DE4242896C2 - Verfahren zum endseitigen Angießen eines Gußteiles an ein Hohlprofil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum endseitigen Angießen eines Gußteiles an ein Hohlprofil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es aus der gattungsbildend zugrundegelegten DE-AS 27 25 979 als bekannt hervorgeht.

Die gattungsgemäß zugrundegelegte DE-AS 27 25 979 betrifft ei­ nen aus Rohren gefertigten Fahrradrahmen, wobei deren Enden im Bereich eines Rahmenknotens durch ein formschlüssig angegos­ senes Spritzgußteil miteinander verbunden sind. Damit die of­ fenen Enden der Rohre während des Gießens des Spritzgußteiles nicht mit dem flüssigen Material des Spritzgußteiles gefüllt werden, sind diese Öffnungen mit Deckeln verschlossen. Ein Schutz gegen ein Herausziehen der Rohre aus dem erkalteten Gußteil wird dadurch erreicht, daß die umgossenen Endbereiche der Rohre mit Kerben, Bohrungen, Hinterschneidungen und/oder Aufweitungen o. ä. versehen sind, die beim Gießen des Gußteiles hinter- bzw. umgossen werden. Trotz des Formschlusses zwischen dem Rohr und dem Gußteil ist diese Verbindung empfindlich gegen starke Vibration, wie sie beispielsweise auf eine Türe eines Kraftfahrzeuges wirken.

Die DE-PS 5 21 654 betrifft endseitig mit ein Spritzgußteil formschlüssig umgossene Rohre. Die Rohre sind zur Erhöhung der Stabilität der Verbindung an ihrem umgossenen Endbereich schwalbenschwanzförmig aufgeweitet. Zum Angießen des Spritzgußteiles werden die endseitigen Öffnungen der Rohre durch einen Gießkern zeitweilig verschlossen. Damit die Rohre mit dem hohlen Gußteil eine fluidische Verbindung aufweisen, wird der Gießkern nach dem Aushärten des Spritzgußteiles ent­ fernt. Die Gußtechnik mit einem Gießkern ist jedoch aufwendig, da der Gießkern zuerst hergestellt und anschließend wieder entfernt werden muß. Des weitern ist auch diese Verbindung des Rohres mit dem Gußteil empfindlich gegen starke Vibration.

Aus der DE-AS 12 82 246 ist ein Schleudertauchverfahren zum einseitigen Anbringen eines formlosen Gußklumpens an ein Hohlprofil bekannt, bei dem das Hohlprofil während des Anbringens des formlosen Gußklumpens innenseitig gekühlt wird. Nachdem der Gußklumpen aus der Schmelze entfernt und abgekühlt ist, wird er auf Maß bearbeitet.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum endseitigen Angießen eines Gußteiles an ein Hohlprofil zu entwickeln, bei dem die Verbindung zwischen dem Gußteil und dem Hohlprofil stabil gegen Vibrationen ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Verfahrensschritten des Anspruches 1 gelöst. Dank der Kühlung des Hohlprofiles während des Gießens gelangt das Gußmaterial näher an diejenigen Abmessungen des Hohlpro­ files, die das Hohlprofil bei Normaltemperatur aufweist, da sich das Hohlprofil gegenüber den bisherigen Verfahren wärme­ bedingt geringer ausdehnt. Da beim Erkalten des Gußteiles dann das Gußmaterial gegenüber dem Hohlprofil stärker schrumpft, wird dann das Hohlprofil in dem Gußteil stärker als bisher eingepreßt. Diese stärkere Pressung erhöht die Stabilität der Verbindung zwischen dem Gußteil und dem Hohlprofil.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Un­ teransprüchen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Skelett einer Fahrzeugtür mit gegossenen Rahmen­ teilen, in die randseitig Hohlprofile eingegossen sind,

Fig. 2 einen Ausschnitt eines Querschnittes der Fahrzeugtür nach Fig. 1 mit endseitig in einem Rahmenteil ange­ ordneten Streben,

Fig. 3 einen Ausschnitt einer Gußform mit darin angeordnetem Endbereich einer Strebe,

Fig. 4 einen Schnitt durch ein endseitig umgossenes und mit einem Stopfen verschlossenes weiteres Hohlprofil,

Fig. 5 eine Seitenansicht von Fig. 4 in Richtung des Pfeiles V und

Fig. 6-8 mehrere Querschnitte durch ein endseitig umgossene und mit verschiedenen Stopfen verschlossene Hohl­ profile entlang der Linie X-X.

