DE19956877C1 - Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere eines Gussteils für ein Cabriolet-Fahrzeugdach - Google Patents

Abstract

Um mit einfachen Mitteln kostengünstige Gussteile mit planparallelen Funktionsflächen herstellen zu können, wird ein zweigeteiltes Werkzeug mit zwei aneinander liegenden Werkzeughälften und einer schräg verlaufenden Trennebene zwischen den Werkzeughälften verwendet, wobei nach Abschluss des Gießvorgangs die beiden Werkzeughälften in entgegengesetzten Richtungen und jeweils winklig zu den Funktionsflächen entfernt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gussteils.

Gussteile werden im Standgussverfahren, Schleudergussverfahren oder Druckgussverfahren hergestellt, wobei flüssiges, erhitztes Metall in eine einen Hohlraum umschließende Form eingegossen wird, die nach dem Erkalten des Metalls entfernt wird. Für die Formgebung des Gussteiles können Modelle und Kokillen verwendet werden, welche einen positiven bzw. negativen Abdruck des Gussteiles darstellen und die komplizierte Formgebungen ermög­ lichen. Diesen verschiedenen Gussverfahren ist gemeinsam, dass die Gussteile auf Grund von Formungenauigkeiten, Abkühlungs­ schwindung oder sonstigen Toleranzüberschreitungen üblicherwei­ se spanend nachgearbeitet müssen, damit die geforderten Ferti­ gungstoleranzen eingehalten werden können.

Aus dem Buch "Druckgieß-Technik" von Frommer/Lieby, Springer- Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1965, Band I, Seiten 156/157, ist es bekannt, dass zum Gießen genauer Partien eines Druckgussteiles mehrteilige Kerne verwendet werden, welche nach dem Gießen in einer gestuften Bewegung entfernt werden. Bei tiefen Aussparungen und Bohrungen werden hierfür ineinander schiebbare Kerne verwendet, um Deformationen durch große Schwindungs- oder Schrumpfkräfte zu vermeiden. Außerdem können derartige zweistufige Kern- und Schieberbewegungen auch ange­ wandt werden, wenn bestimmte genaue Partien eines Druckgusstei­ les ohne Gratnaht gegossen werden sollen und sich letztere durch die nötige Formteilung ergeben würde.

Für den Fall, dass ein zu fertigendes Bauteil zwei planparalle­ le Anlageflächen aufweisen soll, ist aber auch bei den bekann­ ten zweiteiligen Kernen aus fertigungstechnischen Gründen eine spanende Nachbearbeitung unumgänglich, weil der in den Zwi­ schenraum zwischen die Anlageflächen einzusetzende Modellkern üblicherweise konisch verjüngt ausgebildet ist, damit der Mo­ dellkern nach dem Gießvorgang problemlos entfernt werden kann. Dementsprechend schließen auch die Anlageflächen einen gemein­ samen Winkel ein, mit der Folge, dass planparallele und einan­ der zugewandte Auflageflächen nur mit Hilfe einer spanenden Nachbearbeitung zu erzielen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde mit einfachen Mitteln Gussteile mit zwei planparallelen Anlageflächen herzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruches 1 gelöst.

