EP1103324A1 - Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Gussteils für ein Cabriolet-Fahrzeug - Google Patents

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EP1103324A1
EP1103324A1 EP00123997A EP00123997A EP1103324A1 EP 1103324 A1 EP1103324 A1 EP 1103324A1 EP 00123997 A EP00123997 A EP 00123997A EP 00123997 A EP00123997 A EP 00123997A EP 1103324 A1 EP1103324 A1 EP 1103324A1
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EP
European Patent Office
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tool
tool halves
angle
casting
functional surfaces
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00123997A
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Inventor
Jan Just
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CTS Fahrzeug Dachsysteme GmbH
Original Assignee
CTS Fahrzeug Dachsysteme GmbH
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Publication date
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
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    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/103—Multipart cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/2236—Equipment for loosening or ejecting castings from dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/24—Accessories for locating and holding cores or inserts

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a Casting.
  • Castings are made using the stationary casting method, centrifugal casting or die casting process, using liquid, heated Metal poured into a mold enclosing a cavity which is removed after the metal has cooled.
  • the casting can be shaped using models and molds which have a positive or negative impression of the Represent the cast part and enable the complex shapes.
  • the invention is based on the problem, with simple means To produce castings with two plane-parallel contact surfaces.
  • a two-part tool - a model or a model core - in the space inserted between the system or functional surfaces of the casting with the two tool halves opposite their Envelopes have a sloping parting plane.
  • the Outer walls of the tool are parallel to each other.
  • the tool fills the space between during the casting process the functional surfaces to be cast, which lie accordingly the facing functional surfaces of the casting in parallel to each other.
  • the two tool halves each in opposite directions from the gap removed, with the removal direction for each half of the tool with the functional surfaces or the envelope of the tool encloses an angle.
  • the angle inclusion which by the sloping parting plane between the tool halves ensures that each tool half is off a position directly adjacent to the functional surface can be removed at an angle, which ensures that the tool when removing it from the space from the contact surface the wall of the cast workpiece is removed. This prevents the tool from being removed from the space in the workpiece parallel to the contact surfaces taken out what is due to the liability between tools and casting to a significant reduction in surface quality the contact surface can lead.
  • the investment areas are plane-parallel to each other and have a high surface quality, which means a cutting Post-processing usually becomes obsolete.
  • the removal angle at which the two tool halves are made the space in relation to the functional surfaces are removed preferably takes a value greater than zero and is at most the same as the angle of the parting plane in relation on the envelope of the tool or the functional surfaces of the Casting.
  • the removal angle is correct with the angle of the parting plane, so that at least the first half of the tool along the parting line from the space can be removed.
  • the target is the space 11 between the walls to be cast 2, 3 of the workpiece or casting 1 with a model or tool 6, which is made in two parts and two tool halves 7, 8, which are advantageously complementary are formed to one another and via a parting plane 9 are separated. Both lie to carry out the casting process Tool halves 7, 8 directly against each other. Each half of the tool is wedge-shaped. The opposite outsides both tool halves 6, 7 are in the assembled state, where the tool halves are directly adjacent to each other, aligned parallel to each other in order to be plane parallel To achieve functional surfaces of the walls 2 and 3.
  • the tool halves 7 and 8 are in opposite Removal directions 10 removed from the casting 1.
  • the removal directions 10 advantageously close with the functional surfaces 4, 5 an angle ⁇ that is greater than zero, however corresponds at most to the angle that the parting plane 9 with the Includes functional areas 4, 5.
  • Each half of the tool is advantageous 7, 8 against their wedge-shaped taper taken from the maximum possible angle ⁇ in the removal direction 10, by each tool half 7 or 8 along the parting plane 9 is removed from the space 11.
  • the described method using a two-part can also be used to produce non-parallel walls be used in workpieces by using a tool with appropriate non-parallel opposite outsides is used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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Abstract

