WO2012071599A1 - VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GUSSRADS UND GIEßWERKZEUG - Google Patents

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GUSSRADS UND GIEßWERKZEUG Download PDF

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casting tool
mold part
casting
positioning element
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Helmuth Huber
Manfred Johannes Ebetshuber
Josef Gartner
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Borbet Austria Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cast wheel, wherein a core remaining in the casting wheel, which has a peripheral rim, is inserted into a casting tool having at least one lower mold part and one upper mold part which are moved relative to one another to close the casting mold, wherein the Core is positioned by means of at least one positioning element in a predetermined position in the casting mold, wherein an end portion of the positioning is frictionally locked in the circumferential ring of the core.
  • the invention further relates to a casting tool for producing a cast workpiece, in particular a cast wheel, with at least one lower molded part and an upper molded part, which is intended for
  • Closing of the casting tool relative to each other are movable.
  • a method for producing a wheel cast rim in which a preformed metal foam core part is inserted into a casting tool which has a mold upper part, a mold bottom part and lateral core slides.
  • the core part is fixed in position by means of positioning elements and then surrounded with a light metal.
  • the casting tool or the positioning on a vent For diverting gases that austre ⁇ th when casting the core part, the casting tool or the positioning on a vent. The remaining in the casting wheel positioning are fixed to the core.
  • the positioning elements with the movable mold upper part enter into a self-clamping connection.
  • the positioning element has a conical lateral surface, which causes the self-clamping effect by abutment with a shoulder forming a cross-sectional constriction in the vent opening of the mold upper part.
  • This technique has proven to be particularly useful to keep the core part with positioning in the predetermined position, if the positioning attached to ribs of the core part who ⁇ can, which protrude from an annular outer part radially inwardly.
  • the protruding in the axial direction of the ribs positioning can be clamped in the appropriate vent of Kokillenoberteils become.
  • a mold for casting a hollow camshaft For this purpose, a casting core is arranged in the casting mold, which has a free end. To support the free end of the casting core, a support is provided. The support has on both sides of the casting core anchoring sections, which are anchored between the lower part and upper part of the mold. Thus, the support extends between opposite sides of the casting tool.
  • this embodiment is intended or suitable only for casting different types of molded parts.
  • WO 2006/042350 Al and EP 1 792 674 A1 disclose other types of positioning devices.
  • the object of the present invention is to provide a method and a casting tool for producing a cast wheel with a corona-shaped core of the type mentioned, which ensures an exact positioning of the core in the casting tool with the greatest possible freedom for the design of the core.
  • the positioning element In order to position the core in the casting tool, the positioning element is accordingly placed on the corresponding contact surface of the base. ren molding of the casting tool placed. In this position, the core is positioned under the action of gravity without contact with the mold parts of the casting tool. The holder of the core is thus carried out in particular on the weight of the core, so that a stable support on the support surface is achieved. Accordingly, it is not necessary to provide a clamping connection between the positioning element and the associated molded part of the casting tool for centering the core.
  • the positioning is placed on a respect to its operating position substantially horizontally arranged bearing surface;
  • the positioning element is clamped when closing the casting tool between the support surface of the lower mold part and a corresponding contact surface of the upper mold part.
  • the core is first placed on the support surface of the lower mold part before the mold parts are moved towards each other for closing the casting tool, wherein the positioning element is clamped between the corresponding con ⁇ tact surfaces of the casting tool.
  • the core is secured against slipping during the casting process, so that the core is arranged with high accuracy in the desired position in the finished casting workpiece.
  • the core In order to position the core in the predetermined position in the molding tool, it is favorable when a is from the core protrude ⁇ the pin-shaped, plate-shaped or bügeiförmiger end portion of the positioning member placed on the support surface of the lower mold part.
  • the other end portion of the positioning element in the core is preferably frictionally and / or kraftschlüs ⁇ sig fixed.
  • the shape of the end region projecting from the core determines the contact surface with the bearing surface of the lower end
  • an end region of the positioning element projecting essentially radially inwards from a circumferential rim of the core is placed on the bearing surface of the lower molded part.
  • a cast workpiece is formed, which encloses the particular circular encircling ring.
  • This method is particularly useful for producing a cast wheel, in which the core is arranged substantially completely in a circumferential rim flange.
  • the ring has in particular radially inwardly projecting pockets which optionally extend into the spokes of the cast wheel Kgs ⁇ NEN.
  • Positioning elements are arranged at substantially regular angular intervals on the circumferential rim. Of course, however, the positioning elements can be positioned at arbitrary locations, ie without a necessarily predetermined uniform division, at the core. When inserting the core into the casting tool ⁇ the positioning elements are placed on the right Aufla ⁇ ge lake the lower mold part.
