DE102006053404A1

DE102006053404A1 - Casting mold for casting a casting and use of such a casting mold

Info

Publication number: DE102006053404A1
Application number: DE102006053404A
Authority: DE
Inventors: Detlef Dr.-Ing. Kube; Marcus Dr.-Ing. Speicher
Original assignee: Hydro Aluminium Alucast GmbH
Current assignee: Nemak Dillingen GmbH
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-05-15
Also published as: WO2008055973A1; MX2009004733A; KR20090077949A; CN101547760B; DE202007018797U1; EP2091678B1; EP2091678A1; RU2432223C2; PL2091678T3; JP2010509070A; US20100139884A1; RU2009122220A; CN101547760A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießform zum Gießen eines Gussteils, insbesondere eines Motorblocks für einen Verbrennungsmotor, sowie die Verwendung einer solchen Gießform, die aus aus Formsand hergestellten Formteilen 1, 2, 3 und Gießkernen 4, 5, 6, 7 zusammengesetzt ist und mindestens einen Gießkern 4, 5, 6, 7 zum Abbilden eines Raums in dem Gussteil aufweist. Die erfindungsgemäße Gießform ermöglicht es auf einfache Weise, Gussteile zu fertigen, bei denen mindestens ein lokal eng begrenzter Abschnitt mit einem gegenüber dem übrigen Gussteil unterschiedlichen Gefüge ausgebildet ist. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Abschnitt des Gießkerns 4, 5, 6, 7 durch eine Kühlkokille 9 gebildet ist, die aus einem Material gefertigt ist, dessen Wärmeleitfähigkeit um ein Vielfaches höher ist als die Wärmeleitfähigkeit des übrigen aus Formsand bestehenden Abschnitts 8 des Gießkerns 4, 5, 6, 7.The present invention relates to a casting mold for casting a casting, in particular an engine block for an internal combustion engine, and to the use of such a casting mold composed of molded parts 1, 2, 3 and casting cores 4, 5, 6, 7 and at least one Casting core 4, 5, 6, 7 for imaging a space in the casting. The mold according to the invention makes it possible in a simple way to produce castings, in which at least one locally narrowly defined section is formed with a structure that is different from the rest of the casting. This is achieved in that a portion of the casting core 4, 5, 6, 7 is formed by a cooling mold 9, which is made of a material whose thermal conductivity is many times higher than the thermal conductivity of the remaining molding sand existing portion 8 of the casting core 4, 5, 6, 7.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießform zum Gießen eines Gussteils, die aus aus Formsand hergestellten Formteilen und Gießkernen zusammengesetzt ist und mindestens einen Gießkern zum Abbilden eines Raums in dem Gussteil aufweist.The The invention relates to a casting mold for casting a casting made from molded sand moldings and casting cores is composed and at least one casting core for imaging a room having in the casting.

Gießformen dieser Art werden insbesondere zum Gießen von Motorblöcken für Verbrennungsmotoren verwendet. Dabei formt der Gießkern im Motorblock-Gussteil den jeweiligen Brennraum, während das andere Formteil die Kopffläche des Motorblocks abbildet, auf der bei der Montage als Anbauteil der Zylinderkopf des jeweiligen Verbrennungsmotors erforderlichenfalls aufgesetzt und befestigt wird.molds This type is used in particular for casting engine blocks for internal combustion engines used. The casting core forms in the engine block casting the respective combustion chamber, while the other molding the top surface of the engine block, on which during assembly as an attachment the cylinder head of the respective internal combustion engine if necessary placed and fastened.

Gerade im Bereich des Übergangs zwischen dem im Gussteil durch den Gießkern geformten Raum und der Fläche, an der das Anbauteil montiert wird, kann es im praktischen Einsatz zu erheblichen Belastungen durch Einwirken von Wärme oder mechanischen Belastungen kommen. Die daraus resultierenden Spannungen im den Raum in dem betreffenden Bereich umgebenden Gussmaterial können so hoch sein, dass es zu Rissbildung und Brüchen kommen kann. Besonders kritisch ist dieses Problem bei Motorblöcken für moderne Verbrennungsmotoren, die aus Leichtmetall bzw. Leichtmetalllegierungen, wie Aluminium oder einer Aluminiumgusslegierungen, gegossen werden. Aufgrund der immer höheren Anforderungen, die einerseits an die Leistungsfähigkeit und andererseits an die Minimierung des Gewichts solcher Motoren gestellt werden, kommt es gerade im Bereich der dem Zylinderkopf zugeordneten Öffnung des jeweiligen ausgebildeten Zylinder- bzw. Brennraums zu extremen Belastungen, die zu lokalem Materialversagen im Bereich der Innenflächen des Brennraums führen kann. Bei einem mehrzylindrigen Motorblock mit eng benachbart angeordneten Brennräumen sind von diesen Schäden insbesondere die Stege betroffen, durch die die Zylinder zylinderkopfseitig voneinander getrennt sind. Bei modernen Motorkonstruktionen ist gerade in diesem Bereich die Anhäufung von Gussmaterial auf ein Minimum reduziert, um durch eine möglichst nahe Anordnung der Brennräume bei optimierter Energieausnutzung eine möglichst geringe Baulänge des Motorblocks zu erreichen.Just in the area of transition between the molded in the casting by the casting core space and the Area, on which the attachment is mounted, it can be used in practice to considerable loads due to the effect of heat or mechanical stress come. The resulting tensions in the space in the surrounding casting material may be so high that it can cracking and fractures occur can. This problem is especially critical for engine blocks for modern vehicles Combustion engines made of light metal or light metal alloys, such as aluminum or cast aluminum alloys. Because of the ever higher Requirements, on the one hand to the efficiency and on the other hand the minimization of the weight of such engines is made comes it just in the area of the cylinder head associated opening of the respective trained cylinder or combustion chamber to extreme loads, the local material failure in the area of the inner surfaces of the Lead the combustion chamber can. In a multi-cylinder engine block with closely adjacent arranged combustion chambers are from these damages especially affected the webs, through which the cylinder cylinder head side are separated from each other. In modern engine designs is just in this area the accumulation reduced by casting material to a minimum, by as close as possible Arrangement of the combustion chambers with optimized energy utilization the smallest possible length of the To reach engine block.

