EP3166740A1 - Core, use of a core, and mehtod for the production of a core - Google Patents

Core, use of a core, and mehtod for the production of a core

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EP3166740A1
EP3166740A1 EP15753438.9A EP15753438A EP3166740A1 EP 3166740 A1 EP3166740 A1 EP 3166740A1 EP 15753438 A EP15753438 A EP 15753438A EP 3166740 A1 EP3166740 A1 EP 3166740A1
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EP
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casting core
core
casting
molding sand
grains
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Detlef Kube
Gerald KLAUS
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Nemak SAB de CV
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Publication date
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Publication of EP3166740B1 publication Critical patent/EP3166740B1/en
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    • B22C9/10Cores; Manufacture or installation of cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/20Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B22C1/22Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F02F7/0002Cylinder arrangements
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F2200/00Manufacturing

Definitions

  • the invention relates to a casting core, which is formed from a molding sand whose grains are interconnected by a binder, and which is intended to image a cooling channel in an engine block for an internal combustion engine.
  • the invention relates to a use of such a casting core and a method for its production, in which by means of a core shooter, a molding material comprising a molding sand and a binder, shot into a mold cavity of a core mold and then the binder is cured to the
  • Casting cores of the type in question form as part of a casting mold in the component to be cast channels, cavities and other recesses. So are for engine blocks for internal combustion engines using
  • Casting cores for example, leading the cooling water
  • Combustion chambers formed.
  • Engine blocks of modern high-performance engines must be cooled intensively in operation to the large Amount of heat that arises due to the high power density, purposefully dissipate. This is especially true for engine blocks that consist of a
  • Alloy material such as made of an aluminum alloy. At the same time, especially in the field of passenger cars, there is a desire for ever more compactly built vehicles
  • Inserting the remaining thin intermediate wall is to drill the cooling channel in the block after completion of the casting process.
  • Core section that is to map the respective channel in the casting, on the other hand, to ensure that the core material after the
  • Casting is enclosed by the casting melt.
  • Material of the glass tube is chosen so that it breaks under the stresses occurring in the course of solidification of the casting material into many small parts, which can then be easily rinsed.
  • the object of the invention was to provide a casting core, which can be manufactured in a simple, reliable manner and thereby allows to produce also channels which are at their narrowest point at most 3 mm wide, by casting.
  • the invention has this
  • a casting core according to the invention can be used in a casting mold for casting technology
  • Cylinder chambers of the engine block arranged cooling channel the clear width is at most 3 mm.
  • a casting core according to the invention which is intended to image a cooling channel in an engine block for an internal combustion engine, is therefore completely formed from a molding sand whose grains are connected to one another by a binder.
  • the casting core now has a support section, two
  • Carrier portion protrude and are arranged at a distance from each other, and at least one spaced from the support portion of the journal portions held web portion whose distance as its
  • a casting core according to the invention thus consists entirely of foundry sand, the grains of which in a manner known per se with one another by means of a suitable binder
  • the support portion of the casting core makes it possible to easily grasp the casting core despite the filigree design of its web section, to transport and insert it into a mold. So can the
  • Be mold core according to the invention also readily part of a mold formed as a core package. Likewise, it can easily be used in any other casting process, in or on the particular casting filigree channels are to be formed with minimized dimensions.
  • journal sections carried by the support section form the supply and to be cast in the engine block
  • Bridge section is shown in the engine block. Its thickness is reduced in a critical range to at most 3 mm, in practice, the minimum thickness in this range is 1 - 2 mm. It is the
  • relevant critical region in which the web portion of the casting core according to the invention is narrowest associated with the region of the respective intermediate wall of the engine block to be cast, on which the intermediate wall is thinnest and which through the intermediate wall
  • the casting core is formed at least in the region of its web portion of a fine-grained molding sand. Its grain size is chosen so that the
  • Core fragments either automatically trickle out of the finished solidified engine block or can be rinsed out.
  • the average diameter of the grains is optimally not more than 0.27 mm
  • Diameter of the molding sand grains coated in this way is not greater than 0.35 mm. Molded sands coated with binder of the type processed according to the invention are still in use today for the so-called “croning process" in which
  • VS744 average grain size 0.29 mm +/- 0.02 mm
  • VS1264 average grain size 0.21 +/- 0.02 mm
  • a particular advantage of the use of croning molding materials arises when the binder coating of the respective molding sand grains has a spherical shape.
  • the spherical shape ensures a particularly good behavior of the molding material when shooting of the invention
  • casting cores according to the invention can be used with high reliability despite their minimized dimensions
  • binder-coated grains of 0.27 mm and more
  • Casting pictured cooling channels is not sufficient, this can be resolved by applying a thin sizing or other commonly used to improve the surface agent at least on web section. With grain sizes of more than 0.35 mm, however, casting cores can no longer reliably shoot with the dimensions specified in accordance with the invention and can be driven to compensate for the coarse surfaces
  • the binder with which the granules of the molding sand used according to the invention for the production of the cores are preferably coated or mixed is typically a resin resulting from
  • Heat is bonded and cured with the resin of each adjacent grains, so that a solid composite is formed.
  • Kernschmanmaschine also contributes, if according to an embodiment of the invention, the side surfaces of G confusekerns invention each in a jump-free transition into the peripheral surface of the
  • Dickenab roots contribute to ensure that the molding material in spite of the minimized dimensions in the core shooting machine and the cavity safely and sufficiently tight fill, which images the narrow web portion of the casting core.
  • the jump-free connection of the web section to the journal sections can be simplified in that the journal sections one after the manner of a cam
  • casting cores can be produced which are in their critical, minimal thickness
  • the height of the web section in the region in which it has its minimum thickness is limited to a maximum of 4.5 mm.
  • the casting core is in each case formed completely in one piece from a foundry sand which satisfies the specifications according to the invention.
  • a casting core according to the invention can also be easily designed such that it images more than one narrow casting channel in the respective thin intermediate wall of the engine block to be cast.
  • two or more of the pin portions may be used
  • a casting core according to the invention is particularly suitable for use in a casting mold for the production of an engine block for a casting method
  • Combustion engine block in which between two
  • FIG. 1 shows a casting core in a view from below
  • Narrow-side view shows a detail of a casting mold in one
  • Fig. 5 shows a detail of an engine block in
  • the casting core 1 has a support section 2, which has the basic shape of a narrow pyramidal stipple with opposite broad sides 3, 4 and likewise opposite narrow sides 5, 6, which connect the broad sides 3, 4 to one another.
  • Carrier portion 2 also formed two pin portions 11,12 which extend axially parallel to each other and aligned perpendicularly from the end face 10th
  • the pin sections 11, 12 have a
  • cam-shaped cross-sectional shape, the cam tip 13,14 each in the direction of the other
  • the longitudinal axes L1, L2 of the web sections 15, 16 are aligned parallel to one another and to the end face 10 of the carrier section 2. With their ends go the web portions 15,16 in the respectively associated pin portion 11,12. For this purpose, the side surfaces 17,18 of the web portions 15,16 so to the peripheral surface 19,20 of the respective
  • Tongue section 11,12 nestled. They run tangentially and without jolts into the circumferential surface section 21, 22 of the journal sections 11, 12, which extends between the cam tip 13, 14 and the respectively thickest point of the cross section of the journal sections 11, 12.
  • Web portions 15,16 are connected to the respective pin portion 11,12, corresponds to the distance of their side surfaces 17,18 measured thickness d of
  • Web portions 15,16 a maximum thickness dmax of approx.
  • the thickness dmax may also be greater. Starting from this maximum thickness dmax, the thickness d of the web sections 15, 16 continuously decreases in the direction of the respective other journal section 11, 12, until it lies in a middle position between the webs
  • the casting core 1 has been fired in one piece in a conventional, not shown core shooting machine from a commercial so-called "Croning molding sand" whose quartz grains have a mean grain diameter of 0.21 +/- 0.02 mm (corresponding to AFS Kornfös devis 68 + The molding sand was shot at a pressure of 2 - 6 bar into a core box heated to 200 - 350 ° C, in which the binder resin of the
  • Cast cores 1 designed and produced in the above-described manner are used as part of a casting mold 25 which is only partially shown in FIG. 4 and otherwise conventionally designed as a core package, which likewise only serves to cast one in FIG. 4
  • Cylinder chambers 27,28,29 are used.
  • the cores 1 are arranged by means of cores 30,31,32 so between the cylinder chambers 27-29 mapping cylinder cores 33,34,35 that their web sections centrally in the upper, the cover cores 30-32 associated region of between the cylinder cores 33-35 existing narrow free space 36,37 is arranged.
  • the respective free space 36, 37 forms in each case the cylinder intermediate wall 38, 39, through which the respectively adjacent cylinder chambers 27, 28; 28, 29 are separated from each other.
  • the area 40 in which the
  • the minimum thickness dmin of the respective cylinder intermediate wall 38,39 is about 5 mm.
