DE19755557C1 - Mould for producing an engine block - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Gießform zur Herstellung eines Motorblocks, insbesondere aus Aluminium, mit unter stirnseitiger Überdeckung einzugießenden, die Zylinderbohrungen aus kleidenden Büchsen, insbesondere aus Grauguß, und mit in vertikaler Projektion innerhalb des Innenumfangs des die Überdeckung ausbildenden Formraumabschnittes angeordneten Sitzen, auf denen die Büchsen mit einem nach dem Gießen abzutragenden inneren Wan dungsabschnitt stirnseitig aufsitzen.The invention relates to a casting mold for producing an engine block, in particular from Aluminum, with the cylinder bores to be cast in under the face cover clothing cans, in particular made of cast iron, and with in vertical projection inside the inner circumference of the mold space section forming the cover Sit on which the cans have an inner pan to be removed after casting of the end of the
Aus der DE 44 42 453 A1 und der DE 35 39 674 C2 sind Gießformen für die Herstellung von Motorblöcken mit darin angeordneten Büchsen bekannt. Die Büchsen werden in der Gieß form auf einem Dorn durch innenseitigen Andruck gegen die Büchsenwandung gehalten. Aus der DE 35 39 674 C2 geht ein flexibler Dom mit einem Ausdehnungsmantel hervor, durch welchen die Büchse einer Innendruckkraft ausgesetzt und damit an dem Ausdehnungs mantel gehalten wird.DE 44 42 453 A1 and DE 35 39 674 C2 are casting molds for the production of Engine blocks with bushes arranged therein are known. The cans are in the casting held on a mandrel by pressing against the inside of the sleeve. DE 35 39 674 C2 shows a flexible dome with an expansion jacket which the sleeve is subjected to an internal pressure force and thus on the expansion coat is held.
Aus der DE-OS 19 33 867 ist eine Gießform bekannt, in der die Büchsen stirnseitig aufsitzen, wobei stirnseitig zylindrische Vorsprünge in die Büchsen hinein vorstehen und die Vorsprünge von dem jeweiligen Ende der Büchsen umschlossen werden.A casting mold is known from DE-OS 19 33 867 in which the bushes are seated on the end face, with cylindrical protrusions protruding into the sleeves and the protrusions be enclosed by the respective end of the sleeves.
Um in den durch Benutzung bekannten Gießformen der eingangs erwähnten Art die auf einem Dorn angeordneten und auf einem Absatz des Dornes stehenden Büchsen auch bei ihrer Erhitzung durch die eingeflossene Schmelze und ihrer dadurch infolge der Wärme ausdehnung bewirkten Aufweitung noch möglichst genau auf dem keiner wesentlichen Wärmeausdehnung unterliegenden Dorn zu halten, hat man die Büchsen innen komple mentär zu dem Dom, der mit Rücksicht auf das Aufschieben der Büchse und das Entfernen aus ihr etwas konisch sein muß, konisch gestaltet. Das bedeutet zwar einen nicht geringen Aufwand für die konische Formgebung in der Büchse. Es verhindert aber ein Kippen um den Konuswinkel und mehr, wie es bei zylindrischer Innenwand der Büchse an sich möglich ist. Nicht beseitigt ist damit jedoch eine mögliche radiale Parallelverschiebung der Büchse um die Vergrößerung ihres Durchmessers, z. B. um 0,8 mm, durch die Erwärmung. Für den Abstand zwischen zwei Zylinderbohrungen muß das Doppelte davon als Toleranz berück sichtigt werden. Dies vergrößert entsprechend die Baulänge des Motorblocks.To in the known by using molds of the type mentioned also arranged on a mandrel and standing on a shoulder of the mandrel their heating by the melt that has flowed in, and their resulting heat expansion caused expansion as precisely as possible on the none essential To keep thermal expansion subject to thorn, you have to complete the bushings inside mentally to the dome, which takes into account the sliding open of the rifle and the removal something must be conical out of it, conical. That does not mean a small one Effort for the conical shape in the sleeve. But it prevents it from tipping over Cone angle and more, as is possible with the cylindrical inner wall of the sleeve itself. However, this does not eliminate a possible radial parallel displacement of the sleeve increasing their diameter, e.g. B. by 0.8 mm, by heating. For the The distance between two cylinder bores has to be twice the tolerance be viewed. This increases the overall length of the engine block.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den erforderlichen Nennabstand zwischen den Zylinderbohrungen zu verringern.The invention has for its object the required nominal distance between the Reduce cylinder bores.
