WO1995027579A1 - Method of producing a casting having an elongate cavity, in particular a camshaft - Google Patents

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WO1995027579A1 PCT/CH1995/000070 CH9500070W WO9527579A1 WO 1995027579 A1 WO1995027579 A1 WO 1995027579A1 CH 9500070 W CH9500070 W CH 9500070W WO 9527579 A1 WO9527579 A1 WO 9527579A1
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Rolf Rietzscher
Carlos Vasto
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Georg Fischer Ag
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D29/00—Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots
    • B22D29/001—Removing cores
    • B22D29/006—Removing cores by abrasive, water or air blasting

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  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

The invention concerns a method of producing a casting having an elongate cavity, in particular a camshaft. The cavity is produced by means of a glass tube which is removed from the casting by a high-pressure medium. This method enables a hollow camshaft to be produced economically.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Gussstückes mit einem lang¬ gestreckten Hohlraum, insbesondere einer NockenwelleMethod for producing a casting with an elongated cavity, in particular a camshaft
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gussstückes mit einem langgestreckten Hohlraum, insbeson¬ dere einer Nockenwelle, sowie ein nach dem Verfahren herge¬ stelltes Gussstück.The present invention relates to a method for producing a casting with an elongated cavity, in particular a camshaft, and to a casting produced by the method.
Es ist bekannt Gussstücke mit Hohlräumen herzustellen, wobei in der Regel für die Erzeugung der Hohlräume Kerne aus Kernsand verwendet werden, um den gewünschten Hohlraum auszusparen. Beim Giessen von Werkstücken mit einem langgestreckten Hohlraum, wie beispielsweise einer Nockenwelle, konnten mit den aus sonst üb¬ lichen Kernsanden z.B. Croning- oder Coldboxsand mit Quarzsand als Grundlage, bisher keine brauchbaren Ergebnisse erreicht werden, da die Kerne eine zu starke Wärmeausdehnung aufweisen, und wegen möglicher Durchbiegung bzw. eventuellen Brüchen der Kerne Ausschuss entsteht. Das Abführen während des Giessvorgan- ges sich freisetzender Gase ist ebenfalls problematisch und die Gefahr besteht, dass im Gussstück Porositäten auftreten.It is known to produce castings with cavities, cores made from core sand being used as a rule to create the cavities in order to omit the desired cavity. When casting workpieces with an elongated cavity, such as a camshaft, it was possible to use e.g. Croning or cold box sand with quartz sand as the basis, so far no usable results have been achieved because the cores have too much thermal expansion and the cores are rejected due to possible deflection or possible breaks. The removal of gases released during the casting process is also problematic and there is a risk of porosities occurring in the casting.
Bei der Verwendung von Rohren als Kerne für die Herstellung ei¬ nes Hohlraumes, der in Bezug auf seinen Durchmesser lang ist, stellt man eine gewisse Durchbiegungs- und Knickungstendenz fest, denn diese Kerne können den beim Giessen auftretenden Kräften in den meisten Fällen nicht ausreichend standhalten. Das führt bei der Herstellung von Nockenwellen zu einem Hohl- räum, der nicht konzentrisch zur Mantelfläche der Welle ver¬ läuft.When using tubes as cores for the production of a cavity which is long in terms of its diameter, a certain tendency to bend and buckle is observed, because these cores cannot withstand the forces that occur during casting in most cases . In the manufacture of camshafts, this leads to a hollow space that is not concentric to the lateral surface of the shaft.
Aus der DE 37 44 958 ist ein Verfahren zum Giessen von Nocken¬ wellen bekannt geworden, bei dem die Nockenwelle hohl gegossen wird, unter Verwendung eines Glaskernes, der im Gusseisenkörper eingeschlossen bleibt. Der Glaskern kann in dessen, wenn erfor¬ derlich nach öffnen des Hohlraumes mit einfachsten Mitteln z.B. durch einfaches Bohren, durch Vibration oder Strahlmittel aus¬ gelöst werden.From DE 37 44 958 a method for casting camshafts has become known, in which the camshaft is cast hollow using a glass core which remains enclosed in the cast iron body. The glass core can, if necessary after opening the cavity, be used with the simplest means, e.g. can be triggered by simple drilling, vibration or blasting medium.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein wirtschaftliches Verfahren für die Herstellung eines hohlgegossenen Gusseisen¬ körpers, insbesondere einer hohlgegossenen Nockenwelle vorzug¬ schlagen.The object of the present invention is to propose an economical process for the production of a hollow cast iron body, in particular a hollow cast camshaft.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Lehre des kenn¬ zeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the teaching of the characterizing part of claim 1.
Weitere erfindungsgemässe Merkmale und vorteilhafte Ausgestal¬ tungen ergeben, sich aus den abhängigen Ansprüchen. ^Further features according to the invention and advantageous configurations result from the dependent claims. ^
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Figur darge¬ stellten Beispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the example shown in the figure.
