DE69216598T2

DE69216598T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von einteiligen Wassermantelkernen

Info

Publication number: DE69216598T2
Application number: DE69216598T
Authority: DE
Inventors: Patrick M Kelley
Original assignee: Navistar International Corp
Current assignee: Navistar International Corp
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1992-10-20
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2012-10-21
Also published as: ATE147300T1; US5230378A; MX9206854A; CA2080318C; EP0578864B1; EP0578864A1; ES2098412T3; DE69216598D1; CA2080318A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von einteiligen Wassermantelkernen zur Verwendung beim Gießen von Zylinderköpfen für Verbrennungsmotoren.
Die Herstellung von Zylinderköpfen für Verbrennungsmotoren bereitet schwierige Fertigungsprobleme. Der Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors, ob ein Fremdzündungs- bzw. Benzinmotor oder ein Selbstzünder bzw. Dieselmotor, ist ein komplex herzustellendes Produkt mit vielen Anforderungen. Der Zylinderkopf verschließt in der Regel die Motorzylinder und schließt die vielen Brennstoffexplosionen ein, die den Verbrennungsmotor antreiben, stellt separate Durchgangswege für den Lufteintritt zu den Zylindern und für den Motorauslaß und einen separaten Durchgangsweg für ein Kühlmittel bereit, um die Wärme vom Zylinderkopf abzuführen. Es ist wünschenswert, daß die inneren Wandungen des Zylinderkopfes zwischen den Kühlmitteldurchgangswegen und den Zylinderverschlüssen und Abgaskrümmern einen zuverlässigen und wirksamen Transfer der Wärme vom Zylinderkopf erlauben und es ist auch wichtig, daß der Zylinderkopf ein Minimum an Metall enthält, um sein Gewicht und seine Kosten zu reduzieren.
Zylinderköpfe werden zumeist durch ein Vergießen aus Metallegierungen hergestellt. Das Gußteil des Zylinderkopfabschnittes, der die Zylinder abschließt, trägt die Einlaß- und Auslaßventile und die Kraftstoffinjektoren und bildet Hohlräume oder Durchgangswege für den Lufteinlaß, den Luftauslaß und das Kühlmittel, die durch eine Vielzahl an Kernen hergestellt werden, welche einen Wassermantelkern zum Ausbilden des Durchgangsweges für das Kühlmittel enthalten. Die Hohlräume für das Kühlmittel, den Lufteinlaß und den -auslaß müssen natürlich durch Kernelemente innerhalb der Gießform ausgebildet werden, welche entfernt werden können, wenn das Gießmetall aushärtet.
Um eine effektive Kühlung des Zylinderkopfes und einen effektiven Lufteintritt und -auslaß von den Zylindern des Verbrennungsmotors zu erreichen, sind die Durchgangswege für den Lufteinlaß und -auslaß im Zylinderkopf am besten mit den Durchgangswegen für das Kühlmittel verschachtelt. Um ein maximale Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors zu erreichen, ist es notwendig, daß der Durchgangsweg des Kühlmittels im Zylinderkopf den Motorauslaß mit Kühlmittel umgreifend ausgebildet ist. Daher ist es beim Gießen des Zylinderkopfes notwendig, daß die Auslaßöffnungen des Zylinderkopfes mit der dünnstmöglichen metallischen Wandung ausgebildet sind, die vollständig durch einen unbegrenzten Kühlmittelfluß umströmt werden. Das Gießen eines derartigen Zylinderkopfes erfordert, daß ein zuverlässig mit Gießsand ausgebildeter Wassermantelkern sich vollständig rund um das Loch erstreckt, welches die äußere Oberfläche der Auslaßöffnung des Zylinderkopfes ausbildet.
Um einen Wassermantelkern zu erhalten, der die Auslaßöffnungen umgreift, wurden die Wassermantelkerne bisher in zwei Abschnitten mit zwei geheizten Kernkasten hergestellt, einem oberen geheizten Kernkasten mit einem Hohlraum, um den oberen Abschnitt des Wassermantelkerns vollständig auszubilden, und dem unteren geheizten Kernkasten mit einem Hohlraum, um den unteren Abschnitt des Wassermantelkerns vollständig auszubilden. Wassermantelkerne wurden durch das Hot-Box-Verfahren hergestellt, wobei der obere Kernkasten und untere Kernkasten jeweils mit Kernsand gefüllt wurden, welcher wärmeaushärtendes Harz enthält. Die beiden Kernkasten wurden dann in einem Ofen angeordnet nachdem sie befüllt waren, um bei Temperaturen von gewöhnlich in einem Bereich von 260 bis 316ºC (500º bis 600ºF) einige Minuten auszuhärten. Im Anschluß auf das Aushärten der oberen und unteren Abschnitte des Wassermantelkernes wurden die oberen und unteren Wassermantelkernabschnitte von ihren jeweiligen Kernkasten entfernt und die Schnittstellenflächen der oberen und unteren Wassermantelkernabschnitte wurden auf einer Planierungsplatte geschliffen, wobei an allen Bereichen Kerngräte entfernt wurden. Eine oder beide der Schnittstellenflächen der Wassermantelkernkastenabschnitte wurde gegen eine Platte mit darauf aufgebrachtem Klebstoff gedrückt. Der untere Wassermantelkernabschnitt wurde auf einer Anordnungs-Aufspannvorrichtung festgesetzt, wobei seine Schnittstellenfläche für den Zusammenbau frei vorlag. Die Schnittstellenfläche des oberen Wassermantelkernabschnitts wurde dann manuell auf der Schnittstellenfläche des unteren Wassermantelkernabschnitts mit dem dazwischen vorliegenden Klebstoff positioniert und die beiden Abschnitte wurden manuell ausgerichtet. Die zusammengefügten Wassermantelkernabschnitte wurden dann durch einen Ofen mit mehreren hundert Grad gefahren, um den Klebstoff auszuhärten.
Nachdem das Bindemittel ausgehärtet war, wurde der zusammengefügte Wassermantelkern von der Anordnungs-Aufspannvorrichtung entfernt, mit einem feuerfesten Überzug beschichtet und zum Aushärten nochmals durch den Ofen geschickt. Nach dem Aushärten der feuerfesten Beschichtung war der Wassermantelkern fertig zur Verwendung zum Gießen einer Zylinderkopfanordnung, wie sie zum Beispiel im US-Patent Nr. 5,119,881, erteilt am 9.Juni 1992, aufgezeigt ist.