Die diese Aufgabe lösende Gießform nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der die Überdeckung ausbildende Formraumabschnitt nach oben und radial nach innen durch einen Absatz am Außenumfang der Büchse begrenzt und der Sitz der Büchse in einer ringförmigen, in bezug auf den Boden dieses Formraumabschnitts gebildeten Vertiefung angeordnet ist, wobei der Ringdurchmesser der Außenwand der Vertiefung wenigstens stel lenweise gleich dem Außendurchmesser der durch Erhitzen beim Gießen ausgedehnten Büchse ist, und/oder daß der nach dem Gießen abzutragende Wandungsabschnitt Einschnitte oder/und Vor sprünge zum beweglichen, eine radiale Aufweitung oder Schrumpfung der Büchsen unter Beibehaltung ihrer Zentrierung gewährleistenden Führungseingriff mit Zentrierstücken bzw. in Zentrierausnehmungen der Gießform aufweist.The casting mold according to the invention solving this problem is characterized in that the mold space section forming the overlap upwards and radially inwards limited by a shoulder on the outer circumference of the sleeve and the seat of the sleeve in one annular depression formed with respect to the bottom of this mold space section is arranged, the ring diameter of the outer wall of the recess at least stel lenwise equal to the outer diameter of the expanded by heating during casting Is box, and / or that the wall section to be removed after the casting cuts or / and before jumps to moving, a radial expansion or shrinking of the bushes under Maintaining their centering guiding engagement with centering pieces or in Has centering recesses of the mold.
Hier hebt sich die Büchse nicht von ihrer Zentrierung ab, sondern sie wächst nach der ersten Variante in ihre Zentrierung hinein und/oder sie behält die Zentrierung nach der zweiten Variante auf der Dicke der Büchsenwandung.Here the rifle does not stand out from its centering, but grows after the first Variant into its centering and / or it maintains the centering after the second Variant on the thickness of the sleeve wall.
Die Büchse braucht innen nicht in konische Form gebracht zu werden; sie kann durch Grobbearbeitung aus dem Vormaterial hergestellt werden.The inside of the rifle need not be conical; she can by Rough machining can be made from the primary material.
Die Büchsen werden vor dem Guß induktiv erhitzt, in der Regel auf etwa 500°C. Der Durch messer der nach der ersten Variante vorgesehenen Außenwand des Sitzes wird möglichst so bemessen, daß die Büchse dann an ihm anliegt. Sollte beim Erstarren der Schmelze, d. h. der Fixierung der Büchse in dem Gußteil, die Temperatur in der Büchse schon wieder abgefallen sein und die Büchse wieder leicht von der Außenwand der Vertiefung abgehoben haben, beträgt die daraus folgende Toleranz dennoch nur einen geringen Bruchteil der bisherigen. The cans are inductively heated before casting, usually to about 500 ° C. The through knife of the outer wall of the seat provided according to the first variant is as possible dimensioned so that the sleeve then lies against him. Should the melt solidify, i.e. H. of the Fixing the sleeve in the casting, the temperature in the sleeve has already dropped again be and have lifted the sleeve slightly off the outer wall of the recess, the resulting tolerance is nevertheless only a small fraction of the previous one.
Die Gefahr des Kippens der Büchse ist hier vermindert durch den sichereren Stand, den die Büchse in der ringförmigen Vertiefung, verglichen mit dem schmalen Absatz an dem Dorn, hat.The risk of the can tipping is reduced here by the more secure stand that the Sleeve in the annular recess compared to the narrow shoulder on the mandrel, Has.
Der Durchmesser der Außenwand der Vertiefung läßt sich, ausgehend von einer Berech nung mit angenommenen Temperaturwerten, durch Versuche optimieren.The diameter of the outer wall of the depression can be calculated on the basis of a calculation optimization with assumed temperature values, optimize through tests.
In der Regel wird die Außenwand der Vertiefung kreisförmig sein. Theoretisch genügen für die Zentrierung aber drei Stellen, an denen die Büchse Berührung erhält.As a rule, the outer wall of the depression will be circular. Theoretically enough for the centering but three places where the rifle gets touch.
Eine nur punktweise Berührung, etwa an mehreren vorspringenden Rippen, z. B. keilförmigen Querschnitts, ist denkbar als eine in beschränktem Maße im Durchmesser variable Zentrie rung, in die die Büchse durch fortschreitendes Zerdrücken der Rippen noch weiter hinein wachsen kann. A point-only touch, for example on several projecting ribs, e.g. B. wedge-shaped Cross-section, is conceivable as a center which is variable in diameter to a limited extent into which the rifle is pushed further as the ribs are crushed can grow.
