DE3419979A1 - Casting mould for cylinder blocks of combustion engines - Google Patents
Casting mould for cylinder blocks of combustion enginesInfo
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Abstract
Description
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Gießform für Zylinderblöcke von Verbrennungsmotoren mit einer Unterkastenform, einer Oberkastenform, einem Wassermantelkern und ggf. einem Kopfplatten-Bohrungskern, wobei eine Trennlinie zwischen den Formhälften im Außenbereich der Forrnhälften horizontal verläuft.The invention relates to a casting mold for cylinder blocks of internal combustion engines with a lower box shape, an upper box shape, a water jacket core and possibly a head plate bore core, with a dividing line between the mold halves in the Outside of the mold halves runs horizontally.
Derartige Zylinderblöcke werden üblicherweise aus Grauguß oder Aluminium gegossen. Die Außenkonturen bei Graugußblöcken werden durch verdichteten Formsand (gleich Grünsand, bestehend aus Quarzsand, Bentonit, Kohlenstaub und Wasser) gebildet. Die Innenkonturen der Zylinderblocks werden durch geeignete Kerne gebildet, wobei die Kerne aus Quarzsand oder anderen Sanden mit kalt- und/ oder warmauslirtnden Bindersystemen (Harz und Härter) hergestellt werden. Die bei derartigen Gießverfahren verwendeten Kerne sind sehr teuer.Such cylinder blocks are usually made of gray cast iron or aluminum poured. The outer contours of gray cast iron blocks are created by compacted molding sand (equal to green sand, consisting of quartz sand, bentonite, coal dust and water). The inner contours of the cylinder blocks are formed by suitable cores, whereby the cores of quartz sand or other sands with cold and / or warm layers Binder systems (resin and hardener) are produced. The in such casting process cores used are very expensive.
Soweit bekannt, sind bisher zwei Typen solcher Gießformen im Einsatz. Die am weitesten verbreitete Gießform arbeitet so, daß die Zylinderblöcke auf der Seite liegend in einem Unterkasten und Oberkasten geformt werden. In die offenen Formen werden die erwähnten Kerne eingelegt. Unterkasten und Oberkasten werden dann zusammengelegt und es wird abgegossen.As far as is known, two types of such molds have been used so far. The most common mold works so that the cylinder blocks on the Side lying in a lower box and upper box can be formed. In the open The mentioned cores are inserted into the molds. The lower box and upper box are then folded up and it is poured off.
Bei einem anderen Verfahren werden die Zylinderblöcke auf der Fußplatte stehend gegossen, und zwar unter Verwendung der vorstehend aufgeführten Kerne. Auch hierbei werden die beiden Formhälften, die hier also seitlich angeordnet sind, senkrecht zur Achse der Zylinderbohrungen bewegt.Another method is to place the cylinder blocks on the base plate cast upright using the cores listed above. Even here the two mold halves, which are arranged laterally here, become vertical moved to the axis of the cylinder bores.
Die Anforderungen der Automobilindustrie in Richtung auf Gewichtsersparnis und damit Einhaltung erheblich engerer Gußtoleranzen lassen es sinnvoll erscheinen, von den vorstehend geschilderten und zur Zeit üblichen Konstruktions-und Gießprinzipien abzuweichen und neue Wege zu gehen.The demands of the automotive industry in terms of weight savings and thus compliance with significantly narrower casting tolerances make it appear sensible to of the construction and casting principles described above and currently customary to deviate and to break new ground.
Beide vorstehend erläuterten bekannten Gießverfahren haben nämlich folgende Nachteile: Schwankungen im Abstand zwischen dem Oberkasten und dem Unterkasten übertragen sich im vollen Umfang auf eine gesamte Blockhälfte mit den daraus resultierenden, unterschiedlichen Wandstärken und Gewichtsdifferenzen des gegossenen Zylinderblocks.Both of the known casting methods explained above have namely the following disadvantages: fluctuations in the distance between the upper box and the lower box are transferred in full to an entire half of the block with the resulting, different wall thicknesses and weight differences of the cast cylinder block.
Der Kurbelraumbereich des Zylinderblocks muß zwangsweise mit Hilfe des erwähnten Kurbelraumkerns gebildet werden, dessen Herstellung im Vergleich zu mittels Grünsand formgebildeten Konturen erheblich teurer ist.The crank area of the cylinder block must be compulsorily with the help of the crankcase core mentioned, its production compared to Contours formed by means of green sand are considerably more expensive.
Auftriebskräfte während des Formfüllvorgangs, insbesondere im Wassermantelbereich, sind schwierig abzufangen.Buoyancy forces during the mold filling process, especially in the water jacket area, are difficult to intercept.
