EP2625430A1 - Verfahren zur herstellung eines turboladergehäuses - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines turboladergehäuses

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EP2625430A1
EP2625430A1 EP11760789.5A EP11760789A EP2625430A1 EP 2625430 A1 EP2625430 A1 EP 2625430A1 EP 11760789 A EP11760789 A EP 11760789A EP 2625430 A1 EP2625430 A1 EP 2625430A1
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EP
European Patent Office
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casting
core element
core
housing
molding
Prior art date
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EP11760789.5A
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Ralf Böning
Stefan Krauss
Stefan Nowack
Friedhelm Reitz
Burkhard Strieder
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Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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Publication date
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    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/21—Manufacture essentially without removing material by casting

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a housing, in particular a housing of a turbocharger, and a housing, which is produced according to the method. It is known from the prior art turbocharger housing in
  • the object of the present invention is to provide an improved method for producing a housing, in particular a turbocharger housing or a part of the turbocharger housing. This object is achieved by a method for manufacturing a case having the features of claim 1 and Pa ⁇ tent products 2 or claim. 3
  • the invention provides a method for producing a casting, in particular a housing of a turbocharger, wherein at least one molding for forming the casting each having a parting plane which is arranged at a predetermined angle to the longitudinal axis of the casting and wherein at least one core element is provided.
  • the method has the advantage that the molded part can be imaged in a mold half of a mold box and the core element can be inserted in one mold half.
  • a casting can be produced with a higher accuracy, since the molding is not divided into two mold parts along its longitudinal axis, which are respectively molded in the two mold halves of a mold box and then form the casting by assembling in the mold box.
  • the shape of the casting may, for example, be formed wholly or substantially entirely in one mold half of the mold box while in the other
  • Form half for example, essentially only the feeders are arranged.
  • a method for producing a cast part wherein at least one molded part and at least one first core element are provided, wherein the first core element forms at least part of the outer surface of the cast part.
  • the method has the advantage that the outer surface can be produced with more complicated structures or shapes, since the core element can be mechanically destroyed by shaking, for example following the casting, or the binder of the molding sand of the core element is destroyed by the heat during casting, so that the core element disintegrates by itself.
  • a method for producing a casting is provided, wherein at least one molding and at least two core elements are provided, wherein the two core elements are storable one inside the other and can be positioned to a mold half of a molding box.
  • the method has the advantage that this produces a casting with a higher precision.
  • the manufacturing tolerances can be reduced to, for example, process-safe +/- 0.5mm.
  • the casting is a housing of a turbocharger, for example a bearing housing or an impeller housing or a part of such a housing.
  • the first core element is a water jacket core element.
  • a second core element is provided.
  • the first and second core element can be stored one inside the other and positioned, for example, to a mold half of a mold box. This has the advantage that a casting with a higher position can be produced.
  • the molding has a dividing plane on which is arranged at a predetermined angle to the longitudinal axis of the casting, wherein ⁇ play, at an angle substantially of 90 °, and wherein the shaped part, for example, in a mold half of a mold ⁇ box is shapable.
  • a core member may have a plane of division at least likewise disposed in a readied ⁇ voted angle to the longitudinal axis of the cast part, for example at an angle substantially of 90 °.
  • the second core element is, for example, an oil core element. This has the advantage that in the housing of the turbocharger an oil inlet and outlet can be integrated, for the supply of bearings with lubricant.
  • At least one core element or both core elements form part of the outer geometry or outer surface of the casting. This has the advantage that the outer surface can be equipped with more complicated structures or shapes. can be formed, since the e election core element is destroyed for removal from the casting.
  • the structure of the molded part and of the core element or of the core elements is substantially completely or almost completely imaged in a mold half of a molding box. This makes it possible to produce a cast part with a higher precision, moreover, there are no unsightly burrs in the area of the dividing plane between the upper and lower mold halves.
  • Bin ⁇ DEMITTEL In another invention from the respective core element of molding sand and a suitable Bin ⁇ DEMITTEL is guiding shape to produce, so it can be destroyed to remove easily again.
  • one or more core elements can also be used made of other materials, for example materials which either evaporate, melt or otherwise decompose (eg polystyrene), or they are melted out before casting (eg wax, synthetic resins).
  • Fig. 1 is a sectional view of a molding box with a
  • Fig. 2 is a sectional view of a molding box with a
  • Fig. 3 is a sectional view of a molding box with a
  • FIG. 4 is an exploded view of a blank, and a water jacket core and an oil chamber core to form a bearing housing of a turbocharger according to the invention.