Mit der zweiten Variante wird eine weitere Zentrierung geschaffen, die die Genauigkeit des Sitzes erhöhen kann.With the second variant, a further centering is created, which improves the accuracy of the Seat can increase.
Sind beispielsweise vier Einschnitte und Zentrierstücke auf den Achsen eines Koordinaten kreuzes vorhanden, so zentrieren jeweils die zwei auf derselben Achse liegenden Einschnitte und Zentrierstücke die Büchse auf der anderen Achse.For example, there are four incisions and centering pieces on the axes of a coordinate cross, the two incisions lying on the same axis are centered and centering the bushing on the other axis.
Die zweite Variante kann zusätzlich zu der ersten vorgesehen werden, insbesondere als Sicherheit z. B. für den Fall, daß die Büchse wegen mangelnder Genauigkeit der induktiven Erhitzung die gewünschte Berührung mit der Außenwand der Vertiefung nicht erhält oder für den oben schon kurz gestreiften Fall eines etwaigen Abhebens von der Außenwand.The second variant can be provided in addition to the first, in particular as Security z. B. in the event that the sleeve due to lack of accuracy of the inductive Heating does not receive the desired contact with the outer wall of the recess or for the briefly striped case above of any lifting off the outer wall.
Sie ist aber auch allein möglich. In diesem Falle kommen auch ganz anders gestaltete Sitze der Büchsen in der Gießform in Betracht, z. B. auch etwa solche der herkömmlichen Art, bevorzugt allerdings auf einem breiteren Absatz des Dornes.But it is also possible alone. In this case there are also completely different seats the cans in the mold into consideration, e.g. B. also those of the conventional type, preferred, however, on a wider shoulder of the mandrel.
Die Einschnitte/Zentrierstücke und/oder die Vorsprünge/Ausnehmungen können auch an etwas anderer Stelle als auf dem Sitz angeordnet sein. Sie können z. B. radial mit dem Dorn zusammenwirken; die Zentrierstücke können aus dem Dorn heraustretende Stifte sein u. a.m.The incisions / centering pieces and / or the projections / recesses can also on be placed somewhat differently than on the seat. You can e.g. B. radially with the mandrel interact; the centering pieces can be pins emerging from the mandrel u. at the.
Der nach dem Guß abgetragene innere Abschnitt der Büchsenwandung, in dem sich die Einschnitte und/oder Vorsprünge befinden, braucht an sich nicht übereinzustimmen, sich nicht einmal zu überschneiden, mit dem jeweiligen inneren Abschnitt, mit dem die Büchsen auf dem Sitz stehen.The inner section of the sleeve wall removed after the casting, in which the Incisions and / or protrusions do not need to agree in themselves not even overlap with the respective inner section with which the cans stand on the seat.
Für die Montage wie auch für die Zentrierung ist es zweckmäßig, den am Sitz angeordneten Zentrierstücken und/oder Vorsprüngen, vorzugsweise ferner den Einschnitten und/oder zen trierenden Ausnehmungen, parallel zur Tangentialrichtung einen trapezförmigen Querschnitt zu geben.For assembly as well as for centering, it is advisable to arrange the seat Centering pieces and / or projections, preferably further the incisions and / or zen trending recesses, parallel to the tangential direction a trapezoidal cross-section to give.
Ferner wird vorgeschlagen, daß die Gießform, vorzugsweise jeweils vier, an die Büchsen heranführende Sacklöcher aufweist, die mit einem die Hülsen zeitlich begrenzt in der Gießform fixierenden Kleber gefüllt sind.It is also proposed that the mold, preferably four, on the bushings has approaching blind holes with a limited time in the sleeves Mold-fixing glue are filled.
Der Kleber hält die Büchsen beim Wenden der, zweckmäßigerweise in umgekehrter Lage montierten, Gießform sowie bei ihrem weiteren Transport und noch in einem ersten Abschnitt der Aufheizphase fest und wird dann thermisch zerstört.The adhesive holds the cans when turning the, expediently in the opposite position assembled, mold as well as their further transport and still in a first section the heating phase and is then thermally destroyed.
Zweckmäßigerweise enden die Sacklöcher mit einem Teil ihres Querschnitts an der Stirnseite der Büchsen und mit dem anderen Teil neben den Büchsen, vorzugsweise neben ihrem Innenumfang. The blind holes expediently end at the end with a part of their cross section the cans and with the other part next to the cans, preferably next to theirs Inner circumference.
