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EP0272471B1 - Verfahren und Giessform zum Herstellen eines Gusseisenkörpers und danach hergestellter Gusseisenkörper - Google Patents

Verfahren und Giessform zum Herstellen eines Gusseisenkörpers und danach hergestellter Gusseisenkörper Download PDF

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Publication number
EP0272471B1
EP0272471B1 EP87117268A EP87117268A EP0272471B1 EP 0272471 B1 EP0272471 B1 EP 0272471B1 EP 87117268 A EP87117268 A EP 87117268A EP 87117268 A EP87117268 A EP 87117268A EP 0272471 B1 EP0272471 B1 EP 0272471B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
glass
cast iron
core
moulding core
casting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP87117268A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0272471A2 (de
EP0272471A3 (en
Inventor
Rudi Hass
Georg Dipl.-Ing. Jansen
Wilhelm Kallen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EISENGIESSERIE MONFORTS GMBH & CO
Original Assignee
Eisengiesserei Monforts GmbH and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=25850353&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0272471(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Eisengiesserei Monforts GmbH and Co filed Critical Eisengiesserei Monforts GmbH and Co
Priority to AT87117268T priority Critical patent/ATE79064T1/de
Publication of EP0272471A2 publication Critical patent/EP0272471A2/de
Publication of EP0272471A3 publication Critical patent/EP0272471A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0272471B1 publication Critical patent/EP0272471B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • Y10T74/21Elements
    • Y10T74/2101Cams

Definitions

  • the invention relates to a method for casting a cast iron camshaft having an elongated cavity and intended for use in an internal combustion engine. It also relates to a casting mold with a core in the iron foundry and a cast iron body.
  • an elongated cast iron part is to be cast as a hollow body with a correspondingly elongated passage, a core must be made and inserted into the mold into which the molten iron is to be poured.
  • GB-PS 11 91 202 it is proposed to use a steel tube with a steel rod inserted therein and coated with insulating material as the mold core. In this process, liquid iron is poured into the mold and then the steel rod is pulled out of the steel tube that becomes part of the cast body.
  • a major disadvantage of this procedure is that a very hard, difficult-to-drill quench layer is formed at the boundary between the steel and the cast iron. The effort for the steel pipe is considerable.
  • the mandrel consists of a tubular steel core wrapped with ceramic paper or similar insulating material.
  • the ceramic paper forms an insulating layer between the melt poured into the mold and the much cooler steel tube.
  • the insulating layer is used up by the molten iron flowing in during casting, e.g. B. burned, so that the inner metal tube can be pulled out of the cast body after it solidifies. It is very tedious to wrap each mold core with the intended insulating material before inserting it into the mold; in addition, the surface of the winding is not completely flat, so that the inner surface of the through opening of the cast iron piece to be manufactured has to be reworked.
  • the invention has for its object to provide a method for producing a hollow cast camshaft, i.e. a cast iron body that is thin relative to the length, which allows both hollow bodies without a casting opening or hollow bodies with very thin through openings or, for example, only suitable for supplying oil to bearings Cast blind holes, as well as hollow bodies with, for example weight-reducing, relatively thick cylindrical and / or adapted to the outer contour of the workpiece cavity relative to the workpiece outer diameter.
  • the inner surface of the cast part if and insofar as it is attainable or of importance, should correspond to the surface quality of a mechanical bore without substantial reworking, after all a problem-free handling should also be possible in the practice of a foundry.
  • a casting mold suitable for carrying out the method according to the invention should be able to have a mold core which can also be used without supporting its central region of its length even with length / diameter ratios of the core of up to 500 mm / 5 mm.
  • a hollow cast camshaft should also be able to be produced by the method according to the invention.
  • the solution according to the invention for the method for producing a camshaft is that a mold core made of glass is used during casting.
  • the mold core provided according to the invention can have a smooth cylindrical surface or a surface contoured to the requirements for stability, weight or the like. Improvements and further refinements of the invention are specified in the subclaims.
  • a casting mold which is suitable for carrying out an exemplary embodiment of the method can have a mold core consisting of glass, which is completely enclosed by the cast iron body to be produced.
  • An exemplary embodiment of a cast iron body produced according to the invention can have a cavity which is enclosed on all sides during casting and on whose inner contour glass, in particular quartz material, bears.