  • Heat treatment can be carried out in which the disintegration of the binder by targeted heat supply for so long continue and, consequently, the compound is dissolved under the individual molding material grains until the molding material is free-flowing.
  • the comminution of the casting core can also be mechanically supported by exposing the casting mold or the casting itself to hammer blows, knocking, shaking or vibrating. To the discharge of the crushed molding material of the casting core 1 from the
  • the respective channel can additionally be flushed with water or another liquid.
  • At least the pin and web portions 11,12,15,16 of the cores 1 disintegrate in this way finely divided that their molding sand trickles freely from the finished casting despite the minimized dimensions of the channels imaged by them or can be rinsed out if necessary.
  • journal sections 11, 12 of the respective casting core 1 can be coupled to a water jacket core, not shown here, which engages in the engine block 26
  • Cooling channel images over which the cylinder chambers 27-29 on its outside bounding walls of the engine block 26 are cooled. In this way, in practical use of the internal combustion engine, cooling water flows over the intake and exhaust ports represented by the journal sections 11, 12

Abstract

The invention relates to a core (1) made of a molding sand, the grains of which are conglomerated by a binder, said core (1) being used for forming a cooling duct (41, 42, 43, 44) in a cylinder block (26) for an internal combustion engine. Also disclosed are a use of a core (1) and a method for producing a core (1). The core (1) of the invention can be produced in a simple and safe manner and makes it possible to use a casting process to create even ducts that are no more than 3 mm wide at the narrowest point thereof. To achieve said aim, the core (1) comprises a supporting portion (2), two neck portions (11, 12) which project from a lateral surface (10) of the supporting portion (2) and are located at a distance from one another, and at least one bridge portion (15, 16) which is retained by the neck portions (11, 12) at a distance from the supporting portion (2) and which has a minimum thickness (dmin) of no more than 3 mm in a region (23, 24) between the neck portions (11, 12), said minimum thickness (dmin) being defined as the distance between the lateral surfaces (17, 18) of the at least one bridge portion; furthermore, at least in the region of the bridge portion (15, 16), the core (1) is made of a molding sand of which the grains have a maximum mean diameter of 0.35 mm.

Description

Gießkern, Verwendung eines Gießkerns und Verfahren zur Herstellung eines Gießkerns  Casting core, use of a foundry core and method of making a foundry core
Die Erfindung betrifft einen Gießkern, der aus einem Formsand geformt ist, dessen Körner durch einen Binder miteinander verbunden sind, und der dazu vorgesehen ist, in einem Motorblock für einen Verbrennungsmotor einen Kühlkanal abzubilden. The invention relates to a casting core, which is formed from a molding sand whose grains are interconnected by a binder, and which is intended to image a cooling channel in an engine block for an internal combustion engine.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Gießkerns und ein Verfahren zu seiner Herstellung, bei dem mittels einer Kernschießmaschine eine Formmasse, die einen Formsand und einen Binder umfasst, in einen Formhohlraum einer Kernform geschossen und anschließend der Binder gehärtet wird, um dem Furthermore, the invention relates to a use of such a casting core and a method for its production, in which by means of a core shooter, a molding material comprising a molding sand and a binder, shot into a mold cavity of a core mold and then the binder is cured to the
Gießkern die erforderliche Formfestigkeit zu verleihen. Gießkern give the required dimensional stability.
Gießkerne der hier in Rede stehenden Art bilden als Teil einer Gießform in dem zu gießenden Bauteil Kanäle, Hohlräume und andere Ausnehmungen aus. So werden bei Motorblöcken für Verbrennungsmotoren mit Hilfe von Casting cores of the type in question form as part of a casting mold in the component to be cast channels, cavities and other recesses. So are for engine blocks for internal combustion engines using
Gießkernen beispielsweise die Kühlwasser führenden Casting cores, for example, leading the cooling water
Kanäle, aber auch die zylindrisch geformten Channels, but also the cylindrically shaped
Verbrennungsräume ausgebildet. Combustion chambers formed.
Motorblöcke von modernen Hochleistungsmotoren müssen im Betrieb intensiv gekühlt werden, um die großen Wärmemengen, die aufgrund der hohen Leistungsdichte entstehen, zielgerichtet abzuführen. Dies gilt im besonderen Maße für Motorblöcke, die aus einem Engine blocks of modern high-performance engines must be cooled intensively in operation to the large Amount of heat that arises due to the high power density, purposefully dissipate. This is especially true for engine blocks that consist of a
Leichtmetallwerkstoff, wie beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, hergestellt sind. Gleichzeitig besteht insbesondere im Bereich der Personenkraftwagen der Wunsch nach immer kompakter gebauten Alloy material, such as made of an aluminum alloy. At the same time, especially in the field of passenger cars, there is a desire for ever more compactly built vehicles
Antriebsaggregaten, um einerseits Gewicht zu sparen und um andererseits auch in Karosserien, in denen nur eng begrenzter Raum zur Verfügung steht, Motoren mit hoher Leistung unterbringen zu können. Drive units, on the one hand to save weight and on the other hand to be able to accommodate engines with high performance in bodies in which only a small space is available.
Die kompakte Bauform führt zu einer eng benachbarten Anordnung der Zylinderausnehmungen einer Zylinderreihe. Hieraus ergeben sich entsprechend dünne The compact design leads to a closely spaced arrangement of the cylinder recesses of a cylinder bank. This results in correspondingly thin
Zylinderzwischenwände. Diese sind insbesondere im Cylinder partitions. These are especially in the
Bereich ihrer dem Zylinderkopf zugeordneten Range associated with their cylinder head
Endabschnitte einer erhöhten thermischen Belastung ausgesetzt. Um hier die Entstehung von wärmebedingten Rissen oder sonstigen Beschädigung zu vermeiden, ist es erforderlich, auch in dem betreffenden gefährdeten End portions exposed to increased thermal stress. In order to prevent the occurrence of heat-related cracks or other damage, it is necessary, including in the relevant vulnerable
Bereich eine intensive Kühlung vorzunehmen. Area to carry out intensive cooling.
Eine Möglichkeit, den hierzu benötigten Kühlkanal in die zwischen zwei Zylinderräume eines Motorblocks One way, the required cooling channel in the between two cylinder chambers of an engine block
verbliebene dünne Zwischenwand einzubringen, besteht darin, den Kühlkanal nach Abschluss der gießtechnischen Herstellung in den Block zu bohren. Diese Methode erlaubt zwar eine präzise Fertigung auch sehr klein und schmal dimensionierter Kanäle, ist fertigungstechnisch jedoch aufwändig, da sie eine große Zahl zusätzlicher Arbeitsgänge verlangt. Dies führt zu hohen Kosten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass es Inserting the remaining thin intermediate wall is to drill the cooling channel in the block after completion of the casting process. Although this method allows precise production even very small and narrow-dimensioned channels, but manufacturing technology is complex, since it requires a large number of additional operations. This leads to high costs. One Another disadvantage is that it
herstellungstechnisch schwierig ist, in den oberen manufacturing technology is difficult in the upper
Bereich der zwischen benachbarten Zylinderausnehmungen vorhandenen Trennwand eines Motorblocks eine Area of existing between adjacent cylinder recesses partition of an engine block a
Kanalbohrung mit minimiertem Durchmesser einzubringen, in dem im Gebrauch die höchste thermische Belastung entsteht . To introduce a channel bore with minimized diameter, in which the highest thermal load arises in use.
Um diesen Aufwand zu vermeiden, sind verschiedene To avoid this effort, are different
Vorschläge gemacht worden, wie dünne und schmale Kanäle in die im Betrieb thermisch hoch belasteten Bereiche eines Motorblocks bei der gießtechnischen Herstellung eingebracht werden können. So sind Kerne aus Proposals have been made as to how thin and narrow channels can be introduced into the regions of an engine block that are subject to high thermal loads during operation during casting production. This is how cores look like
unterschiedlichsten Formmassen vorgeschlagen worden, die jeweils mit dem Ziel ausgewählt worden sind, einerseits eine ausreichende Formstabilität des filigranen Various molding compounds have been proposed, which have been selected in each case with the goal, on the one hand a sufficient dimensional stability of the filigree
Kernabschnitts, der den jeweiligen Kanal im Gussteil abbilden soll, sicherzustellen und andererseits zu gewährleisten, dass sich das Kernmaterial nach der Core section that is to map the respective channel in the casting, on the other hand, to ensure that the core material after the
Erstarrung des Motorblocks möglichst problemlos so entfernen lässt, dass eine ordnungsgemäße Durchströmung gewährleistet ist. Die Verwendung von aus Formmassen hergestellten Kernen stößt jedoch an Grenzen, die durch die Formstabilität und mechanische Belastbarkeit gesetzt werden, welche die Kerne besitzen müssen, um auch unter den in einem Gießereibetrieb herrschenden Bedingungen eine ausreichende Produktivität zu gewährleisten. Solidify the engine block as easily as possible so that a proper flow is ensured. However, the use of cores made from molding compounds encounters limits imposed by the dimensional stability and mechanical strength which the cores must possess in order to ensure sufficient productivity even under the conditions prevailing in a foundry operation.
