EP3697554A1 - DRUCKGUSSFORM ZUM GIEßEN VON ZYLINDERKURBELGEHÄUSEN ODER KURBELGEHÄUSEUNTERTEILEN - Google Patents

DRUCKGUSSFORM ZUM GIEßEN VON ZYLINDERKURBELGEHÄUSEN ODER KURBELGEHÄUSEUNTERTEILEN

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Publication number
EP3697554A1
EP3697554A1 EP18778378.2A EP18778378A EP3697554A1 EP 3697554 A1 EP3697554 A1 EP 3697554A1 EP 18778378 A EP18778378 A EP 18778378A EP 3697554 A1 EP3697554 A1 EP 3697554A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
crankcase
cylinder
mold
casting
die
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18778378.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Klimesch
Steffen Ziegler
Horst Denndörfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KS Huayu Alutech GmbH
Original Assignee
KS Huayu Alutech GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KS Huayu Alutech GmbH filed Critical KS Huayu Alutech GmbH
Publication of EP3697554A1 publication Critical patent/EP3697554A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/22—Moulds for peculiarly-shaped castings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/2272—Sprue channels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/24—Accessories for locating and holding cores or inserts

Definitions

  • the invention relates to a die-casting mold for casting cylinder crankcases or crankcase bases with a fixed mold part, in which at least partially a sprue system for distributing the melt is formed and movable moldings in which at least partially a cavity for forming a cylinder crankcase or a crankcase lower part is formed.
  • Die casting molds for the production of cylinder crankcases or crankcase lower parts are generally known, the die casting method being used above all in the field of light metal casting, in particular of aluminum alloys or magnesium alloys.
  • the molds used usually have a one- or two-sided gate on the ⁇ lwannenflansche or the parting surfaces of the cylinder crankcase and the crankcase lower part.
  • this has the consequence that in the thick-walled areas often a sufficiently low-pore structure during casting is achieved because the applied pressure on the gate often can not be introduced because the intermediate thinner areas solidify earlier, so additional squeezer are used below the storage chairs in order to produce a sufficiently high pressure in the thick-walled areas.
  • DE 10 2006 030 129 B4 proposes a low-pressure casting method in which casting is carried out in a horizontal position and the feeding takes place directly over the bearing block, so that a holding pressure can also be generated at this gate ,
  • a disadvantage of this embodiment is that the bearing block area can only be filled on one side, so that structural differences within the bearing block area can not be excluded.
  • due to the relatively large explosive area can not be re-pressed with increased pressures.
  • an intermediate molding is arranged, which at least partially limits the cavity for forming the cylinder crankcase or the crankcase lower part and in which at least partially the Angusssystem and a plurality of gates are formed, which at the thick-walled areas of the cylinder crankcase or open the crankcase lower part, it is achieved that the thick-walled areas can be supplied directly with melt and the emphasis can be introduced through the thick-walled areas, so that during the entire solidification time, the last solidifying areas can be supplied with melt. Through this connection shrinkage deficits are compensated during the solidification process and thus achieved a low-pore structure in these areas.
  • a first parting plane is formed between the fixed mold part and the intermediate mold part
  • a second parting plane is formed between the intermediate mold part and the movable side mold parts, which are arranged substantially parallel to a base surface of the cylinder crankcase to be cast or of the crankcase lower part to be cast.
  • the sprue can be ejected and ejected between the intermediate molding and the movable mold parts when opening the mold, the cylinder crankcase or the crankcase lower part.
  • the die casting mold can be filled on the crankcase side and the gates open on the bearing block of the cylinder crankcase or of the crankcase lower part.
  • the filling can be done directly on the loaded and thick-walled bearing block in which a low-pore structure can be achieved.
  • the die casting is cylinder top side filled and the gates open in the region of the tie rods of the cylinder crankcase, which can be filled below the water jacket core in the direction of the storage chairs or tie rods, so that here these thick-walled areas through the inner filling with a pore-poor Structure can be produced. So a good structure in the field of loaded tie rods is achieved.
  • the die-casting mold is preferably fillable on the cylinder cover side and the gates open in the region of the cylinder walls of the cylinder crankcase, so that improved microstructure can be achieved by the increased pressure to be introduced.
  • each bearing block which are arranged on both sides of each bearing shell receptacle of the cylinder crankcase or the crankcase lower part, so that a double-sided filling is made on the bearing block, which leads independently of the casting layer to a uniform structure of the bearing block area.
