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Verfahren zur Herstellung von Aluminiumkolben für Explosionsmotoren.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer eisernen Gießform in Verbindung
mit einem besonders geformten Sandkern zum Gießen von Aluminiumkolben für Explosionsmotoren.
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Aluminiumkolben für Explosionsmotoren, insbesondere für Flugzeugmotoren,
sind starker Beanspruchung und daher entsprechender Abnutzung unterworfen. Es war
daher zweckdienlich, dieselben statt in Sandguß in Kokillenguß herzustellen, da
Aluminiumkokillenbruß, von der größeren Wirtschaftlichkeit des Kokillengießverfahrens
überhaupt abgesehen, ganz allgemein größere Festigkeit und Dichte, glattere Oberfläche
und vollkommene Gleichmäßigkeit der einzelnen Gußstücke aufweist. Während nun die
Herstellung einfacherer Körper in Kokillenguß keine besonderen Schwierigkeiten bereitet,
war dies in hohem Grade bei dem Kolben, welcher ein immerhin ziemlich kompliziertes
Kernstück darstellt. -der Fall. Auch bei Verwendung bewährtester Aluminium-, Kupfer-
bzw. Zinklegierungen und vielfacher Umgestaltung der Kokille erwies sich der Guß
blasig oder lunkerte, oder es entstanden Risse, - zudem zeigte sich noch Einfressen
des Metallei in die eiserne Form oder Kern.
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Durch die vorliegende Erfindung ist es nun gelungen, die genannten
Schwierigkeiten sämtlich zu beseitigen.
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In Fig. i und z der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer gießfertigen
Kokille in Oberansicht und Querschnitt dargestellt, a ist die äußere Form aus Eisen,
b der Kern aus Sand, c der Eingußtrichter, d und e die Steigetrichter, f und g die
Nocken des Kerns, welche die 'Öffnungen für die K olbenbolzenaugen bilden. h ist
der Hohlraum, durch dessen Ausfüllung mit Schmelzgut der zu gießende Körper entsteht.
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Falls es erwünscht ist, an besonders beanspruchten Stellen des Aluminiumgußstückes
widerstandsfähigeres ' Material zu verwenden, z. B. Lagerbüchsen aus Stahl, so können
diese an dem Sandkern befestigt werden, so daß sie beim Guß in das Aluminium fest
eingegossen werden, beispielsweise durch Äufstecken der Büchsen i und
k auf die Nocken f und 9 -
Selbstverständlich können an verschiedenen
Stellen des Sandkerns auch Metallstücke eingeformt sein, sei es um als Kühleisen
zu wirken, sei es um dünne Stege oder sonstige Teile, welche aus Sand geformt leicht
abbröckeln, durch widerstandsfähigeres Material zu ersetzen.
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Aus dieser Anordnung ergibt sich ohne weiteres die Wirkungsweise der
Erfindung. i. Beim Gießen fließt das Metall durch die Öffnung c des Sandkerns b
in den Hohlraum h. Da trockener Sand ein sehr schlechter Wärmeleiter ist, so wird
dem Metall beim Durchfließen durch den Sandkern nur sehr wenig Wärme entzogen, und
es erleidet daher keine nennenswerte Abkühlung bis zu dem Augenblick, in dem es
den zu füllenden Hohlraum herreicht, in welchem es erstarren soll. Infolge der Geringfügigkeit
des Wärmeverlustes auf dem Wege vom Anfang des Eingußtrichters bis zum Erreichen
des Hohlrauirres
h braucht das Metall im Ofen nicht überhitzt zu
werden, was stets erforderlich ist, wenn es vor dem Eintritt in die eigentliche
Gießform einen Eingußtrichter aus Eisen zu durchlaufen hat, da ihm hierbei - selbst
wenn derselbe vorgewärmt war - viel Wärme entzogen wird. Das Überhitzen des Metalls
bildet aber bekanntlich eine häufige Ursache der Fehlgüsse. Außerdem neigt das überhitzte
Metall dazu, sich in die Eisenform einzufressen, wodurch ihre Lebensdauer ganz außerordentlich
verkürzt wird.
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z. Die zentrale Lage der Eingußöffnung bedingt, daß das flüssige Metall
ganz gleichmäßig die Bodenfläche der Form bedeckt und langsam ansteigend die Form
ausfüllt. Infolge des gleichmäßigen Ansteigens des Metalls wird auch eine ganz gleichmäßige
Abkühlung und Erstarrung desselben erzielt, während früher bei seitlicher Einführung
des flüssigen Metalls am Boden oder an einer Seitenfläche der Gießform diese an
der Eingußstelle stark erhitzt wurde. Durch diese einseitige Erhitzung entstanden
aber bei Abkühlung Spannungen, die häufig zu Rissebildungen des Gußstückes sowohl
wie der Güßform führten.
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3. Beim Einguß durch den zentral gelagerten Gießtrichter füllt das
Metall, ohne Widerstand zu finden, von unten steigend die Form, dabei treibt sie
die Luft vor sich -her, die aus d und c entweicht. Bei der früher erforderlichen
seitlichen Eingußöffnung plantschte das Schmelzgut gegen den Kern und nahm dabei
Luftblasen auf, die das erstarrende Metall nicht mehr losließ und welche dann iin
fertigen Guß Blasen bildeten.
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a. Beim Abkühlen schließt sich das erstarrte 1lletall um den nachgiebigen
Sandkern, während der früher verwendete starre Eisenkern, wenn er nicht sofort und
bevor die Abkühlung und Zusammenziehung begann, entfernt werden konnte, von dem
Gußstück fest eingeschlossen wurde oder dasselbe sprengte.
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Die beschriebene Anordnung ermöglicht die Anwendung einer einteiligen
Gießform, während früher die Rücksicht auf den Eingußtricliter die Teilung der Gießform
erforderte.
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Die vorliegende Erfindung findet vorteilhafte Anwendung nicht nur
für Aluminium und Aluminiumlegierungen, sondern für alle Metallgüsse von niedrigem.
Schmelzpunkt, insbesondere auch für Magnesium und Magnes,iumleg ierungen.