Dieses bekannte Verfahren zur Herstellung von Wassermantelkernen bereitet einige Probleme. Zum einen sind die bei diesem bekannten Verfahren verwendeten Kernkasten schwierig zu erhalten und teuer herzustellen, da sie mit den Temperaturen, welche zum Aushärten des Kernsandes und des Klebers notwendig sind, beaufschlagt werden. Zusätzlich sind die Kernkasten und die Kernabschnitte innerhalb der Kernkasten aufgrund der Temperaturveränderungen anfällig für ein Verziehen bzw. Verwerfen; die von den abgekühlten Kernkasten entfernten Kernabschnitte waren häufig verzogen; und die auf den Wassermantelkernabschnitten ausgebildeten Oberflächen zum Positionieren des Wassermantelkerns innerhalb der Kernanordnung, welche zum Gießen des Zylinderkopfes verwendet wird, waren häufig außer Lage, was zu Variationen in der Metalldicke innerhalb des Zylinderkopfs und zu der Anforderung führte, eine übermäßige Metalldicke bei der Gestaltung der Zylinderkopfwände vorzusehen, um Zylinderkopfwandabschnitte zu vermeiden, die zu dünn sind. Zusätzlich ist die Montage der oberen und unteren Wassermantelkernabschnitte, welche manuell zusammengeführt werden, darüber hinaus unrentabel und erfordert weitere Kompromisse in der Gestaltungsweise. Schwankungen in der Aufmerksamkeit des Bedieners, Variationen der Viskosität des Klebers und der Menge des Klebers, der beim Verkleben der Wassermantelkernabschnitte verwendet wird, und Unzuverlässigkeit beim Erhalt einer kompletten Beschichtung des Klebstoffes auf den Schnittstellen resultieren allesamt darin, daß Metall während dem Ausgießen in die Schnittflächen an der Klebelinie zwischen den oberen und unteren Wassermantelabschnitten eindringt, und dies mündet in der Ausbildung eines Metallgrats im Kühlmitteldurchgangsweg, was häufig eine Kühlmittelzirkulation rund um die Auslaßöffnung verhindert.
Zusätzlich erfordert dieses bekannte Verfahren die Verwendung eines großen gasbefeuerten Ofens, um den Kernsand und den Kleber auszuhärten, einen Bestand an Spannvorrichtungen zum Zusammenfügen der oberen und unteren Wassermantelkernabschnitte, die Nutzung eines wesentlichen Ausmaßes an Produktionsfläche und vier oder fünf Personen. Ferner schafft der Zeitbedarf für die Herstellung der Wassermantelkernabschnitte, die Aufbringung des Klebers darauf, deren Zusammenfügung und die Kleberaushärtung einen Engpaß im Herstellungsverfahren für den Zylinderkopf.
Die Erfindung schafft eine Einrichtung zum Ausbilden eines einteiligen Wassermantelkerns für einen Verbrennungsmotor durch Vorsehen eines ersten Kernkastenabschnitts und eines zweiten Kernkastenabschnitts, die für eine Montage ausgelegt sind, um einen einteiligen Wassermantelkern auszubilden. Der erste Kernkastenabschnitt weist einen ersten Hohlraum auf, der vorgesehen ist, um einen unteren Abschnitt des einteiligen Wassermantelkerns auszubilden, und der zweite Kernkastenabschnitt weist einen zweiten Hohlraum auf, der vorgesehen ist, um einen oberen Abschnitt des einteiligen Wassermantelkerns auszubilden. Eine Mehrzahl von bewegbaren Teilen wird benachbart und vorzugsweise an einem der Kernkastenabschnitte drehbar gehalten. Jedes der bewegbaren Teile enthält einen Abschnitt, der vorgesehen ist, um eine Wassermantel-Auslaßöffnung auszubilden und um nach der Montage des ersten und zweiten Kernkastenabschnitts in eine Lage gedreht zu werden, in der eine der Wassermantel-Auslaßöffnungen im einteiligen Wassermantelkern ausgebildet wird.
Vorzugsweise sind die Mehrzahl an bewegbaren Teilen in einer Reihe längs einer Seite eines Kernkastenabschnitts drehbar befestigt und jedes Teil der Mehrzahl an bewegbaren Teilen enthält einen Abschnitt zum Ausbilden einer Wassermantel-Auslaßöffnung, der zum Eintritt in eine Öffnung einer Mehrzahl von Öffnungen in den Kernkasten vorgesehen ist, welche im montierten Zustand an der Schnittstelle zwischen dem ersten Kernkastenabschnitt und dem zweiten Kernkastenabschnitt zum Ausbilden einer Wassermantel-Auslaßöffung ausgebildet sind. Jedes Teil der Mehrzahl an bewegbaren Teilen enthält ferner vorzugsweise einen Abschnitt zum Ausbilden einer Abdichtung, der vorgesehen ist, um an der einen Öffnung anzuliegen und diese zu verschließen, die an der Schnittstelle zwischen den ersten und zweiten Kernkastenabschnitten ausgebildet ist.
Die Erfindung ist insbesondere auf die Ausbildung eines einteiligen Wassermantelkerns mit dem nachfolgend beschriebenen, neuen Kaltaushärtverfahren ausgelegt. In den bevorzugten Ausführungsformen, die auf die Nutzung des Kaltaushärteverfahrens ausgelegt sind, enthält der obere Kernkastenabschnitt an seiner oberen Fläche eine Mehrzahl an gasaufnehmenden Bohrungen, die in den Kernkastenhohlraum münden und die kernausbildende Einrichtung enthält ferner einen Gasverteiler, der vorgesehen ist, um auf der oberen Fläche des oberen Kernkastenabschnitts aufgesetzt zu werden und eine Mehrzahl von Gasinjektoren auf die Mehrzahl an gasaufnehmenden Bohrungen des oberen Kernabschnitts abzustimmen, wenn diese abgesetzt sind. Der Gasverteiler kann ferner eine Mehrzahl von Verriegelungselementen aufweisen, die positioniert sind, um in die Mehrzahl an bewegbaren Teilen einzugreifen, wenn deren Abschnitte zum Ausbilden der Wassermantel-Auslaßöffnungen im Hohlraum positioniert sind und dadurch ihre Abschnitte zum Ausbilden einer Abdichtung in ihren Sitz- bzw. Aufnahmelagen verriegeln, wodurch die Mehrzahl an Öffnungen abgeschlossen sind.
Das der Erfindung zugrundeliegende Verfahren enthält die Schritte einen ersten kernausbildenden Abschnitt und einen zweiten kernausbildenden Abschnitt für einen einteiligen Wassermantelkern vorzusehen, den ersten und zweiten kernausbildenden Abschnitt zusammenzufügen, um ein Kernkastengehäuse mit einem Hohlraum zum ausbilden eines einteiligen Wassermantelkerns und einer Mehrzahl an Öffnungen in den Hohlraum zu schaffen, welcher durch einen oder mehrere der kernausbildenden Abschnitte ausgebildet wird, eine Mehrzahl von drehbaren Teilen zum Ausbilden einer Wassermantelöffnung vorzusehen, die durch einen der kernausbildenden Abschnitte gehalten werden, wobei jedes der drehbaren Teile zum Ausbilden einer Wassermantelöffnung einer der Öffnungen benachbart ist, die Mehrzahl an Teilen zum Ausbilden der Wassermantelöffnung durch die Mehrzahl an Öffnungen zu schwenken bzw. zu drehen, um innerhalb des Hohlraums des Kernkastengehäuses Abschnitte der Teile zum Ausbilden der Wassermantelöffnungen vorzusehen und die Mehrzahl an Öffnungen zu schließen, das Kernkastengehäuse mit einem aushärtbaren, kernausbildenden Material zu füllen, das kernausbildende Material auszuhärten, die Mehrzahl an Teilen zum Ausbilden der Wassermantelöffnung zu drehen, um diese aus dem Hohlraum des Kernkastengehäuses zu entfernen, und den ersten und zweiten Kernkastenabschnitt zu demontieren und den einteiligen Wassermantelkern zu entfernen.
