EP1981667A1 - Method for assembling a mould for casting a part from molten metal - Google Patents

Method for assembling a mould for casting a part from molten metal

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Publication number
EP1981667A1
EP1981667A1 EP07704507A EP07704507A EP1981667A1 EP 1981667 A1 EP1981667 A1 EP 1981667A1 EP 07704507 A EP07704507 A EP 07704507A EP 07704507 A EP07704507 A EP 07704507A EP 1981667 A1 EP1981667 A1 EP 1981667A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold
casting
cooling
magnet
molds
Prior art date
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Granted
Application number
EP07704507A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1981667B1 (en
Inventor
Klaus Lellig
Gerhard Sehy
Dieter Mees
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nemak Dillingen GmbH
Original Assignee
Hydro Aluminium Alucast GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Hydro Aluminium Alucast GmbH filed Critical Hydro Aluminium Alucast GmbH
Priority to PL07704507T priority Critical patent/PL1981667T3/en
Publication of EP1981667A1 publication Critical patent/EP1981667A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1981667B1 publication Critical patent/EP1981667B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
    • B22D15/02—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor of cylinders, pistons, bearing shells or like thin-walled objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C21/00—Flasks; Accessories therefor
    • B22C21/12—Accessories
    • B22C21/14—Accessories for reinforcing or securing moulding materials or cores, e.g. gaggers, chaplets, pins, bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings

Definitions

  • the invention relates to a method for assembling a mold assembly composed of mold parts for casting a cylinder block of an internal combustion engine from a molten metal, wherein at least one cooling mold, which forms at least a portion of the inner surfaces of a cylinder chamber of the cylinder block is positioned and held on a wall of one of the mold parts ,
  • cooling molds are used in particular when pouring light metal melts into the mold, from a high consist of thermally conductive material and as such constitute a heat sink over which the melt coming into contact with the metal inserts are removed in a short time comparably large amounts of heat. Accordingly, cooling molds are, for example, arranged during the casting of cylinder blocks of cast aluminum material in such a way that they depict the cylinder liners on the block to be cast.
  • the casting material which contacts the cooling molds arranged in this way then cools much faster than the melt which is present further away from the molds in the casting mold, so that the desired directed solidification with the expression of a fine-grained microstructure is established in the region of the raceways.
  • Patent publication is a method for casting an engine block made of aluminum, in which the engine block is cast in a sand mold and its cylinder cavities are formed by inserted into the sand mold cooling molds, which consist of a brass material, wherein the brass material adapted to the thermal expansion coefficients of each cast aluminum melt
  • German Patent 719 454 a method and an apparatus for producing cores or moldings for casting molds from a core or molding material are known from German Patent 719 454, it allow to keep in the respective mold or core box a chill so that it sits securely at its intended position of each manufactured core or molding.
  • the respective cooling iron is first positioned in the empty mold or core box, wherein it rests in this position in each case on an outer wall of the mold or core box.
  • an electromagnet which sits in a molded-in from the outside in the relevant wall of the molding box recess and acts through the present between him and the cooling iron wall portion therethrough, the cooling iron is then held in this position. After completion of the filling of form or core mass of the excitation circuit of the electromagnet is turned off, so that the respective molded part or the respective core can be removed with the incorporated in it cooling iron from the box.
  • the invention had the object of specifying a method of the type mentioned, with which can be mounted in a simple yet reliable way casting molds for the casting of cylinder blocks with provided in the mold cavity metal inserts. This object has been achieved by the method specified in claim 1.
  • Advantageous embodiment of the method according to the invention are specified in the dependent claims on claim 1.
  • the inventive method is particularly suitable for casting of light metal melts, especially aluminum-based melts.
  • the respective cooling mold which may also be referred to below as "metal insert" is held in the mold in the mold intended for installation in a simple manner by magnetic forces exerted by at least one suitably arranged magnet.
  • the cooling molds themselves are magnetically sensitive. Accordingly, in particular ferromagnetic materials, such as iron and its alloys, are suitable as the material for the chill molds.
  • cooling molds used in accordance with the invention can be produced from cost-effective and wear-resistant materials, such as cast iron.
  • the magnetic body exerting the holding forces on the respective cooling mold during the assembly process is arranged such that it does not disturb the pouring of the molten metal or other assembly operations.
  • the magnet is so behind the wall on which the metal insert is positioned, arranged that its magnetic forces penetrate the wall and hold the insert without direct contact between the insert and magnet.
  • cooling molds no longer have to be firmly bound in a casting mold part or in the respective casting in the procedure according to the invention, there is no longer the problem of damage to the cooling molds or the casting during demoulding when removing a mold according to the invention.
  • the coating of the cooling molds can be omitted and the preparation effort can be reduced.
  • cooling molds can be easily removed after casting from the casting and the moldings of the mold. This advantage is particularly evident in the casting of cylinder blocks of internal combustion engines, in technical language also referred to as "engine blocks" in which the cooling molds depict the running surfaces of the cylinders.
  • Another advantage of the invention is that it can be easily integrated into existing systems.
  • the inventive method thus enables a simpler and more cost-effective production of castings compared to the prior art.
  • the invention is particularly suitable for casting castings from light metal melts, in particular aluminum melts.
  • the mold parts from which a casting mold according to the invention is composed are preferably made from a molding material which is mixed from a molding base material and a binder.
  • a molding material which is mixed from a molding base material and a binder.
  • quartz-containing or quartz-free sands may be used as mold bases, while both inorganic and organic binders may be used as binders.
  • the invention proves to be particularly advantageous when the casting mold is designed in a manner known per se as a core package.
  • the positioning and holding a chill mold in the mold can be carried out in the inventive procedure, regardless of a specific preparation of the respective place where the metal part is to be arranged. Accordingly, the positioning of the metal part can be made at a time that is determined solely by the each optimal workflow during assembly of the respective mold.
  • the decisive factor is merely that the magnet required for holding can be arranged in the region of the cooling mold to be held in such a way that the forces exerted by it reliably grasp the cooling mold.
  • an opening can be formed in the mold part, on the wall of which the cooling mold is positioned, into which the magnet is inserted.
  • the magnet used to hold the mold may be moved into close proximity to the mold to facilitate the assembly process.
  • a plurality of cooling molds can be arranged side by side on the outer surface of the mold part, so that together they image the inner shape of the respective cylinder and are held together by a magnet arranged in the central blind opening.
  • cooling mold is held in its position by means of the magnet until a further casting mold part is arranged which subsequently holds the cooling mold in its position in a positive and / or nonpositive manner.
  • the cooling mold is by mounted after positioning mold parts in held their position without this magnetic forces are required.
  • Another advantage of this approach when holding the cooling mold is that the position of the cooling mold in the mold can be accurately defined by the other, with him form and / or kraft gleichig coming in contact mold parts.
  • Holding the cooling mold according to the invention by means of magnetic forces thus serves in this embodiment of the invention for bridging an undefined state with regard to the hold of the cooling mold in the mold until the respective mold is held in place by another mold part, without being affected by any Separate holding device exercised holding forces are needed.