Um Kanäle mit noch kleineren Durchmessern in To channels with even smaller diameters in
Leichtmetall-Motorblöcken abbilden zu können, ist in der EP 0 974 414 Bl vorgeschlagen worden, diese Kanäle durch ein entsprechend dimensioniertes Glasröhrchen abzubilden, das in die Gießform eingelegt und beim It has been proposed in EP 0 974 414 B1 to image light metal engine blocks, these channels through a correspondingly dimensioned glass tube Imaged in the mold and inserted in the mold
Abguss von der Gießschmelze umschlossen wird. Das Casting is enclosed by the casting melt. The
Material des Glasröhrchens ist dabei so gewählt, dass es unter den im Zuge der Erstarrung des Gussmaterials auftretenden Spannungen in viele kleine Teile zerbricht, die anschließend problemlos ausgespült werden können. Material of the glass tube is chosen so that it breaks under the stresses occurring in the course of solidification of the casting material into many small parts, which can then be easily rinsed.
Andere in diese Richtung zielende Vorschläge sehen vor, die Kanäle durch Blech- oder Drahteinsätze abzubilden, die anschließend aus dem fertigen Gussteil gezogen werden . Other proposals in this direction provide for the channels to be formed by sheet metal or wire inserts, which are then pulled out of the finished casting.
Die voranstehend erwähnten Möglichkeiten haben sich im Stand der Technik mit mehr oder weniger großen The above-mentioned possibilities have in the prior art with more or less large
technischem und wirtschaftlichem Erfolg für die technical and economic success for the
Erzeugung von Kanälen bewährt, die trotz ihrer Production of channels proven, despite their
begrenzten Abmessungen ausreichend groß und zugänglich sind, um die jeweils verbleibenden Bruchstücke des sie abbildenden Kernmaterials entfernen zu können. limited dimensions are sufficiently large and accessible to remove the remaining fragments of the imaged core material can.
Bei einer neuen Generation von aus Aluminiumwerkstoff gegossenen Verbrennungsmotoren ist die Dicke der In a new generation of aluminum alloy cast internal combustion engines, the thickness of the
Zwischenwände jedoch so weit reduziert, dass die darin erforderlichen Kühlkanäle in ihrem engsten Abschnitt eine lichte Weite von weniger als 3 mm besitzen. Bei aus Al-Werkstoff gegossenen Motorblöcken dieser Art liegt die lichte Weite der Kühlkanäle in dem Bereich, an dem die Zwischenwand zwischen zwei Zylinderräumen am However, intermediate walls reduced so that the required cooling channels in their narrowest section have a clear width of less than 3 mm. In engine blocks cast of Al material of this type, the inside width of the cooling channels is in the area where the partition wall between two cylinder chambers on
schmälsten ist, im Bereich von 1 - 2 mm. narrowest, in the range of 1 - 2 mm.
Vor dem Hintergrund des Standes der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, einen Gießkern zu schaffen, der sich auf einfache, betriebssichere Weise herstellen lässt und es dabei erlaubt, auch Kanäle, die an ihrer engsten Stelle höchstens 3 mm breit sind, gießtechnisch herzustellen . Against the background of the prior art, the object of the invention was to provide a casting core, which can be manufactured in a simple, reliable manner and thereby allows to produce also channels which are at their narrowest point at most 3 mm wide, by casting.
Darüber hinaus sollten eine bevorzugte Verwendung und ein Verfahren zur Herstellung von Gießkernen, die dies leisten, angegeben werden. In addition, a preferred use and method of making cores that do so should be indicated.
In Bezug auf den Gießkern hat die Erfindung diese With respect to the casting core, the invention has this
Aufgabe dadurch gelöst, dass ein solcher Gießkern gemäß Anspruch 1 ausgebildet ist. Problem solved in that such a casting core is formed according to claim 1.
Vorteilhafterweise lässt sich ein erfindungsgemäßer Gießkern in einer Gießform für die gießtechnische Advantageously, a casting core according to the invention can be used in a casting mold for casting technology
Herstellung eines Motorblocks für einen Production of an engine block for a
Verbrennungsmotor durch Abgießen einer Aluminiumschmelze in die Gießform verwenden, wobei der Stegabschnitt des Gießkerns in dem Motorblock einen zwischen zwei  Using an internal combustion engine by pouring an aluminum melt into the casting mold, wherein the web portion of the casting core in the engine block one between two
Zylinderräumen des Motorblocks angeordneten Kühlkanal abbildet, dessen lichte Weite höchstens 3 mm beträgt. Cylinder chambers of the engine block arranged cooling channel, the clear width is at most 3 mm.
Die Lösung der oben genannten Aufgabe in Bezug auf das Verfahren besteht schließlich darin, dass die The solution to the above problem with respect to the method is finally that the
Herstellung eines erfindungsgemäßen Gießkerns nach Production of a casting core according to the invention
Maßgabe von Anspruch 12 erfolgt. Assignment of claim 12 takes place.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert . Ein erfindungsgemäßer Gießkern, der dazu vorgesehen ist, in einem Motorblock für einen Verbrennungsmotor einen Kühlkanal abzubilden, ist demnach vollständig aus einem Formsand geformt, dessen Körner durch einen Binder miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß weist nun der Gießkern einen Trägerabschnitt, zwei Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims and are explained below as the general inventive concept in detail. A casting core according to the invention, which is intended to image a cooling channel in an engine block for an internal combustion engine, is therefore completely formed from a molding sand whose grains are connected to one another by a binder. According to the invention, the casting core now has a support section, two
Zapfenabschnitte, die von einer Seitenfläche des Journal sections extending from a side surface of the
Trägerabschnitts abstehen und mit Abstand zueinander angeordnet sind, und mindestens einen mit Abstand zu dem Trägerabschnitt von den Zapfenabschnitten gehaltenen Stegabschnitt auf, dessen als Abstand seiner Carrier portion protrude and are arranged at a distance from each other, and at least one spaced from the support portion of the journal portions held web portion whose distance as its
Seitenflächen zueinander gemessene Minimaldicke in einem zwischen den Zapfenabschnitten liegenden Bereich Side surfaces measured to each other minimum thickness in a lying between the pin portions area
höchstens 3 mm beträgt. Dabei ist der Gießkern 3 mm at the most. Here is the casting core
mindestens im Bereich seines Stegabschnitts aus einem Formsand geformt, dessen Körner einen mittleren formed at least in the region of its web section of a molding sand whose grains have a middle
Durchmesser von höchstens 0,35 mm besitzen. Have a diameter of at most 0.35 mm.
Ein erfindungsgemäßer Gießkern besteht somit vollständig aus Formsand, dessen Körner in an sich bekannter Weise mittels eines geeigneten Binders so miteinander A casting core according to the invention thus consists entirely of foundry sand, the grains of which in a manner known per se with one another by means of a suitable binder
verbunden sind, dass sie einen festen Körper bilden. are connected, that they form a solid body.
Der Trägerabschnitt des Gießkerns erlaubt es dabei, den Gießkern trotz der filigranen Ausgestaltung seines Stegabschnitts problemlos zu fassen, zu transportieren und in eine Gießform einzusetzen. So kann der The support portion of the casting core makes it possible to easily grasp the casting core despite the filigree design of its web section, to transport and insert it into a mold. So can the
erfindungsgemäße Gießkern ohne Weiteres auch Teil einer als Kernpaket ausgebildeten Gießform sein. Genauso kann er problemlos in jedem anderen Gießverfahren verwendet werden, bei dem im oder an dem jeweiligen Gussteil filigrane Kanäle mit minimierten Abmessungen ausgebildet werden sollen. Be mold core according to the invention also readily part of a mold formed as a core package. Likewise, it can easily be used in any other casting process, in or on the particular casting filigree channels are to be formed with minimized dimensions.
Die von dem Trägerabschnitt getragenen Zapfenabschnitte bilden im zu gießenden Motorblock den Zu- und The journal sections carried by the support section form the supply and to be cast in the engine block
Abströmkanal, über die der schmale, eng dimensionierte Kühlkanal mit Kühlmittel versorgt wird, der jeweils durch den von den Zapfenabschnitten getragenen Outflow channel through which the narrow, narrow-dimensioned cooling channel is supplied with coolant, each supported by the pin sections
Stegabschnitt im Motorblock abgebildet wird. Dessen Dicke ist in einem kritischen Bereich auf höchstens 3 mm reduziert, wobei in der Praxis die Minimaldicke in diesem Bereich 1 - 2 mm beträgt. Dabei ist der Bridge section is shown in the engine block. Its thickness is reduced in a critical range to at most 3 mm, in practice, the minimum thickness in this range is 1 - 2 mm. It is the
betreffende kritische Bereich, in dem der Stegabschnitt des erfindungsgemäßen Gießkerns am schmälsten ist, dem Bereich der jeweiligen Zwischenwand des zu gießenden Motorblocks zugeordnet, an dem die Zwischenwand am dünnsten ist und sich die durch die Zwischenwand relevant critical region in which the web portion of the casting core according to the invention is narrowest, associated with the region of the respective intermediate wall of the engine block to be cast, on which the intermediate wall is thinnest and which through the intermediate wall
getrennten Zylinderräume am nächsten kommen. separate cylinder rooms come closest.