Es ist versucht worden, die mechanische und thermische Belastbarkeit des Gussmaterials im Bereich der im praktischen Einsatz besonders stark belasteten Abschnitte von Gussteilen dadurch zu verbessern, dass die betreffenden Abschnitte im Zuge der Erstarrung des Gussteils gezielt gekühlt werden, so dass sich dort ein im Hinblick auf die jeweiligen Anforderungen günstiges Gefüge einstellt.It has been tried, the mechanical and thermal capacity of the casting material in the field of practical use in particular to improve heavily loaded sections of castings, that the sections concerned in the course of solidification of the casting specifically cooled so that there is one in view of the respective requirements favorable structure established.

Zu diesem Zweck werden beispielsweise gemäß dem in der DE 195 33 529 C2 beschriebenen Verfahren zum Gießen eines Motorblockes aus Aluminium in einer Sandform die Zylinder-Hohlräume des Motorblocks durch in die Sandform eingesetzte Kokillen abgeformt, die aus einem Messing-Werkstoff bestehen. An der Oberfläche der Messing-Kokille erstarrt das Aluminium infolge der höheren Wärmeleitfähigkeit des Metalls der Kokille schneller als an der Oberfläche der Sandform. Dadurch entsteht dort bis in eine ausreichende Tiefe ein Gefüge, das eine höhere Beständigkeit gegen die im praktischen Einsatz an den Laufflächen der Zylinder auftretenden Belastungen besitzt.For this purpose, for example, according to the in the DE 195 33 529 C2 described method for casting an engine block made of aluminum in a sand mold, the cylinder cavities of the engine block molded by molds inserted into the sand mold, which consist of a brass material. On the surface of the brass mold, the aluminum solidifies faster than on the surface of the sand mold due to the higher thermal conductivity of the metal of the mold. This results in a structure there to a sufficient depth, which has a higher resistance to the loads occurring in practical use on the running surfaces of the cylinder.

Praktische Erfahrungen mit dem voranstehend erläuterten, bekannten Verfahren haben gezeigt, dass es erforderlich ist, die Messing-Kokillen vor dem Eingießen der Schmelze in die jeweilige Gießform vorzuwärmen. Andernfalls besteht die Gefahr, dass das mit dem Metall der Kokille in Kontakt kommende Gießmetall zu schnell erstarrt und sich Risse oder Materialbrüche einstellen. Die Notwendigkeit der Vorwärmung der Kokillen führt nicht nur zu einem höheren Fertigungsaufwand, sondern bringt auch das Problem mit sich, dass es nur unter großen Schwierigkeiten möglich ist, in bestimmten, eng umgrenzten Bereichen der Brenn- bzw. Zylinderräume von Verbrennungsmotoren ein bestimmtes, den dort im praktischen Einsatz herrschenden Bedingungen standhaltendes Gefüge zu erzeugen.practical Experiences with the above-explained, known method have shown that it is necessary to use the brass molds before the pouring Preheat the melt in the respective mold. Otherwise There is a risk that the coming into contact with the metal of the mold casting metal solidifies too quickly and cracks or material breaks occur. The need for preheating the mold leads not only to a higher one Production costs, but also brings with it the problem that it only with great difficulty possible is, in certain narrowly defined areas of the combustion or cylinder chambers of Internal combustion engines a particular, which there in practical use to create a stable structure under prevailing conditions.

Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine Gießform zu schaffen, die es auf einfache Weise ermöglicht, Gussteile zu fertigen, bei denen mindestens ein lokal eng begrenzter Abschnitt mit einem gegenüber dem übrigen Gussteil unterschiedlichen Gefüge ausgebildet ist. Darüber hinaus sollte eine vorteilhafte Verwendung einer solchen Gießform angegeben werden.In front In this background, the object of the invention was to provide a mold that makes it easy to make castings, where at least one locally narrow section with a across from the rest Casting different structures is trained. About that In addition, an advantageous use of such a mold should be indicated become.