  • the cast workpiece is painted or powdered at least in the region of the cut end of the positioning element.
  • the entire cast workpiece is finally painted to eliminate the risk of corrosion as much as possible.
  • the object underlying the invention is achieved in that the lower molding a circular encircling survey with a
  • the circular peripheral elevation prefferably be formed as a section of boundary surfaces enclosing a cavity.
  • the shape of the finished casting workpiece is defined by the cavity enclosed by the boundary surfaces.
  • the support surface is arranged substantially horizontally in operation.
  • the arrangement of the support surface ensures that the core is held without contact at least to the lower mold part under the action of gravity. This can be achieved in principle by a tilted at a shallow angle bearing surface depending on the version.
  • the upper mold part and / or the lower mold part have a groove.
  • the shape of the groove corresponds to the outer contour of the positioning element inserted in the groove, so that the positioning element does not laterally encase the core with a light metal can dodge
  • the groove (s) of the upper and lower mold part in a closed position of the casting tool is or are such that the Core abste ⁇ positioning element is clamped in or in the groove (s).
  • the trapped in the groove positioning can not escape from the predetermined position even under high load, so that the core is arranged with high precision in the desired position in the cast workpiece.
  • sealing surfaces are provided between the upper and lower shaped parts, wherein the bearing surface is formed as a section of the sealing surface of the lower molded part. Accordingly, the sealing surface of the lower molding on the especially in operation horizontally arranged bearing surface, whereby the positioning of the core is considerably facilitated in the casting tool.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view of a portion of a casting tool receiving a core cast from a light metal;
  • Fig. 2a is a front view of the core, being attached to a rotating ring bügeiförmige positioning elements
  • Fig. 2b shows the detail illustrated in Fig. 2a with a circle in contrast enlarged scale
  • Fig. 3 is a sectional view of the core taken along the line C-C in Fig. 2b;
  • 4a is a view of a part of the core, which according to a the lower version is connected to a plate-shaped end portion having a positioning element;
  • Fig. 4b shows the detail illustrated in Fig. 4a with a circle in contrast enlarged scale
  • Fig. 5a is a view of a part of the core which is connected according to a further embodiment with a pin-shaped positioning element;
  • Fig. 5b illustrates the detail illustrated in Fig. 5a with a circle in contrast enlarged scale.
  • FIG. 1 shows a section of a casting tool 1 for producing a cast workpiece 2.
  • a light metal rim or a cast wheel 2 ' is produced for a motor vehicle.
  • a core 3 is accommodated, which has a lower density than a light metal alloy, with which the core 3 for forming the
  • Casting wheel 2 ' is surrounded.
  • the core 3 is preformed from a compact, for example of porous silicate material, in particular vermiculite; the core 3 may alternatively consist of a metal foam or any other material.
  • a weight saving can be achieved.
  • the casting tool 1 is in the form of a mold having an upper molded part 4 and a lower molded part 5.
  • the casting tool 1 for example, four circumferentially adjoining core slide 6.
  • the upper mold part 4 is moved toward the lower mold part 5, wherein the lateral core slide 6 are moved radially inwardly until it rests against the lower mold part 5.
  • a positioning element 7 is provided, which is connected to the core 3.
  • the positioning element 7 makes it possible to arrange the core 3 without contact with the molded parts 4, 5 when it is inserted into the casting tool 1, before the core 3 is surrounded with the light metal alloy.
  • the core 3 is surrounded on all sides by the light metal alloy.
  • a self-clamping connection between the positioning element 7 and the upper molded part 4 has often been made for centering the core 3 in the casting tool 1.
  • the core 3 shown has a comparatively short extent in the axial direction, so that the core 3 does not extend below the upper molded part 4. Accordingly, it is not possible in this embodiment, make a positioning of the core 3 via a self-locking connection with the upper mold part 4.
  • the positioning element 7 is placed during positioning of the core 3 in the casting mold 1 on a support surface 8 of the lower mold part 5.
  • the core 3 is thus held under the action of gravity without contact to the mold parts 4, 5 in the predetermined position.
  • the support surface 8 is arranged horizontally relative to an operating position of the casting tool 1.
  • the lower mold part 5 has a circular circumferential elevation 9, the saddle ⁇ surface comprises the support surface 8.
  • the elevation 9 has flanks 10, 11 which connect radially outwards or radially inwards to the horizontal support surface 8.
  • the support surface 8 and seen in the radial direction inner edge 10 of the elevation 9 are formed as sections of sealing surfaces 12 between the correspondingly shaped mold parts 4, 5.
  • the outer edge 11 seen in the radial direction is concavely curved according to the shape of the finished rim bed.