Um mit einfachen Mitteln kostengünstige Gussteile mit planparallelen Funktionsflächen herstellen zu können, wird ein zweigeteiltes Werkzeug (6) mit zwei aneinander liegenden Werkzeughälften (7, 8) und einer schräg verlaufenden Trennebene (9) zwischen den Werkzeughälften (7, 8) verwendet, wobei nach Abschluss des Gießvorgangs die beiden Werkzeughälften (7, 8) in entgegengesetzten Richtungen und jeweils winklig zu den Funktionsflächen entfernt werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils.
Gussteile werden im Standgussverfahren, Schleudergussverfahren oder Druckgussverfahren hergestellt, wobei flüssiges, erhitztes Metall in eine einen Hohlraum umschließende Form eingegossen wird, die nach dem Erkalten des Metalls entfernt wird. Für die Formgebung des Gussteiles können Modelle und Kokillen verwendet werden, welche einen positiven bzw. negativen Abdruck des Gussteiles darstellen und die komplizierte Formgebungen ermöglichen. Diesen verschiedenen Gussverfahren ist gemeinsam, dass die Gussteile auf Grund von Formungenauigkeiten, Abkühlungsschwindung oder sonstigen Toleranzüberschreitungen üblicherweise spanend nachgearbeitet müssen, damit die geforderten Fertigungstoleranzen eingehalten werden können.
Aus dem Buch "Druckgieß-Technik" von Frommer/Lieby, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1965, Band I, Seiten 156/157, ist es bekannt, dass zum Gießen genauer Partien eines Druckgussteiles mehrteilige Kerne verwendet werden, welche nach dem Gießen in einer gestuften Bewegung entfernt werden. Bei tiefen Aussparungen und Bohrungen werden hierfür ineinander schiebbare Kerne verwendet, um Deformationen durch große Schwindungs- oder Schrumpfkräfte zu vermeiden. Außerdem können derartige zweistufige Kern- und Schieberbewegungen auch angewandt werden, wenn bestimmte genaue Partien eines Druckgussteiles ohne Gratnaht gegossen werden sollen und sich letztere durch die nötige Formteilung ergeben würde.
Für den Fall, dass ein zu fertigendes Bauteil zwei planparallele Anlageflächen aufweisen soll, ist aber auch bei den bekannten zweiteiligen Kernen aus fertigungstechnischen Gründen eine spanende Nachbearbeitung unumgänglich, weil der in den Zwischenraum zwischen die Anlageflächen einzusetzende Modellkern üblicherweise konisch verjüngt ausgebildet ist, damit der Modellkern nach dem Gießvorgang problemlos entfernt werden kann. Dementsprechend schließen auch die Anlageflächen einen gemeinsamen Winkel ein, mit der Folge, dass planparallele und einander zugewandte Auflageflächen nur mit Hilfe einer spanenden Nachbearbeitung zu erzielen sind.
Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, mit einfachen Mitteln Gussteile mit zwei planparallelen Anlageflächen herzustel-len.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Gemäß der Neuerung ist vorgesehen, dass ein zweigeteiltes Werkzeug - ein Modell bzw. ein Modellkern - in den Zwischenraum zwischen die Anlage- bzw. Funktionsflächen des Gussteils eingesetzt wird, wobei die beiden Werkzeughälften gegenüber ihrer Einhüllenden eine schrägverlaufende Trennebene aufweisen. Die Außenwände des Werkzeugs liegen parallel zueinander. Das Werkzeug füllt während des Gießvorganges den Zwischenraum zwischen den zu gießenden Funktionsflächen aus, dem entsprechend liegen die einander zugewandten Funktionsflächen des Gussteils parallel zueinander. Um sicher zu stellen, dass nach dem Abschluss des Gießvorganges das Werkzeug aus dem Zwischenraum ohne Probleme entfernt werden