  • the invention provides a casting method and a casting mold with a rod-like elongated mandrel, which allow an elongated camshaft to be cast as a hollow body in the iron foundry, without substantial reworking of the inner contour being necessary and without quenching layers or hard to drill through in the camshaft the like.
  • the method and the mold with a glass tube as the mold core are particularly well suited for producing a camshaft, which is known to be relatively thin for its length, but a part for reasons of weight savings or as an oil supply line or should have a continuous longitudinal cavity.
  • any remaining glass can be left in its passage sack cavity or the like with the simplest means, e.g. B. are known for removing sand cores, in particular by simple drilling, by vibration, blasting media or high pressure water.
  • the mold core itself can be designed as a hollow body or solid. Hollow mold cores are preferred, particularly with regard to mechanical or thermal stability.
  • the mandrel can be longer than the shaft and therefore be supported at least on one of its longitudinal ends outside the outer contour of the camshaft. If the mandrel is only supported at one longitudinal end outside the outer contour of a camshaft, it is within the mold with the help of a core support. e.g. B. position as usual with the help of steel pieces, especially to rule out floating in the initially liquid iron.
  • the mandrel completely protrudes from the mold with its two longitudinal ends, it usually requires no supports up to a diameter / length ratio of only about 1: 100, so that there is a rod-like or rod-like elongated mandrel, with the help of which an appropriately elongated core is provided To produce a continuous hollow cast iron body. Cores that are relatively long are appropriately supported in the middle at the top against floating.
  • the method according to the invention preferably also relates to producing a cast iron body which has a defined cavity without any access to the outside due to the casting.
  • a cavity can also be elongated in a rod-like manner and take into account any value of stability, weight or the like of the workpiece to be produced be specified by its contour.
  • a mandrel for casting a cast iron body having a defined cavity consists in melting a glass tube at both longitudinal ends and using core supports at the longitudinal ends inside the mold in a manner which is sufficiently stable for the casting is positioned.
  • the core supports can preferably consist of an iron ring to be pushed over the mold core, on which support legs are attached, for example at a mutual distance of 120 °.
  • the closed mold core which remains completely within the mold during casting, can have any configuration as a closed glass bulb, but also as a solid glass body.
  • the term “cavity” of the cast iron body is understood according to the invention to mean a through opening with two — possibly axial — entrances, a blind hole or a space that is completely enclosed by the cast iron during casting. While in the presence of an opening leading to the outside due to the casting, the glass remaining inside the cavity or on the walls thereof can be removed after the casting, such a post-treatment is not always necessary or desirable in the cavity enclosed on all sides.
  • a cavity enclosed on all sides is particularly advantageous if only a reduction in weight is desired and / or if the cavity is fully defined should not have blind holes to be produced by casting with sufficient accuracy or should have openings that penetrate into the interior, which can be subsequently created with the aid of a drill, which is not disturbed by any casting hole.
  • blind holes in general - usually already during the design of the cast body - it must be ensured that the drill does not reach or penetrate the glass core, because otherwise it is usually necessary to dispose of the glass completely.
  • through-holes are to be drilled, the interior of the cavity should generally be treated in the same way as in the case of cavities which are cast on one or more sides.
  • Quartz glass is preferred, and quartz material in particular because of the reduced expenditure. Quartz glass is made from crystalline quartz by complete melting and degassing. In contrast, the quartz material which has proven particularly useful in the context of the present invention can already be produced by partially melting or sintering quartz sand. In practice, glasses that have previously been used to draw samples from a steel or iron melt for analysis by pipette type are also favorable. If contoured cores are required, a mold core according to the invention consisting of glass can be combined with glass parts of larger or smaller diameter or with a conventional mold core made of sand. The contoured cores of the type according to the invention can also run through the shape or end on one side or even all around within the shape.
  • the section through a casting mold according to FIG. 1 shows the lower mold 1, the upper mold 2 and a glass tube 3 serving as the mold core.
  • the hatched cavity between the lower mold 1 and the upper mold 2 is filled with the cast iron which later forms the cast iron body 4.
  • the softening point of the glass 3 used to manufacture the glass tube is far below the temperature of the liquid iron, the casting and subsequent cooling of the cast iron body 4 result in a smooth inner surface 5 of the casting 4 corresponding to the surface quality of the glass tube 3.