  • the flank 11 thus forms a section of boundary surfaces 13 which enclose a cavity 14 which images the shape of the cast wheel 2 '.
  • the support surface 8 of the lower mold part 5 has a groove 16 into which the positioning element 7 is inserted. When closing the casting tool 1, the positioning element 7 is clamped between the support surface 8 of the lower mold part 5 and a facing contact surface of the upper mold part 4, to secure the core 3 on all sides against slipping.
  • FIGs. 2a and 2b an embodiment of the core 3 is shown, which provides a circular encircling ring 17 having radially inwardly projecting pockets 18.
  • a total of four distributed over the circumference of the ring 3 positioning elements 7 are provided, which are fixed frictionally or non-positively on the rim 17.
  • the free end portions of the positioning 7 are from the rim 17 radially inwardly from.
  • the positioning element 7 is folded in the shape of a bow, the free ends of the legs of the bow-shaped positioning element 7 being fixed in the ring 17 of the core 3.
  • FIGS. 4a and 4b show an alternative embodiment of the positioning element 7, which has a plate-shaped end portion which is placed on the support surface 8.
  • a pin-shaped positioning element 7 is provided.
  • the fixation of the Po ⁇ sitionierelements 7 in the core 3 can be done in a known manner positive or non-positive.
  • the positioning element 7 expediently has a tapered end, which is pushed into the preformed core 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)

Abstract

Verfahren bzw. Gießwerkzeug zur Herstellung eines Gussrads (2'), wobei ein im Gussrad (2') verbleibender Kern (3), der einen umlaufenden Kranz (17) aufweist, in ein Gießwerkzeug (1) mit zumindest einem unteren Formteil (5) und einem oberen Formteil (4) eingesetzt wird, die zum Schließen des Gießwerkzeugs (1) relativ zueinander bewegt werden, wobei der Kern (3) mittels zumindest eines Positionierelements (7) in einer vorbestimmten Stellung im Gießwerkzeug (1) positioniert wird, wobei ein Endbereich des Positionierelements (7) kraft- bzw. reibschlüssig im umlaufenden Kranz (17) des Kerns (3) fixiert wird, wobei ein freier Endbereich des Positionierelements (7), der von dem umlaufenden Kranz (17) des Kerns (3) absteht, beim Positionieren des Kerns (3) im Gießwerkzeug (1) auf einer vorzugsweise im Betrieb im Wesentlichen horizontal angeordneten Auflagefläche (8) des unteren Formteils (5) des Gießwerkzeugs (1) aufgelegt wird, so dass der Kern (3) unter der Wirkung der Schwerkraft in der vorbestimmten Stellung positioniert wird.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Gussrads und Gießwerkzeuq
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gussrads, wobei ein im Gussrad verbleibender Kern, der einen umlaufenden Kranz aufweist, in ein Gießwerkzeug mit zumindest einem unteren Formteil und einem oberen Formteil eingesetzt wird, die zum Schließen des Gießwerkzeugs relativ zueinander bewegt werden, wobei der Kern mittels zumindest eines Positionierelements in einer vorbestimmten Stellung im Gießwerkzeug positioniert wird, wobei ein Endbereich des Positionierelements kraft- bzw. reibschlüssig im umlaufenden Kranz des Kerns fixiert wird.
Die Erfindung betrifft weiters ein Gießwerkzeug zur Herstellung eines Gusswerkstücks, insbesondere eines Gussrads, mit zumindest einem unteren Formteil und einem oberen Formteil, die zum
Schließen des Gießwerkzeugs relativ zueinander bewegbar sind.
Aus der AT 409 728 B ist ein Verfahren zum Herstellen einer Rad- Gussfelge bekannt, bei dem ein vorgeformter Metallschaum-Kern- teil in ein Gießwerkzeug eingelegt wird, das ein Kokillenober¬ teil, ein Kokillenunterteil und seitliche Kernschieber aufweist. Der Kernteil wird mit Hilfe von Positionierelementen in der Position fixiert und anschließend mit einem Leichtmetall umgössen. Zum Ableiten von Gasen, die beim Umgießen des Kernteils austre¬ ten, weist das Gießwerkzeug bzw. das Positionierelement eine Entlüftungsöffnung auf. Die im Gussrad verbleibenden Positionierelemente sind am Kern fixiert. Zur Zentrierung des Kernteils im Gießwerkzeug treten die Positionierelemente mit dem beweglichen Kokillenoberteil in eine selbstklemmende Verbindung. Zu diesem Zweck weist das Positionierelement eine konische Mantelfläche auf, welche durch Anlage an einem eine Querschnittsverengung bildenden Absatz in der Entlüftungsöffnung des Kokillenoberteils die selbst klemmende Wirkung hervorruft. Diese Technik hat sich insbesondere dann als zweckmäßig erwiesen, den Kernteil mit Positionierelementen in der vorbestimmten Stellung zu halten, wenn die Positionierelemente an Rippen des Kernteils angebracht wer¬ den können, die von einem kreisringförmigen Außenteil radial nach innen abstehen. Bei dieser Ausführung können die in axialer Richtung von den Rippen vorspringenden Positionierelemente in der passenden Entlüftungsöffnung des Kokillenoberteils verklemmt werden. In vielen Fällen ist es jedoch nicht möglich, eine solche Verbindung vorzusehen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Kernteil keine radial nach innen vorstehende Rippen aufweist, an denen die Positionierelemente befestigt werden könnten. Demnach wäre es insbesondere wünschenswert, eine exakte Positionierung des Kerns auch dann zu ermöglichen, wenn der Kern keine in die Radspeichen ragenden Rippen aufweist.