Beim bevorzugten erfindungsgemäßen Kaltaushärtverfahren ist das Kernkastengehäuse mit einer Mehrzahl an Durchgängen in den Hohlraum ausgebildet und nachdem das kernausbildende Gehäuse mit dem aushärtbaren, kernausbildenden Material gefüllt ist, wird ein Aushärtgas in die Mehrzahl an Durchgängen und in den Hohlraum eingeführt, um das kernausbildende Material auszuhärten. Beim bevorzugten Verfahren, welches das Kaltaushärteverfahren nutzt, ist der obere kernkastenausbildende Abschnitt mit einer Mehrzahl von gasaufnehmenden Bohrungen zwischen einer oberen Fläche und dem Kernhohlraum ausgebildet. Ein Gasverteiler, der eine Mehrzahl an Gasinjektoren und eine Mehrzahl von Bauteilverriegelungselementen enthält, wird auf dem oberen kernausbildenden Abschnitt positioniert, nachdem die Mehrzahl der Teile zum Ausbilden der Wassermantelöffnungen durch die Mehrzahl der Öffnungen gedreht wurde; wobei die Mehrzahl an Gasinjektoren auf die Mehrzahl an gasaufnehmenden Bohrungen angepaßt bzw. abgestimmt wird; und wobei die Mehrzahl der Teile zum Ausbilden der Wassermantelöffnungen an der Mehrzahl an Öffnungen mittels der Mehrzahl an Bauteilverriegelungselementen verriegelt wird. Nach dem Füllen des kernausbildenden Gehäuses mit dem aushärtbaren, kernausbildenden Material wird das Aushärtgas in den Hohlraum eingeführt, um das kernausbildende Material auszuhärten. Nachdem das kernausbildende Material ausgehärtet ist, wird der Gasverteiler entfernt und die Mehrzahl an Teilen zum Ausbilden der Öffnungen wird aus dem Inneren des Kernkastens geschwenkt bzw. gedreht und der Kernkasten demontiert, um den darin ausgebildeten einteiligen Wassermantelkern zu entfernen. Der sich ergebende einteilige Wassermantelkern ist danach bereit für eine Überprüfung und eine Anordnung in einer Kernanordnung zum Gießen eines Zylinderkopfs eines Verbrennungsmotors, wie z.B. durch das im US-Patent Nr. 5,119,881, das am 9. Juni 1992 erteilt wurde, aufgezeigte Verfahren.
Die Erfindung ermöglicht eine Anzahl von wesentlichen Vorteilen. Die Aufbringung des Klebstoffs und der manuelle Zusammenbau des Wassermantelkerns aus zwei Stücken ist dabei hinfällig, wodurch ein versetzter Zusammenbau, die Möglichkeit von Gräten, die die Wasserzirkulation innerhalb des Verbrennungsmotors und insbesondere rund um die Auslaßöffnung hemmen können, und die Zusammenbauarbeit und -anstrengung beseitigt werden. Ferner beseitigt das bevorzugte Kaltaushärtverfahren der Erfindung die Wärme zum Aushärten des Wassermantelkerns und beseitigt Kernkasten- und Kernverzug, die Instandhaltung des Kernkastens und die Umweltgefahren, die mit den bekannten Wärmeaushärtverfahren verbunden sind. Überdies beschneidet die Beseitigung der Handmontage und der Aushärtvorgänge den Aufwand um 70% bis 80%, entfernt einen Engpaß in der Herstellung der Zylinderköpfe und verringert den Gießereiraumbedarf von 836 bis 929 m² (9.000 bis 10.000 square feet).
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der Figuren der Zeichnung und der Beschreibung nachfolgend näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Kernkastenabschnitts der Erfindung zum Ausbilden eines einteiligen Wassermantelkerns;
Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Querschnittsdarstellung der erfindungsgemäßen Bauteile;
Fig. 3 zeigt eine vereinfachte perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Bauteile, um deren Lage darzustellen, wenn der Kernkasten mit kernausbildendem Material gefüllt ist; und
Fig. 4 bis 9 zeigen vereinfachte Querschnittsdarstellungen, um die Arbeitsweise gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung darzustellen.
Der Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die zur Herstellung von einteiligen Wassermantelkernen anwendbar ist, welche beim Gießen von Zylinderköpfen für viele Verbrennungsmotoren verwendet werden. Dementsprechend können die erfindungsgemäßen kernausbildenden Abschnitte abhängig von der jeweiligen Bauweise des Verbrennungsmotores viele Konfigurationen und Anordnungsweisen der Teile haben. Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß sie einen zuverlässigen Kühlmittelfluß innerhalb des Zylinderkopfes eines Verbrennungsmotores schafft und Konstrukteure von Verbrennungsmotoren größere Flexibilität in der Gestaltung eines Verbrennungsmotors aufgrund eines flexibleren Herstellungsprozesses und einer zuverlässigeren Ausbildungsweise der wärmeübertragenden Wandungen innerhalb des Verbrennungsmotores gewährt. Während nachfolgend eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben wird, können die Grundsätze der Erfindung daher vom Durchschnittsfachmann in anderen Weisen als der beschriebenen angewendet werden, um verbesserte Herstellungsverfahren und verbesserte Zylinderköpfe von Verbrennungsmotoren zu erreichen.
Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Kernkastenabschnitts, der erfindungsgemäß verwendet wird, um einen einteiligen Wassermantelkern zu schaffen. Der Kernkastenabschnitt 10 enthält gemäß Figur 1 einen hohlraumausbildenden Abschnitt 11, der vorgesehen ist, um einen unteren Abschnitt eines einteiligen Wassermantelkerns auszubilden. Gemäß der Darstellung in Figur 1 werden eine Mehrzahl von bewegbaren Teilen 12 vom Kernkastenabschnitt 10 drehbar gehalten. Jedes der bewegbaren Teile 12 enthält einen Abschnitt 12a, der vorgesehen ist, um eine Wassermantel-Auslaßöffnung auszubilden und um nach dem Zusammenbau des Kernkastens gemäß der weiteren Darstellungen und nachfolgender Beschreibung in eine Lage innerhalb des Kernkastenhohlraums gedreht zu werden, um eine der Wassermantel- Auslaßöffnungen im einteiligen Wassermantelkern auszubilden.
