JP2013544192A - 鋳造ホイールおよび鋳型 - Google Patents

Abstract

鋳造ホイール（２’）を製造するための方法および鋳型において、鋳造ホイール（２’）内に配置され、且つ周縁リム（１７）を有するコア（３）が、少なくとも下側型部（５）および上側型部（４）を備える鋳型（１）内に挿入される。下側型部（５）および上側型部（４）は、鋳型（１）を閉鎖するために互いに対して相対的に移動される。コア（３）は、少なくとも１つの位置決め要素（７）によって、鋳型（１）における予め定められた位置に位置決めされる。位置決め要素（７）の端部領域は、コア（３）の周縁リム（１７）に、圧力嵌めまたは摩擦嵌めによって固定される。コア（３）の周縁リム（１７）から突出する、位置決め要素（７）の自由端領域は、鋳型（１）にコア（３）を位置決めしている間に、鋳型（１）の下側型部（５）の接触面（８）上に配置され、これにより、コア（３）は、重力の作用の下で、予め定められた位置に位置決めされる。接触面（８）は、好ましくは、作業の間に実質水平となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋳造ホイールを製造するための方法に関する。この方法においては、コアは、鋳造ホイールに配置され、且つ周縁リムを備えており、鋳型内に挿入される。鋳型は、少なくとも、下側型部および上側型部を備える。下側型部および上側型部は、鋳型を閉鎖するために、互いに対して相対移動する。コアは、少なくとも１つの位置決め要素によって、鋳型における予め定められた位置に、位置決めされる。位置決め要素の端部領域は、圧力嵌め、または摩擦嵌めによって、コアの周縁リムに固定される。

本発明は、さらに、鋳造ワークピース（特に、鋳造ホイール）を製造するための鋳型に関する。この鋳型は、少なくとも、下側型部および上側型部を備える。下側型部および上側型部は、鋳型を閉鎖するために、互いに対して相対的に移動可能である。

鋳造ホイールのリムを製造するための方法は、ＡＴ ４０９ ７９８ Ｂ号公報から公知となっている。この文献においては、金属発泡体から作製された、予め形成されたコア部が、鋳型内に挿入される。この鋳型は、上側コキール部と、下側コキール部と、側方コアスライダとを備える。コア部は、位置決め要素によって、所定の位置に固定され、次いで、軽金属によって環囲される。コア部を環囲する間に漏れる気体を放出するために、鋳型および／または位置決め要素は、ベントを備える。鋳造ホイールに保持された位置決め要素は、コアに固定される。鋳型内にてコア部をセンタリングするために、位置決め要素は、可動の上側コキール部に、自己ロック方式で連結する。この目的のために、位置決め要素は、円錐状のジャケット面を有しており、このジャケット面は、上側コキール部のベントにおける突出部上に配置されることによって、自己ロック効果をトリガーする。なお、突出部は、断面を狭くする。この技術は、コア部のリブに位置決め要素を取り付け可能である場合に、位置決め要素によってコア部を予め定められた位置に保持するのに、特に有益であることが明らかとなっている。ここで、コア部のリブは、円環状の外側部から内部へと径方向に突出している。この構成において、リブから軸方向に突出する位置決め要素は、上側コキール部の対応するベントにロックされ得る。しかしながら、多くの場合において、このような連結を行うことは、不可能である。特に、コア部が、位置決め要素を取り付けるための、径方向に内部へ突出するリブを有しない場合、上記のような連結を行うことは不可能である。このため、コアがホイールのスポーク内に突出するリブを有していない場合であっても、コアを正確に位置決め可能とすることが、特に求められている。

さらに、中空のカムシャフトを鋳造するための鋳型が、ＤＥ ４２ ０１ ２７８ Ａ１号公報から公知となっている。ここでは、鋳造コアは、自由端を有しており、鋳型に配置される。鋳造コアの自由端を支持するための支持部が設けられている。この支持部は、鋳造コアの両側部上に、固定部分を有しており、これら固定部分は、鋳型の下側部と上側部との間で固定されている。結果として、支持部は、鋳型の、互いに反対となる側部の間で、延在している。しかしながら、この構成は、他のタイプの成形部材を鋳造するために、設けられ、および／または適している。