Aus der DE 42 01 278 AI ist weiters eine Gießform zum Gießen einer hohlen Nockenwelle bekannt. Hierfür wird in der Gießform ein Gießkern angeordnet, welcher ein freies Ende aufweist. Zur Ab- stützung des freien Endes des Gießkerns ist eine Stütze vorgesehen. Die Stütze weist beidseits des Gießkerns Verankerungsabschnitte auf, welche zwischen Unterteil und Oberteil der Gießform verankert sind. Somit erstreckt sich die Stütze zwischen gegenüberliegenden Seiten des Gießwerkzeugs. Diese Ausführung ist jedoch lediglich zum Gießen andersartiger Formteile vorgesehen bzw. geeignet.
WO 2006/042350 AI und EP 1 792 674 AI offenbaren andersartige Positioniervorrichtungen .
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren bzw. ein Gießwerkzeug zur Herstellung eines Gussrads mit einem kranzförmigen Kern der eingangs angeführten Art zu schaffen, welches eine exakte Positionierung des Kerns im Gießwerkzeug bei größtmöglicher Freiheit für die Gestaltung des Kerns gewährleistet.
Dies wird bei dem Verfahren der eingangs angeführten Art dadurch erzielt, dass ein freier Endbereich des Positionierelements, der von dem umlaufenden Kranz des Kerns absteht, beim Positionieren des Kerns im Gießwerkzeug auf einer vorzugsweise im Betrieb im Wesentlichen horizontal angeordneten Auflagefläche des unteren Formteils des Gießwerkzeugs aufgelegt wird, so dass der Kern un¬ ter der Wirkung der Schwerkraft in der vorbestimmten Stellung positioniert wird.
Zur Positionierung des Kerns im Gießwerkzeug wird demnach das Positionierelement auf die entsprechende Auflagefläche des unte- ren Formteils des Gießwerkzeugs aufgelegt. In dieser Stellung wird der Kern unter der Wirkung der Schwerkraft berührungsfrei zu den Formteilen des Gießwerkzeugs positioniert. Die Halterung des Kerns erfolgt somit insbesondere über das Eigengewicht des Kerns, so dass eine stabile Abstützung auf der Auflagefläche erzielt wird. Demnach ist es nicht erforderlich, zur Zentrierung des Kerns eine Klemmverbindung zwischen dem Positionierelement und dem zugehörigen Formteil des Gießwerkzeugs vorzusehen.
Zweckmäßigerweise wird das Positionierelement auf eine bezüglich seiner Betriebsstellung im Wesentlichen horizontal angeordnete Auflagefläche aufgelegt; je nach Ausführung wäre es jedoch auch denkbar, eine gegenüber der Horizontalen geneigte Auflagefläche vorzusehen, wobei jedoch darauf zu achten ist, dass der Kern durch die Schwerkraft in einer stabilen Lage relativ zu den Formteilen des Gießwerkzeugs gehalten wird.
Zur präzisen Positionierung des Kerns ist es günstig, wenn das Positionierelement beim Schließen des Gießwerkzeugs zwischen der Auflagefläche des unteren Formteils und einer korrespondierenden Anlagefläche des oberen Formteils eingeklemmt wird. Bei der Herstellung des Gusswerkstücks wird der Kern zunächst auf die Auflagefläche des unteren Formteils aufgelegt, bevor die Formteile zum Schließen des Gießwerkzeugs aufeinander zubewegt werden, wobei das Positionierelement zwischen den korrespondierenden Kon¬ taktflächen des Gießwerkzeugs eingeklemmt wird. Hierdurch wird der Kern gegen ein Verrutschen während des Gießvorgangs gesichert, so dass der Kern mit hoher Genauigkeit in der gewünschten Position im fertigen Gusswerkstück angeordnet wird.