  • a view of a lower box side of a form ⁇ box, the blank and the water jacket core and oil chamber core are shown in Fig. 3 in an assembled state;
  • Fig. 6 is a view of a corresponding upper box side of the molding box.
  • a molding box 10 for producing a pipe part of a cast material.
  • the molding box 10 is shown greatly simplified. For the sake of clarity, the representation of feeders for feeding the liquid cast material was dispensed with. Furthermore, no draft was drawn.
  • the pipe part or the impression 12 of the pipe part in the molding box 10 is divided in the longitudinal direction. That means a
  • a corresponding cylindrical core element 18 made of molding sand is hereby inserted into the lower box 16, as shown in FIG.
  • the core element 18 is mechanically destroyed following casting, after cooling of the casting, for example by shaking, so as to remove it from the finished casting again.
  • Fig. 2 an embodiment for the arrangement of a blank or its molding (model body) and its core elements 18 in a mold box 10 according to the invention is now shown.
  • the blank or its molding is not longitudinally divided, instead, the blank or its molding (model body) is molded in the lower box 16, as indicated by the imprint 12 of the molding in Fig. 2.
  • the shape can be divided horizontally or divided in a plane perpendicular to the longitudinal axis 22 of the blank.
  • a molded part of the blank can be molded in the lower boxes 16 and a molded part of the blank also in the upper box 14, as indicated in Fig. 2 with a dashed line.
  • two corresponding core elements 18 are used to form the cavities of the casting.
  • the liquid casting material is introduced.
  • FIG. 2 The illustration in FIG. 2 is greatly simplified and purely schematic.
  • the shape of the core elements 18 and the imprint 12 of the blank or its molding (model body) are shown greatly simplified and merely exemplary.
  • no draft, etc. Darge ⁇ represents.
  • the ge in Fig. 2 ⁇ showed wall portions 26, 28 of the blank so designed that they are connected to each other, but this is not shown in Fig. 2.
  • the simplified representation in FIG. 2 serves only to explain an example of the arrangement of a Shaped part and corresponding core elements 18. The invention is not limited to this example.
  • the first core member 18 forms a first cavity of the later casting.
  • the second core member 18 further formed a second cavity of the later casting.
  • the outer wall 30 of the later cast part is formed in the lower box 16 by the impression 12 of the molded part (model body).
  • FIG. 3 an embodiment for the arrangement of a blank or its molding (model body) and its core elements 18 is shown in a molding box 10 according to another example of the invention.
  • Form box 10 is formed and then removed the blank or molding again. Thereafter, for example, one or more core elements 18 in the footprint 12 of the mold part can be arranged at ⁇ or selectively positioned.
  • the first core element 18 is designed so that it can be used in the impression 12 of the blank or its molding to form the outer wall 30 of the subsequent casting.
  • first core element 18 forms the outer wall 30 of the later casting
  • second core element 18 forms the cavity of the later casting and its inner wall.
  • the second core element 18 is used accordingly, for example, in the first core element 18.
  • the embodiment in Fig. 2 the embodiment in Fig. 3 is shown schematically and greatly simplified.
  • FIG. 4 an exploded view of a further embodiment of the invention is shown in FIG.
  • core elements 38, 40 are shown as core elements 18 for forming a bearing housing of a turbocharger.
  • This is a blank or its molding 20 (model body) (Fig. 4) is provided, which in the present example (Fig. 4) with a Oil drain 36 and the water connection holes (from subsequent water jacket core element 38) is formed.
  • a water jacket core element 38 and an oil chamber core element 40 are provided, for forming a water jacket around the bearing housing in order to be able to additionally cool it during operation later.
  • the oil chamber core member 40 is provided to supply a lubricant to the bearings of the bearing housing later.
  • the blank or its molding 20 (model body) is not divided in the longitudinal direction or along its longitudinal axis.
  • the new concept according to the invention is based on a compact mold design.
  • the water jacket core element 38 and the oil chamber core element 40 each form a partial contour of the outer geometry of the housing.
  • the respective dividing plane of the molded part 20, the water jacket core element 38 and the oil chamber core element 40 of the bearing housing to be produced do not extend as in the prior art in the longitudinal direction or along the longitudinal axis 42, as shown in an example in FIG. 1, but the graduation planes run, for example substantially perpendicular to the longitudinal axis 42 of the hither ⁇ alternate ends of the housing.