Um die mit der Erfindung eröffnete Möglichkeit der Verringerung des Abstands zwischen den Zylinderbohrungen voll auszuschöpfen, wird schließlich als ergänzende Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Büchse mit einem ihre Verbindung mit dem Gußmetall verbessernden Belag versehen ist.To the possibility opened by the invention of reducing the distance between the Fully exploiting cylinder bores is ultimately a supplementary training course Invention proposed that the sleeve with a its connection with the cast metal improving surface is provided.
Dies erlaubt, auch noch die Wanddicke der Büchse, z. B. auf unter 0,8 mm, zu verringern, ohne daß die damit verminderte Stabilität der Büchse in sich zu Ablösungen von dem Guß körper führt.This also allows the wall thickness of the sleeve, e.g. B. to less than 0.8 mm, without the reduced stability of the bushing in itself leading to detachment from the casting body leads.
Als besonders einfache und wirksame konkrete Durchführung wird beim Aluminiumguß eine Feuer-Verzinkung der Büchse vorgeschlagen.As a particularly simple and effective concrete implementation, a Hot-dip galvanizing of the rifle proposed.
Das Zink bildet mit dem Eisenwerkstoff der Hülse eine intermetallische Verbindung. Es löst sich in der Aluminium-Schmelze; dabei tritt das Aluminium in der Verbindung an die Stelle des Zinks, verbindet sich jedenfalls fester mit dem Eisenwerkstoff als ohne den Weg über die Ver zinkung.The zinc forms an intermetallic connection with the iron material of the sleeve. It comes off in the aluminum melt; the aluminum takes the place of the Zinc, in any case, bonds more firmly to the iron material than without the route via the ver zincing.
Grundsätzlich kommen aber auch verbleibende Lötschichten, d. h. die Verbindung vermit telnde Zwischenschichten, in Betracht.In principle, however, there are also remaining solder layers, i.e. H. the connection intermediate layers, into consideration.
Die Zeichnungen geben zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wieder.The drawings show two exemplary embodiments of the invention.
Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen eine Zylinderbohrung formenden Teil einer Gießform, Fig. 1 shows a vertical section through a cylinder bore forming portion of a mold,
Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach Fig. 1 mit einer Abwandlung. Fig. 2 shows a section according to Fig. 1 with a modification.
Eine Gießform 1, im vorliegenden Falle eine Sandform, umschließt einen Formraum 2, in dem gestrichelt eine Schmelze, nach Erstarrung Gußteil, dargestellt ist. Die Schmelze grenzt an eine in die Form eingesetzte Büchse 3, die auf diese Weise eingegossen wird.A casting mold 1 , in the present case a sand mold, encloses a mold space 2 , in which a melt is shown in broken lines, after the casting has solidified. The melt borders on a bushing 3 inserted into the mold, which is poured in this way.
Ein bis zu strichpunktierten Linien 4 reichender Abschnitt 5 der Büchsenwandung wird später abgearbeitet. Der übrige Abschnitt 6 verbleibt als Auskleidung in dem Gußteil und bildet die Lauffläche für den Kolben.A section 5 of the sleeve wall reaching up to dash-dotted lines 4 is processed later. The remaining section 6 remains as a lining in the casting and forms the running surface for the piston.
Ein ringförmiger Kern 7 bildet einen Wassermantel um die Zylinderbohrung aus. Ein gleichfalls zur Gießform 1 gehöriger hohler Dorn 8 zentriert im kalten Zustand das untere Ende der Büchse 3 und greift bei 9 mit einem Gießformteil 10 zusammen, das mit einem kurzen Stutzen 11 das obere Ende der Büchse 3 im kalten Zustand zentriert.An annular core 7 forms a water jacket around the cylinder bore. A hollow mandrel 8 likewise belonging to the casting mold 1 centers the lower end of the bush 3 in the cold state and engages at 9 with a casting mold part 10 , which centers the upper end of the bush 3 in the cold state with a short nozzle 11 .
Die Büchse 3 hat in der Gießform 1 in einer ringförmigen Vertiefung 12 einen Sitz. Sie steht auf dem mit 13 bezeichneten Boden der Vertiefung. Im kalten Zustand liegt sie an dem die Innenwand der Vertiefung bildenden Dorn 8 an. Im erhitzten Zustand berührt sie die mit 14 bezeichnete, flach-zylindrische Außenwand der Vertiefung. Dieser Zustand ist dargestellt.The bushing 3 has a seat in the mold 1 in an annular depression 12. It stands on the bottom of the depression designated 13 . In the cold state, it bears against the mandrel 8 forming the inner wall of the depression. In the heated state, it touches the flat-cylindrical outer wall of the depression, designated 14 . This state is shown.