Um den Kern in der vorbestimmten Stellung im Gießwerkzeug zu positionieren, ist es günstig, wenn ein aus dem Kern herausragen¬ der stiftförmiger , bügeiförmiger oder plattenförmiger Endbereich des Positionierelements auf die Auflagefläche des unteren Formteils aufgelegt wird. Bevorzugt wird der andere Endbereich des Positionierelements im Kern reibschlüssig und/oder kraftschlüs¬ sig fixiert. Die Form des vom Kern abstehenden Endbereichs bestimmt die Kontaktfläche mit der Auflagefläche des unteren
Formteils. Im Fall eines stiftförmigen Endbereichs des Positio¬ nierelements ist eine vergleichsweise kleine Kontaktfläche gegeben; demgegenüber kann mittels des plattenförmigen Endbereichs der Kontakt zwischen dem Positionierelement und der Auflagefläche erhöht werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein von einem umlaufenden Kranz des Kerns im Wesentlichen radial nach innen abstehender Endbereich des Positionierelements auf die Auflagefläche des unteren Formteils aufgesetzt wird. Beim Umgießen des Kerns mit einem Leichtmetall wird ein Gusswerkstück gebildet, welches den insbesondere kreisförmig umlaufenden Kranz einschließt. Dieses Verfahren ist insbesondere zur Herstellung eines Gussrades zweckmäßig, bei welchem der Kern im Wesentlichen vollständig in einem umlaufenden Felgenhorn angeordnet wird. Für die Ausbildung des Gussrades ist es dabei insbesondere auch von Vorteil, wenn der Kranz insbesondere radial nach innen vorstehende Taschen aufweist, welche sich gegebenenfalls in die Speichen des Gussrads erstrecken kön¬ nen .
Zur exakten Positionierung des Kerns im Gießwerkzeug ist es von Vorteil, wenn eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandet am umlaufenden Kranz des Kerns fixierten Positionierelementen auf entsprechenden Auflageflächen des unteren Formteils aufgelegt werden. Um den Kern gleichmäßig am unteren Formteil abzustützen ist es insbesondere günstig, wenn die
Positionierelemente in im Wesentlichen regelmäßigen Winkelabständen am umlaufenden Kranz angeordnet sind. Selbstverständlich können die Positionierelemente jedoch an beliebigen Stellen, d.h. ohne eine zwingend vorgegebene gleichmäßige Aufteilung, am Kern positioniert werden. Beim Einsetzen des Kerns in das Gie߬ werkzeug werden die Positionierelemente auf die passenden Aufla¬ geflächen des unteren Formteils aufgelegt.
Um nachteilige Auswirkungen durch die im Gusswerkstück verblei¬ benden Positionierelemente zu vermeiden, ist es von Vorteil, wenn ein aus dem fertiggestellten Gusswerkstück ragendes Ende des Positionierelements entfernt, insbesondere abgeschnitten oder -gedreht wird.
Zur Vermeidung von Korrosion, welche bei früheren Verfahren an den Austrittspunkten der Positionierelemente auftreten konnte, ist es von Vorteil, wenn das Gusswerkstück zumindest im Bereich des abgeschnittenen Endes des Positionierelements lackiert bzw. gepulvert wird. Bei einer bevorzugten Ausführung wird das gesamte Gusswerkstück abschließend lackiert, um die Korrosionsgefahr weitestgehend auszuschalten.
Beim Gießwerkzeug der eingangs angeführten Art wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass der untere Formteil eine kreisförmig umlaufende Erhebung mit einer
Auflagefläche aufweist, auf welcher ein freier Endbereich eines mit einem umlaufenden Kranz eines Kerns verbundenen Positionierelements auflegbar ist, so dass der Kern berührungsfrei zu den Formteilen im Gießwerkzeug positionierbar ist. Demnach sind mit dem erfindungsgemäßen Gießwerkzeug dieselben Vorteile wie mit dem erläuterten Verfahren erzielbar, so dass zwecks Vermeidung von Wiederholungen auf vorstehende Äußerungen verwiesen wird.
Zur Herstellung eines Gusswerkstücks mit einem kreisförmig umlaufenden Abschnitt, insbesondere zur Herstellung eines Gussrads, ist es günstig, wenn die kreisförmig umlaufende Erhebung als Abschnitt von eine Kavität einschließenden Begrenzungsflächen ausgebildet ist. Die Form des fertigen Gusswerkstücks wird durch die von den Begrenzungsflächen eingeschlossene Kavität festgelegt .