  • Fig. 2 shows a perspective view of a lower mold 6 and a mandrel 7, with the aid of which a camshaft can be produced.
  • the lower mold 6 has the recesses 8 corresponding to the outer shape of the cast iron body 4 to be produced.
  • raised zones 9 are provided on the surface of the molded core 7 designed as a glass tube. The material distribution or removal is preferably made such that the cast iron body 4 to be produced has largely the same wall thickness everywhere.
  • Fig. 3 shows a shape in section with mold core 7 enclosed on all sides between lower mold 1 and upper mold 2. This is positioned in the cavity remaining between lower mold 1 and upper mold 2 with the aid of three core supports 10 each such that the cast iron piece 4 to be produced has the desired inner contour receives.
  • the core supports 10 are to be dimensioned such that they not only support the mandrel 7 but can also resist its buoyancy in the liquid iron.
  • depressions 8 and raised zones 9 on the lower and upper mold 1, 2 or on the mold core itself can also be provided with an enclosed mold core 7, which correspond to a cam of the cast iron piece 4 to be produced.
  • the mold core 7 to be used in a casting mold according to FIG. 3 can be designed both as a hollow body and as a solid body made of glass, preferably quartz. Since the core is to be built into the cast iron body essentially for the purpose of saving weight, it is of course particularly expedient to use a hollow body made of glass as the mold core. Because of the relatively low (compared to iron) specific weight of glass, there is also a considerable reduction in the weight of the cast iron body produced, even when using a solid glass body.
  • the mandrel in addition to being a tube that is open on one or both sides, is also — and preferably — designed as a hollow body made of glass.
  • a glass bulb was sealed under normal pressure, so there was normal air pressure in the bulb.
  • Such a piston was positioned with the aid of core supports between the upper and lower molds so that they had the desired distance from the outer mold everywhere. After casting and cooling the cast iron body, it could be determined by ultrasound that the hollow piston had not changed its position during casting. The further check by sawing the cast body also showed a perfect design and exact position of the cavity enclosed on all sides in the workpiece.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen einer einen langgestreckten Hohlraum aufweisenden, zur Anwendung in einem Verbrennungsmotor vorgesehener Nockenwelle aus Gußeisen. Sie betrifft außerdem eine Gießform mit einem Formkern in der Eisengießerei und einen Gußeisenkörper.
  • Wenn ein langgestreckten Gußeisenteil als Hohlkörper mit entsprechend langgestrecktem Durchgang gegossen werden soll, muß ein Kern angefertigt und in die Form eingebracht werden, in die die Eisenschmelze zu gießen ist. In der GB-PS 11 91 202 wird vorgeschlagen, als Formkern ein Stahlrohr mit darin eingesetztem, mit Isolierstoff beschichtetem Stahlstab zu verwenden. Bei diesem Verfahren wird flüssiges Eisen in die Form gegossen und anschließend der Stahlstab aus dem Stahlrohr, das Bestandteil des Gußkörpers wird, herausgezogen. Ein wesentlicher Nachteil dieser Verfahrensweise besteht darin, daß an der Grenze zwischen dem Stahl und dem Gußeisen eine sehr harte, schwer zu bohrende Abschreckschicht entsteht. Der Aufwand für das Stahlrohr ist erheblich.
  • In einem weiteren aus der britischen Patentanmeldung 84 03 355 vom 02. Februar 1984 bekannten Verfahren besteht der Formkern aus einem mit Keramikpapier oder dergleichen Isolierstoff bewickelten Stahlrohrkern. Das Keramikpapier bildet bei diesem Verfahren eine Isolierschicht zwischen der in die Form gegossenen Schmelze und dem weit kühleren Stahlrohr. Die Isolierschicht wird durch die beim Gießen einfließende Eisenschmelze aufgebraucht, z. B. verbrannt, so daß sich das innen liegende Metallrohr nach dem Erstarren des hergestellten Gußkörpers aus diesem herausziehen läßt. Es ist sehr mühsam, jeden Formkern vor dem Einbringen in die Form mit dem vorgesehenen Isoliermaterial zu umwickeln; außerdem wird die Oberfläche der Wicklung nicht vollständig eben, so daß die Innenfläche der Durchgangsöffnung des herzustellenden Gußeisenstücks nachzubearbeiten ist.