  • the division plane 44 of the oil chamber core element 40 is indicated by hatching in FIG. 4 by way of example.
  • at least one dividing plane can also be inclined at an angle greater or smaller than 90 ° relative to the longitudinal axis 42, depending on the function and intended use.
  • the blank or its molding (model body) is first molded in the mold box to form a corresponding impression 12 and then removed again.
  • the impression 12 of the blank or molding (model body) for example, one or more core elements 18 can optionally be used or positioned.
  • the two core elements 18, ie, the water jacket core element 38 and the Olraumkernelement 40 are, for example, in ⁇ each other (see also Fig. 6) and positioned to the lower box form or here to the imprint 12 of the molding (model ⁇ body) in the lower box shape.
  • the lower box shape has been omitted here for the sake of clarity.
  • the Olraumkernelement 40 is stored in the water jacket core member 38 and positioned to the lower box mold (not shown) and the impression 12 of the molding 20 and the blank in the lower box mold.
  • This allows a massive tolerance narrowing to, for example, process-safe +/- 0.5mm to the reference surface. Due to this higher precision of the arrangement described can be given a larger space due to the small tolerance window for the wall thickness between two core elements 18, 38, 40 and between an inner contour and an outer contour Cross-sectional area are allowed in the water channel.
  • This larger cross-section causes improved heat dissipation and also allows the process-reliable removal of cast iron residues in the water channel and oil chamber of smaller
  • Turbocharger housings such as those used in motor vehicles, by the better accessibility.
  • Fig. 6 is a perspective view from the direction
  • a turbine housing or compressor housing can for example also be formed with a water jacket, for cooling.
  • elements of the casting it is also possible here for elements of the casting to be produced to provide a dividing plane in the longitudinal direction, as shown by way of example in FIG.
  • the core elements 18, 38, 40 may for example be made of a sand with a suitable binder, as previously described with reference to the prior art in Fig. 1 , However, other materials or materials may also be used. alkombinations for producing core elements 18, 38, 40 are used.
  • a turbocharger housing may be provided with or without one or more cooling jackets.
  • a casting material for the bearing housing for example, a cast steel and cast iron alloy, and their modifications, such as D5, Simo, 1.4848, 1.4849, etc. are provided.
  • these are merely examples of materials from which the housing can be made. The invention is not limited to these materials.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Gehäuses eines Turboladers, wobei wenigstens ein Formteil zur Bildung des Gussteils jeweils eine Teilungsebene aufweist, die in einem vorbestimmten Winkel zu der Längsachse des Gussteils angeordnet ist und wobei wenigstens ein Kernelement vorgesehen ist.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES TURBOLADERGEHÄUSES
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses, insbesondere eines Gehäuses eines Turboladers, sowie ein Gehäuse, das gemäß dem Verfahren hergestellt ist. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, Turboladergehäuse im
Gießverfahren herzustellen. Dabei ist der Aufbau der Gussform so gestaltet, dass ein separater Öl- und Wasserkern verwendet wird, welche in einer Außenform gelagert sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses, insbesondere eines Turboladergehäuses oder eines Teils des Turboladergehäuses, bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. Pa¬ tentanspruchs 2 bzw. Patentanspruchs 3 gelöst.
Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Gehäuses eines Turboladers bereitgestellt, wobei wenigstens ein Formteil zur Bildung des Gussteils jeweils eine Teilungsebene aufweist, die in einem vorbestimmten Winkel zu der Längsachse des Gussteils angeordnet ist und wobei wenigstens ein Kernelement vorgesehen ist.
Das Verfahren hat hierbei den Vorteil, dass das Formteil in einer Formhälfte eines Formkastens abgebildet werden kann und das Kernelement in der einen Formhälfte eingelegt werden kann. Dadurch kann ein Gussteil mit einer höheren Genauigkeit her- gestellt werden, da das Formteil nicht in zwei Formteile entlang seiner Längsachse aufgeteilt wird, die jeweils in den beiden Formhälften eines Formkastens abgeformt werden und dann durch Zusammensetzen in dem Formkasten die Form des Gussteils bilden. Stattdessen, kann die Form des Gussteils, beispielsweise vollständig oder im Wesentlichen vollständig in einer Formhälfte des Formkastens gebildet werden, während in der anderen
Formhälfte beispielsweise im Wesentlichen nur die Speiser angeordnet sind.
Weiter wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils bereitgestellt, wobei wenigstens ein Formteil und wenigstens ein erstes Kernelement vorgesehen sind, wobei das erste Kernelement wenigstens einen Teil der Außenfläche des Gussteils bildet.