Zur stabilen Positionierung des Kerns in der vorbestimmten Stellung ist es von Vorteil, wenn die Auflagefläche im Betrieb im Wesentlichen horizontal angeordnet ist. Die Anordnung der Auflagefläche stellt sicher, dass der Kern unter der Wirkung der Schwerkraft berührungsfrei zumindest zum unteren Formteil gehalten wird. Dies kann je nach Ausführung prinzipiell auch durch eine unter einem flachen Winkel geneigte Auflagefläche erreicht werden .
Um den Kern in der vorbestimmten Stellung gegen ein seitliches Verrutschen zu sichern, ist es günstig, wenn das obere Formteil und/oder das untere Formteil eine Nut aufweisen. Vorzugsweise entspricht die Form der Nut der äußeren Kontur des in die Nut eingelegten Positionierelements, so dass das Positionierelement beim Umgießen des Kerns mit einem Leichtmetall nicht seitlich ausweichen kann
Um den Kern beim Umgießen mit einem Leichtmetall eine unerwünschte Verschiebung in eine beliebige Raumrichtung zu verhindern, ist es von Vorteil, wenn die Nut (en) des oberen und unteren Formteils in einer geschlossenen Stellung des Gießwerkzeugs derart ausgebildet ist bzw. sind, dass das vom Kern abste¬ hende Positionierelement in der bzw. in den Nut (en) eingeklemmt ist. Das in der Nut eingeklemmte Positionierelement kann auch unter hohen Belastung nicht aus der vorgegebenen Stellung ausweichen, so dass der Kern mit hoher Präzision in der gewünschten Stellung im Gusswerkstück angeordnet wird.
Zur Ausbildung einer die Form des fertigen Gusswerkstücks abbildenden Kavität im Gießwerkzeug ist es von Vorteil, wenn Dichtflächen zwischen dem oberen und unteren Formteil vorgesehen sind, wobei die Auflagefläche als Abschnitt der Dichtfläche des unteren Formteils ausgebildet ist. Demnach weist die Dichtfläche des unteren Formteils die insbesondere im Betrieb horizontal angeordnete Auflagefläche auf, wodurch die Positionierung des Kerns im Gießwerkzeug erheblich erleichtert wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll noch weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen in der Zeichnung :
Fig. 1 einen Querschnitt eines Ausschnitts eines Gießwerkzeugs, das einen von einem Leichtmetall umgossenen Kern aufnimmt;
Fig. 2a eine Frontansicht des Kerns, wobei an einem umlaufenden Kranz bügeiförmige Positionierelemente befestigt sind;
Fig. 2b das in Fig. 2a mit einem Kreis veranschaulichte Detail in demgegenüber vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 eine Schnittansicht des Kerns gemäß der Linie C-C in Fig. 2b;
Fig. 4a eine Ansicht eines Teils des Kerns, der gemäß einer wei- teren Ausführung mit einem einen plattenförmigen Endbereich aufweisenden Positionierelement verbunden ist;
Fig. 4b das in Fig. 4a mit einem Kreis veranschaulichte Detail in demgegenüber vergrößertem Maßstab;
Fig. 5a eine Ansicht eines Teils des Kerns, der gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einem stiftförmigen Positionierelement verbunden ist; und
Fig. 5b das in Fig. 5a mit einem Kreis veranschaulichte Detail in demgegenüber vergrößertem Maßstab.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Gießwerkzeugs 1 zur Herstellung eines Gusswerkstücks 2 gezeigt. Bei der gezeigten Ausführung wird eine Leichtmetall-Felge bzw. ein Gussrad 2' für ein Kraftfahrzeug hergestellt. Im Gießwerkzeug 1 ist ein Kern 3 aufgenommen, der eine geringere Dichte als eine Leichtmetalllegierung aufweist, mit welcher der Kern 3 zur Ausbildung des
Gussrads 2' umgössen wird. Der Kern 3 wird aus einem Presskörper, beispielsweise aus porösem Silikatmaterial, insbesondere aus Vermiculit, vorgeformt; der Kern 3 kann alternativ aus einem Metallschaum oder jedem anderen beliebigen Material bestehen. Durch die Aufnahme des eine vergleichsweise geringe Dichte aufweisenden Kerns 3 im Gussrad 2' kann eine Gewichtseinsparung erzielt werden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Gießwerkzeug 1 als Kokille mit einem oberen Formteil 4 und einem unteren Formteil 5 ausgebildet. Zudem weist das Gießwerkzeug 1 beispielsweise vier in Umfangsrichtung aneinander anschließende Kernschieber 6 auf. Zum Schließen des Gießwerkzeugs 1 wird der obere Formteil 4 auf den unteren Formteil 5 zubewegt, wobei die seitlichen Kernschieber 6 radial nach innen bis zur Anlage am unteren Formteil 5 verschoben werden. Um den Kern 3 in einer vorbestimmten Stellung im Gießwerkzeug 1 zu positionieren, ist ein Positionierelement 7 vorgesehen, welches mit dem Kern 3 verbunden ist. Das Positionierelement 7 ermöglicht es, den Kern 3 beim Einsetzen in das Gießwerkzeug 1 berührungsfrei zu den Formteilen 4, 5 anzuordnen, bevor der Kern 3 mit der Leichtmetalllegierung umgössen wird. Beim Einleiten der Leichtmetalllegierung wird der Kern 3 allseitig von der Leichtmetalllegierung umgössen. Bei bekannten Verfahren zur Herstellung von Gussrädern 2 wurde zur Zentrierung des Kerns 3 im Gießwerkzeug 1 häufig eine selbstklemmende Verbindung zwischen dem Positionierelement 7 und dem oberen Formteil 4 hergestellt. Der gezeigte Kern 3 weist allerdings eine vergleichsweise kurze Erstreckung in axialer Richtung auf, so dass sich der Kern 3 nicht unterhalb des oberen Formteils 4 erstreckt. Demnach ist es bei dieser Ausführung nicht möglich, eine Positionierung des Kerns 3 über eine selbstklemmende Verbindung mit dem oberen Formteil 4 vorzunehmen.