ＷＯ ２００６／０４２３５０ Ａ１号公報、およびＥＰ １ ７９２ ６７４ Ａ１号公報は、他のタイプの位置決め装置を開示している。

これとは対照的に、本発明の目的は、上述したタイプのリム状のコアを備える鋳造ホイールを製造するための方法および鋳型を提供することである。本発明は、鋳型にコアを正確に位置決めするのを保証する一方で、可能な限り多くの形状としてコアを構成するのを可能とする。

上述したタイプの方法においては、これは、位置決め要素の自由端領域を、鋳型にコアを位置決めしている間に、鋳型の下側型部の接触面上に配置することによって、達成される。これにより、コアは、重力の作用の下で、予め定められた位置に位置決めされる。なお、位置決め要素の端部領域は、コアの周縁リムから突出している。また、接触面は、好ましくは、作業の間に、実質水平に配置される。

この構成によれば、位置決め要素は、コアを鋳型に位置決めするために、鋳型の下側型部の対応する接触面上に配置される。この位置において、コアは、鋳型の型部に接触することなく、重力の作用の下で、位置決めされる。このため、コアは、主に自らの重量によって保持されるので、接触面上において、安定した支持を実現することができる。したがって、位置決め要素と関連する型部との間に、コアをセンタリングするためにロック連結を形成する必要がない。有利には、位置決め要素は、該位置決め要素の動作位置に対して実質水平に配置された接触面上に、配置される。しかしながら、その構成によっては、水平面に対して傾斜する接触面を設けることも、想到され得る。この場合においては、コアが、重力の作用によって鋳型の型部に対して安定した位置に保持されることを保証する必要がある。

コアを正確に位置決めするために、位置決め要素は、鋳型を閉鎖するときに、下側型部の接触面と、上側型部の対応する接触面との間にロックされることが好ましい。鋳造ワークピースの製造中においては、鋳型を閉鎖するために型部を互いに向けて移動させる前に、コアは、最初に、下側型部の接触面上に配置される。これにより、コアは、鋳造工程の間における変位を防ぐように固定されるので、仕上げられた鋳造ワークピースの予め定められた位置に、高精度に配置されることになる。

コアを、鋳型内の予め定められた位置に位置決めするために、コアから突出する、位置決め要素のピン状、ブラケット状、またはプレート状の端部領域が、下側型部の接触面上に配置されることが、好ましい。好ましくは、位置決め要素の他の端部領域は、摩擦嵌め、および／または圧力嵌めによって、コア内に固定される。コアから突出する端部領域の形状は、下側型部の接触面との接触領域を形成する。位置決め要素がピン状の端部領域を有する場合、形成される接触領域は、同じように小さくなる。これとは対照的に、プレート状の端部領域によっては、位置決め要素と接触面との間に、より大きな接触領域が得られる。

本発明の特に好ましい実施形態においては、コアの周縁リムから、実質径方向内側に突出する、位置決め要素の端部領域が、下側型部の接触面上に配置される。円環状の周縁リムを包むように、軽金属によってコアを環囲すると、鋳造ワークピースが形成される。この方法は、鋳造ホイールを製造するために、特に有利である。鋳造ホイールにおいては、コアは、全体として、周縁ホイールリムの端部に、実質配置される。鋳造ホイールを形成するためには、リムは、要求がある場合、特に径方向内側に突出するとともに、鋳造ホイールのスポーク内に延び得るポケットを有することが、特に有利である。

コアを、鋳型に正確に位置決めするために、複数の位置決め要素は、周方向に互いに離隔してコアの周縁リムに取り付けられ、下側型部の適当な接触面上に配置されることが好ましい。下側型部上にコアのための均一な支持を設けるために、位置決め要素は、周縁リム上において、実質一定の角距離で、配置されることが好ましい。しかし、当然ながら、位置決め要素は、コア上の如何なる位置に（すなわち、必須の、予め定められた等配な配置とすることなく）、位置決めされてもよい。鋳型内にコアを挿入するとき、位置決め要素は、下側型部の適当な接触面上に配置される。

位置決め要素が鋳造ワークピースに残留することに起因する負の効果を回避するために、仕上げられた鋳造ワークピースから突出する、位置決め要素の端部は、（特に、該端部を切断または捩じることによって）除去されることが有利である。

