DE4442453A1 - Gießverfahren für ein Bauteil, insbesondere aus Leichtmetall - Google Patents

Gießverfahren für ein Bauteil, insbesondere aus Leichtmetall

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DE4442453A1
DE4442453A1 DE19944442453 DE4442453A DE4442453A1 DE 4442453 A1 DE4442453 A1 DE 4442453A1 DE 19944442453 DE19944442453 DE 19944442453 DE 4442453 A DE4442453 A DE 4442453A DE 4442453 A1 DE4442453 A1 DE 4442453A1
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foam core
casting
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lost foam
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Rudolf Dr Flierl
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F2200/00—Manufacturing
    • F02F2200/06—Casting
    • F02F2200/08—Casting using a lost model, e.g. foam casting

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1 auf ein Gießverfahren, bei dem ein in Sand eingepackter lost-foam-Kern als Gußform eines Bau­ teiles dient.
Bei Guß-Bauteilen mit bereichsweise sehr unterschied­ lichen Betriebsbelastungen ist es zur Reduzierung der Herstellkosten bekannt, die hochbelasteten Bereiche als vorgefertigte Strukturteile aus hochwertigem Material in den Grundkörper des Bauteiles aus einem kostengünstigen Material einzugießen. Weiter ist bekannt, daß lost-foam- Kerne nach ihrer Herstellung zur Erzielung einer anspre­ chenden Gußoberfläche des Bauteiles einen aus einer Schlichte gebildeten Überzug erhalten. Dieser Überzug verhindert zwischen einem in den lost-foam-Kern einge­ brachten Strukturteil und dem Guß-Bauteil eine stoffliche Verbindung.
Aufgabe der Erfindung ist, für ein Gießverfahren mit lost-foam-Kern eine Möglichkeit der sicheren Werkstoff­ verbindung beim Eingießen zwischen einem Strukturteil und dem Guß-Bauteil aufzuzeigen.
Gelöst ist diese Aufgabe mit der Erfindung nach dem Pa­ tentanspruch 1 dadurch, daß ein zum Eingießen vorge­ festigtes Strukturteil des Bauteiles in dem lost-foam- Kern von diesem zumindest abschnittsweise unmittelbar be­ deckt relativ zum Bauteil positioniert angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung mit unmittelbarer Be­ deckung des Strukturteiles im lost-foam-Kern ist ins­ besondere bei der Kern-Herstellung durch in eine Spritz­ gußform für den Kern eingelegte Strukturteile in ein­ facher Weise erreicht. Anschließend kann der lost-foam- Kern den üblichen, aus einer Schlichte gebildeten Überzug erhalten. Mit der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß zwischen Strukturteil und Kern ein bei der weiteren Kern­ behandlung mit Schlichte füllbarer Spalt vermieden und damit eine werkstoffschlüssige Verbindung zwischen Struk­ turteil und Guß-Bauteil gesichert ist.
Weiter kann die erfindungsgemäße Anordnung mit zumindest abschnittsweise unmittelbarer Bedeckung des Struktur­ teiles durch den lost-foam-Kern auch durch Einpressen des Strukturteiles in den Kern erzielt sein.
Die Erfindung wird bevorzugt verwendet bei einem lost- foam-Kern für ein Zylinderkurbelgehäuse, wobei im Kern Zylinderlaufbuchsen zum Eingießen positioniert angeordnet sind. Bei in einem Leichtmetall-Zylinderkurbelgehäuse eingegossenen Zylinderlaufbuchsen können diese ent­ sprechend den mechanischen und thermischen Belastungen in vorteilhafter Weise aus einer metallurgisch höherwertigen und/oder faserverstärkten Leichtmetall-Legierung gebildet sein, während eine Leichtmetall-Legierung für das Zylin­ derkurbelgehäuse z. B. im Hinblick auf gute Be­ arbeitbarkeit gewählt ist. Weiter können in einem lost- foam-Kern für ein Leichtmetall-Zylinderkurbelgehäuse mit angeformten Hauptlagern für deren Wärmedehnungen reduzie­ rende Stahlhalbschalen als Eingußteile positioniert ange­ ordnet sein.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schema­ tisch im Querschnitt dargestellten lost-foam-Kernes für ein Zylinderkurbelgehäuse beschrieben.
Für ein Verfahren zum Gießen eines Zylinderkurbelgehäuses 1 ist in einem Kernkasten 2 mit Sand 3 ein mit der Ge­ stalt des Zylinderkurbelgehäuses 1 identisch ausgeführter lost-foam- bzw. Schaumstoff-Kern 4 angeordnet. In das aus einer für gute spanabhebende Bearbeitung bekannten Leichtmetall-Legierung zu gießende Zylinderkurbelgehäuse 1 sind Zylinderlaufbuchsen 5 aus einer metallurgisch höherwertigen und/oder faserverstärkten Leichtmetall-Le­ gierung einzugießen. Weiter sind in das Leichtmetall- Zylinderkurbelgehäuse 1 im Bereich angeformter Hauptlager 6 der Reduzierung des durch Wärmedehnung beeinflußten Lagerspiels jeder Lagerbohrung 7 dienende Stahlhalb­ schalen 8 einzugießen.
Die zum Eingießen vorgesehenen, vorgefertigten Struktur­ teile, wie Zylinderlaufbuchsen 5 und Stahlhalbschalen 8, sind in dem lost-foam-Kern 4 von diesem zumindest ab­ schnittsweise unmittelbar bedeckt relativ zum Zylinder­ kurbelgehäuse 1 positioniert angeordnet. Diese posi­ tionierte Anordnung mit zumindest abschnittsweise un­ mittelbarer Bedeckung der Zylinderlaufbuchsen 5 und der gänzlichen Bedeckung der Stahlhalbschalen 8 ist vorzugs­ weise bei einer Herstellung des lost-foam-Kernes 4 in einem Spritzgußverfahren dadurch erreicht, daß die Struk­ turteile 5 und 8 vor dem Spritzgießen in der nicht ge­ zeigten Spritzgußform des lost-foam-Kernes 4 angeordnet sind. Mit der erfindungsgemäß unmittelbaren Bedeckung von Oberflächen der Strukturteile 5 und 8 durch den lost- foam-Kern ist der Vorteil erreicht, daß zwischen dem je­ weiligen Strukturteil 5 und 8 sowie dem Kern 4 ein bei der sich an die Herstellung des Kernes 4 - z. B. Spritz­ gießen - anschließenden Behandlung mit Schlichte füll­ barer Spalt vermieden und damit eine stoffliche bzw. werkstoffschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Strukturteil 5 bzw. 8 und dem Zylinderkurbelgehäuse 1 sichergestellt ist.
Mit baulich einfach gestalteten Strukturteilen kann eine teilweise unmittelbare Bedeckung des jeweiligen Struktur­ teiles auch durch Einpressen des jeweiligen Struktur­ teiles in den lost-foam-Kern erzielt sein.
Mit der Erfindung ist es in vorteilhafter Weise möglich, für ein Zylinderkurbelgehäuse 1 eine im Hinblick auf gün­ stige spanabhebende Bearbeitung bekannte Leichtmetall-Le­ gierung auszuwählen, während für die Zylinderlaufbuchsen 5 höherwertige Leichtmetall-Legierungen mit z. B. 17% Silicium oder mit Silicium-Karbiden und/oder zusätzlich mit festigkeitssteigernden und verschleißreduzierenden Fasern auswählbar sind.