  • Relativ ebene Innenflächen von Durchgangsöffnungen langgestreckter Gußeisenteile werden erhalten, wenn nach der GB-PS 15 96 442 ein Graphitstab als Formkern verwendet wird. Bei dieser Verfahrensweise ist das Handling außerordentlich schwierig und in der Praxis kaum durchführbar, da Graphitstäbe sehr bruchempfindlich sind und eine sehr poröse Oberfläche besitzen, so daß beispielsweise durch Hautkontakt aufgebrachte Feuchtigkeit und Fettreste zu Gießfehlern, wie Blasen, führen können. Außerdem werden bei einem Graphitkern ähnlich wie bei einem Sandkern Abstützungen auch im mittleren Bereich der Stablänge gebraucht, wenn das Längen/Durchmesser-Verhältnis des Kerns einen bestimmten Wert übersteigt.
  • Aus "Patent Abstracts of Japan", Band 4, Nr. 164, 14. Nov. 1980, S. 110 (JP-A-55 114 435 ) ist die Verwendung von Röhren aus Glas zum Herstellen von Kühladern in Turbinenschaufeln bekannt. Der Einsatz eines Quarzrohrs zum Bilden eines einseitig offenen, dünnen Lochs in einem Metallgußkörper wird berichtet in "Patent Abstracts of Japan", Band 9, Nr. 155, 29. Juni 1985 (JP-A-60 30 549). Die Eisengießerei wird in den Druckschriften nicht erwähnt. Mit dem Gießen von Nockenwellen hat der entsprechende Stand der Technik nichts zu tun.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer hohlgegossenen Nockenwelle, also eines relativ zur Länge dünnen Gußeisenkörpers, zu schaffen, das es erlaubt, sowohl Hohlkörper ohne Gußöffnung oder Hohlkörper mit sehr dünnen, beispielsweise lediglich zur Ölversorgung von Lagern geeigneten, Durchgangsöffnungen oder Sacklöchern, als auch Hohlkörper mit, beispielsweise gewichtsmindernd, relativ zum Werkstückaußendurchmesser dickem zylindrischem und/oder der Außenkontur des Werkstücks angepaßtem Hohlraum zu gießen. Die Innenfläche des Gußteils soll, wenn und insoweit sie überhaupt erreichbar bzw. von Bedeutung ist, ohne wesentliche Nachbearbeitung etwa der Oberflächengüte einer mechanischen Bohrung entsprechen, schließlich soll ein auch in der Praxis eines Gießereibetriebs problemloses Handling möglich sein. Eine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Gießform soll einen Formkern haben können, der ohne Abstützung seines mittleren Bereiches seiner Länge auch bei Längen/Durchmesser-Verhältnissen des Kerns von bis zu 500 mm/5 mm einzusetzen ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren soll auch eine hohlgegossene Nockenwelle herstellbar sein.
  • Die erfindungsgemäße Lösung besteht für das Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle darin, daß beim Gießen ein Formkern aus Glas verwendet wird. Der erfindungsgemäß vorgesehene Formkern kann eine glatte zylindrische oder auch eine den Erfordernissen nach Stabilität, Gewicht oder dergleichen konturierte Oberfläche besitzen. Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
  • Eine zum Durchführen eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens geeignete Gießform kann einen aus Glas bestehenden Formkern besitzen, der ganz vom herzustellenden Gußeisenkörper umschlossen ist. Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Gußeisenkörpers kann einen beim Gießen allseitig umschlossenen Hohlraum aufweisen, an dessen Innenkontur Glas, insbesondere Quarzgut, anliegt.
  • Durch die Erfindung werden ein Gießverfahren und eine Gießform mit stabartig langgestrecktem Formkern geschaffen, die es in der Eisengießerei erlauben, eine langgestreckte Nockenwelle als Hohlkörper zu gießen, ohne daß ein wesentliches Nachbearbeiten der Innenkontur erforderlich wäre und ohne daß in der Nockenwelle schwer zu durchbohrende Abschreckschichten oder dergleichen entständen. Das Verfahren und die Form mit einem Glasrohr als Formkern sind besonders gut geeignet zum Herstellen einer Nockenwelle, die bekanntlich für ihre Länge relativ dünn ist, aber aus Gründen der Gewichtserspranis oder als Ölzuführleitung eine teilweise oder ganz durchgehende Längshöhlung haben soll.
