-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kernspange mit zumindest teilweise
mäanderförmigem Verlauf,
wobei die Kernspange zumindest an einem Ende einen freien Schenkel
aufweist.
-
Kernspangen
sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Solche Kernspangen
dienen schlussendlich dazu, in einer Gussform während des Gießvorgangs
die Gusskerne in einer bestimmten Position zu halten. Das heißt, bei
z. B. der Herstellung von Gussblöcken
für Motoren
gibt es unterschiedlich konturierte Gusskerne, so z. B. Gusskerne für die Wasser- und Ölführung bzw.
auch Gusskerne für
die Zylinder. Da jeder Motorblock eine andere Gestaltung aufweist,
gibt es naturgemäß eine Vielzahl von
unterschiedlichen Kernspangen. Allen diesen Kernspangen ist jedoch
gemein – wie
dies bereits an anderer Stelle erläutert wurde – dass diese
dazu dienen, während
des Gießvorgangs
die Gusskerne in einer bestimmten Lage zu halten. Die Lage der Gusskerne
ist schlussendlich vorgegeben durch die Konstruktion des Motorblocks.
-
Eine
Vielzahl der bekannten Kernspangen zeichnet sich allerdings dadurch
aus, dass diese Kernspangen einen im Wesentlichen mäanderförmigen Verlauf
aufweisen, d. h. sie sind zumindest über einen Teil ihrer Länge mäanderförmig verlaufend ausgebildet.
Unter dem Begriff "mäanderförmig" soll grundsätzlich allerdings
nicht verstanden werden, dass der mäanderförmige Verlauf symmetrisch ist; vielmehr
kann der Verlauf z. B. auch asymmetrisch oder S-förmig sein,
allerdings mit im Wesentlichen geraden Schenkeln und Stegen.
-
Eine
solche Kernspange ist beispielsweise aus dem Gebrauchsmuster
DE 200 20 749.0 bekannt.
Aus diesem Gebrauchsmuster ist ein Bügel bekannt, wobei durch den
Bügel umschließend ein ähnlich einem
Doppel-T-Profil ausgebildete Stütze gehalten
ist.
-
Eine
mäanderförmig ausgebildete
Kernspange ergibt sich im Übrigen
aus der
DE 202 05
587 U1 . Hier ist ein sogenanntes Befestigungsteil B vorgesehen,
das mit einem Schenkel ZS verbunden ist, wobei das Befestigungsteil
B einen im Wesentlichen U-förmigen
Verlauf hat, wobei das Befestigungsteil B an dem Schenkel ZS im
Wege des Biegens angeformt ist. Das heißt, dass die dort beschriebene
Kernspange im Endbereich bei Ansicht auf die Stirnseite, also in
einer Vorderansicht, einen U-förmigen
Verlauf aufweist.
-
Kernspangen
werden horizontal oder auch vertikal verlaufend in der Gussform
eingesetzt. Diese Kernspangen verbleiben im Guss, d. h. sie schmelzen
beim Gießvorgang
ein, das heißt,
sie verschweißen
mit dem Guss. Die Qualität
des Gusses ist u. a. auch abhängig
davon, inwiefern die Kernspange in dem Guss verschweißt ist.
Hierfür
ist maßgeblich, wie
schnell das flüssige
Metall die Gussform ausfüllen
kann, wobei die Geschwindigkeit zum Ausfüllen der Gussform u. a. auch
von dem Fließwiderstand abhängig ist,
der dem Gussmaterial beim Ausfüllen der
Gussform entgegengesetzt wird. Für
die Qualität des
Gusses ist allerdings auch die Formgenauigkeit der Kernspange maßgeblich,
und zwar insbesondere während
des Gießvorgangs,
also wenn die Kernspange selbst bereits einer erhöhten Temperatur
unterworfen ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Gusskern
von nicht unerheblichem Gewicht ist und infolgedessen der Schenkel
der Kernspange, an dem der Gusskern anliegt, sich auf Grund der
Plastifizierung des Materials der Kernspange in seiner Lage verändert.
-
Das
heißt,
eine Kernspange soll mehreren Prämissen
genügen.
- – Die
Kernspange soll ein gutes Einschweißen in den Guss ermöglichen;
- – die
Kernspange soll den Gussfluss in der Form nicht unnötig behindern;
- – die
Kernspange soll ihre Stabilitätsfunktion
hinsichtlich der Abstützung
von Gusskernen so lange aufrechterhalten, bis eine Verfestigung
der Metallschmelze einsetzt.
-
Insbesondere
der letztgenannte Punkt ist maßgeblich
für den
Fall, dass eine solche Kernspange senkrecht stehend eingebaut wird.
Dies gilt allerdings auch, wenn auch in vermindertem Umfang, für horizontal
einsitzende Kernspangen.
-
Der
mäanderförmige Verlauf
der Kernspange gemäß der
DE 202 05 587 hat seinen
Grund darin, dass im Bereich der durch den mäanderförmigen Verlauf entstandenen
Ausnehmungen die Kernspange die entsprechenden Gusskerne erfasst.