Claims (8)

1. Gießverfahren für ein Bauteil, insbesondere aus Leichtmetall,
  • - bei dem ein in Sand eingepackter lost-foam- Kern (4) als Gußform des Bauteiles (1) dient,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß ein zum Eingießen vorgefertigtes Struktur­ teil (5, 8) des Bauteiles (1) in dem lost­ foam-Kern (4) von diesem zumindest abschnitts­ weise unmittelbar bedeckt relativ zum Bauteil (1) positioniert angeordnet ist.
2. Gießverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einem lost-foam-Kern (4) für ein Zylinderkurbelgehäuse (1) zum Eingießen Zylinder­ laufbuchsen (5) positioniert angeordnet sind.
3. Gießverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in ein Leichtmetall-Zylinder­ kurbelgehäuse (1) eingegossene Zylinderlaufbuchsen (5) aus einer metallurgisch höherwertigen und/oder faserverstärkten Leichtmetall-Legierung gebildet sind.
4. Gießverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem lost-foam-Kern (4) für ein Leichtmetall-Zylinderkurbelgehäuse (1) mit an­ geformten Hauptlagern (6) diesen zugeordnete Stahl­ halbschalen (8) zum Eingießen positioniert angeord­ net sind.
5. Gießverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4,
  • - mit einem durch Spritzgießen herstellbaren lost-foam Kern (4),
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß ein Strukturteil (5, 8) vor dem Spritz­ gießen in der Spritzgußform des Kernes (4) an­ geordnet ist.
6. Gießverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strukturteil in den lost- foam-Kern (4) eingepreßt angeordnet ist.
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