kann, werden die beiden Werkzeughälften jeweils in entgegengesetzten Richtungen aus den Zwischenraum entfernt, wobei die Entnahmerichtung für jede Werkzeughälfte mit den Funktionsflächen bzw. der Einhüllenden des Werkzeugs einen Winkel einschließt. Der Winkeleinschluss, welcher durch die schräg verlaufende Trennebene zwischen den Werkzeughälften ermöglicht wird, stellt sicher, dass jede Werkzeughälfte aus einer unmittelbar an der Funktionsfläche anliegenden Position schräg entnommen werden kann, wodurch gewährleistet ist, dass das Werkzeug beim Herausnehmen aus dem Zwischenraum von der Anlagefläche der Wandung des gegossenen Werkstücks entfernt wird. Es wird dadurch verhindert, dass bei der Entnahme das Werkzeug aus dem Zwischenraum im Werkstück parallel zu den Anlageflächen herausgenommen wird, was auf Grund der Haftung zwischen Werkzeug und Gussteil zu einer erheblichen Minderung der Oberflächenqualität der Anlagefläche führen kann. Die Anlageflächen sind bei dem neuartigen Verfahren planparallel zueinander und weisen eine hohe Oberflächengüte auf, wodurch eine spanende Nachbearbeitung in der Regel obsolet wird.
Auf Grund des Fortfalls der spanenden Nachbearbeitung können erhebliche Kostenvorteile realisiert werden, was insbesondere bei in hohen Stückzahlen zu produzierenden Gussteilen zu einer signifikanten Kostensenkung führt. Derartige Gussteile werden beispielsweise im Automobilbereich bei der Fertigung von Cabriolet-Fahrzeugdächern hergestellt und eingesetzt.
Die die winklige Entnahme ermöglichende, schräg verlaufende Trennebene zwischen den beiden Werkzeughälften teilt vorteilhaft das Werkzeug in zwei komplementäre Werkzeughälften, wobei eine derartige symmetrische Ausbildung einerseits Produktion-und Montagevorteile bietet und andererseits gewährleistet, dass die Entnahmekräfte für beide Werkzeughälften in etwa gleich groß sind.
Der Entnahmewinkel, unter dem die beiden Werkzeughälften aus dem Zwischenraum relativ zu den Funktionsflächen entfernt werden, nimmt vorzugsweise einen Wert ein, der größer als Null ist und maximal gleich ist wie der Winkel der Trennebene in Bezug auf die Einhüllende des Werkzeugs bzw. die Funktionsflächen des Gussteils. In einer bevorzugten Ausführung stimmt der Entnahmewinkel mit dem Winkel der Trennebene überein, so dass zumindest die erste Werkzeughälfte entlang der Trennebene aus dem Zwischenraum herausgenommen werden kann.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, in der ein Gussteil mit parallelen Wandungen, zwischen denen ein zweigeteiltes Werkzeug eingesetzt ist, im Schnitt dargestellt ist.
Das Gussteil 1, beispielsweise ein im Druckgussverfahren hergestelltes Aluminium-Druckguss-Bauteil, welches insbesondere für ein Cabriolet-Fahrzeugdach eingesetzt wird, weist etwa parallele Wandungen 2 und 3 auf, deren einander zugewandte Anlagebzw. Funktionsflächen 4, 5 bereits unmittelbar nach dem Gießen auch ohne spanende Nachbearbeitung mit hoher Maßgenauigkeit parallel zueinander angeordnet sein sollen. Zur Erreichung dieses Ziels wird der Zwischenraum 11 zwischen den zu gießenden Wandungen 2, 3 des Werkstücks bzw. Gussteils 1 mit einem Modell bzw. Werkzeug 6 ausgefüllt, welches zweigeteilt ausgeführt ist und zwei Werkzeughälften 7, 8 aufweist, die vorteilhaft komplementär zueinander ausgebildet sind und über eine Trennebene 9 separiert sind. Zur Durchführung des Gießvorganges liegen beide Werkzeughälften 7, 8 unmittelbar aneinander. Jede Werkzeughälfte ist keilförmig ausgebildet. Die gegenüberliegenden Außenseiten beider Werkzeughälften 6, 7 sind im zusammengesetzten Zustand, bei dem die Werkzeughälften unmittelbar aneinander grenzen, parallel zu einander ausgerichtet, um entsprechend planparallele Funktionsflächen der Wandungen 2 und 3 zu erzielen.