  • a Hauptg jamlauf is formed between the fixed mold part and the intermediate mold part, which extends along the length of the mold parts and from which extend on both sides a plurality of perpendicular to the main runner extending Einzelg screen concept through the intermediate mold part to the cavity.
  • a uniform and low-turbulence filling is achieved with constant emphasis. The result is a uniform distribution of the melt and a uniform desserts in the storage chairs.
  • the gates are funnel-shaped to the cavity narrowing.
  • the conditions in the subsequent outsourcing or during subsequent quenching and heat treatment are improved because the Angusssystem is no longer available and thus no energy can be drawn from this.
  • a projected area of the gating system arranged in the intermediate molding part is arranged on the second parting plane between the movable molding part and the intermediate molding part within a projected area of the cavity on this parting plane.
  • the Einzelgit tiny diameter which substantially corresponds to the width of the bearing block. Due to this large diameter, the holding pressure from the piston system can act much longer during the solidification phase.
  • the die-casting mold according to the invention is thus particularly suitable for producing cylinder crankcases and crankcase lower parts with a high degree of strength, by producing pore-poor microstructures in heavily loaded thick-walled areas without having to use additional squeezers. Higher final pressures are possible due to the reduced explosive area and the amount of circulation material is reduced by the demolding due to the small Angusssystems.
  • a die casting mold according to the invention and its use for producing a cylinder crankcase will be explained by way of example with reference to the figures.
  • FIG. 1 shows schematically a side view of a die casting mold according to the invention with crank chamber side Angusssystem in the closed state in a sectional view.
  • FIG. 2 shows schematically a side view of the die casting mold according to the invention from FIG. 1 in the opened state in a cutaway view.
  • FIG. 3 shows schematically the cast cylinder crankcase with the crank chamber side Angusssystem in perspective view.
  • FIG. 4 schematically shows a side view of an alternative die casting mold according to the invention with a cylinder-end-side sprue system in the closed state in a cutaway view.
  • the die casting mold according to the invention shown in the figures has a fixed molding 10, via which the melt is introduced into the die casting mold.
  • This fixed mold part 10 is fixed to a machine plate, not shown, which is connected to a casting chamber and the casting piston for generating the pressure, wherein the casting piston presses the melt through the fixed machine plate and into the fixed mold part 10.
  • a main run 12 is formed between the fixed mold 10 and an intermediate mold 14.
  • a first parting plane 16 is formed between the intermediate molding 14 and the fixed molding 10, at which the two mold parts 10, 14th resting on each other and pressed together during casting and at the two mold parts 10, 14 are separated from each other after casting.
  • the cavity 20 is formed between the intermediate molding 14 and side moldings 29, to which a movable molding 29 connects.
  • the movable mold part 28 einschiebbare molds 30 are arranged, which are fixed to the same as the movable mold part 28 on a movable machine plate, not shown.
  • a second parting plane 32 of the die casting mold is formed correspondingly, which at the same time forms a base of the cast part to be cast.
  • a crank chamber 40 is bounded by the intermediate molding 14, wherein the gates 22 each at thick-walled areas 42 of the cylinder crankcase 34 open, which are formed by bearing blocks 44 of the cylinder crankcase 34 in the present embodiment.
  • tie rod cores 46 extend into the cylinder crankcase.
  • Each of the four storage chairs 44 is fed via a pair of Einzelgit matter 18 with melt, wherein the gates 22 are each disposed on both sides of bearing shells 48.
  • the die passes through the main run 12 and the Einzelgit tone 18 in the cavity 20.
  • the melt then begins to solidify in the cavity 20, wherein thin-walled and cooled areas, such as the cylinder 36, which via the molds 30 solidify faster than the thick-walled areas 42.
  • thin-walled and cooled areas such as the cylinder 36
  • the molds 30 solidify faster than the thick-walled areas 42.
  • a shrinkage of the casting begins, which is larger with increasing volume and could normally lead to pore-rich structures or even voids.