Entscheidend für die praktische Umsetzung der Erfindung ist hier, dass der Gießkern mindestens im Bereich seines Stegabschnitts aus einem feinkörnigen Formsand geformt ist. Dessen Korngröße ist so gewählt, dass der Decisive for the practical implementation of the invention is here that the casting core is formed at least in the region of its web portion of a fine-grained molding sand. Its grain size is chosen so that the
Stegabschnitt nach dem Abguss im erstarrenden Gussteil feinteilig zerfällt, so dass die verbleibenden Web section after the casting in the solidifying casting finely divided, so that the remaining
Kernbruchstücke entweder selbststätig aus dem fertig erstarrten Motorblock ausrieseln oder ausgespült werden können. Core fragments either automatically trickle out of the finished solidified engine block or can be rinsed out.
Überraschend hat sich dabei gezeigt, dass sich die Surprisingly, it has been shown that the
Gießkerne nicht nur in herkömmlicher Weise durch Casting cores not only in a conventional manner
Schießen in einer Kernschießmaschine fertigen lassen, sondern dabei im Bereich des schmalen Stegabschnitts auch eine Oberflächenbeschaffenheit bieten, die im zu erzeugenden Kühlkanal ausreichend glatte Innenflächen erzeugen, ohne dass es dazu eines aufwändigen Shooting in a core shooting machine, but also offer a surface texture in the region of the narrow web portion, which produce sufficiently smooth inner surfaces in the cooling channel to be produced, without requiring a complex
Schlichteauftrags bedarf. Dies gilt insbesondere dann, wenn der mittlere Durchmesser der Körner des Formsands höchstens 0,27 mm, insbesondere höchstens 0,23 mm, beträgt . Finishing order required. This applies in particular if the average diameter of the grains of the molding sand is not more than 0.27 mm, in particular not more than 0.23 mm.
Wie schon erwähnt, lassen sich erfindungsgemäße As already mentioned, can be inventive
Gießkerne dadurch großtechnisch herstellen, dass mittels einer Kernschießmaschine eine Formmasse, die einen Making cores industrially by means of a core shooter a molding material, the one
Formsand und einen Binder umfasst, in einen Formhohlraum einer Kernform geschossen und anschließend der Binder gehärtet wird, um dem Gießkern die erforderliche Molding sand and a binder, shot in a mold cavity of a core mold and then the binder is cured to the casting core the required
Formfestigkeit zu verleihen, wobei erfindungsgemäß als Formmasse zumindest für den Stegbereich des Gießkerns ein Formsand verwendet wird, dessen Körner einen To give dimensional stability, wherein according to the invention as a molding material at least for the web portion of the casting core, a molding sand is used, the grains of a
mittleren Durchmesser von höchstens 0,35 mm besitzen. Auch hier gilt aus den voranstehend erläuterten Gründen selbstverständlich, dass der mittlere Durchmesser der Körner optimalerweise nicht mehr als 0,27 mm, have a mean diameter of at most 0.35 mm. Again, for the reasons explained above, it is understood that the average diameter of the grains is optimally not more than 0.27 mm,
insbesondere höchstens 0,23 mm, beträgt. in particular at most 0.23 mm.
Optimale Arbeitsergebnisse können dabei mit Formmassen erzielt werden, bei denen der Formsand und der Binder nicht als Mischung vorliegen, sondern bei denen die Körner des Formsands jeweils mit einem Binder umhüllt sind, wobei auch hier gilt, dass der mittlere Optimal work results can be achieved with molding compositions in which the molding sand and the binder are not present as a mixture, but in which the grains of the molding sand are each covered with a binder, which also applies here that the middle
Durchmesser der derart umhüllten Formsandkörner nicht größer als 0,35 mm ist. Mit Binder ummantelte Formsande der erfindungsgemäß verarbeiteten Art werden heute noch für das so genannte "Croning-Verfahren" , in der Diameter of the molding sand grains coated in this way is not greater than 0.35 mm. Molded sands coated with binder of the type processed according to the invention are still in use today for the so-called "croning process" in which
Fachsprache auch " askenformverfahren" genannt, Technical language also called "askenformverfahren",
eingesetzt und beispielsweise unter Bezeichnung VS744 (mittlere Korngröße 0,29 mm +/- 0,02 mm) oder VS1264 (mittlere Korngröße 0,21 +/- 0,02 mm) von der Hüttenes- Albertus Chemische Werke GmbH, Düsseldorf, angeboten. Von der Hüttenes Albertus Chemische Werke GmbH ist auch die Abhandlung "Das Maskenformverfahren: Eine deutsche Innovation zur Gussherstellung" von Ulrich Recknagel veröffentlich worden, in der die Technik und Geschichte des Maskenformverfahrens dargestellt ist. used and for example under designation VS744 (average grain size 0.29 mm +/- 0.02 mm) or VS1264 (average grain size 0.21 +/- 0.02 mm) from the Hüttenes- Albertus Chemische Werke GmbH, Dusseldorf, offered. Hüttenes Albertus Chemische Werke GmbH has also published the treatise "The Mask Forming Process: A German Innovation for Cast Production" by Ulrich Recknagel, which describes the technique and history of the mask molding process.
Ein besonderer Vorteil der Verwendung von Croning- Formstoffen ergibt sich dann, wenn die Binder-Umhüllung der jeweiligen Formsandkörner eine kugelige Form hat. Die Kugelform sorgt für ein besonders gutes Verhalten des Formstoffs beim Schießen von erfindungsgemäßen A particular advantage of the use of croning molding materials arises when the binder coating of the respective molding sand grains has a spherical shape. The spherical shape ensures a particularly good behavior of the molding material when shooting of the invention
Kernen in einer konventionellen Kernschießmaschine. So können mit hoher Betriebssicherheit erfindungsgemäße Gießkerne trotz ihrer minimierten Abmessungen Cores in a conventional core shooter. Thus, casting cores according to the invention can be used with high reliability despite their minimized dimensions
hergestellt werden. getting produced.
Insbesondere bei Verwendung des feinkörnigeren Formsands mit einer mittleren Korngröße von 0,19 - 0,23 mm lassen sich nicht nur Gießkerne problemlos in einer Especially when using the fine-grained molding sand with a mean grain size of 0.19 - 0.23 mm not only cores can be easily in one
Kernschießmaschine herstellen, sondern es zeigt sich auch, dass die Oberfläche der durch ihren Stegabschnitt im jeweils gegossenen Motorblock abgebildeten dünnen Kühlkanäle regelmäßig eine ausreichende Qualität Core shooting machine produce, but it also shows that the surface of the thin coolant channels shown by their web section in each cast engine block regularly a sufficient quality
besitzt, ohne dass dazu Schlichte oder sonstige owns, without that sizing or other
oberflächenverbessernde Hilfsmittel, wie Talkum oder desgleichen, benötigt werden. Sollte sich bei Verwendung von gröberen Sanden mit mittleren Durchmessern ihrer vorzugsweise surface improving agents such as talc or the like may be needed. Should be preferred when using coarser sands with average diameters of their
binderummantelten Körner von 0,27 mm und mehr binder-coated grains of 0.27 mm and more
herausstellen, dass die Oberflächenqualität der im turn out that the surface quality of the
Gussteil abgebildeten Kühlkanäle nicht ausreicht, kann dies durch Auftrag einer dünnen Schlichte oder eines anderen zur Verbesserung der Oberfläche üblicherweise verwendeten Mittels mindestens auf Stegabschnitt behoben werden. Bei Korngrößen von mehr als 0,35 mm lassen sich jedoch Gießkerne mit den erfindungsgemäß vorgegebenen Abmessungen nicht mehr zuverlässig schießen und der für den Ausgleich der groben Oberflächen zu treibende Casting pictured cooling channels is not sufficient, this can be resolved by applying a thin sizing or other commonly used to improve the surface agent at least on web section. With grain sizes of more than 0.35 mm, however, casting cores can no longer reliably shoot with the dimensions specified in accordance with the invention and can be driven to compensate for the coarse surfaces
Aufwand wird so groß, dass eine Anwendung auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht mehr sinnvoll ist. Daher werden für die Herstellung erfindungsgemäßer Gießkerne optimalerweise solche Formsande verwendet, deren mit Binder ummantelte Körner im Mittel einen Effort becomes so great that an application no longer makes sense from an economic point of view. Therefore, for the production of casting cores according to the invention, such molding sands are optimally used, and their binder-coated grains have on average one
Durchmesser von weniger als 0,27 mm, insbesondere weniger als 0,25 mm, aufweisen. Diameter of less than 0.27 mm, in particular less than 0.25 mm.