上述の方法における位置決め要素の出口位置にて起こり得る腐食を防止するために、鋳造ワークピースは、少なくとも位置決め要素の除去された端部の領域において、ラッカーが塗布され、または紛体でコーティングされることが有利である。好ましい実施形態において、可能な限り効果的に腐食のリスクを回避するために、ラッカー仕上げは、鋳造ワークピースの全体上に施される。

上述したタイプの鋳型においては、本発明の基本的な目的は、以下の構成を備える下側型部によって、達成される。この下側型部は、接触面を含む円環状の立ち上がり周縁部を有し、上記接触面上において、コアの周縁リムに連結される位置決め要素の自由端領域を配置することができる。これにより、コアを、型部に接触することなく、鋳型内に位置決めすることができる。

円環状の周縁部を備える鋳造ワークピース（特に、鋳造ホイール）を製造するために、円環状の立ち上がり周縁部は、キャビティーを閉じる境界面の一部として、形成されることが好ましい。仕上がり鋳造ワークピースの形状は、境界面によって閉じられたキャビティーによって、決定される。

コアを予め定められた位置に安定して位置決めするために、接触面は、作業の間に、実質平行に配置されることが有利である。接触面の配置によって、コアを、少なくとも下側型部に接触することなく、重力の作用の下で保持することを保証することができる。原理的には、これは、構成によって、小さな角度で傾斜した接触面によっても、達成され得る。

側方への変位を防ぐように、コアを予め定められた位置に固定するために、上側型部および／または下側型部は、溝を有することが有利である。好ましくは、溝の形状は、該溝に挿入された位置決め要素の外形に対応する。これにより、コアが軽金属に環囲されたときに、位置決め要素が側方に移動不能となる。

コアを軽金属によって環囲したときに、コアを、如何なる空間的方向への変位を防止するように固定するために、鋳型の閉鎖位置において、上側型部および下側型部の少なくとも一方の溝は、コアから突出する位置決め要素が該溝にロックされるように、形成されることが有利である。溝にロックされた位置決め要素は、例え大きな負荷が掛けられたとしても、予め定められた位置から脱落することができない。このため、コアは、鋳造ワークピースの所望の位置に、高精度に配置されることになる。

鋳型において、仕上がり鋳造ワークピースの形状を複製するキャビティーを形成するために、上側型部と下側型部との間に、封止面が設けられ、接触面は、下側型部の封止面の一部として形成されることが有利である。この構成によれば、下側型部の封止面は、接触面を有することになり、この接触面は、特に作業の間において、水平に配置される。これにより、鋳型においてコアを位置決めすることを、遥かに容易とすることができる。

本発明について、図面に示す例示的実施形態を用いて、範囲を制限することなく、以下に説明する。

軽金属によって環囲されたコアを受容する鋳型の部分の断面図を示す。 周縁リムに取り付けられた、ブラケット状の位置決め要素を備えたコアの前面図を示す。 図２ａの一点鎖線円によって示された領域の拡大図を示す。 図２ｂの線III−IIIに沿ったコアの断面図を示す。 他の実施形態に係る位置決め要素に連結されたコアの一部の図を示しており、位置決め要素は、プレート状の端部領域を有する。 図４ａの一点鎖線円によって示された領域の拡大図である。 他の例示的実施形態に係るピン状の位置決め要素に連結されたコアの一部の図を示す。 図５ａの一点鎖線円によって示された領域の拡大図である。