  • Nach dem Gießen und Abkühlen einer erfindungsgemäß wenigstens einseitig offen hergestellten Nockenwelle kann in deren Durchgangssackhöhlung oder dergleichen etwa noch verbliebenes Glas mit einfachsten Mitteln, die z. B. zum Entfernen von Sandkernen bekannt sind, insbesondere durch einfaches Bohren, durch Vibration, Strahlmittel oder Wasserhochdruck, ausgelöst werden.
  • Der erfindungsgemäße Formkern selbst kann als Hohlkörper oder massiv ausgebildet werden. Vor allem im Hinblick auf die mechanische oder thermische Stabilität werden hohle Formkerne bevorzugt. Beim Gießen einer Nockenwelle kann der Formkern länger als die Welle sein und daher wenigstens an einem seiner Längsenden außerhalb der Außenkontur der Nockenwelle abgestützt werden. Wenn der Formkern nur an einem Längsende außerhalb der Außenkontur einer Nockenwelle abgestützt wird, ist er innerhalb der Form mit Hilfe einer Kernstütze. z. B. wie üblich mit Hilfe von Stahlstückchen, zu positionieren, insbesondere um ein Aufschwimmen im zunächst flüssigen Eisen auszuschließen. Wenn der Formkern mit seinen beiden Längsenden ganz aus der Form herausragt, benötigt er in der Regel bis zu einem Durchmesser/Längenverhältnis nur etwa 1:100 keine Abstützungen, so daß ein stangenartig bzw. stabartig langgestreckter Formkern vorliegt, mit dessen Hilfe ein einen entsprechend langgestreckten, durchgehenden Hohlraum aufweisender Gußeisenkörper herzustellen ist. Im Verhältnis längere Kerne werden zweckmäßig etwa in der Mitte oben gegen ein Aufschwimmen abgestützt.
  • Wenn der Formkern einseitig innerhalb der Form endet, und - wie gesagt - an diesem Ende mit einer Kernstütze positioniert wird, entsteht bei entsprechend langgestrecktem stabartig dünnem Formkern ein ebenso langgestrecktes dünnes Sackloch in dem fertig gegossenen Werkstück.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich bevorzugt auch darauf, einen Gußeisenkörper herzustellen, der einen definierten Hohlraum ohne jeden durch das Gießen bedingten Zugang nach außen besitzt. Auch ein solcher Hohlraum kann stabartig langgestreckt sein und jeden beliebigen Wert von Stabilität, Gewicht oder dergleichen des herzustellenden Werkstücks unter Berücksichtigung von dessen Kontur vorgegeben werden. Im einfachsten Fall besteht ein Formkern zum Gießen eines einen definierten Hohlraum (ohne einen durch das Gießen bedingten Zugang) aufweisenden Gußeisenkörpers darin, daß ein Glasrohr an beiden Längsenden zugeschmolzen und mit Hilfe von Kernstützen an den Längsenden innerhalb der Form in für das Gießen ausreichend stabiler Weise positioniert wird. Vorzugsweise können die Kernstützen aus einem über den Formkern zu schiebenden Eisenring bestehen, an dem beispielsweise mit 120° gegenseitigem Abstand, Stützbeine angesetzt werden. Im allgemeinen werden jedoch, z. B. drei oder vier, getrennte Stützen verwendet. Grundsätzlich kann der geschlossene, beim Gießen ganz innerhalb der Form verbleibende Formkern jede beliebige Konfiguration als geschlossener Glaskolben aber auch als massiver Glaskörper besitzen.
  • Nach dem Vorangehenden wird erfindungsgemäß unter dem Begriff "Hohlraum" des Gußeisenkörpers eine Durchgangsöffnung mit zwei -gegebenenfalls axialen - Eingängen, ein Sackloch oder ein beim Gießen erzeugter ganz von dem Gußeisen umschlossener Raum verstanden. Während bei Vorhandensein einer durch das Gießen bedingten nach außen führenden Öffnung das innerhalb des Hohlraums bzw. an dessen Wänden verbliebene Glas nach dem Gießen entfernt werden kann, ist eine solche Nachbehandlung bei dem allseits umschlossenen Hohlraum nicht immer erforderlich oder erwünscht.