  • all magnets which can generate a sufficiently strong magnetic field are suitable for applying the magnetic forces used to hold the cooling mold according to the invention.
  • permanent magnets are provided to apply the holding forces in the inventive manner to the respective cooling mold.
  • Electromagnets not only allow an exact adjustment of the strength of the respective magnetic field generated by them, but it is also possible with them in a simple manner to set by turning on and off the electrical power exactly the period within which the magnetic forces in the inventive manner to the respective Kuhlkokille be applied. In question come for this purpose, for example, based on coils produced electromagnets. The magnetic field of such electromagnets can be proportionally controlled by the current conducted through the coils.
  • the invention is particularly suitable for the production of a cylinder block
  • Internal combustion engine made of a light metal melt, such as an aluminum or a magnesium melt, with at least one partial section of the inner surfaces of the respective cylinder chamber of the cylinder block can be imaged with one or more cooling molds.
  • a light metal melt such as an aluminum or a magnesium melt
  • the invention is particularly suitable for use in a fully automatic device for assembling a casting mold, in which devices, such as robots, are provided for handling the mold parts. These devices can also easily position the chill mold when using the invention, since the hold of this metal insert is secured in its respective position by the magnet and no cohesive connection of the chill mold to one of the mold parts is required.
  • FIG. 1 shows a first mold part in a section along the section line A - A shown in FIG. 3, FIG.
  • Fig. 2 shows the mold part shown in Figure 1 in a side view
  • Fig. 3 that shown in Figures 1 and 2
  • the einstuckig trained mold part 1 is part of a casting mold, not further shown here for casting a cylinder block for an internal combustion engine from a melt, which is formed from a cast aluminum alloy. It is produced in a manner known per se from a molding material which is mixed from a molding sand as a molding material and a binder, and has a base portion 2, which carries an upwardly projecting, substantially cylindrically shaped mandrel portion 3.
  • the mandrel portion 3 has a lateral surface 4, which is divided by four radially projecting ribs 5 into four sections.
  • a circumferential groove 6 is formed in the substantially perpendicular to the peripheral surface 4 of the mandrel portion 3 aligned around the mandrel portion 3 encircling upper end surface 7 of the base portion.
  • the mandrel section may also have a lateral surface which is divided by radially projecting ribs into two, three or more sections.
  • the ribs in contrast to the here shown, having parallel side walls having shape in cross section conically tapered or widening.
  • the mandrel portion and a lateral surface not by additional ribs is divided. In this case, the lateral surface is completely enclosed by the respectively accommodating cooling molds.
  • a blind hole 9 is formed, extending from the end face 8 of the base portion 2 to the end face of the mandrel portion 3 forming end wall 10th of the mandrel portion 3 extends.
  • the diameter of the blind hole 9 is adapted to the outer diameter of the mandrel portion 3, that between the inner surfaces of the blind hole 9 and the lateral surface 4, only a wall 11 is provided with a small wall thickness, which is sufficient to ensure the required dimensional stability of the mandrel portion 3.
  • an electromagnet 12 is inserted, which is attached to the free end of a rod 13.
  • the rod 13 with the electromagnet 12 is part of a further not shown device for holding metal parts 14,15,16,17, which have been recognized as cooling molds from a device, not shown here for positioning on the lateral surface 4 of the mandrel portion 3.
  • the rod 13 with the electromagnet 12 can be moved by means of a likewise not shown adjusting device from a rest position in which the electromagnet 12 is outside the blind hole 9 in the operating position shown in Fig. 1, in which the electromagnet 12 completely into the blind hole 9 is introduced.
  • the supply of the electromagnet 12 with electrical Energy is supplied via a control device, also not shown, which energizes the electromagnet 12 when the cooling molds 14 - 17 are positioned to hold them in position.
  • the height of the cooling molds 14-17 is adapted to the height of the mandrel portion 3.
  • the cooling molds on their upper and lower narrow side in each case an upwardly or downwardly projecting web 18,19, of which the lower web 18 engages in the groove 6, so that the cooling molds 14 - 17 are held there form-fitting.
  • the cooling molds 14 - 17 are curved in such a way that they lie flush against the respectively assigned section of the lateral surface 4 of the mandrel section 3.
  • the width of the cooling molds 14 - 17 is matched to the width of the sections of the lateral surface 4 such that the sections of the lateral surface 4 are completely filled by the cooling molds 14 - 17 lying flush against them.
  • the cooling molds 14-17 are cast as cast iron from a cast iron alloy, which is known under the name GG20 (according to DIN 1691).
  • the electromagnet 12 is subjected to electrical energy.
  • the magnetic field subsequently generated by the electromagnet 12 detects the cooling molds 14-17 and holds them in their position on the lateral surface 4 of the mandrel portion 3.
  • the other, not shown here parts of the mold are mounted.
  • One of the mold parts, not shown, in this case has a groove-shaped receptacle, in the after the positioning of the respective mold part at the upper end of the cooling molds 14 - 17 formed rib 19 engages, so that the cooling molds 14 - 17 are then held positively at its upper end.
  • the power supply of the electromagnet 12 can be switched off and the rod 13 with the electromagnet 12 can be pulled out of the blind opening 9.
  • the cooling molds 14 - 17 form the raceways of one of the cylinders of the cylinder block.
  • the cooling molds 14 - 17 form a heat sink, by which it is ensured that the cooling molds 14 - 17 coming into contact
  • Aluminum melt solidifies quickly and forms a fine-grained microstructure.

Abstract

The invention relates to a method for assembling a mould that is composed of mould sections and is used to cast a cylinder block of an internal combustion engine from molten metal. According to said method, at least one chill (14 - 17), which forms at least one sub-section of the inner surfaces of a cylinder chamber, is positioned and held against a wall (11) of one of the mould sections (1). The method according to the invention permits moulds comprising chills in the mould cavity to be assembled simply and reliably. To achieve this, the chill (14 - 17) is held in position for a specific holding period by means of magnetic forces that are exerted by a magnet (12), which is positioned on the opposite side of the wall (11) of the mould (1) from the chill (14 - 17).

