EP1261445B1 - Verfahren zum herstellen einer rad-gussfelge und giesswerkzeug hierfür - Google Patents
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- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
Definitions
- the invention relates to a method for producing a Wheel cast rim made of light metal by casting in a casting tool, wherein at least one preformed metal foam core part in the casting tool inserted, with the help of positioning elements, e.g. Pins, fixed in position and finally with is cast around the light metal.
- positioning elements e.g. Pins
- the invention further relates to a casting tool for implementation of the inventive method, with each other movable molded parts, at least in an upper, movable Molding of the casting tool provided a vent is, as well as a metal foam core part for that inventive method.
- a light alloy cast rim is known from WO 99/39923, a metal foam core part to reduce the rim weight is provided.
- metal foam core part to reduce the rim weight.
- the generated Makes alloy wheels unusable.
- Investigations have here finally reveal that the cause of this void formation in the Gas escapes from the metal foam core when it is heated when casting with the light metal - e.g. Aluminum - lay.
- a hollow spoke wheel is known from DE 297 23 749 U1, in which shell-like hollow elements as cast cores or Core elements made of metal foam with a closed outer skin are provided.
- shell-like hollow elements as cast cores or Core elements made of metal foam with a closed outer skin are provided.
- core Warming gas leaking out, forming voids in the light metal occurs.
- DE 195 01 508 C1 is a steering knuckle of a chassis shown, which consists of die-cast aluminum and a cavity profile has a core in the cavity Aluminum foam located. Again, it happens due to expanding Gases when the core is heated to form voids in the aluminum body.
- EP 356 736 A2 describes a method and a Casting tool for the production of a cast wheel rim shown in the a vent hole is provided on which facilities connected to the air outlet or air supply.
- the vent hole or the facilities connected to it Air extraction or air supply are provided to conventional Low pressure casting process to overcome the problems in lower part of the mold occur where the melt over a weir is fed.
- a Cooling device in the lower part of the mold different Temperatures of the hot melt caused, causing defects in the Castings can arise. For such defects, i.e.
- the inventive method of the type mentioned is characterized in that during the casting around the core part with the light metal gas that comes from the core part at its Warming due to the associated expansion, via at least one ventilation element used in the casting tool and through at least one vent in the mold is derived to the outside.
- the gas is inserted through at least one Core part positioning element, in particular provided in a pin Vent opening can be advantageously derived the attachment of additional ventilation elements omitted, since the positioning elements themselves in addition to the gas discharge be used.
- the positioning element is tight on the core part is attached.
- the positioning element when foaming the core part is partially foamed, is advantageously a very tight connection between the core part and the positioning element reached. This can also be an additional step for connecting the positioning element to the core part omitted.
- the positioning elements into the core part sometimes causing difficulties in manufacturing the core part can come because the core part during large thermal expansions is subject to manufacture and the positioning elements attached to it heavy after cooling the metal foam core part are to be removed from the mold, on the other hand it is advantageous if the positioning element in the prefabricated core part Is screwed in using a threaded section.
- the core part is cast with the Light metal to avoid infiltration of light metal when pouring a sealant, e.g. Graphite, coated.
- a sealant e.g. Graphite
- This coating reduces the outer porosity of the metal foam core reduced. This has the advantage that the unwanted intrusion of the surrounding the core part liquid light metal avoided in the metal foam core part becomes.
- the core part before casting with the light metal is heated. If the core part of Room temperature to about 700 ° C, which occurs during casting it to a very strong, rapid expansion of the core part come, resulting in a low-quality alloy wheel would. If doing the core part to a temperature between Heated to 350 ° and 450 °, it is still sufficiently dimensionally stable, so that it is also captured mechanically and inserted into the mold can be.
- the ventilation opening in the molded-in ventilation element is closed, for example with synthetic resin or by tightly inserting a pin, the penetration of Liquid, e.g. splash water when using the light alloy cast rim be prevented.
- the expanding gas can be particularly reliable from the inside of the casting tool.
- the positioning element especially the pin, for clamping fixation of the Core part is used on a molded part of the casting tool, the positioning element in the ventilation opening in the casting tool is attached.
- the core part is about fixation of the positioning elements in the area of the ventilation openings positioned and held.
- points Positioning element preferably has a conical outer surface, through which a self-locking effect in the vent opening can be achieved.
- vent opening a inner paragraph for the installation of a ventilation opening Has core part positioning element.