  • the pressure generated in the die-casting process acts in this embodiment exclusively on a projected surface of the cylinder crankcase 34 and the cavity 20 on the second parting plane 32 between the intermediate molding 14 and the movable side moldings 29, since the entire casting run on the intermediate molding 14 and the projected surface of Angusssystems 26th acts on the base surface or the second parting plane 32 within this projected area. Accordingly, a very high pressure can be introduced or, in comparison to known embodiments, the closing force on the die can be reduced. After solidification, the die is opened at both parting planes. In this case, the Einzelgitit 18 tear off due to the smallest cross-section in the region of the gates 22, so that an entire solidified sprue 50 between the fixed mold part 10 and the intermediate molding 14 is ejected.
  • the cylinder crankcase 34 is ejected via ejector 52 after removing the molds 30 from the movable mold part 10 and between the movable mold part 10 and the intermediate mold part 14, so that a clean separation between the casting and sprue 50 takes place.
  • FIG. 4 shows an alternative possibility for casting a cylinder crankcase 34.
  • the filling does not take place on the crankcase side, but on the cylinder cover side.
  • a part of the Angusssystems 26 is formed again, which continues in the intermediate mold part 14.
  • This also has eight Einzelgit matter 18, which extend in a plane between the cylinders 36 to a region in which the Glasankerkern 46 are arranged and from there the thick-walled area 42 fill.
  • the Einzelg card tone could extend through the cylinder 36 forming parts of the intermediate molding 14 and there fill the thick-walled areas of the storage chairs 44 from the inside over the crank chamber end of the cylinder walls 38 again.
  • the cavity 20 is also formed in this embodiment between the intermediate mold part 14, the movable side moldings 29 and the movable mold part 28, wherein the molded part 28 forms the crank chamber 40 and the side moldings 29, the cylinder outer surfaces and the outer surface of the crank chamber 40th Die Zylinderdeckto Intermediate molding 14 is formed.
  • the Nachtex and food takes place in these versions directly to the strongest by shrinking loaded thick-walled areas 42 of the cylinder crankcase, so that even here pore-poor microstructure can be achieved. Also the separation of the Casting 50 of the casting is done by simply opening the die.
  • Such a die casting mold correspondingly opens up various possibilities for filling and feeding the relevant thick-walled regions of a casting and in particular of a cylinder crankcase, so that low-pore microstructures can be achieved.
  • this filling and make-up can be done with high pressures, since the explosive surface of the mold is kept very small by the small sprue system.
  • the cross sections of the Einzelg cord concept or the entire Angusssystems can be made relatively large, so that the introduced emphasis can have a long effect. This also leads to improved structures in the relevant areas of the bearing block or tie rods. Since the sprue is also very small, the circulation material is also reduced, which saves energy. In addition, the necessary post-processing is reduced because the sprue automatically disengages from the casting when the mold is opened at the correct position.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Es sind Druckgussformen zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen mit einem feststehenden Formteil (10), in welchem zumindest teilweise ein Angusssystem (26) zur Verteilung der Schmelze ausgebildet ist, und beweglichen Formteilen (28, 29), in welchem zumindest teilweise eine Kavität (20) zur Bildung eines Zylinderkurbelgehäuses (34) oder eines Kurbelgehäuseunterteils ausgebildet ist, bekannt. Zur Verbesserung der Gefügestrukturen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zwischen dem feststehenden Formteil (10) und den beweglichen Formteilen (28, 29) ein Zwischenformteil (14) angeordnet ist, welches zumindest teilweise die Kavität (20) zur Bildung des Zylinderkurbelgehäuses (34) oder des Kurbelgehäuseunterteils begrenzt und in dem zumindest teilweise das Angusssystem (26) und mehrere Anschnitte (22) ausgebildet sind, die an dickwandigen Bereichen (42) des Zylinderkurbelgehäuses (34) oder des Kurbelgehäuseunterteils münden.

Description

B E S C H R E I B U N G
Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen
Die Erfindung betrifft eine Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen mit einem feststehenden Formteil, in welchem zumindest teilweise ein Angusssystem zur Verteilung der Schmelze ausgebildet ist und beweglichen Formteilen, in welchen zumindest teilweise eine Kavität zur Bildung eines Zylinderkurbelgehäuses oder eines Kurbelgehäuseunterteils ausgebildet ist.