  • Ein allseitig umschlossener Hohlraum ist dann von besonderem Vorteil, wenn lediglich eine Gewichtsminderung erwünscht wird und/oder wenn der Hohlraum ganz definierte durch das Gießen nicht mit ausreichender Genauigkeit herzustellende Sacklöcher oder bis in das Innere durchgehende Öffnungen besitzen soll, die nachträglich mit Hilfe eines - durch kein Gußloch gestörten - Bohrers zu erzeugen sind. Beim Bohren von Sacklöchern wird im allgemeinen - meist schon bei der Konzeption des Gußkörpers - darauf zu achten sein, daß der Bohrer nicht bis an den Glaskern herankommt oder diesen durchstößt, weil es sonst in der Regel erforderlich wird, das Glas vollständig zu entsorgen. Wenn dagegen durchgehende Bohrungen hergestellt werden sollen, ist das Innere des Hohlraums im Prinzip meist ebenso zu behandeln, wie im Fall von ein- oder mehrseitig offen gegossenen Hohlräumen.
  • Zum Herstellen des erfindungsgemäßen Formkerns kommen verschiedene Gläser infrage. Bevorzugt werden Quarzglas und wegen des verminderten Aufwands vor allem Quarzgut. Quarzglas wird aus kristallinem Quarz durch vollständiges Schmelzen und Entgasen hergestellt. Demgegenüber kann das im Zusammenhang und der vorliegenden Erfindung ganz besonders bewährte Quarzgut bereits durch teilweises Schmelzen bzw. Sintern von Quarzsand erzeugt werden. In der Praxis günstig sind auch Gläser, die schon bisher dazu verwendet wurden, aus einer Stahl- oder Eisenschmelze Proben für Analysen nach Pipettenart zu ziehen. Wenn konturierte Kerne benötigt werden, kann ein erfindungsgemäßer, aus Glas bestehender Formkern mit Glasteilen größeren oder kleineren Durchmessers oder mit einem üblichen Formkern aus Sand kombiniert werden. Auch die konturierten Kerne des erfindungsgemäßen Typs können durch die Form durchgehen oder einseitig bzw. sogar rundum innerhalb der Form enden.
  • Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine Gießform im Schnitt quer zur Längsrichtung eines langgestreckten Formkerns;
    Fig. 2
    eine untere Halbschale einer Gießform und einen als Glasrohr ausgebildeten Formkern; und
    Fig. 4
    eine Form im Schnitt mit einem allseitig eingeschlossenen Formkern.
  • Der Schnitt durch eine Gießform nach Fig. 1 zeigt die Unterform 1, die Oberform 2 und ein als Formkern dienendes Glasrohr 3. Beim Gießen wird der schraffierte Hohlraum zwischen Unterform 1 und Oberform 2 mit dem den späteren Gußeisenkörper 4 bildenden Eisenguß ausgefüllt. Obwohl der Erweichungspunkt des zum Herstellen des Glasrohrs verwendeten Glases 3 weit unterhalb der Temperatur des flüssigen Eisens liegt, entsteht beim Gießen und anschließenden Abkühlen des Gußeisenkörpers 4 eine der Oberflächenqualität des Glasrohrs 3 entsprechend glatte Innenfläche 5 des Gußkörpers 4.
  • Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Unterform 6 und eines Formkerns 7, mit deren Hilfe eine Nockenwelle herzustellen ist. Die Unterform 6 weist der Außenform des herzustellenden Gußeisenkörpers 4 entsprechende Vertiefungen 8 auf. Diesen Vertiefungen 8 entsprechend werden auf der Oberfläche des als Glasrohr ausgebildeten Formkerns 7 erhabene Zonen 9 vorgesehen. Die Materialverteilung bzw. Wegnahme wird vorzugsweise so getroffen, daß der herzustellende Gußeisenkörper 4 überall weitgehend gleiche Wandstärke erhält.