Um zu gewährleisten, dass nach Beendigung des Gießvorganges das Werkzeug 6 unter Beibehaltung planparalleler Flächen 4, 5 mit vergleichsweise hoher Oberflächengüte aus dem Zwischenraum 11 zwischen den Wandungen 2, 3 des Gussteils 1 entfernt werden kann, werden die Werkzeughälften 7 und 8 in entgegengesetzte Entnahmerichtungen 10 aus dem Gussteil 1 entfernt. Die Entnahmerichtungen 10 schließen mit den Funktionsflächen 4, 5 vorteilhaft einen Winkel α ein, der größer als Null ist, jedoch maximal dem Winkel entspricht, den die Trennebene 9 mit den Funktionsflächen 4, 5 einschließt. Vorteilhaft wird jede Werkzeughälfte 7, 8 entgegen ihrer keilförmigen Verjüngung unter dem maximal möglichen Winkel α in Entnahmerichtung 10 entnommen, indem jede Werkzeughälfte 7 bzw. 8 entlang der Trennebene 9 aus dem Zwischenraum 11 herausgenommen wird. Um eine problemlose Entnahme der Werkzeughälften zu beiden Seiten des Zwischenraumes 11 zu ermöglichen, ist das Werkstück 1 an beiden Stirnseiten des Zwischenraumes 11 offen ausgebildet.
Das geschilderte Verfahren unter Einsatz eines zweigeteilten Werkzeugs kann auch zur Herstellung nicht-paralleler Wandungen in Werkstücken eingesetzt werden, indem ein Werkzeug mit entsprechenden, nicht-parallelen gegenüberliegenden Außenseiten verwendet wird.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Gussteils für ein Cabriolet-Fahrzeugdach, bei welchem
    zur Herstellung paralleler Funktionsflächen (4, 5) im Gussteil ein zweigeteiltes Werkzeug (6) mit zwei aneinander liegenden Werkzeughälften (7, 8) und einer schräg verlaufenden Trennebene (9) zwischen den Werkzeughälften (7, 8) verwendet wird, welches den Zwischenraum (11) zwischen den Funktionsflächen (4, 5) ausfüllt, wobei die Trennebene (9) mit den Funktionsflächen (4, 5) einen Winkel einschließt,
    nach Abschluss des Gießvorgangs die beiden Werkzeughälften (7, 8) in entgegengesetzten Richtungen und jeweils winklig zu den Funktionsflächen (4, 5) aus dem Zwischenraum (11) entfernt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Werkzeughälften (7, 8) unter einem Winkel aus dem Zwischenraum (11) entfernt werden, der zwischen Null und dem Winkel der Trennebene (9) zwischen beiden Werkzeughälften (7, 8) liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Werkzeughälften (7, 8) unter einem Winkel aus dem Zwischenraum (11) entfernt werden, der dem Winkel der Trennebene (9) zwischen beiden Werkzeughälften (7, 8) entspricht.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass komplementär geformte Werkzeughälften (7, 8) verwendet werden.
EP00123997A 1999-11-26 2000-11-04 Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Gussteils für ein Cabriolet-Fahrzeug Withdrawn EP1103324A1 (de)

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DE19956877 1999-11-26

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EP00123997A Withdrawn EP1103324A1 (de) 1999-11-26 2000-11-04 Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Gussteils für ein Cabriolet-Fahrzeug

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PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 182 (M - 702) 27 May 1988 (1988-05-27) *

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