Druckgussformen zur Herstellung von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen, auch bedplates genannt, sind allgemein bekannt, wobei das Druckgussverfahren vor allem im Bereich des Leichtmetallgusses, insbesondere von Aluminiumlegierungen oder Magnesiumlegierungen verwendet wird. Die verwendeten Formen weisen üblicherweise einen ein- oder zweiseitigen Anschnitt auf die Ölwannenflansche beziehungsweise die Trennflächen vom Zylinderkurbelgehäuse und dem Kurbelgehäuseunterteil auf. Dies hat jedoch zur Folge, dass in den dickwandigen Bereichen häufig kein ausreichend porenarmes Gefüge beim Gießen erzielt wird, da der aufzubringende Druck über den Anschnitt oft nicht eingebracht werden kann, da die zwischenliegenden dünneren Bereiche früher erstarren, weswegen zusätzliche Squeezer unterhalb der Lagerstühle verwendet werden, um in den dickwandigen Bereichen einen ausreichend hohen Nachdruck erzeugen zu können. Um die bei diesen Gießverfahren erzielbaren Gefügestrukturen zu verbessern, wird in der DE 10 2006 030 129 B4 ein Niederdruckgießverfahren vorgeschlagen, bei dem in liegender Lage gegossen wird und die Speisung direkt über den Lagerstuhl erfolgt, so dass an diesem Anschnitt auch ein Nachdruck erzeugt werden kann.
Nachteilig an dieser Ausführung ist es jedoch, dass der Lagerstuhlbereich lediglich einseitig befüllt werden kann, so dass Gefügeunterschiede innerhalb des Lagerstuhlbereiches nicht ausgeschlossen werden können. Zusätzlich kann aufgrund der relativ großen Sprengfläche nicht mit erhöhten Drücken nachgepresst werden.
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen zur Verfügung zu stellen, mit der eine gute Gefügestruktur in dickwandigen Bereichen der Gussteile erzielt werden kann, ohne zusätzliche Squeezer nutzen zu müssen. Zusätzlich soll der mögliche Nachdruck im Vergleich zu bekannten Ausführungen erhöht werden können und die Handhabung bei der Nachbehandlung vereinfacht werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass zwischen dem feststehenden Formteil und den beweglichen Formteilen ein Zwischenformteil angeordnet ist, welches zumindest teilweise die Kavität zur Bildung des Zylinderkurbelgehäuses oder des Kurbelgehäuseunterteils begrenzt und in dem zumindest teilweise das Angusssystem und mehrere Anschnitte ausgebildet sind, die an den dickwandigen Bereichen des Zylinderkurbelgehäuses oder des Kurbelgehäuseunterteils münden, wird erreicht, dass die dickwandigen Bereiche direkt mit Schmelze versorgt werden können und der Nachdruck über die dickwandigen Bereiche eingebracht werden kann, so dass während der gesamten Erstarrungszeit die zuletzt erstarrenden Bereiche mit Schmelze versorgt werden können. Durch diese Anbindung werden Schwindungsdefizite während des Erstarrungsvorgangs ausgeglichen und so ein porenarmes Gefüge auch in diesen Bereichen erzielt.
Vorzugsweise ist zwischen dem feststehenden Formteil und dem Zwischenformteil eine erste Trennebene und zwischen dem Zwischenformteil und dem beweglichen Seitenformteilen eine zweite Trennebene ausgebildet, welche im Wesentlichen parallel zu einer Grundfläche des zu gießenden Zylinderkurbelgehäuses oder des zu gießenden Kurbelgehäuseunterteils angeordnet sind. Dies ermöglicht eine leichte Entform barkeit mit einer sauberen Trennung des Gussteils vom Anguss. So können mehrere Anschnitte für eine einzige Kavität insbesondere an schlecht zugänglichen Positionen der Kavität realisiert werden.
Insbesondere ist zwischen dem feststehenden Formteil und dem Zwischenformteil beim Öffnen der Gussform der Anguss auswerfbar und zwischen dem Zwischenformteil und den beweglichen Formteilen beim Öffnen der Gussform das Zylinderkurbelgehäuse oder das Kurbelgehäuseunterteil auswerfbar. So wird durch das verwendete Werkzeug eine einfache Trennung beim Auseinanderfahren der Platten hergestellt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Druckgussform kurbelraumseitig befüllbar und die Anschnitte münden am Lagerstuhl des Zylinderkurbelgehäuses oder des Kurbelgehäuseunterteils. So kann die Füllung direkt auf den belasteten und dickwandigen Lagerstuhl erfolgen, in dem so ein porenarmes Gefüge erzielt werden kann. In einer vorteilhaften alternativen Ausführungsform ist die Druckgussform zylinderdeckseitig befüllbar und die Anschnitte münden im Bereich der Zugankerkerne des Zylinderkurbelgehäuses, wodurch unterhalb des Wassermantelkernes in Richtung der Lagerstühle oder der Zugankerkerne befüllt werden kann, so dass auch hier diese dickwandigen Bereiche durch die innere Füllung mit einem porenarmen Gefüge hergestellt werden können. So wird ein gutes Gefüge im Bereich der belasteten Zuganker erzielt.