In Bezug auf die Gießform ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst worden. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den auf den Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüchen angegeben.In Reference to the mold this object is achieved by the subject matter of claim 1 has been solved. Advantageous embodiments this solution are in the back to the claim 1 claims specified.

In Bezug auf die Verwendung ist die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 11 gelöst worden. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Verwendung sind in den auf Anspruch 11 rückbezogenen Ansprüchen angegeben.In With respect to the use, the above-mentioned object is achieved according to the invention the subject matter of claim 11 has been solved. Advantageous embodiments This use is indicated in the claims appended to claim 11.

Bei einer erfindungsgemäßen Gießform ist der den jeweiligen Raum im Gussteil abbildende Gießkern in mindestens zwei Abschnitte aufgeteilt. Der erste Abschnitt ist dabei durch eine Kühlkokille gebildet, während der andere Abschnitt aus üblicherweise im Bereich des Sandguss eingesetztem Formsand besteht. Bei derartigen Formsanden handelt es sich bekanntermaßen um Gemische aus einem in der Regel rieselfähigen Formgrundstoff und einem Binder. Diese Formsandmischung wird in einem Kernformwerkzeug zu dem jeweiligen Formteil bzw. Gießkern geformt und durch eine geeignete mechanische, chemische und/oder thermische Behandlung so verfestigt, dass das erhaltene Teil bzw. der erhaltene Kern eine für den Gießvorgang ausreichende Formstabilität besitzt.In a casting mold according to the invention, the casting core which depicts the respective space in the casting is divided into at least two sections. The first section is formed by a chill, while the other section consists of sand usually used in the sand casting molding sand. In such form sands is Known to be mixtures of a generally free-flowing mold base and a binder. This molding sand mixture is formed in a core mold to the respective molding or casting core and solidified by a suitable mechanical, chemical and / or thermal treatment so that the obtained part or core has a sufficient dimensional stability for the casting process.

Die gemäß der Erfindung als Teil des den Raum abbildenden Gießkern eingesetzte Kühlkokille weist erfindungsgemäß eine vielfach höhere Wärmeleitfähigkeit auf als der Formsand, aus dem der übrige Abschnitt des Gießkerns gefertigt ist. Dementsprechend kommt es in dem Bereich der Gießform, in dem die in die Gießform gegossene Schmelze mit der Kühlkokille in Kontakt kommt, zu einer lokal begrenzten beschleunigten Abkühlung. Durch die Wahl des Materials und des Volumens der Kühlkokille kann dabei die Geschwindigkeit, mit der die lokal begrenzte Abkühlung erfolgt, und die dem Gussmetall jeweils entzogene Wärmemenge unmittelbar beeinflusst werden.The according to the invention as a part of the mold-casting core used used chill According to the invention a multiple higher thermal conductivity on as the molding sand from which the rest of the casting core made is. Accordingly, it comes in the area of the mold in which the in the mold cast melt with the chill comes into contact with a localized accelerated cooling. By the choice of the material and the volume of the chill can be the speed, with the locally limited refrigeration takes place, and the casting metal each extracted heat be directly influenced.

Dabei kann durch die Formgebung der Gießkokille die Ausdehnung des Bereichs, über den der gezielt beschleunigte Wärmeentzug erfolgen soll, auf einfache Weise durch die Gestalt der Kokille eingestellt werden. Soll beispielsweise beim Gießen eines Motorblocks das den in dem Motorblock abzubildenden Zylinderraum umgebende Gussmaterial zwecks Ausbildung eines besonders belastbaren Gussgefüges über eine bestimmte Teillänge des Zylinderraums gezielt und massiv abgekühlt werden, so wird dazu der den jeweiligen Zylinderraum abbildende Gießkern mit einer ringförmigen Kühlkokille ausgestattet, deren Höhe unter Berücksichtigung der Wärmewanderung der gezielt abzukühlenden Teillänge des Zylinderraums entspricht.there can by the shape of the casting mold, the expansion of the Area, about the targeted accelerated heat extraction should be done in a simple manner by the shape of the mold be set. For example, when casting an engine block that the in the engine block to be imaged cylinder space surrounding casting material for the purpose of forming a particularly durable cast structure over a certain part length of the cylinder chamber are cooled specifically and massively, so will the the respective cylinder space imaging casting core with an annular Kühlkokille equipped, their height considering the heat migration the targeted cooling Part length of the Cylinder space corresponds.