Bei dem Binder, mit dem die Körner der erfindungsgemäß zur Herstellung der Gießkerne verwendeten Formsande vorzugsweise umhüllt oder vermischt sind, handelt es sich typischerweise um ein Harz, das in Folge von The binder with which the granules of the molding sand used according to the invention for the production of the cores are preferably coated or mixed is typically a resin resulting from
Wärmezufuhr mit dem Harz der jeweils angrenzenden Körner verklebt und aushärtet, so dass ein fester Verbund entsteht . Heat is bonded and cured with the resin of each adjacent grains, so that a solid composite is formed.
Zu einer betriebssicheren Herstellung durch For a reliable production by
konventionelles Schießen der Kerne in einer conventional shooting of the cores in one
Kernschießmaschine trägt auch bei, wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Seitenflächen des erfindungsgemäßen Gießkerns jeweils in einem sprungfreien Übergang in die Umfangsfläche der Kernschießmaschine also contributes, if according to an embodiment of the invention, the side surfaces of Gießkerns invention each in a jump-free transition into the peripheral surface of the
Zapfenabschnitte übergehen und seine Dicke ausgehend von einer dem jeweiligen Zapfenabschnitt zugeordneten Pass over pin sections and its thickness, starting from a respective pin section associated
Maximaldicke in Längsrichtung des Stegabschnitts Maximum thickness in the longitudinal direction of the web section
kontinuierlich bis zu der Minimaldicke abnimmt. Der sprungfreie Anschluss des Stegabschnitts an die ihn tragenden Zapfenabschnitte und die kontinuierliche continuously decreases to the minimum thickness. The jump-free connection of the web section to the journal sections carrying it and the continuous
Dickenabnahme tragen dazu bei, dass der Formstoff trotz der minimierten Abmaße in der Kernschießmaschine auch den Hohlraum sicher und ausreichend dicht füllen, der den schmalen Stegabschnitt des Gießkerns abbildet. Dickenabnahme contribute to ensure that the molding material in spite of the minimized dimensions in the core shooting machine and the cavity safely and sufficiently tight fill, which images the narrow web portion of the casting core.
Die sprungfreie Anbindung des Stegabschnitts an die Zapfenabschnitte kann dadurch vereinfacht werden, dass die Zapfenabschnitte eine nach Art eines Nockens The jump-free connection of the web section to the journal sections can be simplified in that the journal sections one after the manner of a cam
geformte Querschnittform aufweisen, deren Spitze dem jeweils anderen Zapfenabschnitt zugewandt ist. Auf diese Weise können sich die Seitenflächen des Stegabschnitts problemlos an die Umfangsfläche der Zapfenabschnitte anschmiegen, wodurch wiederum die Befüllung des having shaped cross-sectional shape, the tip of which faces the respective other pin portion. In this way, the side surfaces of the web portion can easily cling to the peripheral surface of the pin portions, which in turn the filling of
Stegabschnitts mit Formsand beim Kernschießen Footbridge section with molding sand during core shooting
unterstützt wird. is supported.
In der erfindungsgemäßen Weise lassen sich Gießkerne erzeugen, die in ihrem kritischen, minimal dicken In the manner according to the invention, casting cores can be produced which are in their critical, minimal thickness
Bereich nicht nur eine Dicke von höchstens 3 mm, Not only a thickness not exceeding 3 mm,
insbesondere 1 - 2 mm, besitzen und somit geeignet sind, im zu erstellenden Gussteil Kühlkanäle mit einer lichten Weite von 3 mm und weniger, insbesondere 1,5 +/- 0,5 mm, abzubilden, sondern bei denen im kritischen Bereich auch die Höhe minimiert ist. So kann bei einem erfindungsgemäßen Gießkern die Höhe des Stegabschnitts in dem Bereich, in dem er seine Minimaldicke hat, auf höchstens 4,5 mm beschränkt sein. in particular 1 - 2 mm, and thus are suitable, in the casting to be created cooling ducts with a clear width of 3 mm and less, in particular 1.5 +/- 0.5 mm, depict, but in which in the critical area and the height is minimized. So can at a According to the invention, the height of the web section in the region in which it has its minimum thickness is limited to a maximum of 4.5 mm.
Grundsätzlich ist es denkbar, nur den Stegabschnitt eines erfindungsgemäßen Gießkerns aus erfindungsgemäß feinkörnigem Formsand zu bilden, während die anderen Abschnitte des Gießkerns aus einem gröberen Formsand bestehen. Hierzu könnte beispielsweise der Stegabschnitt aus dem feinkörnigen Sand getrennt von den anderen In principle, it is conceivable to form only the web portion of a casting core according to the invention of fine-grained molding sand according to the invention, while the other portions of the casting core consist of a coarser molding sand. For this purpose, for example, the web portion of the fine-grained sand separated from the other
Abschnitten des Gießkerns geschossen und anschließend beispielsweise durch Verkleben mit den aus gröberem Sand geschossenen übrigen Abschnitten des Gießkerns verbunden werden. Fertigungstechnisch einfacher ist es jedoch, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Gießkern jeweils vollständig in einem Stück aus einem Formsand geformt ist, der den erfindungsgemäßen Vorgaben genügt . Fired portions of the casting core and then connected, for example, by gluing with the shot of coarser sand remaining portions of the casting core. However, it is simpler in terms of manufacturing technology if, according to a further embodiment of the invention, the casting core is in each case formed completely in one piece from a foundry sand which satisfies the specifications according to the invention.
Sofern dies die abzuführende Wärmemenge erforderlich macht, kann ein erfindungsgemäßer Gießkern problemlos auch so ausgelegt werden, dass er mehr als einen schmalen Gießkanal in der jeweils dünnen Zwischenwand des zu gießenden Motorblocks abbildet. Zu diesem Zweck können von den Zapfenabschnitten zwei oder mehr If this makes the amount of heat to be dissipated, a casting core according to the invention can also be easily designed such that it images more than one narrow casting channel in the respective thin intermediate wall of the engine block to be cast. For this purpose, two or more of the pin portions may be used
beabstandet zueinander angeordnete Stegabschnitte getragen sein, die jeweils einen Bereich aufweisen, in dem ihre Minimaldicke jeweils höchstens 3 mm beträgt. Dabei gilt auch hier selbstverständlich, dass für die zusätzlichen Stegabschnitte deutlich geringere be spaced apart web portions supported, each having a region in which their minimum thickness is no more than 3 mm. It goes without saying that for the additional web sections significantly lower
Minimaldicken, von beispielsweise 1 - 2 mm, möglich sind . Ein erfindungsgemäßer Gießkern eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Gießform für die gießtechnische Herstellung eines Motorblocks für einen Minimum thickness, for example 1 - 2 mm, are possible. A casting core according to the invention is particularly suitable for use in a casting mold for the production of an engine block for a casting method
Verbrennungsmotor durch Abgießen einer Aluminiumschmelze in die Gießform, wobei der Stegabschnitt des Gießkerns in dem Motorblock einen zwischen zwei Zylinderräumen des Motorblocks angeordneten Kühlkanal abbildet, dessen lichte Weite höchstens 3 mm beträgt.  Internal combustion engine by casting an aluminum melt into the casting mold, wherein the web portion of the casting core in the engine block depicts a cooling channel arranged between two cylinder chambers of the engine block, whose inside diameter is at most 3 mm.
Mit der Erfindung lassen sich in jeden With the invention can be in each
Verbrennungsmotorblock, bei dem zwischen zwei Combustion engine block, in which between two
Zylinderöffnungen eine schmale Trennwand ausgebildet ist, dünne Kanäle in die betreffende Trennwand Cylinder openings a narrow partition is formed, thin channels in the partition in question
einbringen. Selbstverständlich schließt dies die contribute. Of course, this includes the
Möglichkeit ein, bei der gießtechnischen Herstellung von Motorblöcken, die mehr als zwei Zylinderöffnungen aufweisen, in jeder der zwischen benachbarten Possibility, in the technical production of engine blocks having more than two cylinder openings, in each of the between adjacent
Zylinderöffnungen vorhandenen Trennwände mittels jeweils eines erfindungsgemäßen Gießkerns mindestens einen dünnen Kanal abzubilden. Cylinder openings existing partitions by means of a respective casting core according to the invention to image at least one thin channel.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Hereinafter, the invention with reference to a
Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung näher erläutert. Deren Figuren zeigen jeweils schematisch: Embodiment showing drawing explained in more detail. Their figures show each schematically:
Fig. 1 einen Gießkern in einer Ansicht von unten; 1 shows a casting core in a view from below;
Fig. 2 den Gießkern in einer gegen seine eine Fig. 2 the casting core in one against his one
Breitseite gerichteten Ansicht;  Broadside view;
Fig. 3 den Gießkern in einer gegen seine eine Fig. 3, the casting core in one against his one
Schmalseite gerichteten Ansicht; Fig. 4 einen Ausschnitt einer Gießform in einem Narrow-side view; 4 shows a detail of a casting mold in one
Längsschnitt;  Longitudinal section;
Fig. 5 einen Ausschnitt eines Motorblocks in Fig. 5 shows a detail of an engine block in
Draufsicht .  Top view .