Wiederum alternativ ist die Druckgussform vorzugsweise zylinderdeckseitig befüllbar und die Anschnitte münden im Bereich der Zylinderwände des Zylinderkurbelgehäuses, so dass durch den erhöhten einzubringenden Druck verbesserte Gefüge erzielt werden.
Vorteilhafterweise sind an jedem Lagerstuhl zwei Anschnitte ausgebildet, die beidseits jeder Lagerschalenaufnahme des Zylinderkurbelgehäuses oder des Kurbelgehäuseunterteils angeordnet sind, so dass eine beidseitige Füllung am Lagerstuhl hergestellt wird, welche unabhängig von der Gießlage zu einer gleichmäßigen Struktur des Lagerstuhlbereiches führt.
Vorzugsweise ist zwischen dem feststehenden Formteil und dem Zwischenformteil ein Hauptgießlauf ausgebildet, der sich entlang der Länge der Formteile erstreckt und von dem aus sich beidseits mehrere senkrecht zum Hauptgießlauf erstreckende Einzelgießläufe durch das Zwischenformteil zur Kavität erstrecken. Durch diese Ausbildung wird eine gleichmäßige und turbulenzarme Füllung mit konstantem Nachdruck erreicht. Es entsteht eine gleichmäßige Verteilung der Schmelze und ein gleichmäßiges Nachspeisen in die Lagerstühle.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Anschnitte trichterförmig zur Kavität verengend ausgebildet sind. Auf diese Weise ist einerseits die Entformung vereinfacht und es werden Sollbruchstellen am Übergang zwischen der Kavität beziehungsweise des Gussteils und des Angusssystems erzeugt, so dass eine saubere Trennung des Gussteils vom Angusssystem beim Öffnen der Form erreicht wird. Hierdurch werden auch die Voraussetzungen bei der anschließenden Auslagerung beziehungsweise beim anschließenden Abschrecken und Wärmebehandlung verbessert, da das Angusssystem nicht mehr vorhanden ist und somit aus diesem keine Energie nachgezogen werden kann.
Vorzugsweise ist eine projizierte Fläche des im Zwischenformteil angeordneten Angusssystems auf die zweite Trennebene zwischen dem beweglichen Formteil und dem Zwischenformteil innerhalb einer projizierten Fläche der Kavität auf diese Trennebene angeordnet. Durch diese Ausbildung verringert sich die Sprengfläche der Druckgussform, da das Angusssystem keine zusätzliche Sprengfläche für die Druckgussform aufweist. So kann entweder der Nachdruck erhöht werden oder die Schließkräfte der Form reduziert werden.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung weisen die Einzelgießläufe einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen der Breite des Lagerstuhls entspricht. Durch diesen großen Durchmesser kann der Nachdruck aus dem Kolbensystem deutlich länger während der Erstarrungsphase wirken.
Die erfindungsgemäße Druckgussform eignet sich somit in besonderer Weise um Zylinderkurbelgehäuse und Kurbelgehäuseunterteile mit einer hohen Festigkeit herzustellen, indem porenarme Gefüge in hochbelasteten dickwandigen Bereichen erzielt werden, ohne zusätzliche Squeezer verwenden zu müssen. Dabei sind höhere Enddrücke aufgrund der verringerten Sprengfläche möglich und die Menge an Kreislaufmaterial wird durch die Entformung aufgrund des kleinen Angusssystems verringert. Im Folgenden wird eine erfindungsgemäße Druckgussform sowie deren Verwendung zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses beispielhaft anhand der Figuren erklärt.
Die Figur 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Druckgussform mit kurbelraumseitigen Angusssystem im geschlossenen Zustand in geschnittener Darstellung.
Die Figur 2 schematisch eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Druckgussform aus Figur 1 im geöffneten Zustand in geschnittener Darstellung.
Die Figur 3 zeigt schematisch das gegossene Zylinderkurbelgehäuse mit dem kurbelraumseitigen Angusssystem in perspektivischer Darstellung.