Description

VERFAHREN ZUM MONTIEREN EINER GIEßFORM ZUM GIEßEN EINES GUSSTEILS AUS EINER METALLSCHMELZE METHOD FOR MOUNTING A DIE FOR MOLDING A CAST PART FROM A METAL MELT
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren einer aus Gießformteilen zusammengesetzten Gießform zum Gießen eines Zylinderblocks einer Verbrennungskraftmaschine aus einer Metallschmelze, bei dem mindestens eine Kühlkokille, die mindestens einen Teilabschnitt der Innenflächen eines Zylinderraums des Zylinderblocks abbildet, an einer Wand eines der Gießformteile positioniert und gehalten wird.The invention relates to a method for assembling a mold assembly composed of mold parts for casting a cylinder block of an internal combustion engine from a molten metal, wherein at least one cooling mold, which forms at least a portion of the inner surfaces of a cylinder chamber of the cylinder block is positioned and held on a wall of one of the mold parts ,
Großtechnisch werden derartige Verfahren und Vorrichtungen beispielsweise in der Automobilindustrie eingesetzt, um in großen Stückzahlen die Zylinderblöcke von Verbrennungsmotoren herzustellen. Dabei besteht insbesondere im Bereich der Zylinderlaufbahnen die besondere Anforderung, dort ein feinkörniges, ein hohes Lastaufnahmevermögen gewährleistendes Gefüge auszubilden. Als Beispiel für eine andere Stelle, an der ein besonders feinkörniges, schnell erstarrtes, zähes Gussgefüge erzeugt werden soll, ist der Bereich eines Zylinderblocks, in dem die Lager für die Kurbelwellen gebildet werden.On a large scale, such methods and devices are used, for example, in the automotive industry to produce the cylinder blocks of internal combustion engines in large numbers. In particular, in the field of cylinder liners there is the special requirement to form a fine-grained microstructure ensuring a high load-bearing capacity there. As an example of another place where a particularly fine-grained, rapidly solidified, tough cast structure is to be produced, is the area of a cylinder block in which the bearings for the crankshafts are formed.
Um eine schnelle gerichtete Erstarrung im Gussgefüge zu bewirken, werden insbesondere beim Vergießen von Leichtmetallschmelzen in die Gießform Metalleinsätze, so genannte "Kühlkokillen" eingesetzt, die aus einem hoch wärmeleitfähigen Material bestehen und als solche eine Wärmesenke darstellen, über die der mit den Metalleinsätzen in Kontakt kommenden Schmelze innerhalb kurzer Zeit vergleichbar große Wärmemengen entzogen werden. Dementsprechend werden Kühlkokillen beim Guss von Zylinderblöcken aus Aluminiumgusswerkstoff beispielsweise so angeordnet, dass sie am zu gießenden Block die Zylinderlaufbahnen abbilden. Das die so angeordneten Kühlkokillen berührende Gussmaterial erkaltet dann sehr viel schneller als die weiter entfernt von den Kokillen in der Gießform vorhandene Schmelze, so dass sich die gewünschte gerichtete Erstarrung mit der Ausprägung eines feinkörnigen Gefüges im Bereich der Laufbahnen einstellt.In order to effect a rapid directional solidification in the cast structure, metal inserts, so-called "cooling molds" are used in particular when pouring light metal melts into the mold, from a high consist of thermally conductive material and as such constitute a heat sink over which the melt coming into contact with the metal inserts are removed in a short time comparably large amounts of heat. Accordingly, cooling molds are, for example, arranged during the casting of cylinder blocks of cast aluminum material in such a way that they depict the cylinder liners on the block to be cast. The casting material which contacts the cooling molds arranged in this way then cools much faster than the melt which is present further away from the molds in the casting mold, so that the desired directed solidification with the expression of a fine-grained microstructure is established in the region of the raceways.
Ein Beispiel dafür, wie Metalleinsätze als Kühlkokillen in Gießformen eingesetzt werden, ist in der DE 195 33 529 C2 gegeben. In dieserAn example of how metal inserts are used as cooling molds in molds, is given in DE 195 33 529 C2. In this
Patentveröffentlichung ist ein Verfahren zum Gießen eines Motorblockes aus Aluminium beschrieben, bei dem der Motorblock in einer Sandform gegossen wird und seine Zylinder-Hohlräume durch in die Sandform eingesetzte Kühlkokillen, die aus einem Messing-Werkstoff bestehen, geformt werden, wobei der Messing-Werkstoff einen an den Wärmeausdehnungskoeffizienten der jeweils vergossenen Aluminiumschmelze angepasstenPatent publication is a method for casting an engine block made of aluminum, in which the engine block is cast in a sand mold and its cylinder cavities are formed by inserted into the sand mold cooling molds, which consist of a brass material, wherein the brass material adapted to the thermal expansion coefficients of each cast aluminum melt
Wärmeausdehnungskoeffizienten von mehr als 18 x 10~6 K"1 hat. Auch wenn sich auf diese Weise am fertigen Gussteil gezielt das gewünschte Gefüge herstellen lässt, erweist es sich trotz der Anpassung des Verhaltens der Kokille bei Erwärmung an das Wärmeausdehnungsverhalten der Aluminiumschmelze in der Praxis in bestimmten Anwendungsfällen als schwierig, die Kühlkokille nach dem Erstarren des Gussmaterials aus dem fertigen Gussteil zu entfernen . Aufgrund ihrer direkten Auswirkung auf die Formhaltigkeit des jeweiligen Gussteils muss die Positionierung der Metalleinsätze in der Praxis jedoch auch unter den rauen Bedingungen eines Gießereibetriebs stets exakt erfolgen. Dies erweist sich vielfach insbesondere dann als aufwändig, wenn die Gießform als Kernpaket aus mehreren Gießformteilen und Metalleinsätzen zusammengesetzt wird. Als "Kernpakete" werden Gießformen bezeichnet, die aus mehreren Gießkernen zusammengesetzt sind. Mit Kernpaketen lassen sich in einfacher Weise Gießformen zusammenbauen, mit denen auch komplexe und filigrane Formhohlräume und damit Gussteile abgebildet werden können.Thermal expansion coefficients of more than 18 x 10 -6 K "1. Although the desired structure can be selectively produced on the finished casting in this way, it is found in practice despite the adaptation of the behavior of the mold when heated to the thermal expansion behavior of the aluminum melt in certain applications, difficult to remove the chill after solidification of the casting material from the finished casting. Due to their direct effect on the dimensional stability of the respective casting, however, the positioning of the metal inserts in practice always has to be exact even under the harsh conditions of a foundry. This proves to be particularly complicated in many cases, when the mold is composed as a core package of several mold parts and metal inserts. "Core packages" are referred to casting molds, which are composed of several casting cores. With core packages, casting molds can be assembled in a simple manner, with which even complex and filigree mold cavities and therefore castings can be imaged.
Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit der Verwendung von Metalleinsätzen ergibt sich dann, wenn es sich, wie beim in der DE 195 33 529 C2 gegebenen Beispiel, bei der Gießform um eine so genannte "verlorene Form" handelt, die aus aus einem Formstoff hergestellten Teilen zusammengesetzt ist und nach dem Erstarren der Schmelze zum Ausformen des dann fertigen Gussteils zerstört werden muss. Um in derartigen Gießformen die zur Kühlung eingesetzten Metalleinsätze sicher positionieren und in Position halten zu können, ist es erforderlich, sie so mit dem sie umgebenden Formstoff der Formteile zu verklammern, dass sie sich nach dem Erstarren der Schmelze nur schwer vom Gussteil lösen lassen.Another problem associated with the use of metal inserts arises when, as in the example given in DE 195 33 529 C2, the casting mold is a so-called "lost mold" made from parts made from a molding material is composed and must be destroyed after the solidification of the melt to form the then finished casting. In order to be able to securely position and hold in position the metal inserts used for cooling in such casting molds, it is necessary to staple them with the mold material surrounding the moldings in such a way that they are difficult to detach from the casting after solidification of the melt.