Um eine exakte Positionierung des hier dargestellten Kerns 3 in der vorbestimmten Stellung zu erreichen, wird das Positionierelement 7 beim Positionieren des Kerns 3 im Gießwerkzeug 1 auf einer Auflagefläche 8 des unteren Formteils 5 aufgelegt. Der Kern 3 wird somit unter der Wirkung der Schwerkraft berührungsfrei zu den Formteilen 4, 5 in der vorbestimmten Stellung gehalten. Die Auflagefläche 8 ist bezogen auf eine Betriebsstellung des Gießwerkzeugs 1 horizontal angeordnet. Das untere Formteil 5 weist eine kreisförmig umlaufende Erhebung 9 auf, deren Sattel¬ fläche die Auflagefläche 8 umfasst. Die Erhebung 9 weist Flanken 10, 11 auf, die radial nach außen bzw. radial nach innen an die horizontale Auflagefläche 8 anschließen. Die Auflagefläche 8 und die in radialer Richtung gesehen innere Flanke 10 der Erhebung 9 sind als Abschnitte von Dichtflächen 12 zwischen den korrespondierend geformten Formteilen 4, 5 ausgebildet. Die in radialer Richtung gesehen äußere Flanke 11 ist entsprechend der Gestalt des fertiggestellten Felgenbetts konkav gekrümmt. Die Flanke 11 bildet somit einen Abschnitt von Begrenzungsflächen 13, die eine die Form des Gussrads 2' abbildende Kavität 14 einschließen. Die Auflagefläche 8 des unteren Formteils 5 weist eine Nut 16 auf, in welche das Positionierelement 7 eingesetzt ist. Beim Schließen des Gießwerkzeugs 1 wird das Positionierelement 7 zwischen der Auflagefläche 8 des unteren Formteils 5 und einer zugewandten Anlagefläche des oberen Formteils 4 eingeklemmt, um den Kern 3 allseitig gegen ein Verrutschen zu sichern.
Aus Fig. 1 ist weiters ersichtlich, dass das auf der Auflagefläche 8 aufliegende Ende des Positionierelements 7 aus dem fertig¬ gestellten Gussrad 2' ragt. Nach dem Umgießen des Kerns 3 wird das vorragende Ende des Positionierelements 7 abgeschnitten. Zur Vermeidung von Korrosion wird das Gussrad 2 ' anschließend zumindest im Bereich des abgeschnittenen Endes des Positionierelements 7 lackiert; zweckmäßigerweise wird das gesamte Gussrad 2' mit einer Lackierung versehen.
In den Fig. 2a und 2b ist eine Ausführung des Kerns 3 gezeigt, welche einen kreisförmig umlaufenden Kranz 17 vorsieht, der radial nach innen abstehende Taschen 18 aufweist. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung sind insgesamt vier über den Umfang des Kranzes 3 verteilte Positionierelemente 7 vorgesehen, die reib- bzw. kraftschlüssig am Kranz 17 fixiert sind. Die freien Endbereiche der Positionierelemente 7 stehen vom Kranz 17 radial nach innen ab. Beim Einsetzen des Kerns 3 in das Gießwerkzeug 1 werden die aus dem Kern 3 herausragenden Endbereiche der Positionierelemente 7 jeweils auf eine entsprechende Auflagefläche 8 des unteren Formteils 5 aufgelegt. Gemäß den Fig. 2a und 2b ist das Positionierelement 7 bügeiförmig umgebogen, wobei die freien Enden der Schenkel des bügeiförmigen Positionierelements 7 im Kranz 17 des Kerns 3 fixiert sind.