Das zwangsläufig kernintensive Verfahren führt zu hoher Gasentwicklung während des Gieß- und Erstarrungsprozesses.The inevitably core-intensive process leads to high gas development during the casting and solidification process.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießform der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei deren Verwendung ein Teil der relativ teuren Kerne durch formgebildete Konturen ersetzt werden kann. Dennoch sollen die mit der erfindungsgemäßen Gießform gegossenen Zylinderblöcke sich durch enge Toleranzen und einen insgesamt verringerten Materialverbrauch, verbunden mit einer verringerten Herstellungszeit, auszeichnen.The invention avoids these disadvantages. It is based on the task to propose a casting mold of the type mentioned above, when using one Part of the relatively expensive cores can be replaced by molded contours. Nevertheless, the cylinder blocks cast with the casting mold according to the invention should through tight tolerances and an overall reduced material consumption with a reduced manufacturing time.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkastenform und die Oberkastenform so gestaltet und angeordnet sind, daß der Zylinderblock stehend gegossen wird und daß die Unterkastenform und die Oberkastenform in axialer Richtung des Zylinderblocks entformt werden können, wobei die Unterkastenform auch den Innenbereich des Kurbel raums formen kann.To solve this problem, the invention is characterized in that that the lower box shape and the upper box shape are designed and arranged in such a way that that the cylinder block is cast upright and that the lower box shape and the Upper box shape can be demolded in the axial direction of the cylinder block, wherein the lower box shape can also shape the interior of the crank chamber.
Man kann somit jetzt den Kurbelraumbereich in Grünform herstellen. Der Abstand und das Breitenmaß der Lagerstühle des Zylinderblockes können mit höherer Genauigkeit hergestellt werden. Es kann auch mit geringeren Bearbeitungszugaben gearbeitet werden. Die Gehäusewandstärke kann im Nennmaß und in deren Toleranzfeld gegenüber Zylinderblöcken, die herkömmlich gegossen werden, erheblich eingeengt werden. Der Wassermantelkern bedarf keiner Lagerung mehr durch Kernstützen. Er erhält auch keine Deformation während des Gießvorgangs, wie dies bei der bekannten Gießform mit liegender Anordnung des Zylinderblocks der Fall ist, weil der Wassermantelkern aufrecht steht. Fernerhin wird ein kreisrunder Zylinderaußendurchmesser ermöglicht. Dieser läßt sich auf das mindeste Konstruktionsmaß bringen. Insgesamt lassen sich durch die neuartige Gießform engere Fertigungstoleranzen verwirklichen, verbunden mit fühlbaren Gewichtseinsparungen.You can now produce the crankcase area in green form. The distance and the width of the bearing blocks of the cylinder block can be higher Accuracy can be established. It can also be done with minor machining allowances to be worked. The housing wall thickness can be in the nominal dimension and within the tolerance range considerably narrowed compared to cylinder blocks that are conventionally cast will. The water jacket core no longer needs to be supported by core supports. He receives also no deformation during the casting process, as is the case with the known casting mold with a horizontal arrangement of the cylinder block is the case, because the water jacket core stands upright. Furthermore, a circular cylinder outside diameter is made possible. This can be reduced to the minimum construction size. Overall, you can Realize tighter manufacturing tolerances through the new casting mold, connected with noticeable weight savings.
Man kann die Außenkontur des Zylinderblocks und seinen Kurbelraumbereich ohne Hinterschneidungen ausbilden, wodurch dann das Entformen in axialer Richtung ohne weiteres ermöglicht wird. Sind aber, beispielsweise aus Konstruktionsgründen, solche Hinterschneidungen doch vorhanden, so werden in die Hinterschneidungen gesonderte Kerne eingesetzt, die dann das axiale Entformen der Oberkastenform und Unterkastenform ermöglichen.One can see the outer contour of the cylinder block and its crankcase area Form without undercuts, which then removes the mold in the axial direction is made possible without further ado. But are, for example for construction reasons, If such undercuts are present, separate ones are made in the undercuts Cores used, which then the axial demolding of the upper box shape and lower box shape enable.
Bevorzugt wird es, wenn der horizontale Außenbereich der Trennlinie zwischen der Oberkastenform und der Unterkastenform im Bereich der Fußplatte des Zylinderblocks verläuft.It is preferred if the horizontal outer area of the dividing line between the upper box shape and the lower box shape in the area of the footplate of the Cylinder block runs.