Um das Lösen der Metalleinsätze zu vereinfachen, ist es bisher üblich, die Metalleinsätze mit einer keramischen Pulverbeschichtung zu versehen, die die Gefahr einer Beschädigung der Metalleinsätze beim Herausnehmen aus dem fertigen Gussteil mindern soll. Neben dem mit dem Auftrag der Beschichtung verbundenen zusätzlichen Aufwand hat diese Beschichtung den Nachteil, dass sie den Wärmeübergang zwischen Gussmetall und Einsatz und somit die Kühlwirkung beeinträchtigt.In order to simplify the dissolution of the metal inserts, it has hitherto been customary to provide the metal inserts with a ceramic powder coating which is intended to reduce the risk of damage to the metal inserts when they are removed from the finished casting. In addition to the additional expense associated with the application of the coating, this coating has the disadvantage that it the Heat transfer between cast metal and insert and thus affects the cooling effect.
Neben dem voranstehend erläuterten, sich unmittelbar auf den Zusammenbau von Gießformen aus Formteilen und Kernen gerichteten Stand der Technik sind aus der deutschen Patentschrift 719 454 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kernen oder Formteilen für Gießformen aus einer Kern- oder Formmasse bekannt, die es erlauben, in dem jeweiligen Form- oder Kernkasten ein Kühleisen so zu halten, dass es sicher an der ihm zugedachten Position des jeweils herzustellenden Kerns oder Formteils sitzt. Zu diesem Zweck wird das jeweilige Kühleisen zunächst in dem leeren Form- oder Kernkasten positioniert, wobei es in dieser Position jeweils an einer Außenwand des Formoder Kernkastens anliegt. Mittels eines Elektromagneten, der in einer von außen in die betreffende Wand des Formkastens eingeformten Ausnehmung sitzt und durch den zwischen ihm und dem Kühleisen vorhandenen Wandabschnitt hindurch wirkt, wird das Kühleisen anschließend in dieser Position gehalten. Nach Beenden des Einfüllens von Formoder Kernmasse wird der Erregerstromkreis des Elektromagneten abgeschaltet, so dass das jeweilige Formteil bzw. der jeweilige Kern mit dem in ihm eingebundenen Kühleisen aus dem Kasten entnommen werden kann .In addition to the above-mentioned, directed directly to the assembly of molds from moldings and cores prior art, a method and an apparatus for producing cores or moldings for casting molds from a core or molding material are known from German Patent 719 454, it allow to keep in the respective mold or core box a chill so that it sits securely at its intended position of each manufactured core or molding. For this purpose, the respective cooling iron is first positioned in the empty mold or core box, wherein it rests in this position in each case on an outer wall of the mold or core box. By means of an electromagnet, which sits in a molded-in from the outside in the relevant wall of the molding box recess and acts through the present between him and the cooling iron wall portion therethrough, the cooling iron is then held in this position. After completion of the filling of form or core mass of the excitation circuit of the electromagnet is turned off, so that the respective molded part or the respective core can be removed with the incorporated in it cooling iron from the box.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem sich auf einfache und dennoch zuverlässige Weise Gießformen für den Guss von Zylinderblöcken mit in dem Formhohlraum vorgesehenen Metalleinsätzen montieren lassen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst worden. Vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüchen angegeben.The invention had the object of specifying a method of the type mentioned, with which can be mounted in a simple yet reliable way casting molds for the casting of cylinder blocks with provided in the mold cavity metal inserts. This object has been achieved by the method specified in claim 1. Advantageous embodiment of the method according to the invention are specified in the dependent claims on claim 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Vergießen von Leichtmetallschmelzen, insbesondere Aluminium-basierten Schmelzen.The inventive method is particularly suitable for casting of light metal melts, especially aluminum-based melts.
Gemäß der Erfindung wird die jeweilige Kühlkokille, welche nachfolgend auch als "Metalleinsatz" bezeichnet sein kann, in einfacher Weise durch magnetische Kräfte, die von mindestens einem geeignet angeordneten Magneten ausgeübt werden, in der für sie zur Montage vorgesehenen Position in der Gießform gehalten. Voraussetzung dazu ist lediglich, dass die Kühlkokillen selbst magnetempfindlich sind. Als Werkstoff für die Kühlkokillen kommen dementsprechend insbesondere ferromagnetische Materialien, wie Eisen und seine Legierungen, in Frage. Insbesondere lassen sich erfindungsgemäß verwendete Kühlkokillen aus kostengünstigen und verschleißbeständigen Werkstoffen, wie Gusseisen, herstellen .According to the invention, the respective cooling mold, which may also be referred to below as "metal insert", is held in the mold in the mold intended for installation in a simple manner by magnetic forces exerted by at least one suitably arranged magnet. The only prerequisite is that the cooling molds themselves are magnetically sensitive. Accordingly, in particular ferromagnetic materials, such as iron and its alloys, are suitable as the material for the chill molds. In particular, cooling molds used in accordance with the invention can be produced from cost-effective and wear-resistant materials, such as cast iron.
Bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise wird der die Haltekräfte auf der jeweiligen Kühlkokille während des Montagvorgangs ausübende Magnetkörper so angeordnet, dass er das Eingießen der Metallschmelze oder sonstige Montagevorgänge nicht stört. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Magnet so hinter derjenigen Wand, an der der Metalleinsatz positioniert ist, angeordnet wird, dass seine Magnetkräfte die Wand durchdringen und den Einsatz ohne einen direkten Kontakt zwischen Einsatz und Magnet halten. Bei erfindungsgemäßer Arbeitsweise ist es nicht mehr erforderlich, die Kühlkokillen in ein Gießformteil einzubinden, um sie zu halten. Vielmehr lassen sich die Kühlkokillen separat von den Gießformteilen handhaben, so dass sie bei der Montage der Gießform wie ein Gießformteil gehandhabt werden können. Dies führt zu einer deutlichen Vereinfachung des gesamten Herstellungsprozesses .In the case of the procedure according to the invention, the magnetic body exerting the holding forces on the respective cooling mold during the assembly process is arranged such that it does not disturb the pouring of the molten metal or other assembly operations. This is inventively achieved in that the magnet is so behind the wall on which the metal insert is positioned, arranged that its magnetic forces penetrate the wall and hold the insert without direct contact between the insert and magnet. When working according to the invention, it is no longer necessary to incorporate the cooling molds in a mold part in order to hold them. Rather, the cooling molds can be handled separately from the mold parts, so that they can be handled as a mold part during assembly of the mold. This leads to a significant simplification of the entire manufacturing process.