図１は、鋳造ワークピース２を製造するための鋳型１の一部を示す。図示された実施形態においては、リムまたは鋳造ホイール２’は、軽金属から作製され、車両用に製造される。鋳型１においては、コア３が受容されており、このコア３は、鋳造ホイール２’を形成するためにコア３を環囲すべく用いられる軽金属合金よりも、低い密度を有している。コア３は、圧縮材料（例えば、多孔性ケイ酸塩材料、特に、バーミキュライト）から予め形成される。代替的には、コア３は、金属発砲体、または他の如何なる材料から構成されてもよい。同等に小さな密度を有するコア３を備えることによって、鋳造ホイール２’内において、重量を軽くすることができる。図１から明らかなように、鋳型１は、上側型部４および下側型部５を備えるコキール（ｃｏｑｕｉｌｌｅ：貝状形態）として形成されている。また、鋳型１は、例えば、４つのコアスライダ６を備える。これらコアスライダ６は、周方向に互いに隣接している。鋳型１を閉鎖するために、上側型部４は、下側型部５に向かって移動され、側方のコアスライダ６は、下側型部５と当接するまで、径方向に沿って内方に向かって押し込まれる。コア３を、鋳型１内における予め定められた位置に位置決めするために、コア３に連結された位置決め要素７が設けられる。この位置決め要素７は、軽金属合金によってコア３を環囲する前にコア３を鋳型１内に挿入するときに、型部４および５に触れることなく、コア３を配置可能とする。軽金属合金を導入するとき、コア３は、全ての側において軽金属によって環囲される。

鋳造ホイール２’の製造のための公知の方法においては、鋳型１内にてコア３をセンタリングするために、位置決め要素７と上側型部４との間で、自己ロック式の連結を構築することが一般的である。しかしながら、図示されているコア３は、軸方向に同程度に短い長さを有しているので、上側型部４の下方で延在していない。結果として、本実施形態においては、上側型部４に対する自己ロック式の連結を介して、コア３を位置決めすることが不可能である。

本稿に係るコア３を、予め定められた位置に正確に位置決めするために、コア３を鋳型１内にて位置決めするときに、位置決め要素７が、下側型部５の接触面８上に配置される。こうして、コア３は、重力の力の作用の下、型部４および５に接触することなく、予め定められた位置に保持される。接触面８は、鋳型１の動作位置に対して、水平に配置される。下側型部５は、円形状の立ち上がり周縁部９を有しており、接触面８は、この立ち上がり周縁部９のサドルの一部となっている。立ち上がり部９は、スロープ１０および１１を含む。スロープ１０および１１は、立ち上がり部９と、径方向内側および／または外側にて接続している。径方向で示されている、接触面８と、立ち上がり部９の内側スロープ１０とは、互いに対応する形状を有する型部４および５の間の封止面１２の一部として、形成されている。径方向で示されている、外側スロープ１１は、仕上がりリムウェルの形状に従って、凹んでいる。したがって、スロープ１１は、境界面１３の一部を形成しており、この境界面１３は、鋳造ホイール２’の形状を複製するキャビティー１４を閉じる。下側型部５の接触面８は、溝１６を含み、この溝１６内に、位置決め要素７が挿入される。鋳型１を閉鎖するとき、コア３の全ての側における変位に対してコア３を固定するために、位置決め要素７は、下側型部５の接触面８と、下側型部５に面する上側型部４の接触面との間で、ロックされる。

図１から明らかなように、接触面上に配置された位置決め要素７の端部は、仕上げられた鋳造ホイール２’から突出する。軽金属によってコア３を環囲した後、位置決め要素７の突出端部は、切除される。腐食を避けるために、鋳造ホイール２’は、次いで、少なくとも、位置決め要素７における切除された端部の領域において、ラッカーが塗布される。有利には、ラッカーコーティングは、鋳造ホイール２’の全体上に塗布される。

図２ａおよび図２ｂは、一実施形態に係るコア３を示しており、このコア３においては、径方向内側に延びるポケット１８を有する円環状のリム１７が、設けられている。図１に示す実施形態においては、計４個の位置決め要素７が設けられている。これら位置決め要素７は、リム１７の周縁に亘って配置され、摩擦嵌め、または圧力嵌めによって、リム１７に固定される。位置決め要素７の自由端領域は、リム１７から径方向内側に突出している。コア３を鋳型１内に挿入するとき、リム１７から突出する、位置決め要素７の端部領域は、それぞれ、下側型部５の対応する接触面８上に配置される。図２ａおよび図２ｂによれば、位置決め要素７は、ブラケットの形状を形成するために屈曲されている。ブラケット状の位置決め要素７の脚部の自由端は、コア３のリム１７内に固定される。

図４ａおよび図４ｂは、代替の実施形態に係る位置決め要素７を示す。この位置決め要素７は、プレート状の端部領域を有しており、プレート状の端部領域は、接触面８上に配置される。