Dadurch wird der Einfluß von stets vorhandenen Schwankungen im Abstand zwischen der Oberkastenform und der Unterkastenform vollständig eliminiert. Diese Anordnung ist fernerhin vorzuziehen, wenn, wie dies häufig der Fall ist, der betreffende Zylinderblock an der Fußplatte mit einem nach außen weisenden Flansch am freien Ende der Kurbelraumwand versehen ist, der als Anschlußfläche zur Ölwanne dient.This eliminates the influence of constant fluctuations in the distance completely eliminated between the upper box shape and the lower box shape. These Arrangement is also preferable if, as is often the case, the person concerned Cylinder block on the base plate with an outward-facing flange on the free one End of the crankcase wall is provided, which serves as a connection surface to the oil pan.
Allgemein kann zu der Anordnung der horizontalen Trennlinie zwischen den beiden Formen gesagt werden, daß diese natürlich auch weiter oberhalb der Fußplatte des Zylinderblocks verlaufen kann, sofern das Prinzip der Entformbarkeit in axialer Richtung beibehalten bleibt, und sofern man gegebenenfalls keinen so hohen Wert auf die Eliminierung derjenigen Nachteile legt, die von den zwangsläufig vorhandenen Abstands schwankungen zwischen den beiden Formhälften herrühren.In general, the arrangement of the horizontal dividing line between the two forms can be said of course that they are also further above the footplate of the cylinder block can run, provided the principle of demoldability in axial Direction is maintained, and provided you don't get such a high value lays on the elimination of the disadvantages of the inevitable Distance fluctuations arise between the two mold halves.
Es sei erwähnt, daß die erfindungsgemäße Gießform für Zylinderblöcke von Verbrennungsmotoren allg.lein geeignet ist, nämlich sowohl für Personenkraftwagen wie auch für Lastkraftwagen einschließlich Schiffsantriebe usw.It should be noted that the mold according to the invention for cylinder blocks of internal combustion engines is generally only suitable, namely both for passenger cars as well as for trucks including ship propulsion systems, etc.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Zur Verdeutlichung der Vorteile der Erfindung sind in Fig. 1 und 2 die vorstehend bereits erläuterten beiden bekannten Gießformen dargestellt.The invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained in more detail, from which other important features result. For clarification the advantages of the invention are those already explained above in FIGS. 1 and 2 shown two known casting molds.
Im einzelnen zeigt: Fig. 1 - schematisch eine erste Ausführungsform einer bekannten Gießform mit horizontaler Trennlinie; Fig. 2 - ebenfalls schematisch eine zweite bekannte Gießform mit lotrechter Trennlinie; Fig. 3 - schematisch eine Gießform nach der Erfindung mit im Außenbereich horizontaler Trennlinie ohne Hinterschneidungen und Fig. 4 - schematisch einen Teilschnitt einer Gießform nach der Erfindung mit im Außenbereich horizontaler Trennlinie, wobei Hinterschneidungen kerngeformt werden.In detail shows: Fig. 1 - schematically a first Embodiment of a known casting mold with a horizontal dividing line; Fig. 2 - also schematically a second known casting mold with a vertical dividing line; Fig. 3 - schematically a casting mold according to the invention with a horizontal dividing line in the outside area without Undercuts and FIG. 4 schematically shows a partial section of a casting mold of the invention with a horizontal dividing line in the outer area, with undercuts be core-shaped.
Die in Fig. 1 gezeigte bekannte Gießform weist eine Unterkastenform 1, eine Oberkastenform 2, einen Kurbelraumkern 3, einen Kopfplatten-Bohrungskern 4 und einen Wassermantelkern 5 auf. Eine Trennlinie 6 zwischen den Formhälften 1, 2 verläuft horizontal und fällt mit der Längsachse des zu gießenden Zylinderblocks 7 zusammen.The known casting mold shown in Fig. 1 has a lower box shape 1, an upper box mold 2, a crankcase core 3, a head plate bore core 4 and a water jacket core 5. A dividing line 6 between the mold halves 1, 2 runs horizontally and coincides with the longitudinal axis of the cylinder block to be cast 7 together.
Die Außenkontur 8 des Zylinderblocks hat in axialer Richtun Vorsprünge, so daß ein Entformen in axialer Richtung nicht möglich wäre. Man entformt daher die beiden Formhälften 1, 2 in radialer, lotgerechter Richtung, d.h. in Richtung des Pfeiles 9.The outer contour 8 of the cylinder block has projections in the axial direction, so that demolding in the axial direction would not be possible. You therefore remove the mold the two mold halves 1, 2 in a radial, perpendicular direction, i.e. in the direction of arrow 9.