Die Figur 4 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer alternativen erfindungsgemäßen Druckgussform mit zylinderdeckseitigem Angusssystem im geschlossenen Zustand in geschnittener Darstellung.
Die in den Figuren dargestellte, erfindungsgemäße Druckgussform weist ein feststehendes Formteil 10 auf, über welches die Schmelze in die Druckgussform eingebracht wird. Dieses feststehende Formteil 10 ist an einer nicht dargestellten Maschinenplatte befestigt, welche mit einer Gießkammer und dem Gießkolben zur Erzeugung des Druckes verbunden ist, wobei der Gießkolben die Schmelze durch die feststehende Maschinenplatte und in das feststehende Formteil 10 drückt.
Ein Hauptgießlauf 12 ist zwischen dem feststehenden Formteil 10 und einem Zwischenformteil 14 ausgebildet. So wird zwischen dem Zwischenformteil 14 und dem feststehenden Formteil 10 eine erste Trennebene 16 ausgebildet, an der die beiden Formteile 10, 14 aufeinander aufliegen und beim Gießen aufeinandergedrückt werden und an der die beiden Formteile 10, 14 nach dem Gießen voneinander getrennt werden.
Durch das Zwischenformteil 14 erstrecken sich senkrecht zur Trennebene 16 und senkrecht zum Hauptgießlauf 12 vom Hauptgießlauf 12 aus acht Einzelgießläufe 18, die in vier Reihen zu je zwei Paaren angeordnet sind. Diese Einzelgießläufe 18 sind leicht kegelstumpfförmig in Richtung einer Kavität 20 zulaufend ausgebildet und weisen an ihren Enden, mit denen sie an der Kavität 20 münden und die als Anschnitte 22 zum Gussteil dienen, eine zusätzliche trichterförmige Querschnittsverengung 24 auf. Die Einzelgießläufe 18 bilden mit dem Hauptgießlauf 12 ein Angusssystem 26 der Druckgussform, welches durch die Anordnung der Einzelgießläufe 18 zum Hauptgießlauf 12 turbulenzarm die Kavität 20 mit Schmelze versorgen kann.
Die Kavität 20 ist zwischen dem Zwischenformteil 14 und Seitenformteilen 29 ausgebildet, an die sich ein bewegliches Formteil 29 anschließt. Am beweglichen Formteil 28 sind einschiebbare Kokillen 30 angeordnet, die ebenso wie das bewegliche Formteil 28 an einer nicht dargestellten beweglichen Maschinenplatte befestigt sind. Zwischen dem Zwischenformteil 14 und den Seitenformteilen 28 wird entsprechend eine zweite Trennebene 32 der Druckgussform gebildet, die gleichzeitig eine Grundfläche des zu gießenden Gussteils bildet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Kavität 20 die Form eines Zylinderkurbelgehäuses 34 mit drei Zylindern 36 auf, deren innere Zylinderwände 38 durch die verwendeten Kokillen 30 ausgeformt werden und dessen Zylinderdeck 39 sowie die Außenseite des Zylinderkurbelgehäuses 34 durch die beweglichen Formteile 28, 29 ausgeformt werden. Ein Kurbelraum 40 wird durch das Zwischenformteil 14 begrenzt, wobei die Anschnitte 22 jeweils an dickwandigen Bereichen 42 des Zylinderkurbelgehäuses 34 münden, welche in vorliegendem Ausführungsbeispiel durch Lagerstühle 44 des Zylinderkurbelgehäuses 34 gebildet sind. Vom Zylinderdeck 39 aus erstrecken sich Zugankerkerne 46 in das Zylinderkurbelgehäuse. Jeder der vier Lagerstühle 44 wird über je ein Paar der Einzelgießläufe 18 mit Schmelze gespeist, wobei die Anschnitte 22 jeweils beidseits von Lagerschalenaufnahmen 48 angeordnet sind.
