind. Die letztere kann Wasser sein oder in bestimmten Fällen verdünnte Säure oder ein Alkohol.
Die Erfindung ist insbesondere auf Kolben anwendbar, die ein hinterschnittenes Innenprofil aufweisen oder eine oder mehrere innere Streben oder Einsätze aufweisen, z.B. auf Kolben anwendbar, wie sie in dem britischen Patent 984 320 beschrieben sind.
Nach einem Merkmal der Erfindung, und zwar in dem Fall, daß der Kolben eine oder mehrere innere Streben aufweist, werden diese zuerst geformt oder hergestellt und durch einen löslichen Kern oder Kernteil abgestützt oder in einen löslichen Kern oder Kerntell eingeformt und dann in die Form oder das Gesenk, in der der Kolben gegossen wird, eingesetzt, so daß der restliche Teil des Kolbens während des Gießvorganges mit der Strebe oder den Streben verbunden wird.
Der innere Kernaufbau kann auch einen oder mehrere andere Kernteile enthalten, die z.B. aus Metall hergestellt sind.
Die Erfindung wird nun beispielsweise anhand der anliegenden Zeichnung erläutert, und zwar ein Verfahren zum Formguß eines Kolbens. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Gußform rechtwinklig zur Teilungslinie der Gußform,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie H-II der Figur 1,
- 3 - . Τ; 909881/1045
Flg. 3 einen Längsschnitt nach Llnlelll-III der Figur 1.
Nach dem Ausführungsbeispiel ist die Gießform, die einen Teil einer nicht dargestellten Gießvorrichtung bildet, aus zwei Formhälften oder Schalen 1· hergestellt, die sich in der geschlossenen Lage entlang der Teilungslinie 2 berühren.
Das Profil der verschiedenen Teile des zu gießenden Kolbens wird durch Kerne gebildet, die durch eine öffnung in der Gießform in geeigneten Etappen eingesetzt werden, bevor das Metall eingegossen wird. Das Profil der Kolbenkrone wird durch den beweglichen Stahlkern 5 bestimmt und die Profile der Kolbenbolzenbohrungen werden durch bewegliche Stahlkerne 6 und 7 bestimmt.
Das Innere des Kolbens 1st in diesem Beispiel mit Hinterschneidungen 8 ausgeführt und zusätzlich wird gefordert, daß der fertige Kolbenait zwei inneren Streben 9 versehen 1st, die solche sein können, wie in dem britischen Patent 984 320 beschrieben ist. Zu diesem Zweck 1st der Kern, der das Innenprofil des Kolbens bestimmt, aus drei Teilen 10, 11 und 12 hergestellt.
Die Teile 10 und 12 werden aus einem wasserlöslichen Salz geformt bzw. gegossen und der Hittelteil 11 1st ein herausziehbarer Stahlkernteil. Jede Strebe 9 ist in dem entsprechenden Kemtell 10» 12 eingeformt, und der dreiteilige Kern 10, ii, mit den Streben 9 wird dann in der geeigneten Stellung in die Gießform eingesetzt. Der Kernkann gegenüber der Gießform 1 durch die Schulter 13 eingestellt werden, indem der Kern in die Schulter-
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ausnehmung eingreift.
Das flüssige Metall wird dann in den Gießformhohlraum eingespritzt, und zwar mittels eines Einspritzsystems mit dem Anguß und der Schnecke 15 (Figur 3), so daß ein Gußstück 16 erhalten wird, in das die Streben9 eingegossen sind.
Die Metallkerne 5, 6, 7, 11 werden in Richtung der Pfeile R herausgezogen, die Gießform wird durch Trennen der Pormhälften geöffnet und das Gußstück;: 16 zusammen mit den löslichen Kernteilen 10, 12 wird sodann aus der Vorrichtung entfernt. Die löslichen Kernteile werden anschließend gelöst oder aus dem gegossenen Kolben 16 z. B. mit heißem Wasser ausgewaschen, wobei, die gegossenen Streben 9 in ihrer Stellung verbleiben. Andere geeignete Lösungsmittel bestehen aus Alkohol oder verdünnten Säuren. Die Kernteile 10, 12 können nach teilweisem Lösen in dem Lösungsmittel aus dem Gußstück herausgeschüttelt werden.
Die löslichen Kernteile 10, 12 können z.B. aus einer Mischung geformt werden, die sich zusammensetzt z. B. aus 56,1 Gewichtsprozente wasserfreies Natriummetasilikat, 37,4 % wasserfreies Kaliumdisilikat, 4,7 % Borax und 1,8 % zermahlenes Glas. Diese Mischung wird zunächst geschmolzen und dann in eine Form gegossen, die das Profil des geforderten Kernes oder Kernteiles besitzt. In der vorliegenden Ausführung werden die Streben 9 in eine Fläche der Kernteile 10, 12 während deren Gießens eingebettet.
