DE2418215A1 - Formling sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung eines formlings - Google Patents

Formling sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung eines formlings

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DE2418215A1
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Albert Edward Bolton
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AEROPLANE MOTOR ALU CAST
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AEROPLANE MOTOR ALU CAST
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    • B22C9/06Permanent moulds for shaped castings
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/22Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/24Accessories for locating and holding cores or inserts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Patentanwälte
Dr. \-\\r'.; Wiicken
Dipl-ίπ-τ- T. .,,· ι Wücken I I
DiDi. C*^-.. w. yVttfear.g Laufer
■?4 Lübacs, Eräito Stra3a 52-54 r\ ι λ r\ *\ λ τ-
Anmelder: Aeroplane & Motor Aluminium Castings Limited, Birmingham 24, Wood Lane, Erdington, Großbritannien
Formling sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formlings
Die Erfindung bezieht sich auf Abgüsse bzw. Formlinge und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formlinges mit gebogenem inneren Kanal sowie auf einen Formling mit einem solchen inneren Kanal.
Nach der Erfindung kennzeichnet sich das Verfahren zur Herstellung eines Abgusses bzw. Formlinges mit einem bogenförmigen inneren Kanal durch folgende aufeinanderfolgende Schritte, nämlich das Anordnen eines mehrteiligen Kernes in einer Form, von dem ein erster Teil einen Teil des Kanales definiert, ein zweiter-Teil einen weiteren·Teil des Kanals und ein dritter Teil mindestens den inneren Teil des bogenförmigen Kanal-"ueiles, wobei der dritte Teil in den zweiten Teil eingepaßt, aber von ihm getrennt ist und gegen den ersteren Teil auf einem gradlinigen Teil des Kanals anliegt und aus Metall besieht, das Füllen der Form mit geschmolzenem Metall zum Formen des Abgusses oder Formlings zur Erstarrung, das. Entfernen des ersten und zweiten Kernteiles aus den entsprechenden Teilen des Kanals und schließlich das Herausziehen des dritten Kern7 teiles. · „ _
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I\ach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzt die • Vorrichtung zur Erzeugung eines Abgusses oder Formlinges mit einem bogenförmigen inneren Kanal eine Gießform und einen Kern aus mindestens drei Teilen, die so bemessen und angeordnet werden, daß sie derart aneinanderstoßen, daß mindestens ein Tpil der Teilungsebene auf der Umlaufflache von einem Ende des-Kaiiaies zugänglich ist, wobei zwei Teile in Richtung ihrer Achsen aus den Enden des Kanals herausgezogen werden können, während der dritte Kemteil aus Metall besteht und so angeordnet ist, daß er den inneren Teil des Bogens des Kanales festlegt und so dimensioniert ist, daß seine Breite kleiner ist als der Durchmesser des gebogenen Teils des Kanals, wodurch dieser dritte Teil aus dem Kanal herausgezogen werden kann.
Das vorerwähnte Verfahren und die erwähnte Vorrichtung können · auf den Spritzguß, insbesondere" auf den Spritzguß mit Gefälle oder Hochdruck angewendet werden und der Kern kann Metallkerne umfassen oder aus Metallkernen bestehen.
Weiterhin besitzt ein Abguß oder Formling nach der Erfindung' einen .Kanal mit zwei Enden, von denen jeder zur Außenseite des Formlings in der Weite progressiv ansteigt, wobei die Endteile durch einen Bogenteil verbunden sind und wobei die Innenfläche des Bogenteiles nach dem GuS einen glatten * Bogen bildet . Vorzugsweise geht der Bogenteil an jedem seiner Enden glatt in den zugehörigen Endteil über, obgleich eine
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kleine Stufe vorgesehen werden kann, die vorzugsweise ein Ansteigen der Kanalweite in der beabsihtigten Strömungsrichtung -erzeugt.