In Fig. 1 ist ein Skelett einer Fahrzeugtüre dargestellt, die aus Gewichtsgründen vollständig aus Aluminium hergestellt ist. Die Rahmenteile 1, 2 sind aus Aluminium gegossen. Zwischen den Rahmenteilen 1, 2 weist die Fahrzeugtüre mehrere quer zu den Rahmenteilen 1, 2 angeordnete Streben 3, 4, 5 auf, wobei die Streben 3, 4, 5 als hohle und kostengünstige Strangpreßprofile ausgebildet sind. Die Streben 3, 4, 5, die in diesem Fall den Fensterrahmen, eine mittlere und eine untere Türverstärkung bilden, verbinden die beiden Rahmenteile 1, 2 stabil miteinander und sind an ihren Endbereichen formschlüssig von den Rahmen­ teilen 1, 2 umfaßt. Die Herstellung einer derartigen Fahrzeug­ türe wird im folgenden beschrieben.

Zur Herstellung der Fahrzeugtüre werden die wegen der Ge­ wichtsersparnis als Hohlprofil ausgebildeten Streben 3, 4, 5 lagedefiniert in eine Gußform für die beiden Rahmenteile 1, 2 eingelegt, wobei je ein Endbereich der Streben 3, 4, 5 in dem jeweils einen Gußbereich der beiden Rahmenteile 1, 2 angeordnet ist. Anschließend wird die Gußform 6 geschlossen, wobei, wie in Fig. 3 dargestellt, die endseitige Öffnung einer Strebe 4 durch einen konischen Verschluß 7 verschlossen wird. Eine an­ dere Möglichkeit des Verschlusses der offenen Stirnseite der Streben 3, 4, 5 kann, wie in Fig. 2 dargestellt, bspw. durch Deckel 8, 9 erfolgen, die in die Öffnung der offenen Stirnseiten eingesteckt sind oder die die Öffnung überdecken. Nach dem Schließen der Gußform 6 wird zum Gießen der Rahmenteile 1, 2 das flüssige Aluminium in den verbleibenden freien Raum der Gußform 6 eingebracht, wobei die Streben 3, 4, 5 endseitig formschlüssig umgossen werden. Beim Gießvorgang sind die stirnseitigen Öff­ nungen der Streben 3, 4, 5 durch die Deckel 8, 9 bzw. durch den Verschluß 7 gegen das Eindringen flüssigen Aluminiums dichtend verschlossen, damit das Gewicht der Türe nicht unnötig erhöht und nicht unnötig Aluminium verbraucht wird.

Weitere Verschlußart der Hohlprofile sind in den Fig. 4 bis 8 dargestellt. Der Verschluß erfolgt bei dem in diesem Fall als Rohr 13 ausgebildeten Hohlprofilteil mit unterschiedlich aus­ gebildeten Stopfen 14, 15, 16, 17. Wie in Fig. 4 dargestellt, wird der Stopfen 14 endseitig in das Rohr 13 eingeschoben, bis der Rand 18 am Rohr 13 anschlägt. Anschließend wird das Rohr 13 in die Gußform 6 eingelegt und das zu gießende Teil 22 ange­ gossen. Beim Angießen dieses Teiles 22 wird das Rohr 13 in eine am Stopfen 14 angeordnete Rille 19 eingedrückt, wodurch das Rohr 13 gegen ein Herausziehen gesichert ist. Um den Stopfen 14 zu stabilisieren weist der Stopfen 13 in seinem inneren Mittel- 20 und Längsstege 21 auf. Um das Rohr 13 gegen ein Verdrehen zu sichern, kann der jeweilige Stopfen 15, 16, 17 mit Ein­ drückungen 23 (siehe Fig. 6), Verzahnungen 24 (siehe Fig. 7) oder Löcher 25 mit zusätzlichen Längsrillen 26 (siehe Fig. 8) ver­ sehen sein.