- This vent advantageously enables it in the metal foam core part trapped gases during heating of the core part during of casting to escape from the mold and thus the Inclusion of these gases in the cast wheel rim to be manufactured avoid; moreover, the vent can advantageously when lowering the upper mold part of the mold with the positioning element provided in the metal foam core automatically be associated.
- the vent opening becomes a self-locking connection between the positioning element and the ventilation opening obtained, whereby the metal foam core part automatically is held precisely in the position to be cast.
- a metal foam core part is also provided, which is characterized by at least one for gas discharge provided positioning element with a Vent.
- Fig. 1 is a partially broken perspective View of a light metal cast rim 1 in a composite structure shown with a metal foam core part 2, which is in a light metal, e.g. Aluminum is cast.
- the metal foam core part 2 shows in the example shown an annular rim outer part 3 radially inward spokes or Ribs 4 on.
- FIG. 2 shows a section through a spoke or rib 6 the light alloy cast rim 1 shown.
- Fig. 3 is a Cut at one point on the light alloy cast rim 1 between adjacent spokes or ribs 6 shown. So in this Area only the circular outer part 3 of the metal foam core part 2 can be seen.
- FIG 4 is a perspective view of the back of the metal foam core part 2 shown. Here are on the back the rib 4 positioning elements 7 can be seen, which one have conical outer surface. The positioning elements 7 serve for the exact alignment of the core part 2 in the casting tool 8 (s. 5 and 6).
- the positioning elements 7 with the upper movable anyway Molded part 9 of the casting tool 8 (hereinafter upper mold part 9) for centering the core part 2 in the mold 8 connect, they can also be used for deriving that from the core part 2 when it is heated during casting escaping gases are used. 5, there is a vent hole for this inside the positioning element 7 10 is provided, via which the core part 2 escaping gases into a vent 11 aligned therewith occur in the upper mold part 9 and thus discharged into the atmosphere can be.
- the positioning element 7 is the one shown in FIG. 5 Embodiment in the core part 2 with the help of an end flange 14 partially foamed and therefore does not have to be added the core part 2 can be associated.
- the casting tool is used to shape the light metal rim 1 from the upper mold part 9, a lower mold part 15 and lateral core slides 16 (only one is shown in Fig. 5) together; for example, four quarter-circle shaped as core slide 16 Items are present, which when closing the Chill 8 radially inward from the outside to rest against the lower mold part 15 are moved.
- the Metal foam core part 2 warmed up very much (this up to about 350 to 450 ° C is preheated to a certain dimensional stability to get which for inserting the core part 2 into the mold 8 is necessary) because the liquid light metal has a temperature of approx. 700 ° C, the gases enclosed in core part 2.
- These gases are generated by the Vent openings 11 and the positioning elements or centering pins 7 derived.
- a pipe or hose system must be connected to the To help discharge the gases using a pump (not shown): In order to also allow these gases to initially penetrate into the light metal shell 5 (see FIG. 2) can safely prevent a negative pressure is applied to the ventilation opening 11 in order to the exit of the expanding gas from the core part 2 via to facilitate the vent 11.
- a sealing coating on the core part 2 for example made of graphite, Al 2 O 3 or water glass, in order to reduce the porosity of the outer surface of the core part 2 and also to counteract infiltration of light metal into the core part 2.
- FIG. 6 an embodiment is now shown in which the Positioning element 7 by means of a threaded portion 17 in the otherwise finished core part 2 is screwed in.
- FIG. 7 is a schematic view of the casting tool 20 shown.
- a plate-shaped Core part pad 22 resiliently mounted to any Inequalities when lowering the upper mold part 9 this pad 22 to the core part 2 (in Fig. 7 not shown) to record, compensate.
- column-shaped stops 22 ' are provided, which serve the desired distance when picking up the core part to the upper mold part 9, which by means of a carrier plate 23 is pushed down.
- the stops 22 ' is set to a degree at which an impression is made or slightly giving in the positioning elements or Pins 7 towards the core part 2 is reached to be reliable Fixing the positioning elements 7 in the ventilation openings 11 of the upper mold part 9 to be reached (cf. 5 and 6).
- ejection pins 25 are provided in a conventional manner, which for separating the light alloy cast rim from the upper mold part 9 serve.
- FIG. 8 is a top view of the plate support 22 shown with the stops 22 '. It can be seen here that the Plate 22 has recesses 26, which for positioning the Ribs 4 of the metal foam core part 2 (see FIG. 1) serve.