Da die Kühlkokillen bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise nicht mehr fest in ein Gießformteil bzw. in das jeweilige Gussteil eingebunden sein müssen, besteht beim Entformen einer erfindungsgemäß hergestellten Gießform auch nicht mehr das Problem der Beschädigung der Kühlkokillen oder des Gussteils beim Entformen. Somit können das Beschichten der Kühlkokillen entfallen und der Präparationsaufwand reduziert werden. Stattdessen lassen sich erfindungsgemäß durch Magnetkräfte gehaltene Kühlkokillen nach dem Gießen leicht vom Gussteil und den Formteilen der Gießform entfernen. Dieser Vorteil zeigt sich insbesondere beim Gießen von Zylinderblöcken von Verbrennungsmotoren, in der Fachsprache auch als "Motorblöcke" bezeichnet, bei denen die Kühlkokillen die Laufflächen der Zylinder abbilden.Since the cooling molds no longer have to be firmly bound in a casting mold part or in the respective casting in the procedure according to the invention, there is no longer the problem of damage to the cooling molds or the casting during demoulding when removing a mold according to the invention. Thus, the coating of the cooling molds can be omitted and the preparation effort can be reduced. Instead, according to the invention held by magnetic forces cooling molds can be easily removed after casting from the casting and the moldings of the mold. This advantage is particularly evident in the casting of cylinder blocks of internal combustion engines, in technical language also referred to as "engine blocks" in which the cooling molds depict the running surfaces of the cylinders.
Das beim Stand der Technik erforderliche Einbinden der Kühlkokillen bereits bei der Herstellung der Gießformteile durch Umschießen mit Formstoff in ein Formwerkzeug ist bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise nicht erforderlich. Aufgrund dessen, dass die Kühlkokillen beim Zusammenbau der Gießform separat gehandhabt und in ihrer Position durch von einer eigenen Halteeinrichtung ausgeübte magnetische Kräfte gehalten werden, kann im Falle der Verwendung von aus Formstoff geformten Gießformteilen montierten Gießformen darauf verzichtet werden, die Kühlkokillen mit einer Schlichte zu beschichten, wie es bei konventioneller Vorgehensweise erforderlich ist, um eine optimale Trennung der jeweiligen Kühlkokille von dem jeweils erzeugten Gussteil zu gewährleisten.The incorporation of the cooling molds required in the prior art already in the production of the mold parts by molding with molding material in a mold is not required in the inventive approach. Due to the fact that the chill molds are handled separately during assembly of the mold and held in position by magnetic forces exerted by a separate holding means, casting molds mounted thereon can be used in the case of use of mold material molded mold parts be omitted to coat the cooling molds with a size, as is necessary in conventional procedure, to ensure optimum separation of the respective chill mold from the casting produced in each case.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht dabei darin, dass sie sich auf einfache Weise in bereits bestehende Anlagen integrieren lässt.Another advantage of the invention is that it can be easily integrated into existing systems.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine im Vergleich zum Stand der Technik einfachere und kostengünstigere Herstellung von Gussteilen. Besonders geeignet ist die Erfindung dabei zum Gießen von Gussteilen aus Leichtmetallschmelzen, insbesondere Aluminiumschmelzen .The inventive method thus enables a simpler and more cost-effective production of castings compared to the prior art. The invention is particularly suitable for casting castings from light metal melts, in particular aluminum melts.
Die Gießformteile, aus denen erfindungsgemäß eine Gießform zusammengesetzt wird, sind vorzugsweise aus einem Formstoff hergestellt, der aus einem Formgrundstoff und einem Binder gemischt ist. Als Formgrundstoffe kommen dabei beispielsweise quarzhaltige oder quarzfreie Sande in Frage, während als Binder sowohl anorganische als auch organische Binder eingesetzt werden können. Besonders vorteilhaft erweist sich die Erfindung dabei dann, wenn die Gießform in an sich bekannter Weise als Kernpaket ausgebildet ist.The mold parts from which a casting mold according to the invention is composed are preferably made from a molding material which is mixed from a molding base material and a binder. In this case, for example, quartz-containing or quartz-free sands may be used as mold bases, while both inorganic and organic binders may be used as binders. The invention proves to be particularly advantageous when the casting mold is designed in a manner known per se as a core package.
Die Positionierung und das Halten einer Kühlkokille in der Gießform kann bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise unabhängig von einer bestimmten Vorbereitung des jeweiligen Ortes erfolgen, an dem das Metallteil angeordnet werden soll. Dementsprechend kann die Positionierung des Metallteils jeweils zu einem Zeitpunkt vorgenommen werden, der allein bestimmt ist von dem jeweils optimalen Arbeitsablauf bei der Montage der jeweiligen Gießform. Entscheidend ist dabei lediglich, dass der zum Halten benotigte Magnet so im Bereich der zu haltenden Kuhlkokille angeordnet werden kann, dass die von ihm ausgeübten Kräfte die Kuhlkokille sicher erfassen .The positioning and holding a chill mold in the mold can be carried out in the inventive procedure, regardless of a specific preparation of the respective place where the metal part is to be arranged. Accordingly, the positioning of the metal part can be made at a time that is determined solely by the each optimal workflow during assembly of the respective mold. The decisive factor is merely that the magnet required for holding can be arranged in the region of the cooling mold to be held in such a way that the forces exerted by it reliably grasp the cooling mold.
Um eine besonders zuverlässige Wirkung des zum Halten des Magneteinsatzes vorgesehenen Magneten zu gewahrleisten, kann in dem Gießformteil, an dessen Wand die Kuhlkokille positioniert wird, eine Öffnung eingeformt sein, in die der Magnet eingeführt wird. Bei dieser Ausbildung der Wand des jeweiligen Gießformteils kann der zum Halten der Kuhlkokille verwendete Magnet in enge Nahe zur Kuhlkokille bewegt werden, um den Montagevorgang zu erleichtern. Insbesondere beim Gießen von Motorblocken, deren Laufbahnen durch Kuhlkokillen abgebildet werden, kann es aus diesem Grund vorteilhaft sein, wenn das Gießformteil dornformig mit einer Sackiochoffnung ausgebildet ist, in die der Magnet eingeführt wird. Bei dieser Ausbildung des betreffenden Gießformteils können mehrere Kuhlkokillen nebeneinander auf der Außenflache des Gießformteils angeordnet werden, so dass sie gemeinsam die Innenform des jeweiligen Zylinders abbilden und gemeinsam durch einen in der zentralen Sackiochoffnung angeordneten Magneten gehalten werden.In order to ensure a particularly reliable effect of the magnets provided for holding the magnet insert, an opening can be formed in the mold part, on the wall of which the cooling mold is positioned, into which the magnet is inserted. In this embodiment of the wall of the respective mold part, the magnet used to hold the mold may be moved into close proximity to the mold to facilitate the assembly process. In particular, when casting engine blocks whose tracks are imaged by Kuhlkokillen, it may be advantageous for this reason, when the mold part is formed dornformig with a Sackiochoffnung, in which the magnet is introduced. In this embodiment of the molding part concerned, a plurality of cooling molds can be arranged side by side on the outer surface of the mold part, so that together they image the inner shape of the respective cylinder and are held together by a magnet arranged in the central blind opening.