図５ａおよび図５ｂに示す実施形態においては、ピン状の位置決め要素７が設けられている。この位置決め要素７は、フォーム嵌め（ｆｏｒｍ ｆｉｔ）、および／または圧力嵌めによる公知の方法で、コア３内に固定され得る。摩擦嵌めによる連結のために、位置決め要素７は、予め形成されたコア３内に捩じ込まれる尖った先端を有していることが好ましい。

Claims (13)

1. 鋳造ホイール（２’）を製造するための方法であって、
   前記鋳造ホイール（２’）内に配置され、且つ周縁リム（１７）を有するコア（３）が、少なくとも下側型部（５）および上側型部（４）を備える鋳型（１）内に挿入され、
   前記下側型部（５）および上側型部（４）は、前記鋳型（１）を閉鎖するために互いに対して相対的に移動され、
   前記コア（３）は、少なくとも１つの位置決め要素（７）によって、前記鋳型（１）における予め定められた位置に位置決めされ、
   前記位置決め要素（７）の端部領域は、前記コア（３）の周縁リム（１７）に、圧力嵌めまたは摩擦嵌めによって固定される、方法において、
   前記コア（３）の周縁リム（１７）から突出する、前記位置決め要素（７）の自由端領域は、前記鋳型（１）に前記コア（３）を位置決めしている間に、前記鋳型（１）の下側型部（５）の接触面（８）上に配置され、これにより、前記コア（３）は、重力の作用の下で、前記予め定められた位置に位置決めされ、
   前記接触面（８）は、好ましくは、作業の間に実質水平となっていることを特徴とする、方法。
2. 前記位置決め要素（７）は、前記鋳型（１）を閉鎖するときに、前記下側型部（５）の接触面（８）と、前記上側型部（４）の対応する接触面との間にロックされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記コア（３）から突出する、前記位置決め要素（７）のピン状、ブラケット状、またはプレート状の端部領域が、前記下側型部（５）の接触面（８）上に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記コア（３）の周縁リム（１７）から、実質径方向内側に突出する、前記位置決め要素（７）の端部領域が、前記下側型部（５）の接触面（８）上に配置されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 複数の前記位置決め要素（７）が、周方向に互いに離隔して前記コア（３）の周縁リム（１７）に取り付けられ、前記下側型部（５）の適当な接触面（８）上に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 仕上げられた鋳造ワークピース（２）から突出する、前記位置決め要素（７）の端部は、除去されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記鋳造ワークピース（２）は、少なくとも前記位置決め要素（７）の除去された端部の領域において、ラッカーが塗布され、または紛体でコーティングされることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 鋳造ワークピース（２）、特に鋳造ホイールを製造するための鋳型（１）であって、
   少なくとも下側型部（５）および上側型部（４）を備え、
   前記下側型部（５）および上側型部（４）は、前記鋳型（１）を閉鎖するために互いに対して相対的に移動可能である、鋳型において、
   前記下側型部（５）は、接触面（８）を含む円環状の立ち上がり周縁部（９）を有し、
   前記接触面（８）上において、コア（３）の周縁リム（１７）に連結される位置決め要素（７）の自由端領域を配置可能であり、これにより、前記コア（３）を、前記型部（４、５）に接触することなく、前記鋳型（１）内に位置決め可能であることを特徴とする、鋳型。
9. 前記円環状の立ち上がり周縁部（９）は、キャビティー（１４）を閉じる境界面（１３）の一部として、形成されることを特徴とする、請求項８に記載の鋳型。
10. 前記接触面（８）は、作業の間に、実質平行に配置されることを特徴とする、請求項８または９に記載の鋳型。
11. 前記上側型部（４）および前記下側型部（５）の少なくとも一方は、溝（１６）を有することを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の鋳型。
12. 前記鋳型（１）の閉鎖位置において、前記上側型部（４）および前記下側型部（５）の少なくとも一方の前記溝（１６）は、前記コア（３）から突出する前記位置決め要素（７）が該溝（１６）にロックされるように、形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の鋳型。
13. 前記上側型部（４）と前記下側型部（５）との間に、封止面（１２）が設けられ、
    前記接触面（８）は、前記下側型部（５）の前記封止面（１２）の一部として形成されることを特徴とする、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の鋳型。

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