DE102008049488A1 - Light metal casting part made of first light metal material, comprises an insert partially surrounded by light metal, where the insert consists of a second material that is different from the first material - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Leichtmetallgussteil aus einem ersten Leichtmetallmaterial mit einem zumindest teilweise von dem Leichtmetall umgebenen Insert, wobei das Insert aus einem zweiten Material besteht, das sich vom ersten Material unterscheidet.The The invention relates to a light metal casting of a first light metal material with an insert at least partially surrounded by the light metal, wherein the insert consists of a second material which differs from the first material is different.
Heutzutage wird eine Vielzahl von Vorrichtungen aus Leichtmetallguss gefertigt, da Leichtmetall den Vorteil einer geringen Dichte bei relativ hoher Eigenstabilität bietet. Ferner sind aus Leichtmetall gefertigte Bauteile relativ robust bei gleichförmiger Belastung. Allerdings sind ausschließlich aus Leichtmetall gefertigte Bauteile in bestimmten Bereichen nicht ausreichend hoch belastbar. So werden in Motorblöcke sog. „Liner” oder „Lagerstuhlverstärkungen” eingesetzt, also Einlegeelemente oder Einleger, um die Leichtmetallmotorblöcke belastbarer zu gestalten. Auf diese Weise werden insbesondere Verbrennungsräume belastbarer ausgestaltet und selbst Motorblöcke für die Belastung bei dieselmotorischer Verbrennung vorbereitet.nowadays a variety of devices is made of light metal, because light metal has the advantage of a low density at relatively high intrinsic stability offers. Furthermore, made of light metal components are relatively robust with uniform load. However, they are exclusive made of light metal components in certain areas not sufficiently high load capacity. So-called "liners" or "bearing chair reinforcements" are used in engine blocks, So insert elements or inserts to the light metal engine blocks more resilient. In this way, in particular combustion chambers more resilient designed and even engine blocks for prepared the load during diesel engine combustion.
Aus
dem Stand der Technik, etwa der
Die
Die derzeitigen Vorrichtungen und Verfahren aus dem Stand der Technik weisen jedoch immer den Nachteil auf, dass das Gesamtgewicht des Leichtmetallgussteils noch relativ hoch ist und die Belastbarkeit des Leichtmetallgussteils zu niedrig ist. Ein weiteres Vermindern des Gesamtgewichts des Leichtmetallgussteils ist allerdings durch die geforderte Belastbarkeit begrenzt.The current devices and methods of the prior art However, always have the disadvantage that the total weight of Light metal casting is still relatively high and the load capacity of the light metal casting is too low. Another decrease However, the total weight of the light metal casting is by limits the required load capacity.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung hier einen Ausweg aufzuzeigen und die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden. Ferner soll ein besonders leichtgewichtiges Gussteil geschaffen werden, das sich durch eine besonders hohe Belastbarkeit in ausgewählten Bereichen auszeichnet.It Therefore, the object of the present invention is a way out show and avoid the disadvantages of the prior art. Further to create a particularly lightweight casting, which is characterized by a particularly high load capacity in selected Areas.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Leichtmetallgussteil dadurch erreicht, dass das Leichtmetallgussteil als Leichtmetallintegralschaumgussteil ausgeführt ist.These The object is achieved by a generic Light metal casting achieved by using the light metal casting is designed as a light metal integral foam casting.
Ein solches Leichtmetallgussteil zeichnet sich durch eine enorme Belastbarkeit bei äußerst geringem Eigengewicht aus. Ferner wird eine hohe spezifische Biegesteifigkeit bei geringer Dichte erreicht. Das Leichtmetallgussteil wird in einem einzigen Prozess herstellbar und besteht aus einem materialeinheitlichen Leichtmetallmaterial und einem Insert, welches vom Leichtmetallmaterial zumindest teilweise umgeben ist. Die dabei auftretende allseitig geschlossene Außenhaut bei einem vorliegenden zellularen Kern ermöglicht eine hohe Festigkeit bei besonders geringem Gewicht. Dabei ist es von Vorteil, dass sich zu der Mitte des Leichtmetallgussteils hin ein Dichteprofil des verwendeten Materials sogar noch verringert. Dabei stellt die kompakte Außenhaut die tragende Struktur dar und verleiht dem Leichtmetallgussteil neben seiner Geometrie auch die notwendige Festigkeit. Der zellulare Kern reduziert das Formteilgewicht aufgrund seiner geringen Dichte und trägt aber auch zu einer hohen spezifischen Steifigkeit, einem hohen Energieabsorptionsvermögen und guten Dämpfungseigenschaften bei. Ferner zeigt sich der Vorteil, dass solche Gussteile besonders schnell herstellbar sind, wodurch die Herstellkosten reduziert werden. Das Material des Inserts ist dabei in Abhängigkeit der Belastung im Anwendungsfall zu wählen. Vorzugsweise ist das Insert als metallisches Bauteil, insbesondere als eisenmetallisches Bauteil und vorzugsweise als Blech oder Stahlbauteil auszugestalten. Gleichwohl sind aber ebenso weitere, sinnvoll anwendbare Materialien verwendbar, insbesondere nichteisenmetallische Inserts, vorzugsweise auf Basis von Aluminium, und vorteilhaft auch Inserts auf Kunststoffbasis, vorzugsweise verstärkte Kunststoffe auf duroplastischer oder thermoplastischer Basis.One Such light metal casting is characterized by an enormous load capacity at extremely low dead weight. Further becomes a high specific bending stiffness at low density reached. The light metal casting becomes in a single process can be produced and consists of a material of uniform light metal material and an insert which at least partially surrounds the light metal material is. The occurring on all sides closed outer skin in a given cellular nucleus allows one high strength with very low weight. It is from Advantage that towards the center of the light metal casting out a density profile the material used even reduced. It represents the compact outer skin represents and gives the load-bearing structure the light metal casting in addition to its geometry, the necessary Strength. The cellular core reduces molding weight due to its low density but also contributes to a high specific rigidity, high energy absorption capacity and good damping properties. Further, it shows the advantage that such castings can be produced very quickly are, whereby the manufacturing costs are reduced. The material the insert is dependent on the load in the Use case to choose. Preferably, the insert is as metallic component, in particular as an iron-metallic component and preferably as a sheet metal or steel component. nevertheless But are also other useful, usable materials used, in particular non-ferrous metal inserts, preferably based on of aluminum, and advantageously also plastic-based inserts, preferably reinforced plastics on thermoset or thermoplastic base.
Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.advantageous Embodiments are claimed in the subclaims and explained in more detail below.
So ist es von Vorteil, wenn das Insert als Buchse ausgebildet ist. Bei einer derartigen vorteilhaften Ausgestaltung ist es möglich, die Buchse als Befestigungselement des Leichtmetallgussteiles zu verwenden. So lässt sich über eine Schraubverbindung die als Buchse ausgebildete Insert-Ausgestaltung zum Anschrauben des gesamten Leichtmetallgussteils verwenden.So it is advantageous if the insert is designed as a socket. In such an advantageous embodiment, it is possible to use the socket as a fastener of the light metal casting. So can be connected via a screw formed as a socket insert design for screwing the use entire light metal casting.
Wenn das Insert eine derartige Gestaltung einer Außenfläche aufweist, dass diese als Fixierhilfe zum Positionieren des Inserts in dem Leichtmetallgussteil dient, so lässt sich der Aufwand in der Fertigung reduzieren, was zu einer kürzeren Fertigungszeit bei gleichzeitig geringeren Kosten führt.If the insert such a design of an outer surface has that as a fixing aid for positioning the insert used in the light metal casting, so can the effort reduce in manufacturing, resulting in a shorter production time at a lower cost.
Das Insert lässt sich besonders gut positionieren, so dass das Insert exakt in dem Leichtmetallgussteil für nachfolgende Anwendungen angeordnet ist, wenn in einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante die Außenfläche stufig ausgebildet ist, vorzugsweise mehrstufig abgekantet ausgebildet ist.The Insert can be positioned particularly well, so that the insert exactly in the light metal casting for subsequent Applications is arranged, if in an advantageous embodiment variant the outer surface is formed stepwise, preferably formed multi-level bent.
Wenn die Außenfläche geriffelt ausgebildet ist, vorzugsweise mit Rillen, etwa nach Art eines Gewindes, versehen ist, so ist eine besonders unlösbare Verbindung zwischen dem Insert und dem Leichtmetallgussteil realisierbar.If the outer surface is corrugated, preferably is provided with grooves, such as in the manner of a thread, so is one particularly indissoluble connection between the insert and the light metal casting realizable.
Um die Befestigungsmöglichkeiten des Leichtmetallgussteils an einem weiteren Objekt zu erhöhen, ist es von Vorteil, wenn das Insert eine zentral angeordnete Durchgangsöffnung aufweist.Around the mounting options of the light metal casting to increase on another object, it is beneficial if the insert has a centrally located passage opening having.
Wenn die Durchgangsöffnung eine Verlängerung aufweist, die sich durch das erste Material erstreckt, so wird es möglich, bei der Befestigung des Leichtmetallgussteils an einem weiteren Objekt die besonders guten Dämpfungseigenschaften des Leichtmetallintegralschaumgussteils zu nutzen.If the passage opening has an extension, which extends through the first material, it becomes possible in the attachment of the light metal casting to another Object the particularly good damping properties of the light metal integral foam casting to use.
Die Fertigung lässt sich weiter vereinfachen, wenn in einer weiteren Ausführungsform das Leichtmetallgussteil ein Spritzgussteil ist.The Manufacturing can be further simplified if in one Another embodiment, the light metal casting an injection molded part is.
Auch lässt sich der Aufwand bei der Fertigung eines Inserts unter gleichzeitiger Erhöhung der Präzision des gefertigten Inserts verringern, wenn das Insert ein Fließpressteil ist.Also can the effort in the production of an insert while increasing the precision of the reduced insert when the insert is a extruded part is.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert.The Invention will become more apparent with the aid of a drawing explained.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
in den
So
zeigt
Das Leichtmetallgussteil besteht überwiegend aus einem ersten Leichtmetallmaterial, z. B. einer Aluminium- und/oder Magnesiumlegierung. Dieses Leichtmetallgussteil ist insbesondere ein Leichtmetallintegralschaumgussteil, also ein Spritzgießbauteil, das im Inneren eine poröse Struktur und auf der Außenseite eine glatte Oberfläche aufweist.The Light metal casting consists mainly of a first Light metal material, eg. As an aluminum and / or magnesium alloy. This light metal casting is in particular a light metal integral foam casting, So an injection molding, the inside a porous Structure and on the outside a smooth surface having.
Das
Insert
Die Öffnung
in den Inserts
Während
das in den
Eine
mit einem Absatz an der Stufe
Während
der in den
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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