Sin Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der anliegenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Figur 1 bis 4 Querschnitte durch einen Abguß
oder Formling, die schematisch die verschiedenen Verfahrensstufen wiedergeben,
Figur 5 einen Querschnitt nach der Linie A-A
der Figur 1,
Figur 6 schematisch Bearbeitungsvorgänge,
Figur 7
und 8 alternative Einzelheiten der Figur
In Figur 1 bis 5 ist ein Teil eines Zylinderkopf-Formlings für eine Brennkraftmaschine mit den Kernteilen in ihrer Lage dargestellt. Bei der Anwendung steht die Unterfläche des Formlinges mit dem Zylinderblock im Eingriff, und diese Unterseite besitzt eine eingeformte Ausnehmung 12, die den Verbrennungsraum des Zylinders bildet, und einen Falz 13 zur Aufnahme eines Yentilsitzeinsatzes. Die rechte Seite des
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Formlinge ist der entsprechenden Ein- oder Auslaßleitung angepaßt, und der Formling ist mit einem bogenförmigen Kanal 14 vom Kreisquerschnitt, ausgehend vom Yentilsitzfalz 13 für das Ein- oder Auslaßventil zur entsprechenden Seitenfläche des Formlings versehen.
Der Formling wird bekannterweise in einer Form 15 gegossen, r. .B. durch Spritzguß mit Schwerkraft oder durch Hochdruckformguß "(sonst "bekannt als Kokillenguß oder Druckguß) und die Ausnehmung 12, der Falz 13 und der Bogenkanal 14 werden durch einen. dreiteiligen Kern geformt.
Der mehrteilige Kern wird in der Gußform 15 so angeordnet wie in Figur 1 dargestellt ist. Der erste Teil 16 des Kernes ist über den größeren Teil "seiner Länge konisch mit einem kleinen Konuswinkel, wobei sich der größere Durchmesser am Außenende befindet. Es ist zu bemerken, daß auf der Innenseite des Bogens im Kanal 14 (d.h. auf der unteren Seite in den Figuren) der erste konische Teil 16 im Querschnitt gradlinig ist und sich nicht um die Kurve bzw. um den Bogen herum fortsetzt.Auf der Außenseite des Bogens bildet der erste Kernteil 16 einen Teil eines Drehkörpers, und dieser Kernteil endet im wesentlichen in einer ebenen Fläche 17.
Der zweite Kernteil 18 besitzt die Form eines Drehkörpers, aus dem ein Teil ausgenommen ist. Er hat ebenfalls einen kleinen
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Kcnusw-inkel, wobei sich der größere Durchmesser am Außenende befindet, und er besitzt Teile, die die Ausnehmung 12, den Falz 13 und e:nen Teil auf der Außenseite des Bogenkanals_14-bestimmen. Dieser zweite Kernteil besitzt eine Bohrung 19, die rechtwinklig durch ihn verläuft und der sich de.r dritte Kernteil 20 anpaßt.
Der' letztere Teil besitzt einen Teil 21, der sich durch die Bohrung 19 hindurcherstreckt und einen Ansatz bildet, der in der Gußform 15 liegt. Das andere Ende des dritten Kernteiles besitzt eine ebene Fläche 22, die mit der ebenen Oberfläche 23 des zweiten Kernteiles fluchtet, und beide stoßen gegen die ebene Fläche 17 des ersten Kernteiles. Der dritte Teil 20 besitzt zusätzlich einen Teil 24, der den inneren Bogenteil des Kanals 14 festlegt, und zwar-über einen Wiwkel von etwas weniger als 180° um den Mittelpunkt des Kanals. Weiterhin ist die Querabmessung des dritten Teiles 20 etwas . geringer als der Radius des entsprechenden Teiles des. Kanäles 14 (Figur 5). um den dritten herausziehen zu könnerj, wie noch beschrieben wird.
Die drei Kernteile 16, 18 und 20 bestehen vorteilhaft aus Stahl, während der Abguß oder der Formling ai-.s einer Leicht-Jesrierung z.B. Aluminium- oder Magnesiumlegierung besteht,' obgleich anstatt permanenter Kerne, d.h. νiederverwendbarer . Kerne,der erste und/oder der zweite Kerr.teil durch einen
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nicht wiederverwendbaren Kern ersetzt werden können, z.B. durch einen Sandkern, einen Schalengußkern oder einen löslichen .Kern. Der dritte Kernteil 20 besteht jedoch immer aus Metall, vorzugsweise aus Stahl oder kann auch aus einer Nickellegierung bestehen.