Gemäß der Darstellung in Figur 1 ist die Mehrzahl an bewegbaren Teilen 12 vorzugsweise drehbar in einer Reihe entlang einer Seite 10a des Kernkastenabschnitts 10 befestigt. Der Abschnitt 12a zur Ausbildung der Wassermantel- Auslaßöffung an jedem der Mehrzahl der bewegbaren Teile 12 ist zu einem Eintritt in eine Öffnung einer Mehrzahl von Öffnungen 16 (Figur 2) vorgesehen, welche an der Schnittstelle zwischen dem Kernkastenabschnitt 10 und einem zweiten Kernkastenabschnitt 20 ausgebildet sind, der einen zweiten Hohlraum 21 enthält, der vorgesehen ist, um einen oberen Abschnitt des einteiligen Wassermantelkerns auszubilden, wenn der zweite Kernkastenabschnitt auf dem ersten Kernkastenabschnitt 10 montiert ist. Jedes der bewegbaren Teile 12 enthält ferner einen Abschnitt zum Ausbilden einer Abdichtung bzw. abdichtungsausbildenden Abschnitt 12b, der vorgesehen ist, um an der Öffnung 16, die an der Schnittstelle zwischen den ersten und zweiten Kernkastenabschnitten ausgebildet ist, zu liegen zu kommen und diese zu schließen. Gemäß der Darstellung in Figur 1 trägt jeder abdichtungsausbildende Abschnitt 12b einen O-Dichtring und kann vorgesehen sein, um eine Öffnung gegen einen Druck von ungefähr 0,689 N/mm² (100 psi) abzudichten.
In den Ausführungsformen gemäß der Darstellung in Figur 1 ist jedes bewegbare Teil 12 derart am Kernkastenabschnitt 10 befestigt, daß es sich auf einer Achse dreht, die 75º bezüglich der Mittellinie des Verbrennungsmotores vorliegt, welche in Figur 1 durch die strichpunktierte Linie 13 angezeigt ist.
Gemäß der Darstellung in Figur 1 und in einer vergrößerten Detailansicht gemäß Figur 3 ist jedes der Mehrzahl der bewegbaren Teile 12 drehbar an einer Seite 10a des Kernkastenabschnitts 10 befestigt und wird durch ein gemeinsames Stellglied 14 betätigt, wie im folgenden näher beschrieben wird.
Die Figuren 2 bis 9 sind vereinfachte schematische Darstellungen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung. Figur 2 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht der Teile eines bevorzugten Systems gemäß der Erfindung, die beim bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren aufeinanderfolgend gemäß den Darstellungen in den Figuren 4 bis 9 betätigt werden. Während die bewegbaren Teile 12 gemäß der Darstellung in den Figuren 2 und 4-9 als getrennt und gelöst vom ersten Kernkastenabschnitt 10 dargestellt sind, ist es erkennbar, daß die Mehrzahl an bewegbaren Teilen 12 beim bevorzugten System der Erfindung drehbar mit dem ersten Kernkastenabschnitt 10 wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt verbunden ist. Die Weise, in der die Mehrzahl an bewegbaren Teilen 12 drehbar am ersten Kernkastenabschnitt angefügt ist, umfaßt jeden Winkel, den ihre Drehachsen bezüglich der Mittellinie des einteiligen Wassermantelkernes des Zylinderkopfs annehmen können und ist durch die Bauweise des Zylinderkopfes und des Verbrennungsmotores bestimmt. Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Öffnungen im einteiligen Wassermantelkern an variierenden Winkeln liegend bezüglich der Mittelachse des einteiligen Wassermantelkerns ausgebildet werden können, und das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung eine gesteigerte Flexibilität in der Gestaltung von Verbrennungsmotoren erlauben.
Gemäß Figur 2 schafft die erfindungsgemäße Einrichtung einen einteiligen Wassermantelkern für einen Verbrennungsmotor mit einem ersten Kernkastenabschnitt 10 und einem zweiten Kernkastenabschnitt 20, die nach einer Montage einen einteiligen Wassermantelkern ausbilden. Der erste Kernkastenabschnitt 10 enthält einen ersten Hohlraum 11, der vorgesehen ist, um den unteren Abschnitt des einteiligen Wassermantelkerns auszubilden und der zweite Kernkastenabschnitt 20 enthält einen zweiten Hohlraum 21, der vorgesehen ist, um einen oberen Abschnitt des einteiligen Wassermantelkerns auszubilden. Eine Mehrzahl von bewegbaren Teilen 12, von denen eines im Querschnitt in Figur 2 dargestellt ist, ist befestigt, um sich gemäß dem bewegungsanzeigenden Pfeil 19 zu drehen. Wie oben erläutert und in den Figuren 1 und 3 dargestellt ist, wird die Mehrzahl an bewegbaren Teilen vorzugsweise drehbar durch einen der Kernkastenabschnitte gehalten, dabei vorzugsweise durch den unteren, ersten Kernkastenabschnitt 10. Jedes der bewegbaren Teile 12 enthält einen Abschnitt 12a, der vorgesehen ist, um eine Auslaßöffnung im einteiligen Wassermantelkern auszubilden, wenn er in den Hohlraum 40 gedreht wird, der nach dem Zusammenbau der jeweiligen ersten und zweiten Kernkastenabschnitte 10 und 20 ausgebildet ist. Gemäß der Darstellung in Figur 1 und wie in den Figuren 2-9 angedeutet ist, ist die Mehrzahl an drehbaren Teilen drehbar in einer Reihe entlang einer Seite 10a des Kernkastenabschnitts 10 befestigt und jeder der Abschnitte 12a der bewegbaren Teile zum Ausbilden von Wassermantel-Auslaßöffnungen ist zum Eintritt in eine Öffnung einer Mehrzahl von Öffnungen 16 vorgesehen, die an der Schnittstelle zwischen dem ersten Kernkastenabschnitt 10 und dem zweiten Kernkastenabschnitt 20 ausgebildet sind, wenn diese zusammengefügt sind. Zusätzlich enthält jedes der bewegbaren Teile 12 einen abdichtungsausbildenden Abschnitt 12b, der vorgesehen ist, um an der an der Schnittstelle des jeweiligen ersten und zweiten Kernkastenabschnitts 10 und 20 ausgebildeten Öffnung 16 angeordnet zu sein, um diese zu schließen. Gemäß der Darstellung in den Figuren 1 und 2 können die bewegbaren Teile 12 mit einer Nut in der Oberfläche ausgebildet sein, die Schnittstelle bezüglich dem jeweiligen ersten und zweiten Kernkastenabschnitt 10 und 20 ist und ferner mit einem O- Ring oder einer elastomerischen Dichtung versehen sein, um eine Abdichtung rund um die Öffnung 16 zu schaffen, um einen Austritt von kernausbildendem Material zu vermeiden, wenn der durch die Kernkastenabschnitte 10 und 20 ausgebildete Hohlraum 40 gefüllt wird.
Wie oben erläutert kann jedes Teil der Mehrzahl an bewegbaren Teilen 12 durch einen Kernkastenabschnitt in jeder beliebigen Weise gehalten werden, welche durch die Bauweise des herzustellenden einteiligen Wassermantelkerns bestimmt ist. Eine derartiges Verfahren ist in Figur 3 angedeutet, die zur Vereinfachung nur eines der Mehrzahl der bewegbaren Teile 12 zeigt.