Gemäß der Neuerung ist vorgesehen, dass ein zweigeteiltes Werk­ zeug - ein Modell bzw. ein Modellkern - in den Zwischenraum zwischen die Anlage- bzw. Funktionsflächen des Gussteils einge­ setzt wird, wobei die beiden Werkzeughälften gegenüber ihrer Einhüllenden eine schrägverlaufende Trennebene aufweisen. Die Außenwände des Werkzeugs liegen parallel zueinander. Das Werk­ zeug füllt während des Gießvorganges den Zwischenraum zwischen den zu gießenden Funktionsflächen aus, dem entsprechend liegen die einander zugewandten Funktionsflächen des Gussteils paral­ lel zueinander. Um sicher zu stellen, dass nach dem Abschluss des Gießvorganges das Werkzeug aus dem Zwischenraum ohne Prob­ leme entfernt werden kann, werden die beiden Werkzeughälften jeweils in entgegengesetzten Richtungen aus den Zwischenraum entfernt, wobei die Entnahmerichtung für jede Werkzeughälfte mit den Funktionsflächen bzw. der Einhüllenden des Werkzeugs einen Winkel einschließt. Der Winkeleinschluss, welcher durch die schräg verlaufende Trennebene zwischen den Werkzeughälften ermöglicht wird, stellt sicher, dass jede Werkzeughälfte aus einer unmittelbar an der Funktionsfläche anliegenden Position schräg entnommen werden kann, wodurch gewährleistet ist, dass das Werkzeug beim Herausnehmen aus dem Zwischenraum von der An­ lagefläche der Wandung des gegossenen Werkstücks entfernt wird. Es wird dadurch verhindert, dass bei der Entnahme das Werkzeug aus dem Zwischenraum im Werkstück parallel zu den Anlageflächen herausgenommen wird, was auf Grund der Haftung zwischen Werk­ zeug und Gussteil zu einer erheblichen Minderung der Oberflä­ chenqualität der Anlagefläche führen kann. Die Anlageflächen sind bei dem neuartigen Verfahren planparallel zueinander und weisen eine hohe Oberflächengüte auf, wodurch eine spanende Nachbearbeitung in der Regel obsolet wird.

Auf Grund des Fortfalls der spanenden Nachbearbeitung können erhebliche Kostenvorteile realisiert werden, was insbesondere bei in hohen Stückzahlen zu produzierenden Gussteilen zu einer signifikanten Kostensenkung führt. Derartige Gussteile werden beispielsweise im Automobilbereich bei der Fertigung von Cabri­ olet-Fahrzeugdächern hergestellt und eingesetzt.

Die die winklige Entnahme ermöglichende, schräg verlaufende Trennebene zwischen den beiden Werkzeughälften teilt vorteil­ haft das Werkzeug in zwei komplementäre Werkzeughälften, wobei eine derartige symmetrische Ausbildung einerseits Produktion- und Montagevorteile bietet und andererseits gewährleistet, dass die Entnahmekräfte für beide Werkzeughälften in etwa gleich groß sind.

Der Entnahmewinkel, unter dem die beiden Werkzeughälften aus dem Zwischenraum relativ zu den Funktionsflächen entfernt wer­ den, nimmt vorzugsweise einen Wert ein, der größer als Null ist und maximal gleich ist wie der Winkel der Trennebene in Bezug auf die Einhüllende des Werkzeugs bzw. die Funktionsflächen des Gussteils. In einer bevorzugten Ausführung stimmt der Entnahme­ winkel mit dem Winkel der Trennebene überein, so dass zumindest die erste Werkzeughälfte entlang der Trennebene aus dem Zwi­ schenraum herausgenommen werden kann.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind der Figuren­ beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, in der ein Gussteil mit parallelen Wandungen, zwischen denen ein zweige­ teiltes Werkzeug eingesetzt ist, im Schnitt dargestellt ist.