Neben der durch die Erfindung geschaffenen Möglichkeit, eine lokal eng begrenzte, gezielte Abkühlung im Bereich der Innenflächen eines in einem Gussteil abzubildenden Raums durchzuführen, besteht ein weiterer für die Praxis wichtiger Vorteil der Erfindung darin, dass die erfindungsgemäß verwendete Kühlkokille vor ihrem Einsatz weder einer besonderen Oberflächenbehandlung unterzogen noch vorerwärmt werden muss. So hat sich gezeigt, dass bei geeigneter Materialwahl und Formgebung die Kühlkokille auf einfache Weise aus dem fertig erstarrten Gussteil entformt werden kann. Darüber hinaus ergibt eine erfindungsgemäß eingesetzte Kokille im Bereich des mit ihr in Kontakt kommenden Gussmaterials eine so gute Oberflächenqualität, dass die Kokille ohne einen Schlichteauftrag in die Gießform eingesetzt werden kann. Dementsprechend kommt bei einer erfindungsgemäßen Gießform das Gussmaterial in unmittelbaren Kontakt mit der Kokille, so dass eine besonders schnelle, durch keine als Isolator wirkende Zwischenschicht behinderte Wärmeabfuhr eintritt.Next the possibility created by the invention, a locally narrowly limited, targeted cooling in the area of the inner surfaces There is a space to be imaged in a casting another for the practice important advantage of the invention is that the invention used chill neither undergo any special surface treatment nor preheat before use got to. It has been shown that with a suitable choice of material and Shaping the chill mold be easily removed from the finished solidified casting can. About that In addition, an inventively used Mold in the area of the casting material coming into contact with it such a good surface quality that the mold is used without a sizing order in the mold can be. Accordingly, in a mold according to the invention, the Cast material in direct contact with the mold, leaving a particularly fast, by no acting as an insulator intermediate layer Disabled heat dissipation occurs.

Im Ergebnis ermöglicht die Erfindung so die kostengünstige Herstellung von Gussteilen, bei denen im Bereich eines in den Gussteilen jeweils auszubildenden Raums lokal eng begrenzte Zonen mit einem durch beschleunigte Abkühlung erzeugten Gussgefüge vorhanden sind.in the Result enabled the invention so the cost Production of castings, where in the area of one in the castings each area to be trained locally narrow zones with one by accelerated cooling produced cast structure available.

Ihre durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erzielten Eigenschaften machen erfindungsgemäße Gießformen besonders geeignet für das in Großserien durchgeführte Gießen von Motorblöcken für Verbrennungsmotoren, wobei ihre Vorteile insbesondere beim Gießen solcher Motorteile aus Leichtmetall oder Leichtmetalllegierungen, insbesondere aus Aluminium oder Aluminiumgusslegierungen, zum Tragen kommen. Gerade beim Gießen von Motorblöcken wirkt sich die durch die Erfindung geschaffene Möglichkeit einer gezielten und massiven Kühlung in einem eng umgrenzten Teilbereich des jeweiligen Zylinderraums besonders günstig aus. Dies macht sich besonders bemerkbar, wenn es sich bei der gezielt abzukühlenden Zone des Motorblocks um den Bereich handelt, an dem der jeweilige Zylinderraum in die Montagefläche übergeht, auf der der Zylinderkopf des Motors montiert wird. Mit Hilfe der Erfindung ist es gerade dort möglich, das Gussmaterial im Zuge seiner Erstarrung gezielt so abzukühlen, dass dort optimal, den sich im praktischen Einsatz stellenden Anforderungen stets gerecht werdende Materialeigenschaften vorliegen.Your by the embodiment according to the invention achieved properties make casting molds according to the invention particularly suitable for the in large series conducted to water of engine blocks for internal combustion engines, its advantages in particular when casting such engine parts Alloy or light metal alloys, in particular of aluminum or cast aluminum alloys, come to fruition. Especially when pouring engine blocks affects the possibility created by the invention of a targeted and massive cooling in a narrowly delimited part of the respective cylinder space very cheap out. This is particularly noticeable when it comes to targeted cooled Zone of the engine block is about the area where the respective Cylinder space merges into the mounting surface, on which the cylinder head of the engine is mounted. With the help of Invention is it just there possible to cool the casting material in the course of its solidification so that there optimally, the requirements in practical use Always be fair material properties.

Eine gerade im Hinblick auf die Massenfertigung vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass die Kühlkokille aus Gusseisen hergestellt ist. Aus Gusseisen bestehende Kühlkokillen lassen sich kostengünstig herstellen und weisen eine im Hinblick auf das hier angestrebte Bearbeitungsziel günstige Wärmeleitfähigkeit auf.A especially with regard to mass production advantageous variant The invention provides that the chill mold made of cast iron is. Molds made of cast iron can be inexpensively produce and have one with regard to the goal here Processing objective favorable thermal conductivity on.

Aus den bereits erwähnten Gründen ist eine erfindungsgemäße Gießform insbesondere zur Herstellung solcher Gussteile geeignet, bei denen im Bereich eines Übergangs zwischen dem im Gussteil zu erzeugenden Raum und einer Montagefläche ein den dort im Betrieb auftretenden Belastungen gerecht werdendes Gefüge erzeugt werden soll. Eine für die Praxis wichtige Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, dass mindestens eines der Formteile einer erfindungsgemäßen Gießform an dem Gussteil eine Montagefläche abbildet, an der an dem Gussteil nach dessen Erstarrung ein Anbauteil montierbar ist und der Formkern insbesondere mit der Kühlkokille an dieses Formteil angrenzt. Um die gewünschte lokal begrenzte beschleunigte Abkühlung sicher zu bewirken, sollte dabei die Wärmeleitfähigkeit der Kühlkokille ebenfalls um ein Vielfaches höher sein als die Wärmeleitfähigkeit des die Montagefläche abbildenden Formteils.For the reasons already mentioned, a casting mold according to the invention is particularly suitable for the production of such castings in which, in the region of a transition between the space to be produced in the casting and a mounting surface, the structure which becomes fair during operation is to be produced. An embodiment of the invention which is important for practical use therefore provides that at least one of the mold parts of a casting mold according to the invention forms a mounting surface on which an attachment can be mounted on the casting after its solidification and the mold core adjoins this molded part, in particular with the cooling mold , In order to safely effect the desired locally limited accelerated cooling, the thermal conductivity of the chill should also be many times higher than that Thermal conductivity of the mounting surface imaging molding.