Gemäß der Darstellung in Figur 3 ist jedes der Mehrzahl der bewegbaren Teile 12 an einer Seite 10a des ersten Kernkastenabschnitts 10 mittels einer Achse 10b drehbar befestigt, die sich zwischen einem Vorsprungpaar 10c erstreckt, welche an einer Seite 10a des Kernkastens 10 ausgebildet sind. Jedes Teil der Mehrzahl der bewegbaren Teile 12 ist mit einem Vorsprungpaar 12c am sitz- bzw. aufnahmeausbildenden Abschnitt 12b vorgesehen. Das Vorsprungpaar 12c trägt eine Achse 15 drehbar und einen Antriebsstab 16, der drehbar am Stellglied 14 befestigt ist, welches gemeinsam an der Mehrzahl der bewegbaren Teile 12 vorliegt und diese antreibt. Gemäß der Darstellung in Figur 3 kann das gemeinsame Stellglied 14 durch einen Hydraulikzylinder 17 angetrieben werden. Das gemeinsame Stellglied 14 kann an jedem Ende Hebelabschnitte 14a aufweisen, von denen jeder drehbar durch den ersten Kernabschnitt gehalten werden kann. Im Betrieb, nachdem der zweite Kernabschnitt 20 montiert und auf dem ersten Kernabschnitt 10 aufgesetzt ist, kann der Zylinderabschnitt 17a des Hydraulikzylinders 17 mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden, um den Kolbenabschnitt 17b aufwärts anzutreiben, wie durch den Bewegungspfeil 17c angedeutet ist, wobei die Aufwärtsbewegung des Zylinderkolbens 17b das gemeinsame Stellglied 14 um eine Drehachse dreht, die an den gegenüberliegenden Enden der Hebelabschnitte 14a an jedem Ende (die in Figur 3 nicht dargestellt sind) ausgebildet ist, und wobei das gemeinsame Stellglied 14 die Mehrzahl an bewegbaren Teilen 12 mittels Antriebsstäben 16 um ihre Achsen 10b dreht, bis die Abschnitte 12a zum Ausbilden der Wassermantel-Auslaßöffnung durch Öffnungen 16 in den durch die Hohlräume 11 und 21 der Kernkastenabschnitte und 20 ausgebildeten Hohlraum 40 eingefügt und die abdichtungsausbildenden Abschnitte 12b an den Seiten 10a und 20a der Kernkästen aufgesetzt sind.
Bevorzugte Systeme der Erfindung sind vorgesehen, um ein Kaltaushärtungsverfahren anzuwenden und eine Einrichtung zum Verriegeln der bewegbaren Teile 12 in ihren festgesetzten Lagen aufzuweisen. Die Figuren 2 und 4-9 stellen ein derartiges bevorzugtes Verfahren und eine Vorrichtung dar. Gemäß der Darstellung in Figur 2 kann der obere, zweite Kernkastenabschnitt 20 an seiner oberen Fläche 20c eine Mehrzahl von gasaufnehmenden Bohrungen 20b aufweisen. Die gasaufnehmenden Bohrungen 20b erstrecken sich von der oberen Fläche 20c in den zweiten hohlraumausbildenden Abschnitt 21 des zweiten kernausbildenden Abschnitts 20.
Bei einem derartigen bevorzugtem System ist ein Gasverteiler 30 so ausgelegt, daß er auf der oberen Fläche 20c des oberen kernausbildenden Abschnitts 20 aufliegt. Der Gasverteiler 30 enthält eine Mehrzahl an Gasinjektoren 31, die mit einem Gasverteilsystem 32 verbunden sind, um als Schritt eines Kaltaushärteverfahrens ein Aushärtgas in den durch den ersten und zweiten Kernabschnitt 10 und 20 ausgebildeten Hohlraum 40 einzubringen. Der Gasverteiler 30 enthält auch eine Mehrzahl an Verriegelungselementen 33, die angeordnet sind, um mit der Mehrzahl der bewegbaren Teile 12 in ihrer gedrehten und aufgesetzten Lage in Eingriff zu gelangen, wenn der Gasverteiler auf dem zweiten kernausbildenden Abschnitt gemäß Figur 3 aufsitzt.
Nachdem die bewegbaren Teile 12 gedreht wurden (angedeutet durch den Pfeil 19 in Figur 2) und auf den Seiten 10a und 20a der jeweiligen kernausbildenen Abschnitte 10 und 20 festgesetzt sind, wird der Gasverteiler 30 in der Regel abwärts bewegt, wie durch den Pfeil 34 in Figur 2 angedeutet ist, so daß die Verriegelungselemente 33 sich gegen die Rückfläche der sitzausbildenden Abschnitte 12b der bewegbaren Teile 12 anlegen, um eine von den Seiten 10a und 20a weggerichtete Bewegung der sitzausbildenden Abschnitte 12b zu vermeiden, wenn der durch die kernausbildenden Abschnitte 10 und 20 ausgebildete Hohlraum 40 mit kernausbildenden Material gefüllt wird.
Die zum Einführen des kernausbildenden Materials in die innenliegenden Hohlräume verwendeten Drücke liegen in der Regel in einem Bereich von 0,345 bis 0,689 N/mm² (50 bis 100 psi), typischerweise ungefähr bei 0,448 N/mm² (65 psi), und die Verriegelungselemente müssen in der Lage sein, Kräften in einer Größenordnung von mehreren hundert Kilogramm (pounds) zu widerstehen, die von der Bauweise des Wassermantelkerns und dem Bereich der bewegbaren Teile, die dem Fülldruck im Hohlraum ausgesetzt sind, abhängig sind. In der Regel können Stahlstäbe mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 9,525 bis 12,7 mm (3/8 bis 1/2 Zoll) eine ausreichende Stabilität schaffen, um das Lösen der bewegbaren Teile von der Sitzfläche bei Kernfüllungsdrücken in einer Größenordnung von 0,448 N/mm² (65 psi) zu vermeiden.
Die Figuren 4 bis 9 stellen ein bevorzugtes Verfahren der Erfindung dar. In den Basisschritten des Verfahrens wird ein erster kernausbildender Abschnitt 10 geschaffen. Wie oben erläutert enthält der erste kernausbildende Abschnitt einen Hohlraumabschnitt 11 für den unteren Abschnitt eines einteiligen Wassermantelkerns. Ein zweiter kernausbildender Abschnitt 20 ist vorgesehen und weist einen zweiten Hohlraum 21 für den oberen Abschnitt des einteiligen Wassermantelkerns auf. Gemäß der Darstellung in Figur 5 werden der erste und zweite kernausbildende Abschnitt durch Aufsetzen des zweiten kernausbildenden Abschnitts auf den ersten kernausbildenden Abschnitt zusammengefügt, um ein Kernkastengehäuse mit einem Hohlraum 40 zu schaffen, der durch die Hohlräume 11 und 21 ausgebildet ist, um einen einteiligen Wassermantelkern zu bilden. Das durch die jeweiligen ersten und zweiten Kernkastenabschnitte 10 und 20 ausgebildete Kernkastengehäuse weist eine Mehrzahl von Öffnungen 16 zum Hohlraum 40 auf. Eine Mehrzahl an drehbaren Teilen 12 zum Ausbilden der Wassermantelöffnungen, die durch einen der kernausbildenden Abschnitte 10 oder 20 gehalten werden können, sind jeweils benachbart zu den Öffnungen 16 vorgesehen. Die Mehrzahl an Teilen 12 zum Ausbilden der Wassermantelöffnungen werden wie durch den Pfeil 19 in Fig. 5 angedeutet derart gedreht, daß die Abschnitte 12a zum Ausbilden der Wassermantelöffnungen durch die Mehrzahl der Öffnungen 16 in den Hohlraum 40 des Kernkastengehäuses bewegt werden, und die abdichtungsausbildenden Abschnitte 12b die Öffnungen gemäß der Darstellung in Figur 6 schließen.