Der mäanderförmige Verlauf
der Spange ist bestimmt durch die Form der Gusskerne und deren Anordnung
im Motorblock. Wesentlich bei der bekannten Kernspange ist nun,
dass der äußere freie
Schenkel tatsächlich frei
absteht, also der freie Schenkel nur durch den Steg zum benachbarten
Schenkel gehalten wird. Insofern hat sich gezeigt, dass sich der
freie Schenkel dieses U-förmigen
Befestigungsteils insbesondere unter Hitzeeinwirkung und unter der
Last der Kernes verbiegt.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Kernspange der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, so dass der mindestens eine
freie äußere Schenkel
der Kernspange, an den sich ein Gusskern abstützt, in der Lage ist, eine
höhere
Last aufzunehmen.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäße dadurch
gelöst,
dass der Schenkel durch mindestens einen im stirnseitigen Randbereich
angeordneten Steg mit der Kernspange verbunden ist. Der Stirnbereich
der Kernspange ist der Bereich, der in der Ansicht sichtbar wird,
wenn der mäanderförmige Verlauf der
Spange erkennbar ist. Durch die Anordnung mindestens eines Steges
als Verbindungsglied zwischen dem äußeren freien Schenkel, an dem
sich der Kern abstützt
und im Folgenden als "Stützschenkel" bezeichnet wird,
und der übrigen
Kernspange wird erreicht, dass dieser Schenkel zumindest über einen Teil
seiner Länge
abgestützt
ist, mithin die Gefahr des Verbiegens unter Last minimiert ist.
Dies gilt insbesondere dann, wenn die Verbindung des Stützschenkels
mit der Kernspange an beiden Stirnseiten erfolgt. Das heißt, dass
der Stützschenkel
mit dem gegenüberliegenden
Schenkel, dem Übergangsschenkel,
durch eine napfförmige
Vertiefung verbunden ist. Eine solche Vertiefung ist insbesondere
durch Tiefziehen herstellbar, wobei vorteilhaft im Bereich des Bodens
dieser napfartigen Vertiefung eine Ausnehmung vorgesehen ist, wobei
sich die Ausnehmung im Extremfall über den gesamten Bodenbereich
erstrecken kann, so dass der Stützschenkel
lediglich durch die beiden Stege mit dem Übergangsschenkel verbunden
ist. Durch diese Öffnung
wird der Gussfluss begünstig,
d. h., dass hierdurch sichergestellt ist, dass das Gussmaterial
die Kernspange möglichst
zügig erfasst,
so dass ein gleichmäßiges Einschweißen der
Kernspange im Guss gewährleistet
ist.
-
Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spange
eine zentrische Traverse aufweist, an der zu beiden Enden jeweils
ein Hauptschenkel winklig abgehend angeordnet ist, wobei der Hauptschenkel
eine halbschalenartige, sich zumindest über einen Teil der Länge des
Hauptschenkels erstreckende Nut aufweist, die in Richtung auf das
Ende der Spange zu geöffnet
ist. Diese halbschalenförmige
Nut dient der zumindest partiellen formschlüssigen Aufnahme des Gusskerns
und sorgt für
einen festen Sitz der Kernspange in dem Gusskern.
-
Die
Spange besitzt im Bereich der zentrischen Traverse eine sich über die
Länge erstreckende
Verjüngung,
die schlussendlich dazu dient, Raum für die Zylinder zu schaffen.
-
Anhand
der Zeichnungen wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert.
-
1 zeigt
die Kernspange in einer Vorderansicht auf die Stirnseite;
-
2 zeigt
eine Ansicht von oben.
-
Die
mit 1 bezeichnete Kernspange umfasst die zentrische Traverse 10 mit
den beiden sich winklig daran anschließenden Hauptschenkeln 11 und 12, wobei
die Hauptschenkel 11 und 12 jeweils eine ebenfalls
winklig davon abgehende Nebentraverse 13, 14 aufweisen,
deren Ausrichtung etwa der der zentrischen Traverse 10 entspricht.
An die Nebentraverse 13, 14 schließt sich
winklig ein Übergangsschenkel 15, 16 an,
der durch Stege 17a, 17b; 18a, 18b mit
dem Stützschenkel 20, 21 zu
einem etwa U-förmigen Verlauf
verbunden ist. Eine solche Spange zeichnet sich in der Vorderansicht,
d. h. bei Ansicht auf die Stirnseite 30, durch einen mäanderförmigen Verlauf
aus.
-
Gegenstand
der Erfindung ist nun die Verbindung des Stützschenkels 20, 21 mit
dem Übergangsschenkel 15, 16 mit
Hilfe der Stege 17a, 17b und 18a, 18b.
Für die
Herstellung dieses Bereiches der Kernspange wird derart vorgegangen,
dass dieser Bereich durch ein Tiefziehwerkzeug bearbeitet wird. Durch
diesen Tiefziehvorgang entstehen die beiden Stege, die im Bereich
der Stirnseite 30 der Kernspange 1 die beiden
Schenkel, nämlich
den Übergangsschenkel
und den Stützschenkel,
jeweils miteinander verbinden. Hierbei entsteht die napfartige Vertiefung 25.
-
Zur
Verbesserung des Gussflusses kann im Boden der napfartigen Vertiefung 25 eine Öffnung 26 vorgesehen
sein, die sich allerdings im Extremfall über den gesamten Bodenbereich
der napfartigen Vertiefung 25 erstrecken kann, also bis
an die Stege 17, 17b; 18, 18b heran.
Diese Öffnung 26 eröffnet die Möglichkeit
eines besseren Gussflusses, was insbesondere dann gilt, wenn die
Kernstütze
horizontal verlaufend in der Gussform angeordnet ist, mithin die Gusskerne
vertikal in der Gussform ausgerichtet sind. In jedem Fall ist es
so, dass durch diese Stege der Stützschenkel 20, 21 eine
hohe Stabilität
aufweist, so dass sichergestellt ist, dass der Gusskern so lange
in seiner Position gehalten wird, bis die Gusschmelze sich beginnt
zu erstarren.