Die lagerichtige Zuordnung der Kühlkokille und des übrigen Abschnitts des den Raum im Gussteil abbildenden Gießkerns kann bei einfacher Handhabung dadurch sichergestellt werden, dass an der Kühlkokille und dem übrigen Abschnitt des Gießkerns Formelemente ausgebildet sind, über die die Kühlkokille und der übrige Abschnitt des Gießkern formschlüssig miteinander verbunden sind.The correct position assignment of the chill and the rest Section of the casting of the space in the casting casting be ensured with simple handling by that the cooling mold and the rest Section of the casting core Form elements are formed over the cooling mold and the rest Section of the casting core form-fitting with each other are connected.

Wird die Kühlkokille so eingesetzt, dass sie eine in die Montagefläche übergehende Zone des zu erzeugenden Gussteils kühlt, so ist es günstig, wenn an der Kühlkokille mindestens ein Formelement ausgebildet ist, das formschlüssig in eine entsprechend geformte Ausnehmung des Formteils greift.Becomes the cooling mold used so that they a in the mounting surface transition zone of the generated Casting cools, so it is convenient if on the chill at least one mold element is formed, the form-fitting in a correspondingly shaped recess of the molded part engages.

Dieses Formelement wird dabei bevorzugt als in das Formteil greifender Vorsprung ausgebildet. Die auf diese Weise in das betreffende Formteil greifende Kühlkokille überragt in diesem Fall die an dem Gussteil zu erzeugende Montagefläche, so dass die Entstehung von Graten oder vergleichbaren Formfehlern im Bereich der Öffnung des jeweiligen Zylinderraums sicher verhindert ist. Indem die Innenfläche des Vorsprungs gegenüber der Langsachse der Kühlkokille so angeschrägt ist, dass sich der Durchmesser der Öffnung des Gießkerns in Richtung des Formteils erweitert, kann dabei das Entformen der Kühlkokille aus dem fertigen Gussteil zusätzlich erleichtert werden.This Form element is preferred as cross-sectional in the molding Developed a lead. The way in that molding overhanging cooling mold in this case the mounting surface to be produced on the casting, then that the emergence of burrs or similar form errors in the Area of the opening the respective cylinder space is reliably prevented. By the inner surface of the Overhang the longitudinal axis of the chill so beveled is that the diameter of the opening of the casting core in Extended direction of the molding, it can demolding the chill from the finished casting in addition be relieved.

Insbesondere bei der großtechnischen Verwendung einer erfindungsgemäßen Gießform ist es günstig, wenn der Gießkern mit der Kühlkokille von einem in den Gießkern reichenden Stempel gehalten ist. Dieser Stempel kann zum einen zum exakt positionierten Halten des Gießkerns genutzt werden. Darüber hinaus erlaubt ein solcher Stempel dann, wenn er mit einer entsprechenden Stelleinrichtung verkoppelt ist, eine automatische Montage des Gießkerns selbst.Especially at the large-scale Use of a casting mold according to the invention it cheap, if the casting core with the chill from one to the casting core Reaching stamp is kept. This stamp can on the one hand for exactly positioned holding the core are used. Furthermore allows such a stamp, if he with a corresponding Actuator is coupled, an automatic assembly of the casting core itself.

Aufgrund der hohen Verschleißbelastungen, die im Bereich der Laufflächen der Zylinderräume eines Verbrennungsmotors auftreten, ist es vielfach erforderlich, in den Motorblock so genannte "Liner" einzugießen. Bei diesen Linern handelt es sich um beispielsweise aus Grauguss vorgefertigte rohrartige Bauelemente, deren Innendurchmesser dem Innendurchmesser des im Motorblock abzubildenden Zylinderraums entspricht und deren Innenflächen im fertigen Motorblock die Laufflächen bilden, entlang derer sich im Betrieb der Kolben des Verbrennungsmotors bewegt. Auch bei einer erfindungsgemäßen Gießform lassen sich Liner in das zu erzeugende Gussteil bei gleichzeitiger Ausnutzung der Vorteile der Erfindung dann eingießen, wenn der Gießkern auf seiner Außenfläche einen in das Gussteil einzugießenden Liner trägt.by virtue of the high wear loads that in the area of treads the cylinder chambers of an internal combustion engine, it is often necessary pour so-called "liners" into the engine block. at These liners are prefabricated, for example, from gray cast iron tubular components whose inner diameter is the inner diameter corresponds to the cylinder block to be imaged in the engine block and their inner surfaces in the finished engine block form the treads along which moves during operation of the piston of the internal combustion engine. Also at leave a mold according to the invention Liner into the casting to be produced with simultaneous utilization then pour the benefits of the invention when the casting core on its outer surface one into the casting Liner wears.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.following the invention will be described with reference to an exemplary embodiment Drawing closer explained.