Bei der Herstellung eines Werkstückes wie z.B. einer Nocken¬ welle 1 werden herkömmliche Formen aus Sand verwendet, die die äussere Form des fertigen Stückes definieren. Um den langge¬ streckten Hohlraum 2 auszusparen, wird ein Kern 3 aus Glas in eine dafür vorgesehene Aussparung eingelegt, bevor die zwei Formhälften zusammengeschlossen werden. Anschliessend wird das flüssige Metall in eine nicht dargestellte Form eingegossen.When manufacturing a workpiece such as A camshaft 1 uses conventional shapes made of sand, which define the outer shape of the finished piece. In order to leave out the elongated cavity 2, a core 3 made of glass is inserted into a recess provided for this purpose before the two mold halves are joined together. The liquid metal is then poured into a mold, not shown.
Nach der Abkühlung verbleibt der Glaskern 2 im erstarrten Guss¬ stück. Das Glasrohr 2 muss nun aus der Nockenwelle entfernt werden. Hierzu wird die Nockenwelle mit ihrer Längsachse linear zu einer Düsenanordnung 4 ausgerichtet. Die Längsachse des Dü¬ senkanals und die Längsachse der Nockenwelle sind linear ausge- richtet. Die Düsenspitze wird auf eine Distanz in einem Bereich von 10 - 50 mm zur Stirnfläche der Nockenwelle positioniert. Durch die Düse 4 wird Wasser unter einem Druck zwischen 1000 und 3000 bar geleitet und auf die Stirnfläche des Glasrohres gerichtet. Der Austrittsquerschnitt der Düse und der Abstand zwischen Düsenaustritt und Nockenwelle ist derart ausgerichtet, dass der austretende Wasserstahl gebündelt auf die Stirnseite des Glasrohres auftrifft. Das Glasrohr platzt auf und der Was¬ serstrahl durchspühlt den gesamten Hohlraum der Nockenwelle in¬ nerhalb von wenigen Sekunden.After cooling, the glass core 2 remains in the solidified casting. The glass tube 2 must now be removed from the camshaft. For this purpose, the camshaft is aligned linearly with its longitudinal axis to a nozzle arrangement 4. The longitudinal axis of the nozzle channel and the longitudinal axis of the camshaft are linear. judges. The nozzle tip is positioned at a distance of 10 - 50 mm from the end face of the camshaft. Water is passed through the nozzle 4 at a pressure between 1000 and 3000 bar and directed onto the end face of the glass tube. The outlet cross-section of the nozzle and the distance between the nozzle outlet and the camshaft is aligned in such a way that the escaping water steel strikes the end face of the glass tube in a bundle. The glass tube bursts and the water jet flushes through the entire cavity of the camshaft within a few seconds.
Beispielexample
Das beschriebene Verfahren wurde am nachfolgenden Beispiel er¬ folgreich durchgeführt:The process described was carried out successfully using the following example:
Eine Nockenwelle mit einem Glasrohr, das den Durchmesser von 6 mm aufweist wurde mit einem Wasserstrahl von 2500 bar Druck über eine Düsenquerschnittöffnung 0,6 mm beaufschlagt. Der Ab¬ stand zwischen Düsenaustrittsüffnuπg und der Stirnfläche der Nockenwelle betrug 20* mm. Innerhalb von 15 Sekunden konnte der gesamte Längshohlraunt der Nockenwelle vom Glasrohr befreit wer¬ den. Das Resultat ergab eine Nockenwelle mit einem Längshohl¬ raum, deren Oberflächenqualität der des Glasrohres entsprach. A camshaft with a glass tube, which has a diameter of 6 mm, was subjected to a water jet of 2500 bar pressure through a nozzle cross-section opening of 0.6 mm. The distance between the nozzle outlet opening and the end face of the camshaft was 20 * mm. The entire hollow hollow barrel of the camshaft could be freed from the glass tube within 15 seconds. The result was a camshaft with a longitudinal cavity, the surface quality of which corresponded to that of the glass tube.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zum Herstellen eines Gussstückes mit einem langge¬ streckten Hohlraum, insbesondere einer Nockenwelle, wobei der Hohlraum mittels eines Glasrohres erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasrohr mittels eines Hochdruckme¬ diums aus dem Gussstück entfernt wird.1. A method for producing a casting with an elongated cavity, in particular a camshaft, the cavity being produced by means of a glass tube, characterized in that the glass tube is removed from the casting by means of a high-pressure medium.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Medium Wasser verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that water is used as the medium.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Medium Wasser unter Zusatz eines abrasiven Mittels verwendet wird.3. The method according to claim 2, characterized in that water is used as the medium with the addition of an abrasive.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass Medium unter einem Druck von 1000 bis 3000 bar verwendet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized gekenn¬ characterized in that medium is used under a pressure of 1000 to 3000 bar.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass Medium unter einem Druck von 2000 bar verwen¬ det wird.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized gekenn¬ characterized in that medium is used under a pressure of 2000 bar.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das unter Druck stehende Medium linear auf das Glasrohr aufgebracht wird.6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized gekenn¬ characterized in that the pressurized medium is applied linearly to the glass tube.
7. Nockenwelle hergestellt nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6. 7. Camshaft manufactured by the method according to one of claims 1 to 6.
PCT/CH1995/000070 1994-04-06 1995-03-31 Method of producing a casting having an elongate cavity, in particular a camshaft WO1995027579A1 (en)

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