Eine weitere für die praktische Anwendung wichtige Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kuhlkokille mittels des Magneten in ihrer Position gehalten wird, bis ein weiteres Gießformteil angeordnet ist, das die Kuhlkokille anschließend form- und / oder kraftschlussig in ihrer Position halt. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird die Kuhlkokille durch nach ihrer Positionierung montierte Gießformteile in ihrer Lage gehalten, ohne dass dazu noch Magnetkräfte erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise beim Halten der Kuhlkokille besteht darin, dass die Lage der Kuhlkokille in der Gießform durch die anderen, mit ihm form- und / oder kraftschlussig in Kontakt kommenden Gießformteile exakt definiert werden kann. Das erfindungsgemaße Halten der Kuhlkokille durch Magnetkräfte dient bei dieser Ausgestaltung der Erfindung somit nur solange zur Uberbruckung eines hinsichtlich des Haltes der Kuhlkokille in der Gießform Undefinierten Zustands, bis die jeweilige Kuhlkokille durch ein weiteres Gießformteil in ihrer Lage gehalten wird, ohne dass dazu noch von einer gesonderten Halteeinrichtung ausgeübte Haltekrafte benotigt werden.Another variant of the invention which is important for practical application is characterized in that the cooling mold is held in its position by means of the magnet until a further casting mold part is arranged which subsequently holds the cooling mold in its position in a positive and / or nonpositive manner. In this embodiment of the invention, the cooling mold is by mounted after positioning mold parts in held their position without this magnetic forces are required. Another advantage of this approach when holding the cooling mold is that the position of the cooling mold in the mold can be accurately defined by the other, with him form and / or kraftschlussig coming in contact mold parts. Holding the cooling mold according to the invention by means of magnetic forces thus serves in this embodiment of the invention for bridging an undefined state with regard to the hold of the cooling mold in the mold until the respective mold is held in place by another mold part, without being affected by any Separate holding device exercised holding forces are needed.
Grundsatzlich sind für das Aufbringen der zum erfindungsgemaßen Halten der Kuhlkokille verwendeten magnetischen Kräfte alle Magneten geeignet, die ein ausreichend starkes magnetisches Feld erzeugen können. So können für eine besonders einfache, kostengünstige praktische Ausfuhrung der Erfindung beispielsweise Dauermagnete vorgesehen werden, um die Haltekrafte in erfindungsgemaßer Weise auf die jeweilige Kuhlkokille aufzubringen .In principle, all magnets which can generate a sufficiently strong magnetic field are suitable for applying the magnetic forces used to hold the cooling mold according to the invention. Thus, for a particularly simple, inexpensive practical execution of the invention, for example, permanent magnets are provided to apply the holding forces in the inventive manner to the respective cooling mold.
Sollen jedoch besonders starke Kräfte aufgebracht und gleichzeitig eine besonders präzise Steuerung der magnetischen Haltekrafte ermöglicht werden, so eignet sich dazu insbesondere ein Elektromagnet. Elektromagneten erlauben nicht nur eine exakte Einstellung der Starke des jeweils von ihnen erzeugten Magnetfelds, sondern es ist mit ihnen auch auf einfache Weise möglich, durch An- und Abschalten der elektrischen Leistung den Zeitraum exakt festzulegen, innerhalb dessen die Magnetkräfte in erfindungsgemaßer Weise auf die jeweilige Kuhlkokille aufgebracht werden. In Frage kommen zu diesem Zweck beispielsweise auf Basis von Spulen hergestellte Elektromagneten. Das Magnetfeld derartiger Elektromagneten kann über die durch die Spulen geleitete Stromstärke proportional gesteuert werden.However, if particularly strong forces are applied and at the same time a particularly precise control of the magnetic holding forces is made possible, an electromagnet is particularly suitable for this purpose. Electromagnets not only allow an exact adjustment of the strength of the respective magnetic field generated by them, but it is also possible with them in a simple manner to set by turning on and off the electrical power exactly the period within which the magnetic forces in the inventive manner to the respective Kuhlkokille be applied. In question come for this purpose, for example, based on coils produced electromagnets. The magnetic field of such electromagnets can be proportionally controlled by the current conducted through the coils.
Wie bereits erwähnt, eignet sich die Erfindung besonders zur Herstellung eines Zylinderblocks einerAs already mentioned, the invention is particularly suitable for the production of a cylinder block
Verbrennungskraftmaschine aus einer Leichtmetallschmelze, wie einer Aluminium- oder einer Magnesiumschmelze, wobei sich mit einer oder mehreren Kühlkokillen mindestens ein Teilabschnitt der Innenflächen des jeweiligen Zylinderraums des Zylinderblocks abbilden lässt.Internal combustion engine made of a light metal melt, such as an aluminum or a magnesium melt, with at least one partial section of the inner surfaces of the respective cylinder chamber of the cylinder block can be imaged with one or more cooling molds.
Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Anwendung in einer vollautomatisch arbeitenden Vorrichtung zum Zusammenbau einer Gießform, bei der Einrichtungen, wie Roboter, zum Handhaben der Gießformteile vorgesehen sind. Diese Einrichtungen können bei Anwendung der Erfindung problemlos auch die Kühlkokille positionieren, da der Halt dieses Metalleinsatzes in seiner jeweiligen Position durch den Magneten gesichert ist und keine Stoffschlüssige Anbindung der Kühlkokille an eines der Gießformteile erforderlich ist.The invention is particularly suitable for use in a fully automatic device for assembling a casting mold, in which devices, such as robots, are provided for handling the mold parts. These devices can also easily position the chill mold when using the invention, since the hold of this metal insert is secured in its respective position by the magnet and no cohesive connection of the chill mold to one of the mold parts is required.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch:The invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments illustrative drawings. They show schematically:
Fig. 1 ein erstes Gießformteil in einem Schnitt entlang der in Fig. 3 eingetragenen Schnittlinie A - A,1 shows a first mold part in a section along the section line A - A shown in FIG. 3, FIG.
Fig. 2 das in Figur 1 dargestellte Gießformteil in einer seitlichen Ansicht, und Fig. 3 das in den Figuren 1 und 2 dargestellteFig. 2 shows the mold part shown in Figure 1 in a side view, and Fig. 3 that shown in Figures 1 and 2
Gießformteil in einem Schnitt entlang der in Figur 2 eingetragenen Schnittlinie B - B.Molded part in a section along the section line B - B shown in FIG.
Das einstuckig ausgebildete Gießformteil 1 ist Bestandteil einer hier weiter nicht dargestellten Gießform zum Gießen eines Zylinderblocks für einen Verbrennungsmotor aus einer Schmelze, die aus einer Aluminiumgusslegierung gebildet ist. Es ist in an sich bekannter Weise aus einem Formstoff hergestellt, der aus einem Formsand als Formgrundstoff und einem Binder gemischt ist, und weist einen Basisabschnitt 2 auf, der einen nach oben abstehenden, im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Dornabschnitt 3 tragt.The einstuckig trained mold part 1 is part of a casting mold, not further shown here for casting a cylinder block for an internal combustion engine from a melt, which is formed from a cast aluminum alloy. It is produced in a manner known per se from a molding material which is mixed from a molding sand as a molding material and a binder, and has a base portion 2, which carries an upwardly projecting, substantially cylindrically shaped mandrel portion 3.