- Vent opening is then sufficient 11 in the casting tool 8 at this point, so that expanding gas can escape directly from the core part 2.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Description
Claims (22)
- Verfahren zum Herstellen einer Rad-Gussfelge (1) aus Leichtmetall durch Gießen in einem Gießwerkzeug (8), wobei zumindest ein vorgeformter Metallschaum-Kernteil (2) in das Gießwerkzeug (8) eingelegt, darin mit Hilfe von Positionierelementen (7), in der Position fixiert und schließlich mit dem Leichtmetall (5) umgossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Umgießens des Kernteils (2) mit dem Leichtmetall (5) Gas, das aus dem Kernteil (2) bei dessen Erwärmung zu Folge der damit einhergehenden Expansion austritt, über zumindest ein im Gießwerkzeug (8) eingesetztes Entlüftungselement (7) und durch wenigstens eine Entlüftungsöffnung (11) im Gießwerkzeug (8) nach außen abgeleitet wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Positionierelemente (7) Stifte vorgesehen sind.
- Verfahren nach einem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas durch eine in zumindest einem eingesetzten Kernteil-Positionierelement (7) vorgesehene Entlüftungsöffnung (10) abgeleitet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (7) am Kernteil (2) dicht befestigt wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (7) beim Schäumen des Kernteils (2) teilweise miteingeschäumt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (7) in den vorgefertigten Kernteil (2) mit Hilfe eines Gewindeabschnitts (17) eingeschraubt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur dichten Anbringung des Positionierelements (7) am Kernteil (2) ein gesondertes Dichtmittel (19) an der Positionierelement-Befestigungsstelle (18) angebracht wird.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Dichtmittel (19) ein Feuerfestkitt verwendet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil (2) vor dem Umgießen mit dem Leichtmetall (5) zur Vermeidung von Infiltration von Leichtmetall (5) beim Umgießen mit einem Dichtmittel beschichtet wird.
- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil (2) vor dem Umgießen mit Graphit beschichtet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil (2) vor dem Umgießen mit dem Leichtmetall (5) erwärmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil (2) auf eine Temperatur zwischen 350° und 450° erwärmt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Umgießen mit dem Leichtmetall (5) und dessen Erstarrung die Entlüftungsöffnung (10) im mit eingegossenen Entlüftungselement (7) verschlossen wird.
- Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnung (10) im mit eingegossenen Entlüftungselement (7) mit Kunstharz oder durch dichtes Einsetzen eines Stiftes verschlossen wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass während des. Umgießens des Kernteils (2) mit dem Leichtmetall (5) zumindest anfänglich die Ableitung des Gases durch Anlegen eines Unterdrucks an die Entlüftungsöffnung (11) unterstützt wird.
- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass gegen Ende des Gießens wieder ein Druck im Kernteil (2) über die Entlüftungsöffnung (11) aufgebaut wird, um einer Infiltration des Leichtmetalls (5) in den Kernteil (2) entgegenzuwirken.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (7) zur klemmenden Fixierung des Kernteils (2) an einem Formteil (9) des Gießwerkzeugs (8) herangezogen wird, wobei das Positionierelement (7) in der Entlüftungsöffnung (11) im Gießwerkzeug (8) befestigt wird.
- verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil (2) mit Hilfe mehrerer Positionierelemente (7) am oberen, beweglichen Formteil (9) des Gießwerkzeugs (8) bei dessen Niederfahren auf den auf einer zeitweiligen Unterlage (15, 21) liegenden Kernteil (2) bis zum Erreichen von den Abwärtshub des Gießwerkzeug-Formteils (9) begrenzenden Anschlägen (22) fixiert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung des Gases durch eine Anzahl von Entlüftungsöffnungen (11) im Bereich der Rückseite der Gussfelge (1) durchgeführt wird.
- Gießwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 19, mit relativ zueinander beweglichen Formteilen, wobei zumindest in einem oberen, beweglichen Formteil (9) des Gießwerkzeugs (8) eine Entlüftungsöffnung (11) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnung (11) einen inneren Absatz (13)zur Anlage eines eine Entlüftungsöffnung (10) aufweisenden Kernteil-Positionierelements (7) aufweist.
- Gießwerkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine bewegliche Kernteil-Unterlage (15, 21) mit zumindest einem den Abwärtshub des beweglichen Gießwerkzeug-Formteils (9) begrenzenden Anschlag (22) vorgesehen ist.
- Metallschaum-Kernteil (2) für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 19, gekennzeichnet durch zumindest ein zur Gas-Ableitung vorgesehenes Positionierelement (7) mit einer Entlüftungsöffnung (10).
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