Das Verfahren hat hierbei den Vorteil, dass die Außenfläche mit komplizierteren Strukturen bzw. Formen hergestellt werden kann, da das Kernelement im Anschluss an das Gießen beispielsweise mechanisch durch Rütteln zerstört werden kann oder das Bindemittel des Formsands des Kernelements durch die Hitze beim Gießen zerstört wird, so dass das Kernelement von selbst zerfällt . Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils bereitgestellt, wobei wenigstens ein Formteil und wenigstens zwei Kernelemente vorgesehen sind, wobei die beiden Kernelemente ineinander lagerbar sind und zu einer Formhälfte eines Formkastens positionierbar sind.
Das Verfahren hat hierbei den Vorteil, dass hierdurch ein Gussteil mit einer höheren Präzision gefertigt werden. Dabei können die Fertigungstoleranzen reduziert werden auf beispielsweise prozesssichere +/- 0,5mm.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In einer erfindungsgemäßen Ausführungs form ist das Gussteil ein Gehäuse eines Turboladers, beispielsweise ein Lagergehäuse oder ein Laufradgehäuse oder ein Teil eines solchen Gehäuses. In einer weiteren erfindungsgemäßen Aus führungs form ist das erste Kernelement ein Wassermantelkernelement. Auf diese Weise kann sehr einfach ein entsprechendes Turboladergehäuse mit einer Kühlung hergestellt werden, in dem der Kühlmantel in das Gehäuse integriert wird bzw. einteilig mit diesem ausgebildet wird.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Aus führungs form ist ein zweites Kernelement vorgesehen. Das erste und zweite Kernelement sind dabei ineinander lagerbar und beispielsweise zu einer Formhälfte eines Formkastens positionierbar. Dies hat den Vorteil, dass ein Gussteil mit einer höheren Position herstellbar ist .
In einer anderen erfindungsgemäßen Aus führungs form weist das Formteil eine Teilungsebene auf, die in einem vorbestimmten Winkel zu der Längsachse des Gussteils angeordnet ist, bei¬ spielsweise in einem Winkel im Wesentlichen von 90°, und wobei das Formteil beispielsweise in einer Formhälfte eines Form¬ kastens abformbar ist. Dabei kann wenigstens ein Kernelement ebenfalls eine Teilungsebene aufweisen, die in einem vorbe¬ stimmten Winkel zu der Längsachse des Gussteils angeordnet ist, beispielsweise in einem Winkel im Wesentlichen von 90°. Dies hat den Vorteil, dass die Form des Gussteils in einer Formhälfte abgebildet werden kann, im Gegensatz zu Gussteilen, die entlang der Längsachse geteilt ausgebildet und somit in beiden Form¬ hälften eines Formkastens ausgebildet werden müssen.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Aus führungs form ist das zweite Kernelement beispielsweise ein Ölkernelement . Dies hat den Vorteil, dass in das Gehäuse des Turboladers ein Ölzu- und ablauf integriert werden können, zur Versorgung von Lagern mit Schmiermittel .
In einer anderen Aus führungs form bildet wenigstens ein Kernelement oder beide Kernelemente einen Teil der Außengeometrie bzw. Außenfläche des Gussteils. Dies hat den Vorteil, dass die Außenfläche mit komplizierteren Strukturen bzw. Formen aus- gebildet werden kann, da das eweilige Kernelement zum Entfernen aus dem Gussteil zerstört wird.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Aus führungs form wird der Aufbau des Formteils und des Kernelements oder der Kernelemente im Wesentlichen vollständig oder nahezu vollständig in einer Formhälfte eines Formkastens abgebildet. Dadurch kann ein Gussteil mit einer höheren Präzision hergestellt werden, außerdem entstehen keine unschönen Grate im Bereich der Teilungsebene zwischen oberen und unterer Formhälfte.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Aus führungs form ist das jeweilige Kernelement aus Formsand und einem geeigneten Bin¬ demittel herstellbar, so dass es zum Entfernen leicht wieder zerstört werden kann. Grundsätzlich können aber auch ein oder mehrere Kernelemente eingesetzt werden aus anderen Materialien, beispielsweise Materialien die entweder verdampfen, aus- schmelzen oder sich anderweitig zersetzen (z. B. Polystyrol), oder sie werden vor dem Guss ausgeschmolzen (z.B. Wachs, Kunstharze) .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Formkastens mit einer
Anordnung eines Rohteils und eines Kernelements gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Formkastens mit einer
Anordnung eines Rohteils und zweier Kernelemente gemäß der Erfindung,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Formkastens mit einer
Anordnung eines Rohteils und zweier Kernelemente gemäß einem weiteren Beispiel der Erfindung, Fig. 4 eine Explosionsdarstellung eines Rohteils, sowie eines Wassermantelkerns und eines Ölraumkerns zur Bildung eines Lagergehäuses eines Turboladers gemäß der Erfindung; eine Ansicht einer Unterkastenseite eines Form¬ kastens, wobei das Rohteil und der Wassermantelkern und Ölraumkern gemäß Fig. 3 in zusammengesetztem Zustand gezeigt sind; und
Fig. 6 eine Ansicht einer entsprechenden Oberkastenseite des Formkastens.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
In Fig. 1 ist zunächst ein Formkasten 10 gezeigt zur Herstellung eines Rohrteils aus einem Gusswerkstoff. Der Formkasten 10 ist dabei stark vereinfacht dargestellt. Auf die Darstellung von Speisern zum Zuführen des flüssigen Gusswerkstoffs wurde dabei aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Des Weiteren wurden keine Formschrägen eingezeichnet.