Der Dornabschnitt 3 besitzt eine Mantelflache 4, die durch vier radial vorstehende Rippen 5 in vier Teilabschnitte unterteilt ist. Im Bereich des Übergangs des Dornabschnitts 3 in den Basisabschnitt 2 der Gießform 1 ist eine umlaufende Rille 6 in die im Wesentlichen rechtwinklig zur Umfangsflache 4 des Dornabschnitts 3 ausgerichtete, um den Dornabschnitt 3 umlaufende obere Stirnflache 7 des Basisabschnitts eingeformt.The mandrel portion 3 has a lateral surface 4, which is divided by four radially projecting ribs 5 into four sections. In the region of the transition of the mandrel portion 3 in the base portion 2 of the mold 1, a circumferential groove 6 is formed in the substantially perpendicular to the peripheral surface 4 of the mandrel portion 3 aligned around the mandrel portion 3 encircling upper end surface 7 of the base portion.
Gemäß einer hier nicht dargestellten Variante kann der Dornabschnitt auch eine Mantelflache besitzen, die durch radial vorstehende Rippen in zwei, drei oder mehr Teilabschnitte aufgeteilt ist. Des Weiteren können die Rippen im Unterschied zu der hier dargestellten, parallel verlaufende Seitenwande aufweisenden Formgebung im Querschnitt konisch sich verjungend oder sich verbreiternd ausgeführt sein. Gemäß einer weiteren denkbaren Ausfuhrung kann der Dornabschnitt auch eine Mantelflache, die nicht von zusatzlichen Rippen unterteilt ist. In diesem Fall wird die Mantelfläche vollständig von den jeweils aufzunehmenden Kühlkokillen umschlossen .According to a variant not shown here, the mandrel section may also have a lateral surface which is divided by radially projecting ribs into two, three or more sections. Furthermore, the ribs, in contrast to the here shown, having parallel side walls having shape in cross section conically tapered or widening. According to a further conceivable embodiment of the mandrel portion and a lateral surface, not by additional ribs is divided. In this case, the lateral surface is completely enclosed by the respectively accommodating cooling molds.
Beim in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ausgehend von der der oberen Stirnfläche 7 gegenüberliegenden unteren Stirnfläche 8 des Basisabschnitts 2 in das Gießformteil 1 eine Sacklochöffnung 9 eingeformt, die sich von der Stirnfläche 8 des Basisabschnitts 2 bis zur die Stirnseite des Dornabschnitts 3 bildenden Abschlusswand 10 des Dornabschnitts 3 erstreckt. Der Durchmesser der Sacklochöffnung 9 ist dabei so an den Außendurchmesser des Dornabschnitts 3 angepasst, dass zwischen den Innenflächen der Sacklochöffnung 9 und der Mantelfläche 4 nur eine Wand 11 mit geringer Wandstärke vorhanden ist, die ausreicht, um die erforderliche Formstabilität des Dornabschnitts 3 zu gewährleisten.In the embodiment illustrated in the figures, starting from the upper end face 7 opposite lower end face 8 of the base portion 2 in the mold part 1 a blind hole 9 is formed, extending from the end face 8 of the base portion 2 to the end face of the mandrel portion 3 forming end wall 10th of the mandrel portion 3 extends. The diameter of the blind hole 9 is adapted to the outer diameter of the mandrel portion 3, that between the inner surfaces of the blind hole 9 and the lateral surface 4, only a wall 11 is provided with a small wall thickness, which is sufficient to ensure the required dimensional stability of the mandrel portion 3.
In die Sacklochöffnung 9 ist ein Elektromagnet 12 eingeschoben, der am freien Ende eines Stabes 13 befestigt ist. Der Stab 13 mit dem Elektromagneten 12 ist Teil einer weiter nicht dargestellten Einrichtung zum Halten von Metallteilen 14,15,16,17, die als Kühlkokillen von einer hier nicht dargestellten Einrichtung zum Positionieren an die Mantelfläche 4 des Dornabschnitts 3 angesetzt worden sind.In the blind hole 9, an electromagnet 12 is inserted, which is attached to the free end of a rod 13. The rod 13 with the electromagnet 12 is part of a further not shown device for holding metal parts 14,15,16,17, which have been recognized as cooling molds from a device, not shown here for positioning on the lateral surface 4 of the mandrel portion 3.
Der Stab 13 mit dem Elektromagneten 12 kann mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Stelleinrichtung aus einer Ruhelage, in der sich der Elektromagnet 12 außerhalb der Sacklochöffnung 9 befindet, in die in Fig. 1 dargestellte Betriebsstellung bewegt werden, in der der Elektromagnet 12 vollständig in die Sacklochöffnung 9 eingeführt ist. Die Versorgung des Elektromagneten 12 mit elektrischer Energie erfolgt über eine ebenfalls nicht dargestellte Steuereinrichtung, die den Elektromagneten 12 mit Energie beaufschlagt, wenn die Kühlkokillen 14 - 17 positioniert sind, um sie in ihrer Position zu halten.The rod 13 with the electromagnet 12 can be moved by means of a likewise not shown adjusting device from a rest position in which the electromagnet 12 is outside the blind hole 9 in the operating position shown in Fig. 1, in which the electromagnet 12 completely into the blind hole 9 is introduced. The supply of the electromagnet 12 with electrical Energy is supplied via a control device, also not shown, which energizes the electromagnet 12 when the cooling molds 14 - 17 are positioned to hold them in position.
Die Höhe der Kühlkokillen 14 - 17 ist an die Höhe des Dornabschnitts 3 angepasst. Dabei weisen die Kühlkokillen an ihrer oberen und unteren Schmalseite jeweils einen nach oben bzw. unten vorstehenden Steg 18,19 auf, von denen der untere Steg 18 in die Rille 6 greift, so dass die Kühlkokillen 14 - 17 dort formschlüssig gehalten sind. Gleichzeitig sind die Kühlkokillen 14 - 17 so gekrümmt, dass sie bündig an dem ihnen jeweils zugeordneten Abschnitt der Mantelfläche 4 des Dornabschnitts 3 anliegen. Gleichzeitig ist die Breite der Kühlkokillen 14 - 17 so auf die Breite der Abschnitte der Mantelfläche 4 abgestimmt, dass die Abschnitte der Mantelfläche 4 vollständig von den bündig an ihnen anliegenden Kühlkokillen 14 - 17 gefüllt sind.The height of the cooling molds 14-17 is adapted to the height of the mandrel portion 3. In this case, the cooling molds on their upper and lower narrow side in each case an upwardly or downwardly projecting web 18,19, of which the lower web 18 engages in the groove 6, so that the cooling molds 14 - 17 are held there form-fitting. At the same time, the cooling molds 14 - 17 are curved in such a way that they lie flush against the respectively assigned section of the lateral surface 4 of the mandrel section 3. At the same time, the width of the cooling molds 14 - 17 is matched to the width of the sections of the lateral surface 4 such that the sections of the lateral surface 4 are completely filled by the cooling molds 14 - 17 lying flush against them.