Wie oben beschrieben umfaßt das bevorzugte Verfahren der Erfindung eine Kaltaushärtung, in der der obere (zweite) Kernkastenabschnitt 20 mit einer Mehrzahl von Durchgängen 20b versehen ist, die in den Hohlraum 40 führen und durch die nach dem Befüllen ein Aushärtgas in den Hohlraum eingeführt wird, um das kernausbildende Material auszuhärten. Wie oben erläutert ist beim bevorzugten Kaltaushärtverfahren ein Gasverteiler 30 vorgesehen, der eine Mehrzahl an Gasinjektoren 31 und eine Mehrzahl von Bauteilverriegelungselementen 33 aufweist. Gemäß der Darstellung in Fig. 6 wird der Gasverteiler wie durch den Pfeil 34 angedeutet abwärts bewegt und auf der oberen Fläche 20c des Kernkastenabschnitts 20 angeordnet, nachdem die Mehrzahl an bewegbaren Teilen 12 zur Ausbildung der Wassermantelöffnungen in die Lage gemäß Fig. 6 gedreht wurde. Der Gasverteiler 30 ist daher auf der oberen Fläche des kernausbildenden Abschnitts 20 mit seiner Mehrzahl an Gasinjektoren 31 positioniert, die auf die Mehrzahl der gasaufnehmenden Bohrungen 20b abgestimmt sind, und die Mehrzahl an Bauteilverriegelungselementen 33 greifen in die bewegbaren Teile 12 ein, die an den kernausbildenden Abschnitten 10 und 20 sitzen, und halten diese. Mit den kernausbildenden Abschnitten 10 und 20 und der Mehrzahl an bewegbaren Teilen 12 und dem Gasverteiler 30 in den Lagen gemäß Fig. 7 wird der Hohlraum mit einem kernausbildenden Material befüllt, das ein Aushärtharz enthält, welches vorgesehen ist, um durch ein Aushärtgas mittels einem Kaltaushärtverfahren ausgehärtet zu werden. Ein derartiges Verfahren ist von der Ashland Chemical Company unter ihrer Marke Isocure bekannt. Nachdem der Hohlraum 40 mit dem aushärtbaren kernausbildenden Material befüllt ist, wird der Gasverteiler mit einem Aushärtgas beaufschlagt und dieses wird durch die Gasinjektoren 31 des Gasverteilers 30 gemäß der Darstellung in Fig. 8 in den Hohlraum eingeführt.
Nachdem das kernausbildende Material ausgehärtet wurde, wird der Gasverteiler 30 aufwärts und von der Kernanordnung wegbewegt, werden die Mehrzahl der bewegbaren Teile 12 nach außen gedreht, um die Abschnitte 12a zum Ausbilden der Wassermantelauslaßöffnung von den durch die kernausbildenden Abschnitte 10 und 20 ausgebildeten Öffnungen 16 zu entfernen, wird der zweite kernausbildende Abschnitt 20 vom ersten kernausbildenden Abschnitt 10 durch seine aufwärtsgerichtete Bewegung demontiert und der einteilige Wassermantelkern 50 vom kernausbildenden Abschnitt 10 entfernt, wie im allgemeinen in Figur 9 dargestellt ist.
Der sich ergebende einteilige Wassermantelkern muß lediglich auf Kerngräte überprüft werden und kann dann zur weiteren Herstellung eines Zylinderkopfes, wie er zum Beispiel im US-Patent Nr. 5,119,181 offenbart ist, welches am 9. Juni 1992 erteilt wurde, weitergeführt werden.
Einer der Vorteile der Erfindung und der drehbaren Einfügung der öffnungsausbildenden Abschnitte in den einteiligen Wassermantelkern liegen darin, daß die erforderliche Querschnittsabnahme bzw. Verjüngung am auslaßöffnungsausbildenden Abschnitt des bewegbaren Teiles wesentlich verringert werden kann im Vergleich zu entsprechenden Elementen, die ansonsten gerade bewegt würden. Während zum Beispiel ein öffnungsausbildender Abschnitt, der für eine geradlinige Einfügung in einen kernausbildenden Hohlraum vorgesehen ist, Seiten mit einer Verjüngung in der Größenordnung von 1 Grad haben kann, kann die Ausbildung von Öffnungen durch eine schwenkende oder drehende Einfügung von öffnungsausbildenden Abschnitten in den kernausbildenden Hohlraum die effektive Verjüngung auf einen so geringen Wert wie ungefähr 1/8 Grad verringern. Ferner erfordert das bevorzugte Verfahren gemäß obiger Ausführungen keine Warmaushärtung des kernausbildenden Materials und als Ergebnis hieraus unterliegen die einteiligen Wassermantelkerne keinem Verzug und sind in ihren Dimensionen stabil und berechenbar, wodurch die Integrität der Dimensionen des fertigen Gußteils verbessert wird. Da die Kernkastenabschnitte keinen großen Temperaturveränderungen ausgesetzt sind, können sie billiger hergestellt und instand gehalten werden. Die Beseitigung des Verklebungsvorganges verbessert die Zuverlässigkeit des Gußteils, welches aus dem einteiligen Wassermantelkern resultiert. Die Fehlanpassungen der montierten Anordnung der zweiteiligen Wassermantelkerne, die häufig auftraten, sind beseitigt, was die Zuverlässigkeit des sich ergebenden Gußteiles erhöht. Zusätzlich beseitigt die Erfindung die bisher notwendigen Anordnungs-Aufspannvorrichtungen bei der Herstellung des Wassermantelkerns, verringert den Aufwand von vier bis fünf Personen auf im wesentlichen eine Person und verringert den Gießereiarbeitsraumbedarf von 883 m² (9500 square feet) durch Beseitigung einer Kernklebestation und des Klebeaushärteofens. Ferner ist die Herstellung von Wassermantelkernen mit dieser Erfindung nicht länger ein Vorgang, der die Geschwindigkeit bei der Herstellung von Kernanordnungen für Gußteile von Zylinderköpfen bestimmt.
Während eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung oben für einen Verbrennungsmotor beschrieben wurde, ist es gemäß der Erläuterung vorgesehen, die Verwendung der Erfindung in anderen Verbrennungsmotoren zu ermöglichen und ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß Veränderungen an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, während immer noch der Nutzen und die Vorteile der Erfindung erreicht werden. Obwohl die bewegbaren Teile in der bevorzugten Ausführungsform zum Beispiel drehbar durch einen der kernausbildenden Abschnitte gehalten werden, können die drehbaren und bewegbaren Teile durch eine separate Platte gehalten werden, auf der der untere kernausbildende Abschnitt positioniert sein kann. Weitere Veränderungen hinsichtlich der Form und der Struktur der Erfindung können vorgenommen werden, ohne von der Erfindung, wie sie durch die folgenden Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung eines einteiligen Wassermantelkerns für einen Verbrennungsmotor, mit:

einem ersten Kernkastenabschnitt (10) und einem zweiten Kernkastenabschnitt (20), die für eine Montage ausgelegt sind, um einen einteiligen Wassermantelkern auszubilden;

wobei der erste Kernkastenabschnitt (10) einen ersten Hohlraum (11) aufweist, der vorgesehen ist, um einen unteren Abschnitt des einteiligen Wassermantelkerns auszubilden, und wobei der zweite Kernkastenabschnitt (20) einen zweiten Hohlraum (21) aufweist, der vorgesehen ist, um einen oberen Abschnitt des einteiligen Wassermantelkerns auszubilden; und

einer Mehrzahl von bewegbaren Teilen (12), die durch einen der Kernkastenabschnitte drehbar gehalten werden, wobei jedes der bewegbaren Teile (12) vorgesehen ist, um eine Auslaßöffnung im einteiligen Wassermantelkern auszubilden und um nach der Montage des ersten und zweiten Kernkastenabschnitts (10, 20) in eine Lage gedreht zu werden, in der eine der Wassermantel-Auslaßöffnungen im einteiligen Wassermantelkern ausgebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl an bewegbaren Teilen (12) in einer Reihe längs einer Seite eines Kernkastenabschnitts drehbar befestigt sind und wobei jedes Teil der Mehrzahl an bewegbaren Teilen (12) einen Abschnitt (12a) zum Ausbilden einer Wassermantel-Auslaßöffnung enthält, der zum Eintritt in eine Öffnung einer Mehrzahl von Öffnungen (16) vorgesehen ist, die im montierten Zustand an der Schnittstelle zwischen dem ersten Kernkastenabschnitt (10) und dem zweiten Kernkastenabschnitt (20) zum Ausbilden einer Wassermantel-Auslaßöffung ausgebildet sind, und ferner einen Abschnitt (12b) zum Ausbilden einer Abdichtung enthält, der vorgesehen ist, um an der einen Öffnung (16) anzuliegen und diese zu verschließen, die an der Schnittstelle zwischen den ersten und zweiten Kernkastenabschnitten (10, 20) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei jedes der bewegbaren Teile (12) befestigt ist, um sich auf einer Achse zu drehen, die 75º bezüglich der Mittellinie des Verbrennungsmotors vorliegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl an bewegbaren Teilen (12) durch den ersten Kernkastenabschnitt (10) gehalten wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Kernkastenabschnitt (20) eine Mehrzahl an Durchgängen aufweist, die vorgesehen sind, um ein Aushärtgas zum ersten Hohlraum zu leiten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der zweite Kernkastenabschnitt (20) an seiner oberen Fläche (20c) eine Mehrzahl an gasaufnehmenden Bohrungen (20b) enthält, wobei die Bohrungen (20b) in den zweiten Hohlraum (21) münden und wobei die Vorrichtung ferner einen Gasverteiler (30) enthält, der vorgesehen ist, um auf der oberen Fläche (20c) des zweiten Kernkastenabschnitts (20) aufgesetzt zu werden, wobei der Gasverteiler (30) eine Mehrzahl von Gasinjektoren (31) aufweist, die auf die Mehrzahl an gasaufnehmenden Bohrungen (20b) des zweiten Kernabschnitts (20) abgestimmt sind, wenn sie abgesetzt sind, und ferner eine Mehrzahl von Verriegelungselementen (33) aufweist, die positioniert sind, um in die durch den ersten Kernkastenabschnitt (10) gehaltene Mehrzahl an bewegbaren Teilen (12) einzugreifen und dabei die Abschnitte (12b) der Mehrzahl der bewegbaren Teile (12) zum Ausbilden einer Abdichtung in ihren Aufnahmelagen zu verriegeln, in denen die Öffnungen (16) geschlossen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei jedes Teil der Mehrzahl der bewegbaren Teile (12) mit einem gemeinsamen Stellglied (14) verbunden ist, wobei das gemeinsame Stellglied (14) mit einer Antriebseinrichtung verbunden ist, um das gemeinsame Stellglied (14) zu bewegen und die Mehrzahl an bewegbaren Teilen (12) in die Mehrzahl der Öffnungen (16) zu drehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei jedes Teil der Mehrzahl an bewegbaren Teilen (12) drehbar an einer Seite (10a) des ersten Kernkastenabschnitts (10) befestigt und mit einem Paar an Vorsprüngen (12c) auf dem sitzausbildenden Abschnitt (12b) versehen ist, wobei das Paar an Vorsprüngen (12c) zwischen sich eine Achse (15) hält, und wobei das gemeinsame Stellglied (14) eine Stange aufweist, die parallel und benachbart zur einen Seite (10a) des ersten Kernkastenabschnitts (10) liegt, wobei die Stange des gemeinsamen Stellglieds eine Mehrzahl an Bauteilantriebstäben drehbar hält, wobei jeder der Bauteilantriebstäbe mit einer Achse von einem der bewegbaren Teile (12) derart verbunden ist, daß eine Betätigung der Antriebseinrichtung die Stange des gemeinsamen Stellglieds, die Mehrzahl an Antriebstäben und die Mehrzahl an bewegbaren Teilen (12) antreibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das gemeinsame Stellglied (14) drehbar durch den ersten Kernkastenabschnitt (10) gehalten wird, und wobei die Antriebseinrichtung ein Hydraulikzylinder (17) ist, dessen Zylinderabschnitt (17a) mit dem ersten Kernkastenabschnitt (10) und dessen Kolben (17b) mit der Stange des gemeinsamen Stellglieds verbunden ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines einteiligen Wassermantelkerns, mit den Schritten:

Vorsehen eines ersten kernausbildenden Abschnitts (10) eines Kernkastens für einen einteiligen Wassermantelkern;

Vorsehen eines zweiten kernausbildenden Abschnitts (20) des Kernkastens für den einteiligen Wassermantelkern;

Zusammenfügen des ersten und zweiten kernausbildenden Abschnitts (10, 20), um ein Kernkastengehäuse mit einem Hohlraum (11, 21) zu schaffen, um einen einteiligen Wassermantelkern auszubilden, wobei das Kernkastengehäuse eine Mehrzahl an Öffnungen (16) in den Hohlraum (11, 21) aufweist, welcher durch einen oder mehrere der kernausbildenden Abschnitte (10, 20) ausgebildet wird;

Vorsehen einer Mehrzahl von drehbaren Teilen (12) zum Ausbilden einer Wassermantelöffnung, die durch einen der kernausbildenden Abschnitte gehalten werden, wobei jedes der drehbaren Teile (12) zum Ausbilden einer Wassermantelöffnung einer der Öffnungen (16) benachbart ist;

Drehen der Mehrzahl an Teilen (12) zum Ausbilden der Wassermantelöffnung durch die Mehrzahl an Öffnungen (16), wodurch innerhalb des Hohlraums (11, 21) des Kernkastengehäuses Abschnitte der Teile (12) zum Ausbilden der Wassermantelöffnungen vorliegen und die Mehrzahl an Öffnungen (16) geschlossen werden;

Füllen des Kernkastengehäuses mit einem aushärtbaren, kernausbildenden Material;

Aushärten des kernausbildenden Materials;

Drehen der Mehrzahl an Teilen (12) zum Ausbilden der Wassermantelöffnung, um diese aus dem Hohlraum (11, 21) des Kernkastengehäuses zu entfernen; und

Demontieren des ersten und zweiten Kernkastenabschnitts (10, 20) und Entfernen des einteiligen Wassermantelkerns.

11. Verfahren nach Anspruch 10, welches ferner einen Kaltkern vorsieht, mit den weiteren Schritten:

Ausbilden des Kernkastengehäuses mit einer Mehrzahl an Durchgängen (20b) zum Hohlraum (11, 21); und

Einführen eines Aushärtgases in die Mehrzahl an Durchgängen (20b) und in den Hohlraum (11, 21), nachdem das kernausbildende Gehäuse mit dem aushärtbaren, kernausbildenden Material gefüllt ist, um das kernausbildende Material auszuhärten.

12. Verfahren nach Anspruch 10, mit den weiteren Schritten:

Ausbilden des zweiten kernkastenausbildenden Abschnitts (20) mit einer Mehrzahl von gasaufnehmenden Bohrungen (20b) zwischen einer oberen Fläche (20a) und dem Hohlraum (11, 21);

Vorsehen eines Gasverteilers (30), der eine Mehrzahl an Gasinjektoren (31) enthält, die auf die Mehrzahl der gasaufnehmenden Bohrungen (20b) abgestimmt sind, und der ferner eine Mehrzahl von Bauteilverriegelungselementen (33) enthält;

Positionieren des Gasverteilers (30) auf dem zweiten kernausbildenden Abschnitt (20) nachdem die Mehrzahl der Teile (12) zum Ausbilden der Wassermantelöffnungen durch die Mehrzahl der Öffnungen (16) gedreht wurde, Abstimmen der Gasinjektoren (31) auf die Mehrzahl an gasaufnehmenden Bohrungen (20b) und Verriegeln der Mehrzahl der Teile (12) zum Ausbilden der Wassermantelöffnungen an der Mehrzahl der Öffnungen (16) mittels der Mehrzahl an Bauteilverriegelungselementen (33); und

Einführen eines Aushärtgases in den Hohlraum (11, 21) nachdem das kernausbildende Gehäuses mit dem aushärtbaren, kernausbildenden Material gefüllt ist, um das kernausbildende Material auszuhärten;

Entfernen des Gasverteilers (30); und

Drehen und Entfernen der Mehrzahl an Teilen (12) zum Ausbilden der Wassermantelöffnungen vom Inneren des Kernkastengehäuses, nachdem das kernausbildende Material ausgehärtet ist, und Demontage des ersten und zweiten Kernkastenabschnitts (10, 20), um den einteiligen Wassermantelkern zu entfernen.