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Gießform G zum Gießen eines Motorblocks für einen Reihenvierzylinder-Verbrennungsmotor.The single figure shows schematically a mold G for casting a Engine blocks for a four-cylinder in-line engine.

Die Gießform 1 ist aus verschiedenen jeweils aus Formsand gefertigten Formteilen 1, 2, 3 und Gießkernen 4, 5, 6, 7 zusammengesetzt, die aus jeweils einem aus Formsand vorgefertigten Abschnitt 8 und einer Kühlkokille 9 gebildet sind.The mold 1 is made of different moldings each made of molding sand 1 . 2 . 3 and casting cores 4 . 5 . 6 . 7 composed of a prefabricated from molding sand section 8th and a chill 9 are formed.

Beim in der Figur oben dargestellten Formteil 1 handelt es sich um einen so genannten "Sohlenkern", der an dem zu gießenden Motorblock die Montagefläche 10, auch "Top-Deck-Fläche" genannt, abbildet, an der im Zuge der Montage des Verbrennungsmotors ein hier nicht dargestellter Zylinderkopf befestigt wird. Das gegenüberliegend zum Formteil 1 angeordnete Formteil 2 stellt den so genannten "Kurbelraumkern" dar, der am zu gießenden Motorblock den Kurbelraum abbildet.When molding shown in the figure above 1 it is a so-called "sole core", the mounting surface on the engine block to be cast 10 , also called "top deck surface", maps, at which in the course of the assembly of the internal combustion engine a cylinder head not shown here is attached. The opposite to the molding 1 arranged molding 2 represents the so-called "crankshaft core", which images the crankcase on the engine block to be cast.

Die Gießkerne 4, 5, 6, 7 werden jeweils von einem Stempel 11, 12, 13, 14 gehalten. Die Stempel 11-14 sind mit einer hier nicht gezeigten Stelleinrichtung verkoppelt, die sie aus einer Montagestellung, in der die Gießkerne 4, 5, 6, 7 auf ihnen montiert werden, in die in der Figur dargestellte Stellung bewegen. Der vordere in den jeweiligen Gießkern 4-7 hineinragende Abschnitt 15 der Stempel 11-14 ist dabei über die gesamte Höhe der Gießkerne 4-7 in Richtung des freien Stempelendes konisch zulaufend ausgebildet, um die Stempel 11-14 nach Abschluss des Gießvorgangs ungehindert aus den Gießkernen 4-7 ziehen zu können.The casting cores 4 . 5 . 6 . 7 each of a stamp 11 . 12 . 13 . 14 held. The stamps 11 - 14 are coupled with an adjusting device, not shown here, they from an assembly position in which the cores 4 . 5 . 6 . 7 be mounted on them, move to the position shown in the figure. The front into the respective casting core 4 - 7 protruding section 15 The Stamp 11 - 14 is over the entire height of the casting cores 4 - 7 tapered in the direction of the free punch end to the punch 11 - 14 after completion of the casting process unhindered from the casting cores 4 - 7 to be able to pull.

Der aus Formsand hergestellte Abschnitt 8 der Gießkerne 4-7 weist eine becherartige Form auf, wobei der von ihm umgebende Innenraum so an die Form des vorderen Abschnitts 15 der Stempel 11-14 angepasst ist, dass der betreffende Abschnitt 15 formschlüssig in dem Innenraum sitzt. An das vordere freie Ende des Abschnitts 15 ist dabei ein jeweils zentrisch auf der Stirnseite der Gießkerne 4-7 angeordneter Vorsprung 16 angeformt, der in eine korrespondierend geformte Ausnehmung 17 des Formteils 2 greift und darin ebenfalls formschlüssig gehalten sitzt.The section made of molding sand 8th the casting cores 4 - 7 has a cup-like shape, wherein the interior surrounding it so to the shape of the front portion 15 The Stamp 11 - 14 adapted to that section 15 positively seated in the interior. To the front free end of the section 15 is in each case a centric on the front side of the casting cores 4 - 7 arranged projection 16 formed, in a correspondingly shaped recess 17 of the molding 2 engages and is also held positively held therein.

An seinem gegenüberliegenden, der als monolithischer Block aus Grauguss gefertigten Kühlkokille 9 zugeordneten Rand weist der Abschnitt 8 der Gießkerne 4-7 jeweils einen umlaufenden Absatz 18 auf, in den ein ringförmig umlaufender, an die dem Abschnitt 8 zugeordneten stirnseitigen Rand der Kühlkokille 9 angeformter Vorsprung 19 greift. Auf diese Weise sind die Kühlkokillen 9 der Gießkerne 4-7 formschlüssig mit dem aus Formsand gefertigten Abschnitt 8 des jeweiligen Gießkerns 4-7 verkoppelt.At its opposite, the cooling mold made as a monolithic block of gray cast iron 9 associated edge assigns the section 8th the casting cores 4 - 7 each a circumferential paragraph 18 in, in which a circular encircling, to the section 8th associated frontal edge of the chill 9 molded projection 19 attacks. In this way, the cooling molds 9 the casting cores 4 - 7 positive fit with the section made of molding sand 8th of the respective casting core 4 - 7 coupled.