Nachdem die Kernteile in der Gußform angeordnet worden sind, wie sich aus Figur 1 ergibt, wird das geschmolzene Metall, z.B. Aluminium, in den Formhohlraum eingegossen oder eingespritzt, und der erste und der zweite Kerntei-1 16,' 18 werden dann in Richtung ihrer Achsen herausgezogen, wie sich aus den Figuren 2 und ergibt. Der dritte . Kernteil 20 kann darm nach einer .Einwärt sbe-T'egung in Richtung zur Achse des Kanals 14 entfernt werden. Dader Durchmesser des Kanals 14 rechtwinklig zur Zeichenebene größer ist als die Parallelabmessung des Kernteiles 20 (s. Figur 4), kann der Kernteil entfernt werden, wie sich aus Figur 4 ergibt. . ·
Der erste und der dritte- Kernteil 16, 20 können mit einer kleine Stufe 25, 26 versehen werden, um zu gewährleisten, daß die Teilungsebene der Kernteile rechtwinklig zur Begrenzungsfläche des Formlinges liegt. Es ist zu bemerken, daß ein Teil der Begrenzungslinie, gebildet durch die Ebenen 17, 22 und 23 und die Stufe 25 und 26, an der ein Grat am Formling auftreten kann, in einem Bereich liegt, der durch · einen Fräser 27 oder dergleichen maschinell bearbeitet werden
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kann, wie in Figur 6 dargestellt ist, welcher durch di.e Seitenfläche des Formlinges eingesetzt werden kann, und ein weiterer Teil der Begrenzungslinie kann durch einen Fräser 28 oder dergleichen maschinell bearbeitet werden, der durch die Unterfläche des Formlings eingeführt wird. Auf diese Weise kann ein Grat an der Begrenzungslinie vollständig durch Fräser 27 und 28 oder sonstige Schneidwerkzeuge maschinell entfernt werden. Außerdem kann der dritte Kernteil 20, der aus Metall besteht, am Teil 24, der die Innenseite des Bogenkanals 14 bestimmt, glatt geschliffen sein, so daß der Kanal eine einwandfreie Glättung aufweist und daher zu guten S£römungscharakteristiken . in der Maschine führt.
Vorzugsweise geht der gebogene Teil 24 stoßfrei in den Falz 13 und den Teil über, der durch den ersten Kernteil 16 festgelegt ist, jedoch kann eine geringe Differenz zwischen den Bogenkanälen 14 für den Auspuff und den- Einlaß hergestellt werden, wie in Figur 7 und 8 dargestellt ist, um zu gewährleisten, daß der Kanal in Richtung der Strömung in der Größe ansteigt. Somit kann der erste Kernteil 16 den dritten Teil 20 im Auspuffkanal überlappen wie sich aus Figur 7 ergibt und umgekehrt im Einlaß-Vanal entsprechend Figur 8. Die Stufe ist in der Zeichnung übertrieben dargestellt.
Es ist hervorzuheben, daß,obgleich der erste und zweite Kernteil 16, 18 aus Sand bestehen können, die Erfindung vorteilhafter
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bei Formgußverfahren verwendet wird, bei denen Metallkerne benutzt werden. Wenn Metallkerne benutzt werden, deren Einsetzen und Wegnehmen einwandfrei mechanisiert werden können, kommen die Kosten und sonstige Probleme der Sandkerne in Wegfall.