Die in Fig. 2 gezeigte, ebenfalls bekannte Gießform ist grundsätzlich wie die nach Fig. 1 aufgebaut, wobei man lediglich abweichend von Fig. 1 den Zylinderblock stehend gießt.Auch in Fig. 2 werden die beiden Formhälften 1, 2 in radialer Richtung, d.h. in Richtung des Pfeiles 9, entformt.The also known casting mold shown in FIG. 2 is fundamental constructed like that of FIG. 1, the only difference being that the cylinder block is different from FIG also in Fig. 2 the two mold halves 1, 2 in the radial direction, i.e. in the direction of arrow 9, demolded.
Die erfindungsgemäße Gießform nach Fig. 3 hat eine Unterkastenform 11, eine Oberkastenform 12, einen Kopfplatten-Bohrungskern 13 und einen Wassermantelkern 14. Man sieht, daß die Unterkastenform zusätzlich die Funktion des sonst vorhandenen Kurbelraumkerns übernimmt. Eine Trennlinie 15 zwischen den Formhälften 11, 12 verläuft im Außenbereich horizontal, und zwar in der Ebene der Fußplattenfläche des Zylinderblocks 16. Daran nach innen anschließend folgt sie der Form des Kurbelraumbereichs. Außerdem ist ersichtlich, daß die Außenkontur 17 des Zylinderblocks keine Hinterschneidungen hat, so daß die Formhälften 11, 12 in Richtung des Pfeiles 18, d.h. in axialer Richtung des Zylinderblocks, entformt werden können. ( Die Achse ist bei Pos. 19 angedeutet.) Auch ist ersichtlich, daß der Kurbelraumbereich des Zylinder ~ blocks ebenfalls keine Hinterschneidungen hat, so daß die Unterkastenform 11 ohne Hindernisse nach unten entformt werden kann.The casting mold according to the invention according to FIG. 3 has a lower box shape 11, a head box mold 12, a head plate hole core 13, and a water jacket core 14. It can be seen that the form of the lower box additionally has the function of the otherwise existing Crankcase core takes over. A dividing line 15 between the mold halves 11, 12 runs horizontally on the outside, in the plane of the base plate surface of the cylinder block 16. Then inwards it follows the shape of the crankcase area. aside from that it can be seen that the outer contour 17 of the cylinder block has no undercuts so that the mold halves 11, 12 in the direction of arrow 18, i.e. in the axial direction of the cylinder block, can be demolded. (The axis is indicated at item 19.) It can also be seen that the crankcase area of the cylinder block also has no undercuts, so that the lower box shape 11 without obstacles can be demolded below.
Weil der sonst vorhandene Kurbelraumkern entfällt und durch die aus Grünsand geformte Unterkastenform 11 ersetzt wird, wird beim Gießvorgang die Gasentwicklung, die sonst auf der Erwärmung des Kurbelraumkerns beruht, wesentlich reduziert. Ferner können die Wandstärken in allen Blockbereichen mit bisher nicht machbarer Toleranz reproduzierbar hergestellt werden.Because the otherwise existing crankcase core is no longer available and due to the Green sand shaped lower box form 11 is replaced, the gas development during the casting process, which is otherwise based on the heating of the crankcase core, is significantly reduced. Further can change the wall thicknesses in all block areas with previously unattainable tolerances can be produced reproducibly.
Die in Fig. 4 gezeigte erfindungsgemäße Gießform entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 3 Es ist ersichtlich, daß der Kurbelraumbereich und die Außenkontur im wesentlichen formgebildet sind und die Hinterschneidungen durch in die Unter- und/oder Oberkastenform 11, 12 einzubringende Kerne 20, 21 gebildet werden. Eine Formschräge 22 zwischen der oberen Formhälfte 12 und dem Kern 21, die mit der Achse 19 einen spitzen Winkel einschließt, der sich nach unten öffnet, sowie Radien 23 an Schultern der unteren Formhälfte 11 und am Kern 22 erleichtern ebenfalls das Entformen in Richtung des Pfeils 18.The casting mold according to the invention shown in FIG. 4 corresponds essentially that of Fig. 3 It can be seen that the crankcase area and the Outer contour are essentially shaped and the undercuts through into the under- and / or upper box shape 11, 12 cores 20, 21 to be introduced are formed. One Draft 22 between the upper mold half 12 and the core 21, which is aligned with the axis 19 encloses an acute angle that opens downwards, as well as radii 23 on the shoulders of the lower mold half 11 and on the core 22 also facilitate this Demoulding in the direction of arrow 18.
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