Die Kühlkokillen 9 weisen dabei selbst eine ringförmige Gestalt auf. Der von ihnen umgebene Innenraum ist dabei an die Form angepasst, die der vordere, ihnen jeweils zugeordnete Abschnitt 15 der Stempel 11-14 besitzt, so dass die Kühlkokillen 9 ebenfalls formschlüssig und im Wesentlichen spielfrei auf dem ihnen jeweils zugeordneten Stempel 11-14 gehalten sind.The cooling molds 9 have themselves an annular shape. The interior surrounded by them is adapted to the shape, the front, their respective assigned section 15 The Stamp 11 - 14 owns, so that the cooling molds 9 also positively and substantially free of play on their respective assigned stamp 11 - 14 are held.

An ihrem dem Formteil 1 zugeordneten oberen Rand ist an die Kühlkokillen 9 ebenfalls jeweils ein umlaufender Vorsprung 20 angeformt, dessen äußere Umfangsfläche wie beim Vorsprung 19 sprungfrei in die Umfangsfläche 21 des Hauptabschnitts der jeweiligen Kühlkokille 9 übergeht.At her the molding 1 assigned upper edge is to the cooling molds 9 likewise in each case a circumferential projection 20 formed, the outer peripheral surface as the projection 19 jump-free into the peripheral surface 21 of the main section of the respective chill mold 9 passes.

Die Kühlkokillen 9 weisen dabei eine in Richtung des freien Endes ihres Vorsprungs 19 zulaufende, leicht konische Form auf. Dazu ist die gemeinsame Umfangsfläche 21 der Kühlkokillen 9 um einen Winkel von mindestens 2° gegenüber ihrer mit der Längsachse der Stempel 11-14 zusammenfallenden Längsachse L geneigt. In entsprechender Weise ist auch die Innenfläche der Kühlkokillen 9 geneigt. Die konische äußere Form der Kühlkokillen 9 erleichtert das Entformen der Kühlkokillen 9 aus einem Liner 22, der von dem jeweiligen Gießkern 4-7 formschlüssig gehalten ist und nach Abschluss der Erstarrung in dem in der Gießform G zu gießenden Motorblock verbleibt. In dem zu gießenden Motorblock umgeben die Liner 22 die Zylinderräume, die von den Gießkernen 4-7 in dem Motorblock abgebildet werden.The cooling molds 9 have one towards the free end of their projection 19 tapered, slightly conical shape. This is the common peripheral surface 21 the cooling molds 9 at an angle of at least 2 ° with respect to its with the longitudinal axis of the punch 11 - 14 coincident longitudinal axis L inclined. In a corresponding manner, the inner surface of the cooling molds 9 inclined. The conical outer shape of the cooling molds 9 facilitates demolding of the cooling molds 9 from a liner 22 that of the respective casting core 4 - 7 is held positively and after completion of the solidification in the casting mold G to be poured remains in the engine block. The liners surround the engine block to be cast 22 the cylinder chambers, that of the casting cores 4 - 7 be imaged in the engine block.

Die Höhe der Vorsprünge 20 der Kühlkokillen 9 ist so bemessen, dass sie bei fertig in der Gießform G positionierten Gießkernen 4-7 und Formteilen 1-3 jeweils über die Montagefläche 10 hinaus in jeweils eine korrespondierend geformte Ausnehmung 23 des Formteils 1 greifen. Auf diese Weise wird eine Gradbildung im Bereich der Öffnung der Zylinderräume des zu gießenden Motorblocks sicher verhindert.The height of the protrusions 20 the cooling molds 9 is sized so that they are in the casting mold G positioned cores 4 - 7 and moldings 1 - 3 each over the mounting surface 10 out in each case a correspondingly shaped recess 23 of the molding 1 to grab. In this way, a degree of formation in the region of the opening of the cylinder chambers of the engine block to be cast is reliably prevented.

In der Gießform G sind in an sich bekannter Weise hier nicht gezeigte Speiser und Füllkanäle ausgebildet, über die in die Gießform G gegossene Aluminiumschmelze in den von der Gießform G umgebenen Formhohlraum 24 fließt. Der dabei in die zu den Kühlkokillen 9 benachbarten Bereiche 25 des Formhohlraums 24 gelangende Schmelze wird über die Liner 22 und die jeweilige Kühlkokille 9 beschleunigt Wärme entzogen, so dass sie schneller erstarrt als die in den anderen Zonen des Formhohlraums 24 vorhandene Schmelze. Dementsprechend entsteht in den Bereichen 25 des zu gießenden Motorblocks ein gerichtetes, feinkörnigeres Gefüge, so dass der in diesem Bereich besonders belastete an die Montagefläche 10 angrenzende Abschnitt des Motorblocks den im praktischen Betrieb auftretenden thermischen und mechanischen Belastungen sicher standhält.In the mold G, feeders and filling channels, not shown here, are formed in a manner known per se, via the aluminum melt poured into the casting mold G into the mold cavity surrounded by the casting mold G. 24 flows. The case in the to the cooling molds 9 neighboring areas 25 of the mold cavity 24 passing melt is over the liner 22 and the respective cooling mold 9 Accelerates heat so that it solidifies faster than in the other zones of the mold cavity 24 existing melt. Accordingly arises in the fields 25 of the engine block to be cast a directed, fine-grained structure, so that the particularly stressed in this area to the mounting surface 10 adjacent section of the engine block safely withstand the thermal and mechanical stresses occurring in practical operation.