Das Gussteil 1, beispielsweise ein im Druckgussverfahren herge­ stelltes Aluminium-Druckguss-Bauteil, welches insbesondere für ein Cabriolet-Fahrzeugdach eingesetzt wird, weist etwa paralle­ le Wandungen 2 und 3 auf, deren einander zugewandte Anlage- bzw. Funktionsflächen 4, 5 bereits unmittelbar nach dem Gießen auch ohne spanende Nachbearbeitung mit hoher Maßgenauigkeit pa­ rallel zueinander angeordnet sein sollen. Zur Erreichung dieses Ziels wird der Zwischenraum 11 zwischen den zu gießenden Wan­ dungen 2, 3 des Werkstücks bzw. Gussteils 1 mit einem Modell bzw. Werkzeug 6 ausgefüllt, welches zweigeteilt ausgeführt ist und zwei Werkzeughälften 7, 8 aufweist, die vorteilhaft komple­ mentär zueinander ausgebildet sind und über eine Trennebene 9 separiert sind. Zur Durchführung des Gießvorganges liegen beide Werkzeughälften 7, 8 unmittelbar aneinander. Jede Werkzeughälf­ te ist keilförmig ausgebildet. Die gegenüberliegenden Außensei­ ten beider Werkzeughälften 6, 7 sind im zusammengesetzten Zu­ stand, bei dem die Werkzeughälften unmittelbar aneinander gren­ zen, parallel zu einander ausgerichtet, um entsprechend planpa­ rallele Funktionsflächen der Wandungen 2 und 3 zu erzielen.

Um zu gewährleisten, dass nach Beendigung des Gießvorganges das Werkzeug 6 unter Beibehaltung planparalleler Flächen 4, 5 mit vergleichsweise hoher Oberflächengüte aus dem Zwischenraum 11 zwischen den Wandungen 2, 3 des Gussteils 1 entfernt werden kann, werden die Werkzeughälften 7 und 8 in entgegengesetzte Entnahmerichtungen 10 aus dem Gussteil 1 entfernt. Die Entnah­ merichtungen 10 schließen mit den Funktionsflächen 4, 5 vor­ teilhaft einen Winkel α ein, der größer als Null ist, jedoch maximal dem Winkel entspricht, den die Trennebene 9 mit den Funktionsflächen 4, 5 einschließt. Vorteilhaft wird jede Werk­ zeughälfte 7, 8 entgegen ihrer keilförmigen Verjüngung unter dem maximal möglichen Winkel α in Entnahmerichtung 10 entnom­ men, indem jede Werkzeughälfte 7 bzw. 8 entlang der Trennebene 9 aus dem Zwischenraum 11 herausgenommen wird. Um eine problem­ lose Entnahme der Werkzeughälften zu beiden Seiten des Zwi­ schenraumes 11 zu ermöglichen, ist das Werkstück 1 an beiden Stirnseiten des Zwischenraumes 11 offen ausgebildet.

Das geschilderte Verfahren unter Einsatz eines zweigeteilten Werkzeugs kann auch zur Herstellung nicht-paralleler Wandungen in Werkstücken eingesetzt werden, indem ein Werkzeug mit ent­ sprechenden, nicht-parallelen gegenüberliegenden Außenseiten verwendet wird.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines Gussteils, insbesondere ei­ nes Gussteils für ein Cabriolet-Fahrzeugdach, bei welchem

• - zur Herstellung paralleler Funktionsflächen (4, 5) im Gussteil ein zweigeteiltes Werkzeug (6) mit zwei aneinander liegenden Werkzeughälften (7, 8) und einer schräg verlau­ fenden Trennebene (9) zwischen den Werkzeughälften (7, 8) verwendet wird, welches den Zwischenraum (11) zwischen den Funktionsflächen (4, 5) ausfüllt, wobei die Trennebene (9) mit den Funktionsflächen (4, 5) einen Winkel einschließt,
• - nach Abschluss des Gießvorgangs die beiden Werkzeughälften (7, 8) in entgegengesetzten Richtungen und jeweils winklig zu den Funktionsflächen (4, 5) aus dem Zwischenraum (11) entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughälften (7, 8) unter einem Winkel aus dem Zwi­ schenraum (11) entfernt werden, der zwischen Null und dem Win­ kel der Trennebene (9) zwischen beiden Werkzeughälften (7, 8) liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughälften (7, 8) unter einem Winkel aus dem Zwi­ schenraum (11) entfernt werden, der dem Winkel der Trennebene (9) zwischen beiden Werkzeughälften (7, 8) entspricht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass komplementär geformte Werkzeughälften (7, 8) verwendet werden.