Damit die Rahmenteile 1,2 endseitig umgossenen Streben 3, 4, 5 mit einer hohen Haltekraft einpressen, werden die Streben 3, 4, 5 während des Gießens der Rahmenteile gekühlt. Diese Kühlung erfolgt im Falle der stirnseitig mit dem Verschluß 7 ver­ schlossenen Streben 4 sinnvollerweise dadurch, daß während des Gießens durch den Verschluß 7 ein kühlendes Medium hindurchge­ leitet wird. Als günstiges Kühlmedium hat sich hierfür Wasser­ nebel ergeben, der durch die hohle Strebe 3, 4, 5 und weiter durch den Verschluß 7 hindurch geleitet wird, da er unter an­ derem nur geringe Abdichtungen gegen die Schmelze benötigt. Auch für den Fall der mit Deckeln 8, 9 endseitig verschlossenen Streben 3, 4, 5 ist der Wassernebel von Vorteil, da das Zurück­ leiten des verdampften Wassers durch die Eintrittsöffnung des Wassernebels einfach zu bewerkstelligen ist. Zur weiteren Er­ höhung der Haltekraft der formschlüssigen Verbindung zwischen den Rahmenteilen 1, 2 und den Streben 3, 4, 5 können die Streben 3, 4, 5, wie in Fig. 2 bzw. 3 dargestellt, in ihrem umgossenen Endbereich ferner mit Kerben 10, Bohrungen 11, Hinterschnei­ dungen und/oder Aufweitungen 12 o. ä. versehen sein, die beim Gießen der Rahmenteile 1, 2 hinter- bzw. umgossen werden, wo­ durch die Streben 3, 4, 5 zusätzlich noch widerhakenähnlich in den Rahmenteilen 1, 2 befestigt sind. Eine weitere Art der Er­ höhung der Haltekraft kann im Falle der mit dem Verschluß 7 abgedichteten Öffnung in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß beim Gießen der Verschluß 7 in die Öffnung, deren Aluminiumberandung durch die Wärme der Schmelze etwas erweicht ist, hineingepreßt wird, wodurch sich das Ende der Strebe 3, 4, 5 dann trompetenartig erweitert. Des weiteren kann es sinnvoll sein, die Oberfläche der Streben 3, 4, 5 im Bereich ihrer Kon­ takte mit den Rahmenteilen 1, 2 mit einem Lot- oder Flußmittel zu bestreichen, dessen Schmelzpunkt unterhalb des Schmelz­ punktes des flüssigen Aluminiums liegt, da das Lotmittel dann eine innigere und festere Verbindung zwischen dem äußeren Man­ tel der Streben 3, 4, 5 und den Rahmenteilen 1, 2 ermöglicht.

Claims (8)

1. Verfahren zum endseitigen Angießen eines Gußteiles an ein Hohlprofil, bei dem das Hohlprofil endseitig in eine Gußform lagedefiniert eingelegt, die Gußform geschlossen, die endsei­ tige Öffnung des Hohlprofiles zumindest während des Gießens gegen das Eindringen von Gießmaterial dichtend verschlossen, das flüssige Gießmaterial in den verbleibenden freien Raum der Gußform eingebracht und dabei das Hohlprofil zumindest end­ seitig formschlüssig umgossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil während des Gießens des Gußteiles gekühlt wird, daß das Material des einzugießenden Endes des Hohlprofiles während des Gießens durch das Gießmaterial verformt wird und daß das verformte Material des Hohlprofiles formschlüssig mit einer Rille (19) an dem Verschluß verpreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die endseitige Öffnung des Hohlprofiles während des Gießens mit einem Verschluß (7) verschlossen wird, durch den beim Gie­ ßen ein das Hohlprofil kühlendes Medium hindurchgeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Luft mit suspendierten Wassertropfen - Was­ sernebel - benützt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Hohlprofiles im Bereich seines Kon­ taktes mit dem Gußteil ein Lot- oder Flußmittel aufgetragen wird, dessen Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunktes des Gießmateriales liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einzugießende Ende des Hohlprofiles während des Gießens verformt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hohlprofil ein Strangpreßprofil aus Leichtmetall, ins­ besondere aus einer Aluminium- und/oder Magnesiumlegierung verwandt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gießmaterial ein Leichtmetall, insbesondere eine Alu­ minium- und/oder Magnesiumlegierung verwandt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gußteil ein Rahmenteil (1, 2) einer Kraftfahrzeugtüre gegossen wird, wobei als Hohlprofil eine Strebe (3, 4, 5) zwi­ schen den Rahmenteilen (1, 2) eingelegt und in gegenüberliegende Rahmenteile (1, 2) eingegossen wird.