Der Gießkern 1 weist einen Trägerabschnitt 2 auf, der die Grundform eines schmalen Pyramidenstupfes mit einander gegenüberliegenden Breitseiten 3,4 und einander ebenfalls gegenüberliegenden Schmalseiten 5,6 aufweist, die die Breitseiten 3,4 miteinander verbinden. The casting core 1 has a support section 2, which has the basic shape of a narrow pyramidal stipple with opposite broad sides 3, 4 and likewise opposite narrow sides 5, 6, which connect the broad sides 3, 4 to one another.
Angrenzend an die obere Stirnseite 7 sind an den Adjacent to the upper end face 7 are at the
Breitseiten 3,4 seitlich abstehende Halteabschnitte 8,9 ausgebildet, die sich etwa über ein Fünftel der Höhe des Tragabschnitts 2 erstrecken. Broad sides 3.4 laterally projecting holding sections 8,9 formed, which extend approximately over a fifth of the height of the support section 2.
An seiner unteren planen Stirnseite 10 sind an den At its lower plan face 10 are at the
Trägerabschnitt 2 zudem zwei Zapfenabschnitte 11,12 angeformt, die sich achsparallel zueinander erstrecken und senkrecht ausgerichtet von der Stirnseite 10 Carrier portion 2 also formed two pin portions 11,12 which extend axially parallel to each other and aligned perpendicularly from the end face 10th
abstehen. Die Zapfenabschnitte 11,12 weisen eine protrude. The pin sections 11, 12 have a
nockenartige Querschnittform auf, deren Nockenspitze 13,14 jeweils in Richtung des jeweils anderen cam-shaped cross-sectional shape, the cam tip 13,14 each in the direction of the other
Zapfenabschnitts 12,11 weist. Journal section 12,11 points.
Zwischen den Zapfenabschnitten 11,12 erstrecken sich in Längsrichtung der Zapfenabschnitte 11,12 beabstandet zueinander und zur Stirnseite 10 des Trägerabschnitts zwei Stegabschnitte 15,16. Die Längsachsen L1,L2 der Stegabschnitte 15,16 sind parallel zueinander und zur Stirnseite 10 des Trägerabschnitts 2 ausgerichtet. Mit ihren Enden gehen die Stegabschnitte 15,16 in den jeweils zugeordneten Zapfenabschnitt 11,12 über. Dazu sind die Seitenflächen 17,18 der Stegabschnitte 15,16 so an die Umfangsflache 19,20 des jeweiligen Between the pin portions 11,12 extend in the longitudinal direction of the pin portions 11,12 spaced from one another and the end face 10 of the support portion two web portions 15,16. The longitudinal axes L1, L2 of the web sections 15, 16 are aligned parallel to one another and to the end face 10 of the carrier section 2. With their ends go the web portions 15,16 in the respectively associated pin portion 11,12. For this purpose, the side surfaces 17,18 of the web portions 15,16 so to the peripheral surface 19,20 of the respective
Zapfenabschnitts 11,12 angeschmiegt. Sie laufen dabei tangential und sprungfrei in den Umfangsflächenabschnitt 21,22 der Zapfenabschnitte 11,12 aus, der sich zwischen der Nockenspitze 13,14 und der jeweils dicksten Stelle des Querschnitts der Zapfenabschnitte 11,12 erstreckt. Tongue section 11,12 nestled. They run tangentially and without jolts into the circumferential surface section 21, 22 of the journal sections 11, 12, which extends between the cam tip 13, 14 and the respectively thickest point of the cross section of the journal sections 11, 12.
An der jeweiligen Anschlussstelle, an der die At the respective junction where the
Stegabschnitte 15,16 an den jeweiligen Zapfenabschnitt 11,12 angeschlossen sind, entspricht die als Abstand ihrer Seitenflächen 17,18 gemessene Dicke d der Web portions 15,16 are connected to the respective pin portion 11,12, corresponds to the distance of their side surfaces 17,18 measured thickness d of
Stegabschnitte 15,16 einer Maximaldicke dmax von ca. Web portions 15,16 a maximum thickness dmax of approx.
5 mm, wobei in der Praxis die Dicke dmax auch größer sein kann. Ausgehend von dieser Maximaldicke dmax nimmt die Dicke d der Stegabschnitte 15,16 in Richtung des jeweils anderen Zapfenabschnitts 11,12 kontinuierlich ab, bis sie in einem mittig zwischen den 5 mm, in practice, the thickness dmax may also be greater. Starting from this maximum thickness dmax, the thickness d of the web sections 15, 16 continuously decreases in the direction of the respective other journal section 11, 12, until it lies in a middle position between the webs
Zapfenabschnitten 11,12 angeordneten Mittenbereich 23,24 der Stegabschnitte 15,16 ihre Minimaldicke dmin von etwa 1, 5 mm erreicht . Spine portions 11,12 arranged center region 23,24 of the web sections 15,16 reaches its minimum thickness dmin of about 1, 5 mm.
In entsprechender Weise nimmt die als Abstand der Ober- und Unterseite der Stegabschnitte 15,16 gemessene Höhe h der Stegabschnitte 15,16 ausgehend von einer an der jeweiligen Anschlussstelle gegebenen Maximalhöhe hmax in Richtung des Mittenbereichs 23,24 kontinuierlich ab, bis dort eine Minimalhöhe hmin von ca. 4 , 3 mm gegeben ist. Der Gießkern 1 ist in einem Stück in einer konventionellen, hier nicht gezeigten Kernschießmaschine aus einem handelsüblichen so genannten "Croning- Formsand" geschossen worden, dessen Quarzsandkörner einen mittleren Korndurchmesser von 0,21 +/- 0,02 mm (entsprechend AFS Kornfeinheitsnummer 68 +/- 3 aufwiesen und mit einem als Binder dienenden Kunstharz ummantelt waren. Der Formsand ist dazu mit einem Druck von 2 - 6 bar in einen auf 200 - 350 °C erwärmten Kernkasten geschossen worden, in dem das Binderharz der In a corresponding manner, the height h of the web sections 15, 16 measured as the distance between the top and bottom of the web sections 15, 16 continuously decreases starting from a maximum height hmax at the respective connection point in the direction of the central region 23, 24, until a minimum height h min exists there is given by about 4, 3 mm. The casting core 1 has been fired in one piece in a conventional, not shown core shooting machine from a commercial so-called "Croning molding sand" whose quartz grains have a mean grain diameter of 0.21 +/- 0.02 mm (corresponding to AFS Kornfeinheitsnummer 68 + The molding sand was shot at a pressure of 2 - 6 bar into a core box heated to 200 - 350 ° C, in which the binder resin of the
Quarzsandkörner in Folge der über den Kernkasten Quartz sand grains in a row over the core box
erfolgenden Wärmezufuhr miteinander verbackt und successful heat supply zusammenackt and
ausgehärtet sind. Nach einer hierzu erforderlichen are cured. After a required for this
Verweilzeit von 30 - 120 s konnte der Gießkern 1 aus dem Kernkasten entnommen werden. Er wies trotz der Residence time of 30 - 120 s, the core 1 could be removed from the core box. He dismissed despite the
filigranen Gestalt seiner Stegabschnitte 15,16 eine ausreichende Formfestigkeit auf, um ihn der weiteren Verwendung zuzuführen. Auch besaß er insbesondere im Bereich der Stegabschnitte 15,16 eine gleichmäßig fein gekörnte Oberfläche, deren Qualität so hochwertig war, dass sie direkt der Weiterverwendung zugeführt werden konnte. Der Auftrag einer Schlichte oder eines sonstigen Hilfsmittels, das bei gröberen Oberflächenstrukturen erforderlich gewesen wäre, um die geforderte Qualität zu erreichen, war nicht erforderlich. filigree shape of its web portions 15,16 on a sufficient dimensional stability in order to supply it for further use. He also had especially in the area of the web sections 15,16 a uniformly finely grained surface whose quality was so high that it could be fed directly to the re-use. The application of a size or other aid that would have been required for coarser surface textures to achieve the required quality was not required.