Wird nun die Druckgussform mit Schmelze gefüllt, gelangt diese über den Hauptgießlauf 12 und die Einzelgießläufe 18 in die Kavität 20. Die Schmelze beginnt daraufhin in der Kavität 20 zu erstarren, wobei dünnwandige und gekühlte Bereiche, wie beispielsweise die Zylinder 36, welche über die Kokillen 30 gekühlt werden können, schneller erstarren als die dickwandigen Bereiche 42. Beim Erstarren setzt eine Schrumpfung des Gussteils ein, welche mit wachsendem Volumen größer ist und normalerweise zu porenreichen Gefügen oder sogar Lunkern führen könnte. Durch die erfindungsgemäße Druckgussform kann über die Anschnitte 22 direkt in die dickwandigen Bereiche 42 mit über den Gießkolben erzeugten Druck nachgespeist werden, so dass ein sehr porenarmes Gefüge auch in den dickwandigen Bereichen 42 erzielt werden kann.
Der beim Druckgussvorgang erzeugte Druck wirkt bei dieser Ausführung ausschließlich auf eine projizierte Fläche des Zylinderkurbelgehäuses 34 beziehungsweise der Kavität 20 auf die zweite Trennebene 32 zwischen dem Zwischenformteil 14 und den beweglichen Seitenformteilen 29, da der gesamte Gießlauf am Zwischenformteil 14 beziehungsweise die projizierte Fläche des Angusssystems 26 innerhalb dieser projizierten Fläche auf die Grundfläche beziehungsweise die zweite Trennebene 32 wirkt. Entsprechend kann ein sehr hoher Nachdruck eingebracht werden oder im Vergleich zu bekannten Ausführungsformen die Schließkraft auf die Druckgussform verringert werden. Nach dem Erstarren wird die Druckgussform an beiden Trennebenen geöffnet. Dabei reißen die Einzelgießläufe 18 aufgrund des geringsten Querschnitts im Bereich der Anschnitte 22 ab, so dass ein gesamter erstarrter Anguss 50 zwischen dem feststehenden Formteil 10 und dem Zwischenformteil 14 ausgeworfen wird. Das Zylinderkurbelgehäuse 34 wird über Auswerfer 52 nach dem Ausziehen der Kokillen 30 aus dem beweglichen Formteil 10 und zwischen dem beweglichen Formteil 10 und dem Zwischenformteil 14 ausgeworfen, so dass eine saubere Trennung zwischen Gussteil und Anguss 50 erfolgt.
In der Figur 4 ist eine alternative Möglichkeit zum Gießen eines Zylinderkurbelgehäuses 34 dargestellt. Die Füllung erfolgt hierbei nicht kurbelraumseitig, sondern zylinderdeckseitig. Im feststehenden Formteil 10 ist erneut ein Teil des Angusssystems 26 ausgebildet, der sich im Zwischenformteil 14 fortsetzt. Dieses weist ebenfalls acht Einzelgießläufe 18 auf, die sich in einer Ebene zwischen den Zylindern 36 zu einem Bereich erstrecken, in dem die Zugankerkerne 46 angeordnet sind und von dort den dickwandigen Bereich 42 füllen. Alternativ könnten die Einzelgießläufe sich auch durch die die Zylinder 36 bildenden Teile des Zwischenformteils 14 erstrecken und dort von innen über das kurbelraumseitige Ende der Zylinderwände 38 wiederum die dickwandigen Bereiche der Lagerstühle 44 befüllen. Die Kavität 20 wird auch bei dieser Ausführungsform zwischen dem Zwischenformteil 14, den beweglichen Seitenformteilen 29 und dem beweglichen Formteil 28 ausgebildet, wobei das Formteil 28 den Kurbelraum 40 ausbildet und die Seitenformteile 29 die Zylinderaußenflächen und die Außenfläche des Kurbelraums 40. Das Zylinderdeck wird durch das Zwischenformteil 14 gebildet. Das Nachdrücken und Speisen erfolgt auch bei diesen Ausführungen direkt auf die am stärksten durch Schrumpfen belasteten dickwandigen Bereiche 42 des Zylinderkurbelgehäuses, so dass auch hier porenarme Gefüge erreicht werden können. Auch die Trennung des Angusses 50 vom Gussteil erfolgt durch einfaches Öffnen der Druckgussform.