Das Rohrteil bzw. der Abdruck 12 des Rohrteils in dem Formkasten 10 ist in Längsrichtung geteilt. Das bedeutet, dass ein
Oberkasten 14 und ein Unterkasten 16 des Formkastens 10 jeweils einen Abdruck 12 einer Zylinderhälfte aufweisen, wobei beide Kästen 14, 16 in zusammengesetztem Zustand den vollständigen zylindrischen Abdruck 12 des Rohrteils bildet.
Zum Ausbilden des Hohlraums des Rohrteils wird hierbei in den Unterkasten 16 ein entsprechendes zylinderförmiges Kernelement 18 aus einem Formsand eingesetzt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Das Kernelement 18 wird imAnschluss an das Gießen, nach dem Erkalten des Gussteils, beispielsweise durch Rütteln mechanisch wieder zerstört, um es so aus dem fertigen Gussteil wieder zu entfernen. Es gibt aber auch beispielsweise Kernelemente bei denen das Bindemittel des Formsandes so gewählt ist, dass es nach Mög¬ lichkeit durch die beim Gießen entstehende Hitze zerstört wird und dadurch das Kernelement später selbst zerfällt, ohne dass es, wie zuvor beschrieben, erst mechanisch zerstört werden muss.
In Fig. 2 ist nun ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung eines Rohteils bzw. seines Formteils (Modellkörper) und seiner Kernelemente 18 in einem Formkasten 10 gemäß der Erfindung gezeigt. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist das Rohteil bzw. sein Formteil dabei nicht längsgeteilt, stattdessen ist das Rohteil bzw. sein Formteil (Modellkörper) in dem Unterkasten 16 abgeformt, wie durch den Abdruck 12 des Formteils in Fig. 2 angedeutet ist. Dabei kann die Form statt längsgeteilt, ho- rizontal geteilt bzw. in einer Ebene senkrecht zu der Längsachse 22 des Rohteils geteilt sein. Dabei kann ein Formteil des Rohteils in dem Unterkästen 16 abgeformt sein und ein Formteil des Rohteils auch in dem Oberkasten 14, wie in Fig. 2 mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist.
Des Weiteren sind zur Bildung der Hohlräume des Gussteils zwei entsprechende Kernelemente 18 eingesetzt. Über einen oder mehrere Speiser 24, die beispielsweise in dem Oberkasten 14 angeordnet sind, wird das flüssige Gussmaterial eingeleitet.
Die Darstellung in Fig. 2 ist dabei stark vereinfacht und rein schematisch. Insbesondere sind die Form der Kernelemente 18 und der Abdruck 12 des Rohteils bzw. seines Formteils (Modellkörper) stark vereinfacht dargestellt und lediglich beispielhaft. Hierbei wurden beispielsweise keine Formschrägen usw. darge¬ stellt. Entsprechendes gilt auch beispielsweise für die Form, die Anordnung und die Anzahl der Speiser 24 zum Einleiten des flüssigen Gussmaterials. Des Weiteren sind die in Fig. 2 ge¬ zeigten Wandabschnitte 26, 28 des Rohteils so gedacht, dass sie miteinander verbunden sind, was jedoch in Fig. 2 nicht dargestellt ist. Die vereinfachte Darstellung in Fig. 2 dient lediglich der Erläuterung eines Beispiel für die Anordnung eines Formteils und entsprechender Kernelemente 18. Die Erfindung ist auf dieses Beispiel nicht beschränkt.