- 5 909881/1045
Alternativ können die löslichen Kernteile aus geschmolzenem Natriumsulfat- oder Natriumkarbonatsalzen gegossen werden, wie im britischen Patent 1 055 737 geschrieben ist. Die Natriumsulfatsalze können z. B. Zusätze in Form eines oder mehrerer Sulfate aus Kalium, Lithium, Barium und Calzium oder eines Natriumchlorids und Füllstoffe, wie Ton, Erde, enthalten. Die Natriumkarbonatsalze können z.B. ein Kaliumkarbonat, Bariumkarbonat und Tonerde oder Kombinationen hiervon z.B. enthalten.
Nach einer weiteren Möglichkeit können die löslichen Kernteile eine Zusammensetzung aus einer MiÄschung eines wasserlöslichen ; Salzes und eines künstlichen Harzes besitzen, wie in einer britischen Patentanmeldung 42 147/67 beschrieben ist.
Es ist verständlich, daß das ganze Innenprofil des Gußstückes durch einen löslichen Kern bestimmt werden kann, während der Metallkern 11 sodann in Wegfall kommt. Weiterhin können die vorerwähnten Streben auch in anderer bekannter oder passender Form in das Gußstück eingearbeitet sein oder fehlen.
Die Erfindung ist insbesondere bei Formgußverfahren anwendbar, die mit Schwerkraft, Niederdruck oder Hochdruck arbeiten, insbesondere in den Fällen, in denen die herzustellenden Gußkörper eine hinterschnittene Innenform aufweisen.
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Claims (15)

PATENTANWÄLTE DR. HUGO WILCKEN · DIPL.-ING. THOMAS WILCKEN D - 24 LÜBECK. BREITE STRASSE 52-54 " 1930717 . L^ - ■ .16. Juni 1969 Anmelder: * Dr.W./U. AEROPLANE AND MOTOR ALUMINIUM CASTINGS LIMITED, Birmingham 24 (Erdington), Wood Lane (England) Patentansprüche
1. Verfahren zum Gießen von Metallteilen, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenprofil des Teiles durch einen Inneren Kernaufbau bestimmt wird, wobei mindestens ein Teil (10,12) des Innenkernaufbaus aus einem flüssig lösbaren Material hergestellt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallteil aus einem Metallkolben (l6) besteht, der eine oder mehrere Innenstreben (9) oder Einsätze aufweist, die zuerst geformt oder hergestellt und dann durch einen flüssig lösbaren Kern abgestützt oder in einen flüssig lösbaren Kern oder Kernteil eingeformt und darauf in die Form oder Gießform eingesetzt werden, in der der Kolben gegossen wird, worauf geschmolzenes Metall in die Form oder Gießform eingegossen oder eingespritzt wird, so daß der übrige Teil des Kolbens während des Gleßtforganges mit dem
t einen oder mehreren Einsätzen oder Streben verbunden wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kernaufbau (10,11,12) auch einen oder mehrere weitere Kern teile (11) enthält, die z.B. aus Metall hergestellt sind.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder Jeder lösliche Kern (10,12) oder Kernten entweder ganz oder hauptsächlich aus einem Bestandteil oder Bestandteilen ge-
9 0 988 T/ 10A5 .. " 2 "
* UiMdc (0451) 75888, Privoh Dr. H. VWHw, Cm. {04505)21?-WpMne- T*- Wlktai. ISbmA (0451) 251 59 . ■ >■ *«*· Comnwzbank A. G.r RL Üb«*, Klc-Nr. 390187 Post**·*: Homburg 138119
■■*■
formt 1st, der bzw. die In Wasser löslich sind.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder lösliche Kern oder Kernteil (10,12) ganz oder hauptsächlich aus einem Bestandteil oder Bestandteilen geformt 1st, der bzw. die in verdünnter Säure oder in einem Alkohol löslich sind.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder lösliche Kern oder Kernteil aus einer Mischung gegossen ist, dessen Hauptbestandteile wasserfreies Natriunmetasilikat und wasserfreies Kaliuiadlsilikat sind. .
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Kern oder Kernteil im wesentlichen zusammengesetzt 1st aus 56,1 Gewichtsprozente wasserfreies Natrlummetasilikat, 37*42 wasserfreies Natriumdisilikat, 4,7 % Borax und 1,8 % zermahlenes Glas.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder lösliche Kern oder Kernteil aus einem geschmolzenen Natriumsulfatsalz oder einem geschmolzenen Natriumkarbonatsalz gegossen ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumsulfatsalz lusätze in Form mindestens eines Sulfates aus Kalium, Lithium, Barium oder CaIzium oder ein Natriumchlorid
enthält. 909881/1045
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Natriumkarbonatsalze Zusätze in Form von Kaliumkarbonat und/öder Bariumkarbonat enthalten.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernzusammensetzung auch einen Füllstoff, z.B. Tonerde, enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder lösliche Kern oder Kernteil aus einer Mischung eines löslichen Salzes und eines synthetischen Harzes besteht.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall zum Gießen des Kolbens nach dem Schwerkraftgüßverfahren eingegossen wird.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall zum Gießen des Kolbens unter Druck durch ein Formgußverfahren eingespritzt wird.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießen eines Kolbens insbesondere nach dem Verfahren des britischen Patentes 984 320 durchgeführt wird.
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Le e rs*e
ite
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