In der voranstehend erläuterten Weise gestaltete und hergestellte Gießkerne 1 werden als Teil einer in Fig. 4 nur ausschnittweise gezeigten, im Übrigen konventionell als Kernpaket ausgebildeten Gießform 25 eingesetzt, die zum Abgießen eines in Fig. 5 ebenfalls nur Cast cores 1 designed and produced in the above-described manner are used as part of a casting mold 25 which is only partially shown in FIG. 4 and otherwise conventionally designed as a core package, which likewise only serves to cast one in FIG
ausschnittweise gezeigten, aus einer Aluminiumschmelzlegierung gegossenen Motorblocks 26 für einen Verbrennungsmotor mit in Reihe angeordneten partially shown, from one Aluminum melt alloy cast engine block 26 for an internal combustion engine arranged in series
Zylinderräumen 27,28,29 eingesetzt werden. Dabei werden die Gießkerne 1 mittels Deckkernen 30,31,32 so zwischen den die Zylinderräume 27-29 abbildenden Zylinderkernen 33,34,35 angeordnet, dass ihre Stegabschnitte mittig im oberen, den Deckkernen 30-32 zugeordneten Bereich des zwischen den Zylinderkernen 33-35 vorhandenen schmalen Freiraums 36,37 angeordnet ist. Der jeweilige Freiraum 36,37 bildet beim fertigen Motorblock 26 jeweils die Zylinderzwischenwand 38,39 ab, durch die die jeweils benachbarten Zylinderräume 27, 28; 28, 29 voneinander getrennt sind. In dem Bereich 40, in dem die Cylinder chambers 27,28,29 are used. The cores 1 are arranged by means of cores 30,31,32 so between the cylinder chambers 27-29 mapping cylinder cores 33,34,35 that their web sections centrally in the upper, the cover cores 30-32 associated region of between the cylinder cores 33-35 existing narrow free space 36,37 is arranged. In the finished engine block 26, the respective free space 36, 37 forms in each case the cylinder intermediate wall 38, 39, through which the respectively adjacent cylinder chambers 27, 28; 28, 29 are separated from each other. In the area 40, in which the
benachbarten Zylinderräume 27,28/28,29 sich am nächsten kommen, beträgt die minimale Dicke dmin der jeweiligen Zylinderzwischenwand 38,39 etwa 5 mm. adjacent cylinder spaces 27,28 / 28,29 come closest, the minimum thickness dmin of the respective cylinder intermediate wall 38,39 is about 5 mm.
Nach dem Abgießen der Aluminiumschmelzlegierung in die Gießform 25 erstarrt der Aluminiumgusswerkstoff. In Folge der damit einhergehenden Erwärmung beginnt der Binder zu zerfallen, der die Sandkörner des Gießkerns 1 zusammenhält. Die über diesen Weg eingetragene After pouring the Aluminiumschmelzlegierung into the mold 25 of the aluminum casting material solidifies. As a result of the associated heating of the binder begins to disintegrate, which holds the grains of sand of the core 1 together. The registered on this way
Wärmeenergie reicht dabei in der Regel nur aus, um den Zerfallsprozess zu starten. Falls die dadurch erhaltenen Bruchstücke des Gießkerns 1 noch zu groß sind, um aus den durch den Gießkern 1 abgebildeten Kanälen zu As a rule, heat energy is only sufficient to start the decomposition process. If the resulting fragments of the casting core 1 are still too large to from the channels formed by the casting core 1 to
rieseln, wird das Kernmaterial anschließend in bekannter Weise durch eine gezielte Behandlung weiter zerkleinert. Dazu kann eine geeignete, in der Fachsprache auch unter dem Stichwort „thermisches Entsanden" bekannte trickle, the nuclear material is then further comminuted in a known manner by a targeted treatment. For this purpose, a suitable, known in technical language under the keyword "thermal Entsanden"
Wärmebehandlung durchgeführt werden, bei der der Zerfall des Binders durch gezielte Wärmzufuhr so lange fortgesetzt und damit einhergehend die Verbindung unter den einzelnen Formstoffkörnern aufgelöst wird, bis der Formstoff rieselfähig ist. Alternativ oder ergänzend kann die Zerkleinerung des Gießkerns auch mechanisch unterstützt werden, indem die Gießform oder das Gussteil selbst Hammerschlägen, einem Klopfen, einem Schütteln oder einem Vibrieren ausgesetzt wird. Um den Austrag des zerkleinerten Formstoffs des Gießkerns 1 aus dem Heat treatment can be carried out in which the disintegration of the binder by targeted heat supply for so long continue and, consequently, the compound is dissolved under the individual molding material grains until the molding material is free-flowing. Alternatively or additionally, the comminution of the casting core can also be mechanically supported by exposing the casting mold or the casting itself to hammer blows, knocking, shaking or vibrating. To the discharge of the crushed molding material of the casting core 1 from the
jeweiligen Kanal zu optimieren, kann der jeweilige Kanal zusätzlich mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit durchspült werden. To optimize the respective channel, the respective channel can additionally be flushed with water or another liquid.
Mindestens die Zapfen- und Stegabschnitte 11,12,15,16 der Gießkerne 1 zerfallen auf diese Weise so feinteilig, dass ihr Formsand trotz der minimierten Abmessungen der durch sie abgebildeten Kanäle frei aus dem fertigen Gussteil ausrieselt oder erforderlichenfalls ausgespült werden kann. At least the pin and web portions 11,12,15,16 of the cores 1 disintegrate in this way finely divided that their molding sand trickles freely from the finished casting despite the minimized dimensions of the channels imaged by them or can be rinsed out if necessary.
Die Zapfenabschnitte 11,12 des jeweiligen Gießkerns 1 können mit einem hier nicht gezeigten Wassermantelkern verkoppelt sein, der in dem Motorblock 26 einen The journal sections 11, 12 of the respective casting core 1 can be coupled to a water jacket core, not shown here, which engages in the engine block 26
Kühlkanal abbildet, über den die die Zylinderräume 27-29 an ihrer Außenseite umgrenzenden Wände des Motorblocks 26 gekühlt werden. Auf diese Weise strömt im praktischen Einsatz des Verbrennungsmotors Kühlwasser über die durch die Zapfenabschnitte 11,12 abgebildeten Zu- und Cooling channel images, over which the cylinder chambers 27-29 on its outside bounding walls of the engine block 26 are cooled. In this way, in practical use of the internal combustion engine, cooling water flows over the intake and exhaust ports represented by the journal sections 11, 12
Abströmkanäle 41,42 durch die schmalen mittels der Outflow channels 41,42 through the narrow by means of
Stegabschnitte 15,16 abgebildeten, im Bereich 40 nur ca. 1,5 mm breiten und ca. 4,2 mm hohen Kühlkanäle 43,44 in den Zylinderzwischenwänden 38,39 und sorgt im thermisch hoch belasteten Bereich der Zylinderzwischenwände 38,39 für eine effektive Kühlung. Web sections 15,16 mapped, in the range 40 only about 1.5 mm wide and about 4.2 mm high cooling channels 43,44 in the cylinder intermediate walls 38,39 and ensures in the thermal highly loaded area of the cylinder intermediate walls 38,39 for effective cooling.