1, 2, 31, 2, 3: Formteilemoldings
4-74-7: Gießkernecores
88th: aus Formsand gefertigter Abschnitt der Gießkerne 4-7 made of molding sand section of the casting cores 4 - 7
99: Kühlkokillechill
1010: Montageflächemounting surface
11-1411-14: Stempelstamp
1515: vorderer Abschnitt der Stempel 11-14 front section of the stamp 11 - 14
1616: stirnseitiger Vorsprung der Abschnitte 8 frontal projection of the sections 8th
1717: Ausnehmung des Formteils 2 Recess of the molding 2
1818: Absatz der Abschnitte 8 Paragraph of the sections 8th
1919: Vorsprung der Kühlkokillen 9 Projection of the cooling molds 9
2020: Vorsprung der Kühlkokillen 9 Projection of the cooling molds 9
2121: Umfangsfläche des Hauptabschnitts der Kühlkokillen 9 Peripheral surface of the main section of the cooling molds 9
2222: Linerliner
2323: Ausnehmung des Formteils 1 Recess of the molding 1
2424: Formhohlraummold cavity
2525: zu den Kokillen 9 benachbarte Bereiche des Formhohlraums 24 to the molds 9 adjacent areas of the mold cavity 24
GG: Gießformmold
LL: Längsachse der Kühlkokille 9 Longitudinal axis of the chill 9

Claims

Casting mold for casting a cast part, in particular an engine block for an internal combustion engine, made of shaped parts ( 1 . 2 . 3 ) and casting cores ( 4 . 5 . 6 . 7 ) and at least one casting core ( 4 . 5 . 6 . 7 ) for imaging a space in the casting, characterized in that a portion of the casting core ( 4 . 5 . 6 . 7 ) by a cooling mold ( 9 ) is formed, which is made of a material whose thermal conductivity is many times higher than the thermal conductivity of the rest of molding sand existing section ( 8th ) of the casting core ( 4 . 5 . 6 . 7 ).

Casting mold according to claim 1, characterized in that the cooling mold ( 9 ) is made of cast iron.

Casting mold according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of its molded part ( 1 ) on the casting a mounting surface ( 10 ), on which an attachment can be mounted on the casting after its solidification, and in that the mold core ( 4 . 5 . 6 . 7 ) to these moldings ( 1 ) adjoins.

Casting mold according to claim 3, characterized in that the thermal conductivity of the cooling mold ( 9 ) is many times higher than the Wärmeleitfä ability of the mounting surface ( 10 ) imaging molding ( 1 ).

Casting mold according to one of the preceding claims, characterized in that on the cooling mold ( 9 ) and the rest of the section ( 8th ) of the casting core ( 4 . 5 . 6 . 7 ) at least one shaped element is formed ( 19 ), via which the cooling mold ( 9 ) and the remaining section ( 8th ) of the casting core ( 4 . 5 . 6 . 7 ) are positively connected with each other.

Casting mold according to one of the preceding claims, characterized in that on the cooling mold ( 9 ) at least one form element ( 20 ) is formed such that positively in a correspondingly shaped recess ( 23 ) of the molded part ( 1 ) attacks.

Casting mold according to claim 6, characterized in that the molded element as in the molded part ( 1 ) comprehensive advantage ( 20 ) is trained.

Casting mold according to claim 7, characterized in that the inner surface of the projection ( 20 ) with respect to the longitudinal axis (L) of the chill ( 9 ) is bevelled.

Casting mold according to one of claims 7 or 8, characterized in that the projection over the mounting surface ( 10 ) into the molded part ( 1 ) attacks.

Casting mold according to one of the preceding claims, characterized in that the casting core ( 4 . 5 . 6 . 7 ) with the cooling mold ( 9 ) from one to the casting core ( 4 . 5 . 6 . 7 ) reaching stamp ( 11 . 12 . 13 . 14 ) is held.

Use of one according to one of claims 1 to 10 trained mold (G) for pouring a Engine blocks for an internal combustion engine.

Use according to claim 11, characterized that as cast material is a light metal or a light metal alloy is used.

Use according to one of claims 11 or 12, characterized in that the casting core ( 4 . 5 . 6 . 7 ) of the casting mold (G) on its outer surface a in the finished casting the inner wall of the casting core ( 4 . 5 . 6 . 7 ) to be imaged space forming liner ( 22 ) wearing.

Use according to one of claims 11 to 13, characterized in that the casting core ( 4 . 5 . 6 . 7 ) of the casting mold (G) depicts a cylinder space of the engine block.

Use according to one of Claims 11 to 14, characterized that the attachment is a cylinder head.