In dem Beispiel, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, bildet das erste Kernelement 18 einen ersten Hohlraum des späteren Gussteils. Das zweite Kernelement 18 bildete des Weiteren einen zweiten Hohlraum des späteren Gussteils aus. Die Außenwand 30 des späteren Gussteils wird hierbei im vorliegenden Beispiel durch den Abdruck 12 des Formteils (Modellkörper) in dem Unterkasten 16 gebildet.
In Fig. 3 ist nun ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung eines Rohteils bzw. seines Formteils (Modellkörper) und seiner Kernelemente 18 in einem Formkasten 10 gemäß einem weiteren Beispiel der Erfindung gezeigt. Dabei wird zunächst der Abdruck 12 des Rohteils bzw. des Formteils (Modellkörper) in dem
Formkasten 10 gebildet und anschließend das Rohteil bzw. Formteil wieder entfernt. Danach können wahlweise beispielsweise ein oder mehrere Kernelemente 18 in dem Abdruck 12 des Formteils an¬ geordnet bzw. positioniert werden. Im vorliegenden Fall, ist das erste Kernelement 18 dabei so ausgebildet, dass es in den Abdruck 12 des Rohteils bzw. dessen Formteils eingesetzt werden kann, um die Außenwand 30 des späteren Gussteils zu bilden.
Während das erste Kernelement 18 die Außenwand 30 des späteren Gussteils bildet, bildet wiederum das zweite Kernelement 18 den Hohlraum des späteren Gussteils und dessen Innenwand. Das zweite Kernelement 18 wird dabei beispielsweise in das erste Kernelement 18 entsprechend eingesetzt. Wie das Ausführungsbeispiel in Fig. 2 ist auch das Ausführungsbeispiel in Fig. 3 schematisch und stark vereinfacht dargestellt.
Des Weiteren ist in Fig. 4 eine Explosionsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung gezeigt. In Fig. 4 sind dabei als Kernelemente 18, die Kernelemente 38, 40 gezeigt, zum Formen eines Lagergehäuses eines Turboladers. Damit ist ein Rohteil bzw. dessen Formteil 20 (Modellkörper) (Fig. 4) vorgesehen, welches in dem vorliegenden Beispiel (Fig. 4) mit einem Ölablauf 36 und den Wasseranschlussbohrungen (aus nachfolgendem Wassermantelkernelement 38) gebildet wird.
Des Weiteren sind als Kernelemente 18, ein Wassermantelkernelement 38 sowie ein Ölraumkernelement 40 vorgesehen, zum Bilden eines Wassermantels um das Lagergehäuse, um dieses im Betrieb später zusätzlich kühlen zu können. Des Weiteren ist das Ölraumkernelement 40 vorgesehen, um den Lagerungen des Lagergehäuses später ein Schmiermittel zuzuführen.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, ist das Rohteil bzw. dessen Formteil 20 (Modellkörper) nicht in Längsrichtung bzw. entlang seiner Längsachse geteilt. Stattdessen basiert das neue Konzept gemäß der Erfindung auf einem kompakten Formaufbau. Dabei bilden das Wassermantelkernelement 38 und das Ölraumkernelement 40 beispielsweise jeweils eine Teilkontur der Außengeometrie des Gehäuses. Die jeweilige Teilungsebene des Formteils 20, des Wassermantelkernelements 38 und des Ölraumkernelements 40 des herzustellenden Lagergehäuses verlaufen dabei nicht wie im Stand der Technik in Längsrichtung bzw. entlang der Längsachse 42, wie in einem Beispiel in Fig. 1 gezeigt ist, sondern die Teilungsebenen verlaufen beispielsweise im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 42 des herzu¬ stellenden Gehäuses. Die Teilungsebene 44 des Ölraumkernelements 40 ist dabei beispielhaft schraffiert in Fig. 4 angedeutet. Grundsätzlich kann wenigstens eine Teilungsebene auch um einen Winkel von größer oder kleiner als 90° relative zu der Längsachse 42 geneigt vorgesehen sein, je nach Funktion und Einsatzzweck.