BEZUGSZEICHEN REFERENCE NUMBERS
1 Gießkern 1 casting core
2 Trägerabschnitt  2 support section
3,4 Breitseiten des Trägerabschnitts 2  3.4 broad sides of the support section 2
5, 6 Schmalseiten des Trägerabschnitts 2  5, 6 narrow sides of the support section 2
7 obere Stirnseite des Trägerabschnitts 2  7 upper end side of the support section. 2
8,9 Halteabschnitte  8.9 holding sections
10 untere plane Stirnseite des Trägerabschnitts 2 10 lower planar end face of the support section. 2
11,12 Zapfenabschnitte des Gießkerns 1 11,12 pin sections of the casting core. 1
13,14 Nockenspitze der Zapfenabschnitte 12,11  13,14 cam tip of the pin sections 12,11
15,16 Stegabschnitte des Gießkerns 1  15,16 web portions of the casting core 1
17,18 Seitenflächen der Stegabschnitte 15,16  17,18 side surfaces of the web sections 15,16
19,20 Umfangsfläche der Zapfenabschnitte 11,12  19,20 peripheral surface of the pin portions 11,12
21,22 Umfangsflächenabschnitt der Umfangsfläche 19,20 21,22 peripheral surface portion of the peripheral surface 19,20
23,24 Mittenbereich der Stegabschnitte 15,16 23,24 middle region of the web sections 15,16
25 Gießform  25 casting mold
26 Motorblock  26 engine block
27,28,29 Zylinderräume des Motorblocks 26  27,28,29 cylinder chambers of the engine block 26th
30,31,32 Deckkerne 30,31,32 cores
33,34,35 Zylinderkerne 33,34,35 cylinder cores
36,37 Freiraum zwischen den Zylinderkernen 33-35 36,37 clearance between the cylinder cores 33-35
38,39 Zylinderzwischenwände des Motorblocks 26 38.39 cylinder partitions of the engine block 26th
40 Bereich, in dem sich die benachbarten  40 area where the neighboring
Zylinderräume 27, 28; 28, 29 am nächsten kommen Cylinder chambers 27, 28; 28, 29 come closest
41,42 Zu- und Abströmkanäle des Motorblocks 26 41, 42 inlet and outlet passages of the engine block 26
43,44 Kühlkanäle in den Zylinderzwischenwänden 38,39 d Dicke der Stegabschnitte 15,16  43,44 cooling channels in the cylinder intermediate walls 38,39 d thickness of the web sections 15,16
dmax Maximaldicke der Stegabschnitte 15,16 dmax maximum thickness of the web sections 15, 16
dmin Minimaldicke der Stegabschnitte 15,16 dmin minimum thickness of the web sections 15, 16
h Höhe der Stegabschnitte 15,16 h height of the web sections 15,16
hmax Maximalhöhe hmax maximum height
hmin Minimalhöhe hmin minimum height
Ll,L2 Längsachsen der Stegabschnitte 15,16  Ll, L2 longitudinal axes of the web sections 15,16

Claims

P AT E N T AN S P RÜ C H E P AT ENT TO SP RU CHE
1. Gießkern, der aus einem Formsand geformt ist, dessen 1. Gießkern, which is formed from a molding sand, whose
Körner durch einen Binder miteinander verbunden sind, und der dazu vorgesehen ist, in einem Motorblock (26) für einen Verbrennungsmotor einen Kühlkanal  Grains are interconnected by a binder, and which is provided in a motor block (26) for an internal combustion engine, a cooling channel
(41,42,43,44) abzubilden, d a d u r c h  (41,42,43,44), 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 Gießkern (1) The casting core (1) is the same as the casting core (1)
- einen Trägerabschnitt (2), a support section (2),
- zwei Zapfenabschnitte (11,12), die von einer  - Two pin sections (11,12), of a
Seitenfläche (10) des Trägerabschnitts (2) abstehen und mit Abstand zueinander angeordnet sind, und  Side surface (10) of the support portion (2) protrude and are spaced from each other, and
- mindestens einen mit Abstand zu dem Trägerabschnitt (2) von den Zapfenabschnitten (11,12) gehaltenen  - At least one at a distance from the support portion (2) held by the pin portions (11,12)
Stegabschnitt (15,16) aufweist, dessen als Abstand seiner Seitenflächen (17,18) zueinander gemessene Minimaldicke (dmin) in einem zwischen den  Web portion (15,16), whose measured as a distance of its side surfaces (17,18) to each other minimum thickness (dmin) in one between the
Zapfenabschnitten (11,12) liegenden Bereich (23,24) höchstens 3 mm beträgt,  Pine portions (11,12) lying area (23,24) is not more than 3 mm,
und  and
d a s s der Gießkern (1) mindestens im Bereich seines Stegabschnitts (15,16) aus einem Formsand geformt ist, dessen Körner einen mittleren Durchmesser von höchstens 0,35 mm besitzen. the casting core (1) is formed, at least in the area of its web section (15, 16), from a molding sand whose grains have an average diameter of at most 0.35 mm.
2. Gießkern 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 die 2. Casting core according to claim 1, d a d u c h e c e n c e n e s, d a s s
Seitenflächen (17,18) seines Stegabschnitts (15,16) jeweils in einem sprungfreien Übergang in die  Side surfaces (17,18) of its web portion (15,16) each in a jump-free transition in the
Umfangsfläche (19,20) der Zapfenabschnitte (11,12) übergehen und seine Dicke (d) ausgehend von einer dem jeweiligen Zapfenabschnitt (11,12) zugeordneten  Peripheral surface (19,20) of the pin portions (11,12) pass over and its thickness (d) from one of the respective pin portion (11,12) associated
Maximaldicke (dmax) in Längsrichtung des Stegabschnitts (15,16) kontinuierlich bis zu der Minimaldicke (dmin) abnimmt.  Maximum thickness (dmax) decreases continuously in the longitudinal direction of the web portion (15,16) up to the minimum thickness (dmin).
3. Gießkern nach einem der voranstehenden Ansprüche, 3. Casting core according to one of the preceding claims,
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 Minimaldicke (dmin) des Stegabschnitts (15,16) höchstens 2 mm beträgt.  d a d u r c h e k e n e, that is, the minimum thickness (d min) of the land portion (15, 16) is at most 2 mm.
4. Gießkern nach einem der voranstehenden Ansprüche, 4. Casting core according to one of the preceding claims,
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 Minimaldicke (dmin) des Stegabschnitts (15,16) mindestens 1 mm beträgt.  d a d u r c h g e k e n e, that is, the minimum thickness (d min) of the land portion (15, 16) is at least 1 mm.
5. Gießkern nach einem der voranstehenden Ansprüche, 5. Casting core according to one of the preceding claims,
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 Höhe (h) des Stegabschnitts (15,16) im Bereich (23,24), in dem er seine Minimaldicke (dmin) hat, höchstens 4,5 mm beträgt.  That is, the height (h) of the land portion (15, 16) in the region (23, 24) in which it has its minimum thickness (dmin) is at most 4.5 mm.
6. Gießkern nach einem der voranstehenden Ansprüche, 6. Casting core according to one of the preceding claims,
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 er vollständig aus einem Formsand geformt ist, dessen Körner einen mittleren Durchmesser von höchstens 0,35 mm aufweisen . characterized in that it is completely formed from a molding sand whose grains have an average diameter of at most 0.35 mm.
Gießkern 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 mittlere Durchmesser der Körner des Formsands höchstens 0,25 mm beträgt. Casting core according to one of the preceding claims, characterized in that the mean diameter of the grains of the molding sand is at most 0.25 mm.
Gießkern 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 mittlere Durchmesser der Körner des Formsands höchstens 0,23 mm beträgt. Casting core according to one of the preceding claims, characterized in that the average diameter of the grains of the molding sand is at most 0.23 mm.
Gießkern 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 Zapfenabschnitte (11,12) eine nach Art eines Nockens geformte Querschnittform aufweisen, deren Spitze (13,14) dem jeweils anderen Zapfenabschnitt (12,11) zugewandt ist . Casting core according to one of the preceding claims, characterized in that the journal sections (11, 12) have a cross-sectional shape shaped like a cam, the tip (13, 14) of which faces the respective other journal section (12, 11).
Gießkern 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 von den Zapfenabschnitten (11,12) zwei oder mehr Casting core according to one of the preceding claims, characterized in that two or more of the pin portions (11, 12) are present
beabstandet zueinander angeordnete Stegabschnitte spaced apart web sections
(15,16) getragen sind, die jeweils einen Bereich (23,24) aufweisen, in dem ihre inimaldicke (dmin) jeweils höchstens 3 mm beträgt. (15,16) are carried, each having a region (23,24), in which their inimaldicke (dmin) is in each case at most 3 mm.
11. Verwendung eines gemäß einem der voranstehenden 11. Use of one according to one of the preceding
Ansprüche beschaffenen Gießkerns (1) in einer Gießform (25) für die gießtechnische Herstellung eines  Claims procured casting core (1) in a mold (25) for the casting production of a
Motorblocks (26) für einen Verbrennungsmotor durch  Engine block (26) for an internal combustion engine through
Abgießen einer Aluminiumschmelze in die Gießform (1), wobei der Stegabschnitt (15,16) des Gießkerns (1) in dem Motorblock (26) einen zwischen zwei Zylinderräumen  Pouring an aluminum melt into the casting mold (1), wherein the web portion (15, 16) of the casting core (1) in the engine block (26) has a space between two cylinder chambers
(27,28,29) des Motorblocks (26) angeordneten Kühlkanal (43,44) abbildet, dessen lichte Weite höchstens 3 mm beträgt .  (27,28,29) of the engine block (26) arranged cooling channel (43,44), whose clear width is at most 3 mm.
12. Verfahren zur Herstellung eines gemäß einem der 12. A method for producing a according to one of
Ansprüche 1 bis 10 beschaffenen Gießkerns (1) , bei dem mittels einer Kernschießmaschine eine Formmasse, die einen Formsand und einen Binder umfasst, in einen  Claims 1 to 10 obtained casting core (1), in which by means of a core shooter, a molding material comprising a molding sand and a binder in a
Formhohlraum einer Kernform geschossen und anschließend der Binder gehärtet wird, um dem Gießkern (1) die erforderliche Formfestigkeit zu verleihen,  Mold cavity of a core mold is shot and then the binder is cured to give the casting core (1) the required dimensional stability,
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 zumindest die für den Stegbereich (15,16) des Gießkerns (1) verwendete Formmasse einen Formsand umfasst, dessen Körner einen mittleren Durchmesser von höchstens 0,35 mm besitzen .  At least the molding compound used for the web region (15, 16) of the casting core (1) comprises a molding sand whose grains have an average diameter of at most 0.35 mm.
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h 13. The method of claim 12, 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 Körner des Formsands mit dem Binder ummantelt sind. characterized in that the grains of the molding sand are coated with the binder.
14. Verfahren nach Anspruch 13, 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 Körner des Formsands mit ihrer Binder-Ummantelung eine kugelige Form besitzen. 14. Method according to claim 13, wherein the grains of the molding sand with their binder coating have a spherical shape.
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