Die Kühlkokillen 14 - 17 sind als Grauguss aus einer Eisengusslegierung gegossen, die unter der Bezeichnung GG20 (nach DIN 1691) bekannt ist.The cooling molds 14-17 are cast as cast iron from a cast iron alloy, which is known under the name GG20 (according to DIN 1691).
Sobald die Kühlkokillen 14 - 17 in den Abschnitten der Mantelfläche 4 positioniert sind, wird der Elektromagnet 12 mit elektrischer Energie beaufschlagt. Das daraufhin von dem Elektromagneten 12 erzeugte Magnetfeld erfasst die Kühlkokillen 14 - 17 und hält sie in ihrer Position an der Mantelfläche 4 des Dornabschnitts 3.As soon as the cooling molds 14 - 17 are positioned in the sections of the lateral surface 4, the electromagnet 12 is subjected to electrical energy. The magnetic field subsequently generated by the electromagnet 12 detects the cooling molds 14-17 and holds them in their position on the lateral surface 4 of the mandrel portion 3.
Anschließend werden die weiteren, hier nicht gezeigten Teile der ebenfalls nicht dargestellten Gießform montiert. Eines der nicht dargestellten Gießformteile weist dabei eine rillenförmige Aufnahme auf, in die nach der Positionierung des betreffenden Gießformteils die am oberen Ende der Kühlkokillen 14 - 17 ausgebildete Rippe 19 greift, so dass die Kühlkokillen 14 - 17 dann auch an ihrem oberen Ende formschlüssig gehalten sind. Sobald dieser Zustand erreicht ist, kann die Energieversorgung des Elektromagneten 12 abgeschaltet und der Stab 13 mit dem Elektromagneten 12 aus der Sacklocköffnung 9 hinausgezogen werden.Subsequently, the other, not shown here parts of the mold, also not shown, are mounted. One of the mold parts, not shown, in this case has a groove-shaped receptacle, in the after the positioning of the respective mold part at the upper end of the cooling molds 14 - 17 formed rib 19 engages, so that the cooling molds 14 - 17 are then held positively at its upper end. As soon as this state is reached, the power supply of the electromagnet 12 can be switched off and the rod 13 with the electromagnet 12 can be pulled out of the blind opening 9.
Beim Abgießen des Zylinderblocks in der unter Verwendung der Gießform 1 und der Kühlkokillen 14 - 17 zusammengebauten Gießform bilden die Kühlkokillen 14 - 17 die Laufbahnen eines der Zylinder des Zylinderblocks ab. Dabei bilden die Kühlkokillen 14 - 17 eine Wärmesenke, durch die sichergestellt ist, dass die mit den Kühlkokillen 14 - 17 in Kontakt kommendeWhen the cylinder block is poured out in the casting mold assembled using the casting mold 1 and the cooling molds 14 - 17, the cooling molds 14 - 17 form the raceways of one of the cylinders of the cylinder block. In this case, the cooling molds 14 - 17 form a heat sink, by which it is ensured that the cooling molds 14 - 17 coming into contact
Aluminiumschmelze schnell erstarrt und ein feinkörniges Gefüge ausbildet. Aluminum melt solidifies quickly and forms a fine-grained microstructure.
BEZUGSZEICHENREFERENCE NUMBERS
1 Gießformteil1 mold part
2 Basisabschnitt2 base section
3 Dornabschnitt3 spine section
4 Mantelfläche des Dornabschnitts 34 lateral surface of the mandrel portion 3
5 Rippen des Dornabschnitts 35 ribs of the mandrel section 3
6 Rille6 groove
7 obere Stirnfläche des Basisabschnitts 27 upper end face of the base portion. 2
8 untere Stirnfläche des Basisabschnitts 28 lower end face of the base portion. 2
9 Sacklochöffnung9 blind hole opening
10 Abschlusswand des Dornabschnitts 310 end wall of the mandrel section 3
11 Wand des Dornabschnitts 311 wall of the spine section 3
12 Elektromagnet12 electromagnet
13 Stab13 staff
14 - 17 Kühlkokillen 18, 19 Stege 14-17 cooling molds 18, 19 webs

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT APPLICATIONS
1. Verfahren zum Montieren einer aus Gießformteilen zusammengesetzten Gießform zum Gießen eines Zylinderblocks einer Verbrennungskraftmaschine aus einer Metallschmelze, bei dem mindestens eine Kuhlkokille (14 - 17), die mindestens einen Teilabschnitt der Innenflachen eines Zylinderraums des Zylinderblocks abbildet, an einer Wand (11) eines der Gießformteile (1) positioniert und gehalten wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Kuhlkokille (14 - 17) in ihrer Position mindestens für eine bestimmte Haltedauer mittels magnetischer Kräfte gehalten wird, die von einem Magneten (12) ausgeübt werden, der auf der von der Kuhlkokille (14Anspruch [en] A mold for assembling a mold assembly composed of casting molds for casting a cylinder block of an internal combustion engine from a molten metal, wherein at least one cooling mold (14-17), which images at least a portion of the inner surfaces of a cylinder space of the cylinder block, on a wall (11) of a the mold parts (1) is positioned and held, characterized in that the cooling mold (14 - 17) is held in position for at least a certain holding period by means of magnetic forces exerted by a magnet (12) on that of the cooling mold (14
- 17) abgewandten Seite der Wand (11) des Gießformteils (1) angeordnet wird.- 17) facing away from the wall (11) of the mold part (1) is arranged.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Gießformteil (1) , an dessen Wand die Kuhlkokille (142. The method according to claim 1, characterized in that the casting mold part (1), on the wall of which the cooling mold (14
- 17) positioniert wird, eine Öffnung (9) aufweist, in die der Magnet (12) eingeführt wird.- 17) is positioned, an opening (9) into which the magnet (12) is inserted.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Gießformteil (1) dornformig mit einer Sackiochoffnung (9) ausgebildet ist, in die der Magnet (12) eingeführt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the mold part (1) mandrel-shaped with a Sackiochoffnung (9) is formed, in which the magnet (12) is inserted.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Kühlkokille (14 - 17) mittels des Magneten (12) in seiner Position gehalten wird, bis ein weiteres Gießformteil angeordnet ist, das die Kühlkokille (14 - 17) anschließend form- und / oder kraftschlüssig in seiner Position hält.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling mold (14-17) is held in its position by means of the magnet (12) until a further mold part is arranged, which then forms and / or the cooling mold (14-17) holds in its position frictionally.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Magnet (12) ein Elektromagnet ist.5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the magnet (12) is an electromagnet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Magnet (12) ein Permanentmagnet ist.6. The method of claim 1, wherein the magnet is a permanent magnet.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Metallschmelze eine Leichtmetallschmelze ist.7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the molten metal is a light metal melt.
Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Metallschmelze eine auf Aluminium basierende Schmelze ist . The method of claim 7, wherein the molten metal is an aluminum-based melt.
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