Durch den kompakteren Formaufbau, wie er beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist, kann eine präzisere Positionierung der Innengeometrie zur Außengeometrie des Gehäuses erreicht werden. Erstaufnahmepunkte (nicht dargestellt) zur mechanischen Be¬ arbeitung können ebenfalls auf die von dem Ölraumkernelement 40 und dem Wassermantelkernelement 38 gebildeten Flächen der Außengeometrie gelegt werden. Bedingt durch den Form- und Kernaufbau lässt sich beispielsweise ein wassergekühltes Lagergehäuse mittels eines Ölraumkern- elements 40 und eines Wassermantelkernelements 38, sowie einer Formhälfte, hier dem Unterkasten 16, geometrisch komplett darstellen. Mit anderen Worten, die Form des herzustellenden Gussteils ist vollständig in dem Unterkasten ausgebildet mit den notwendigen Kernelementen, vergleichbar wie in dem Beispiel in Fig. 3 dargestellt ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich die Form des herzustellenden Gussteils sowohl in dem Ober- und Unterkasten 14, 16 auszubilden inklusive der benötigten
Kernelemente, wie in dem Beispiel in Fig. 2 mit einer ge¬ strichelten Linie angedeutet ist.
Wie in der perspektivischen Ansicht in Fig. 5 gezeigt ist, wird das Rohteil bzw. sein Formteil (Modellkörper) in dem Formkasten zunächst abgeformt, um einen entsprechenden Abdruck 12 zu bilden und anschließend wieder entfernt. In dem Abdruck 12 des Rohteils bzw. Formteils (Modellkörper) können wahlweise beispielsweise ein oder mehrere Kernelemente 18 eingesetzt bzw. positioniert werden.
Die beiden Kernelemente 18, d.h. das Wassermantelkernelement 38 und das Olraumkernelement 40, sind dabei beispielsweise in¬ einander gelagert (siehe auch Fig. 6) und zur Unterkastenform positioniert bzw. hier zum Abdruck 12 des Formteils (Modell¬ körper) in der Unterkastenform. Die Unterkastenform wurde hierbei aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen.
Im vorliegenden Fall, wie er in Fig. 5 gezeigt ist, wird das Olraumkernelement 40 in dem Wassermantelkernelement 38 gelagert und zu der Unterkastenform (nicht dargestellt) bzw. dem Abdruck 12 des Formteils 20 bzw. des Rohteils in der Unterkastenform positioniert. Dies ermöglicht eine massive Toleranzeinengung auf beispielsweise prozesssichere +/- 0,5mm zur Bezugsfläche. Durch diese höhere Präzision der beschriebenen Anordnung kann bei gegebenem Bauraum aufgrund des kleinen Toleranzfensters für die Wandstärke zwischen zwei Kernelementen 18, 38, 40 bzw. zwischen einer Innenkontur und einer Außenkontur eine vergrößerte Querschnittsfläche im Wasserkanal ermöglicht werden. Dieser größere Querschnitt bewirkt eine verbesserte Wärmeabfuhr und ermöglicht außerdem die prozesssichere Entfernung von Guss¬ rückständen im Wasserkanal und Ölraum von kleineren
Turboladergehäusen, wie sie beispielsweise bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, durch die bessere Zugänglichkeit.
In Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht aus Richtung
Oberkastenseite des Formkastens gezeigt. Der Oberkasten und Unterkasten wurden hierbei ebenfalls aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Aus der stark vereinfachten und schematischen Ansicht in Fig. 6 kann entnommen werden, dass die Kernelemente 18 ineinander gelagert sind, d.h. das Ölraum- kernelement 40 ist in dem Wassermantelkernelement 38 angeordnet bzw. gelagert.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der be¬ vorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise mo¬ difizierbar. Die zuvor beschriebenen Aus führungs formen sind dabei miteinander kombinierbar, insbesondere einzelne Merkmale davon .
Gemäß dem Ausführungsbeispiel zur Herstellung eines Lagerge¬ häuses ist es auch möglich beispielsweise ein Turbinengehäuse oder Verdichtergehäuse derart herzustellen. Das Turbinengehäuse kann dabei beispielsweise ebenfalls mit einem Wassermantel ausgebildet werden, zur Kühlung. Grundsätzlich ist es hierbei auch möglich bei Elementen des zu fertigenden Gussteils, eine Teilungsebene in Längsrichtung vorzusehen, wie sie beispielhaft in Fig. 1 gezeigt ist.