Eine derartige Druckgussform eröffnet entsprechend verschiedene Möglichkeiten zur Füllung und Speisung der relevanten dickwandigen Bereiche eines Gussteils und insbesondere eines Zylinderkurbelgehäuses, so dass porenarme Gefüge erreicht werden können. Gleichzeitig kann diese Füllung und Nachspeisung mit hohen Drücken erfolgen, da durch das kleine Angusssystem die Sprengfläche der Form sehr klein gehalten wird. Dabei können jedoch die Querschnitte der Einzelgießläufe beziehungsweise des gesamten Angusssystems relativ groß ausgeführt werden, wodurch der eingebrachte Nachdruck lange wirken kann. Auch dies führt zu verbesserten Gefügen in den relevanten Bereichen des Lagerstuhls oder der Zuganker. Da der Anguss ebenfalls sehr klein ist, wird auch das Kreislaufmaterial reduziert, wodurch Energie eingespart werden kann. Zusätzlich wird die notwendige Nachbearbeitung verringert, da sich der Anguss beim Öffnen der Form an der korrekten Position automatisch vom Gussteil löst.
Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich der Anmeldung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Insbesondere können auch andere Gussteile insbesondere Unterteile (bedplates) von Zylinderkurbelgehäusen auf diese Weise hergestellt werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen mit
einem feststehenden Formteil (10), in welchem zumindest teilweise ein Angusssystem (26) zur Verteilung der Schmelze ausgebildet ist, beweglichen Formteilen (28, 29), in welchen zumindest teilweise eine Kavität (20) zur Bildung eines Zylinderkurbelgehäuses (34) oder eines Kurbelgehäuseunterteils ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem feststehenden Formteil (10) und den beweglichen Formteilen (28, 29) ein Zwischenformteil (14) angeordnet ist, welches zumindest teilweise die Kavität (20) zur Bildung des Zylinderkurbelgehäuses (34) oder des Kurbelgehäuseunterteils begrenzt und in dem zumindest teilweise das Angusssystem (26) und mehrere Anschnitte (22) ausgebildet sind, die an dickwandigen Bereichen (42) des Zylinderkurbelgehäuses (34) oder des Kurbelgehäuseunterteils münden.
2. Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem feststehenden Formteil (10) und dem Zwischenformteil (14) eine erste Trennebene (16) und zwischen dem Zwischenformteil (14) und den beweglichen Seitenformteilen (29) eine zweite Trennebene (32) ausgebildet ist, welche im Wesentlichen parallel zu einer Grundfläche (17) des zu gießenden Zylinderkurbelgehäuses (34) oder des zu gießenden Kurbelgehäuseunterteils angeordnet sind.
3. Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem feststehenden Formteil (10) und dem Zwischenformteil (14) beim Öffnen der Druckgussform der Anguss (50) auswerfbar ist und zwischen dem Zwischenformteil (14) und den beweglichen Formteilen (28, 29) beim Öffnen der Druckgussform das Zylinderkurbelgehäuse (34) oder das Kurbelgehäuseunterteil auswerfbar ist.
4. Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckgussform kurbelraumseitig befüllbar ist und die Anschnitte (22) am Lagerstuhl (44) des Zylinderkurbelgehäuses (34) oder des Kurbelgehäuseunterteils münden.
5. Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckgussform zylinderdeckseitig befüllbar ist und die Anschnitte (22) im Bereich der Zugankerkerne (46) des Zylinderkurbelgehäuses (34) münden.
6. Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckgussform zylinderdeckseitig befüllbar ist und die Anschnitte (22) im Bereich von Zylinderwänden (38) des Zylinderkurbelgehäuses (34) münden.
7. Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
an jedem Lagerstuhl (44) zwei Anschnitte (2) ausgebildet sind, die beidseits jeder Lagerschalenaufnahme (48) des Zylinderkurbelgehäuses (34) oder des Kurbelgehäuseunterteils angeordnet sind.
8. Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem feststehenden Formteil (10) und dem Zwischenformteil (14) ein Hauptgießlauf (12) ausgebildet ist, der sich entlang der Länge der Formteile (10, 14, 28) erstreckt und von dem aus sich beidseits mehrere senkrecht zum Hauptgießlauf (12) erstreckende Einzelgießläufe (18) durch das Zwischenformteil (14) zur Kavität (20) erstrecken.
9. Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anschnitte (22) sich trichterförmig zur Kavität (20) verengend ausgebildet sind.
10. Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine projizierte Fläche des im Zwischenformteil (13) angeordneten Angusssystems (26) auf die zweite Trennebene (32) innerhalb einer projizierten Fläche der Kavität (20) auf die zweite Trennebene (32) angeordnet ist.
11. Druckgussform zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen oder Kurbelgehäuseunterteilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzelgießläufe (18) einen Durchmesser aufweisen, der im Wesentlichen der Breite des Lagerstuhls (44) entspricht.
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