Fig. 4a und 4b zeigt eine alternative Ausführung des Positionierelements 7, welches einen plattenförmigen Endbereich aufweist, der auf die Auflagefläche 8 aufgelegt wird.
Bei den in Fig. 5a und 5b gezeigten Ausführungen ist ein stift- förmiges Positionierelement 7 vorgesehen. Die Fixierung des Po¬ sitionierelements 7 im Kern 3 kann auf bekannte Weise form- bzw. kraftschlüssig erfolgen. Für eine reibschlüssige Verbindung weist das Positionierelement 7 zweckmäßigerweise ein zugespitz¬ tes Ende auf, das in den vorgeformten Kern 3 geschoben wird.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Herstellung eines Gussrads (21 ) , wobei ein im Gussrad (2') verbleibender Kern (3), der einen umlaufenden Kranz
(17) aufweist, in ein Gießwerkzeug (1) mit zumindest einem unteren Formteil (5) und einem oberen Formteil (4) eingesetzt wird, die zum Schließen des Gießwerkzeugs (1) relativ zueinander bewegt werden, wobei der Kern (3) mittels zumindest eines Positionierelements (7) in einer vorbestimmten Stellung im Gießwerkzeug
(1) positioniert wird, wobei ein Endbereich des Positionierelements (7) kraft- bzw. reibschlüssig im umlaufenden Kranz (17) des Kerns (3) fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein freier Endbereich des Positionierelements (7), der von dem umlaufenden Kranz (17) des Kerns (3) absteht, beim Positionieren des Kerns (3) im Gießwerkzeug (1) auf einer vorzugsweise im Betrieb im Wesentlichen horizontal angeordneten Auflagefläche (8) des unteren Formteils (5) des Gießwerkzeugs (1) aufgelegt wird, so dass der Kern (3) unter der Wirkung der Schwerkraft in der vorbestimmten Stellung positioniert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (7) beim Schließen des Gießwerkzeugs (1) zwischen der Auflagefläche (8) des unteren Formteils (5) und einer korrespondierenden Anlagefläche des oberen Formteils (4) einge¬ klemmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus dem Kern (3) herausragender stiftförmiger , bügeiförmiger oder plattenförmiger Endbereich des Positionierelements (7) auf die Auflagefläche (8) des unteren Formteils (5) aufgelegt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einem umlaufenden Kranz (17) des Kerns (3) im Wesentlichen radial nach innen abstehender Endbereich des Positionierelements (7) auf die Auflagefläche (8) des unteren Formteils (5) aufgesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandet am umlaufenden Kranz (17) des Kerns (3) fixierten Positionierelementen (7) auf entsprechenden Auflageflächen (8) des unteren Formteils (5) aufgelegt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus dem fertiggestellten Gusswerkstück (2) ragendes Ende des Positionierelements (7) entfernt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusswerkstück (2) zumindest im Bereich des abgeschnittenen Endes des Positionierelements (7) lackiert bzw. gepulvert wird.
8. Gießwerkzeug (1) zur Herstellung eines Gusswerkstücks (2), insbesondere eines Gussrads, mit zumindest einem unteren Formteil (5) und einem oberen Formteil (4), die zum Schließen des Gießwerkzeugs (1) relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Formteil (5) eine kreisförmig umlaufende Erhebung (9) mit einer Auflagefläche (8) aufweist, auf welcher ein freier Endbereich eines mit einem umlaufenden Kranz (17) eines Kerns (3) verbundenen Positionierelements (7) auflegbar ist, so dass der Kern (3) berührungsfrei zu den Formteilen (4, 5) im Gießwerkzeug (1) positionierbar ist.
9. Gießwerkzeug (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisförmig umlaufende Erhebung (9) als Abschnitt von eine Kavität (14) einschließenden Begrenzungsflächen (13) ausgebildet ist.
10. Gießwerkzeug (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (8) im Betrieb im Wesentlichen horizontal angeordnet ist.
11. Gießwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Formteil (4) und/oder das untere Formteil (5) eine Nut (16) aufweisen.
12. Gießwerkzeug (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut(en) (16) des oberen und unteren Formteils (4, 5) in einer geschlossenen Stellung des Gießwerkzeugs (1) derart ausgebildet ist bzw. sind, dass das vom Kern (3) abstehende Positio- nierelement (7) in der bzw. in den Nut (en) (16) eingeklemmt ist
13. Gießwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtflächen (12) zwischen dem oberen (4) und unteren Formteil (5) vorgesehen sind, wobei die Auflagefläche (8) als Abschnitt der Dichtfläche (12) des unteren Formteils (5) ausgebildet ist.
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