Die Büchse 3 steht in der Vertiefung mit einem durch einen Absatz 15 geschaffenen schma leren Endabschnitt 16.The sleeve 3 is in the recess with a narrow end portion 16 created by a paragraph 15 .
Auf der übrigen ursprünglichen Dicke der Büchsenwandung ist durch den Absatz 15 ein Formraumabschnitt 17 ausgebildet, in dem eine Überdeckung der Auskleidung, d. h. des äußeren Abschnittes 6 der Büchsenwandung, durch das Gußteil zustandekommt. Wie die Lage der, nicht durch den Formraumabschnitt 17 hindurchgezogenen, Linien 4 erkennen läßt, wird später ein schmaler Abschnitt der gegossenen Überdeckung mit abgetragen.On the remaining original thickness of the sleeve wall is formed by the paragraph 15, a molding section 17 in which the lining, ie the outer section 6 of the sleeve wall, is covered by the casting. As can be seen from the position of the lines 4 , which are not drawn through the mold space section 17 , a narrow section of the cast cover is later removed.
Vier mit einem Klebstoff gefüllte Sacklöcher 18 in der Gießform 1 treffen auf die untere Innenkante der Büchse 3 und halten diese so bis zur Zerstörung des Klebstoffs durch die Hitze, beispielsweise bei etwa 100°C, fest.Four blind holes 18 filled with an adhesive in the casting mold 1 meet the lower inner edge of the sleeve 3 and hold it there until the adhesive is destroyed by the heat, for example at about 100 ° C.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind zusätzliche Maßnahmen getroffen.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, additional measures have been taken.
Der schmalere Endabschnitt 16 der Büchse 3 ist mit vier Einschnitten 19 versehen, in die über den Boden 13 der Vertiefung 12 sich erhebende Zentrierstücke 20 greifen. Die Zentrierstücke 20 haben einen trapezförmigen Querschnitt.The narrower end section 16 of the sleeve 3 is provided with four incisions 19 into which centering pieces 20 which rise above the bottom 13 of the recess 12 engage. The centering pieces 20 have a trapezoidal cross section.
Die Funktion ist oben bereits erläutert. Sie verlangt als Minimum drei Einschnitte/Zentrier stücke und/oder Vorsprünge/Ausnehmungen.The function has already been explained above. As a minimum, it requires three incisions / centering pieces and / or protrusions / recesses.
Die Erfindung ist auch bei Kokillenguß und bei Druckguß anwendbar.The invention is also applicable to die casting and die casting.
Claims (18)
daß der die Überdeckung ausbildende Formraumabschnitt (17) nach oben und radial nach innen durch einen Absatz (15) am Außenumfang der Büchse begrenzt und der Sitz (13) der Büchse (3) in einer ringförmigen, in bezug auf den Boden dieses Formraumab schnitts (17) gebildeten Vertiefung (12) angeordnet ist, wobei der Ringdurchmesser der Außenwand (14) der Vertiefung (12) wenigstens stellenweise gleich dem Außendurch messer der durch Erhitzen beim Gießen ausgedehnten Büchse (3) ist, und/oder
daß der nach dem Gießen abzutragende Wandungsabschnitt (16) Einschnitte (19) oder/und Vorsprünge zum beweglichen, eine radiale Aufweitung oder Schrumpfung der Büchsen unter Beibehaltung ihrer Zentrierung gewährleistenden Führungseingriff mit Zentrierstücken (20) bzw. in Zentrierausnehmungen der Gießform (1) aufweist.1. casting mold for producing an engine block, in particular made of aluminum, einzugießenden with under frontal covering, the cylinder bores lining sleeves (3/6) in particular made of cast iron, and in vertical projection within the inner periphery of which is arranged the covering forming mold space section (17) Seats on which the cans are seated with an inner wall section ( 16 ) to be removed after casting, characterized in that
that the overlapping forming space section ( 17 ) is delimited upwards and radially inwards by a shoulder ( 15 ) on the outer circumference of the sleeve and the seat ( 13 ) of the sleeve ( 3 ) is cut in an annular manner with respect to the bottom of this forming space ( 17 ) formed recess ( 12 ) is arranged, wherein the ring diameter of the outer wall ( 14 ) of the recess ( 12 ) is at least in places equal to the outer diameter of the sleeve ( 3 ) expanded by heating during casting, and / or
that the wall section ( 16 ) to be removed after casting has incisions ( 19 ) and / or projections for movable guiding engagement with centering pieces ( 20 ) or in centering recesses of the casting mold ( 1 ), which ensures radial expansion or shrinkage of the bushes while maintaining their centering.
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