Die Kernelemente 18, 38, 40, wie sie in den Ausführungsbeispielen in den Fig. 2 bis 5 gezeigt sind, können beispielsweise aus einem Sand mit einem geeigneten Bindemittel hergestellt werden, wie zuvor mit Bezug auf den Stand der Technik in Fig. 1 beschrieben wurde. Es können jedoch auch andere Materialien oder Materi- alkombinationen zum Herstellen von Kernelementen 18, 38, 40 verwendet werden.
Des Weiteren können die Anzahl der Kernelemente, deren Form und Anordnung usw., sowie die Anzahl der Formteile, deren Form und Anordnung usw. beliebig variiert werden, abhängig von dem herzustellenden Gussteil. Entsprechendes gilt auch für das Vorsehen eines Ölzulaufs und/oder -ablaufs, sowie von Was¬ seranschlussbohrungen. Diese können beliebig gestaltet werden und je nach Bedarf vorgesehen oder weggelassen werden. Beispielsweise kann ein Turboladergehäuse mit oder auch ohne einen oder mehrere Kühlmäntel vorgesehen sein.
Als Gusswerkstoff für das Lagergehäuse kann beispielsweise eine Stahlguss- und Eisengusslegierung, sowie deren Modifikationen, wie beispielsweise D5, Simo, 1.4848, 1.4849 usw. vorgesehen werden. Dies sind jedoch lediglich Beispiele für Werkstoffe aus denen das Gehäuse hergestellt werden kann. Die Erfindung ist auf diese Werkstoffe nicht beschränkt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Gehäuses eines Turboladers, wobei wenigstens ein Formteil (20) zur Bildung des Gussteils jeweils eine Teilungsebene aufweist, die in einem vorbestimmten Winkel zu der Längsachse (42) des Gussteils angeordnet ist und wobei wenigstens ein Kernelement (18, 38, 40) vorgesehen ist.
2. Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, wobei wenigstens ein Formteil (20) und wenigstens ein erstes Kernelement (18, 38) vorgesehen sind, wobei das erste Kernelement (18, 38) wenigstens einen Teil der Außenfläche des Gussteils bildet.
3. Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, wobei wenigstens ein Formteil (20) und wenigstens zwei Kernelemente (18, 38, 40) vorgesehen sind, wobei die beiden Kernelemente (18, 38, 40) ineinander lagerbar sind und zu einer Formhälfte eines Form- kastens (10) positionierbar sind.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Gussteil ein Gehäuse eines Turboladers, beispielsweise ein Lagergehäuse oder ein Laufradgehäuse, oder ein Teil eines Gehäuses eines Turboladers ist.
5. Verfahren nach wenigstens 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 ,
dass das erste Kernelement (18, 38) ein Wassermantelkernelement (38) ist.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass ein zweites Kernelement (18, 40) vorgesehen ist, wobei beispielsweise das erste und zweite Kernelement (18) ineinander lagerbar sind und beispielsweise zu einer Formhälfte eines Formkastens (10) positionierbar sind.
7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Formteil (20) eine Teilungsebene aufweist, die in einem vorbestimmten Winkel zu der Längsachse (42) des Gussteils angeordnet ist, beispielsweise in einem Winkel im Wesentlichen von 90°, und wobei das Formteil (20) beispielsweise in einer Formhälfte eines Formkastens (10) abformbar ist.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass wenigstens ein Kernelement (18, 38, 40) eine Teilungsebene (44) aufweist, die in einem vorbestimmten Winkel zu der
Längsachse (42) des Gussteils angeordnet ist, beispielsweise in einem Winkel im Wesentlichen von 90°.
9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das zweite Kernelement (18, 40) beispielsweise ein Öl- kernelement (40) ist.
10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass wenigstens ein Kernelement (18, 38) zumindest einen Teil der Außengeometrie bzw. Außenfläche des Gussteils bildet.
11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass der Aufbau des Formteils (20) und des Kernelements (18) oder der Kernelemente (18) vollständig in einer Formhälfte eines Formkastens (10) abbildbar ist.
12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das j eweilige Kernelement (18, 38, 40) aus Formsand und einem geeigneten Bindemittel herstellbar ist.
13. Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Gussteils beispielsweise aus einer Stahlguss- und Eisengusslegierung, D5, Simo, 1.4848 und/oder 1.4849 herstellbar ist .
14. Gussteil das nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt ist.
15. Gussteil nach Anspruch 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Gussteils beispielsweise ein Lagergehäuse oder
Laufradgehäuse eines Turboladers ist oder eines Teils des Lagergehäuses oder Laufradgehäuses .
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