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Claims (1)

  1. Patentanwälte
    Dr. H<:-o Wlioken
    DipJ.-ln·;. Γ :;·.-. vVilcken
    Dipl.-Chci·. I.-, Wi, f.-.a.ig Läufer Q ? A 1 fi ? 1 R
    24 LCb01:*, Sirius StraSa 52-54 ^4 IUilJ
    Anmelder: Aeroplane & Motor Aluminium Castings Limited, Birmingham 24, Wood Lane,'Erdington, Großbritannien
    Patentansprüche
    1. Vorrichtung zur Herstellung eines Abgusses oder Formlinges mit einem inneren Bogenkanal, gekennzeichnet durch eine Gußform oder Kokille und einem Kern aus mindestens drei Teilen, die so bemessen und angeordnet sind und so gegeneinander stoßen, daß mindestens ein Teil der Teilungslinie auf der Fläche des Bogenkanals auf einer Umlauffläche liegt, die von einem Ende des Kanals zugänglich ist, wobei zwei Kernjteile in Richtung ihrer Achsen auf den Enden des Kanals herausziehbar sind und der dritte Kernteil aus Metall besteht und so angeordnet ist, daß er den innenseitigen Teil des Kanal- bogens definiert und so dimensioniert ist, daß seine Weite geringer ist als der Durchmesser des Bogenteils des Kanals, wodurch der dritte Kernteil aus dem Kanal herausziehbar ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kernteil im allgemeinen konische Form über mindestens einen Teil seiner Länge besitz/t.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kernteil einen Teil der Außenseite des Kanalbogens festlegt.
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    i-. Torrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kernteil mit einer Durchbrechung versehen ist, der sich der dritte Kernteil anpaßt.
    5. Torrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch .
    gekennzeichnet, daß der zweite Kernteil einen Teil der Außenseite des Kanalbogens festlegt.
    6. Torrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kernteil mit Teilen versehen ist, die eine Ausnehmung und/oder einen Falz im Kanal begrenzen.
    7. Torrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
    das eine Ende des dritten Kernteiles eine ebene Fläche aufweist, die mit einer ebenen Fläche des zweiten Kernteiles fluchtet und daß beide ebenen Flächen gegen eine ebene Fläche des
    ersten Kernteiles stoßen, um mindestens einen Teil der Teilungslinie zu bilden.
    8. Torrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und dritte Kernteil mit einer Stufe versehen sind, wo sie anstoßen, um zu gewährleisten,
    daß die Teilungslinie der Kernteile sich im wesentlichen
    rechtwinklig zur Begrenzungsfläche des Formlinges befindet.'
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    9.. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Kernteil wiederverwendbar sind und aus einem Metall hergestellt sind.
    10. Verfahren zur Herstellung eines Abgusses oder Formlinges mit einem Inneren bogenförmigen Kanal, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrteiliger Kern in einer Gußform angeordnet wird, von dem ein erster Teil einen Teil des Kanales festlegt, ein zv/eiter Teil einen anderen Teil des Kanales und ein dritter Teil mindestens den inneren Teil des Bogenteils des Kanals, wobei der dritte Teil in den zweiten Teil einpaßt, aber ein getrennter Teil ist, und wobei der dritte Teil gegen den ersten Teil in einem gradlinigen Teil des Kanals anstößt und dieser dritte Teil aus Metall besteht, da·? die Gießform mit geschmolzenem Metall gefüllt wird, um den sich verfestigenden Formling zu bilden, worauf der erste und der zweite Kernteil aus den entsprechenden Teilen des Kanales entfernt wird und schließlich der dritte Kernteil herausgezogen wird.
    11. Abguß oder Formling, gekennzeichnet durch einen Kanal mit zwei Endteilen, von denen jeder in der Weite zur Außenfläche des Formlinge progressiv ansteigt und.wobei die Endteile durch einen Kurventeil verbunden sind, dessen Innenfläche nach dem Gießen einen glatten Bogen bildet.
    409847/0305·
    12. Formling nach Anspruch 11, dadurch gekennze chnet, daß jedes Ende des Bogenteiles glatt in den zugehörigen Endteil übergeht.
    13.Formling nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Verbindung zwischen dem Bogenteil und einem zugehörigen Endtei des Kanals eine Abstufung vorgesehen ist.
    14. Formling nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe zu einem Ansteigen des Querschnittsbereichs des Kanals in der gewünschten Strömungsrichtung durch den Kanal führt.
    15. Formling nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form eines Zylinderkopfes für eine Brennkraftmaschine besitzt.
    409847/0305
DE2418215A 1973-04-18 1974-04-13 Formling sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung eines formlings Withdrawn DE2418215A1 (de)

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