  • Fig. 3 zeigt eine Form im Schnitt mit allseitig zwischen Unterform 1 und Oberform 2 eingeschlossenem Formkern 7. Dieser wird in dem zwischen Unterform 1 und Oberform 2 verbleibenden Hohlraum mit Hilfe von je drei Kernstützen 10 so positioniert, daß das herzustellende Gußeisenstück 4 die gewünschte Innenkontur erhält. die Kernstützen 10 sollen so dimensioniert werden, daß sie den Formkern 7 nicht nur tragen sondern auch seinem Auftrieb im flüssigen Eisen widerstehen können.
  • Gemäß Fig. 3 können auch bei einem eingeschlossenen Formkern 7 Vertiefungen 8 und erhabene Zonen 9 an Unter-und Oberform 1, 2 bzw. am Formkern selbst vorgesehen werden, die einem Nocken des herzustellenden Gußeisenstücks 4 entsprechen.
  • Der in einer Gießform entsprechend Fig. 3 zu verwendende Formkern 7 kann sowohl als Hohlkörper als auch als Massivkörper aus Glas, vorzugsweise Quarzgut, ausgebildet werden. Da der Kern im wesentlichen aus Gründen der Gewichtsersparnis in den Gußeisenkörper eingebautwerden soll, ist es natürlich besonders günstig, als Formkern einen Hohlkörper aus Glas zu verwenden. Wegen des relativ (gegenüber Eisen) geringen spezifischen Gewichts von Glas ergibt sich aber auch bei Einsatz eines massiven Glaskörpers eine erhebliche Gewichtsverminderung des hergestellten Gußeisenkörpers.
  • Ohne Verletzung des fertigen Gußeisenkörpers kann man nicht ohne weiteres feststellen, ob der eingegossene Hohlraum die vorgesehene Position hat, ob also die Dicke der Wand um den Hohlraum herum, überall die gleiche gewünschte Stärke besitzt. Die entsprechende Qualitätsprüfung kann jedoch beispielsweise mit Hilfe von Ultraschall-Meßverfahren vorgenommen werden. Die Gießerei ist daher in der Lage, dem Abnehmer eine gleichbleibende Qualität zu garantieren.
  • Versuche haben ergeben, daß der Formkern außer als ein-oder beiseitig offenes Rohr auch - und bevorzugt - als Hohlkörper aus Glas auszubilden ist. Bei Versuchen wurde ein Glaskolben unter Normaldruck zugeschmolzen, in dem Kolben herrschte also normaler Luftdruck. ein solcher kolben wurde mit Hilfe von Kernstützen zwischen Ober-und Unterform so positioniert, daß er überall den gewünschten Abstand von der Außenform besaß. Nach dem Gießen und Abkühlen des Gußeisenkörpers konnte durch Ultraschall festgestellt werden, daß der Hohlkolben seine Position beim Gießen nicht verändert hat. Die weitere Überprüfung durch Aufsägen des Gußkörpers ergab ebenfalls eine einwandfreie Ausbildung und exakte Position des in dem Werkstück herzustellenden allseits eingeschlossenen Hohlraums.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Gießen einer einen langgestreckten Hohlraum aufweisenden, zur Anwendung in einem Verbrennungsmotor vorgesehenen Nockenwelle aus Gußeisen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beim Gießen ein Formkern (7) aus Glas verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein der Länge nach durch die Nockenwelle hindurchreichendes Glasrohr als Formkern (7) eingesetzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein allseits vom Gußeisen zu umschließender, hohler Glaskörper, insbesondere ein geschlossener Glaskolben, als Formkern (7) eingesetzt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein massiver, vorzugsweise innerhalb des Gußeisens verbleibender, Glaskörper als Formkern (7) eingesetzt wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Formkern (7) mit Hilfe von, insbesondere aus einem über den Formkern (7) zu schiebenden Ring mit daran angesetzten Stützbeinen bestehenden, Kernstützen (10) positioniert wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Formkern (7) aus einem Werkstoff nach Art des Materials eines zum Ziehen von Proben aus einer Stahl- oder Eisenschmelze geeigneten Glasrohrs, insbesondere aus Quarzglas, hergestellt wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Formkern (7) aus Quarzgut hergestellt wird.
  8. Gießform mit, insbesondere stabartig langgestrecktem, Formkern in der Eisengießerei zum Durchführen des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    einen aus Glas bestehenden, ganz vom herzustellenden Gußeisenkörper (4) zu umschließenden Formkern (7).
  9. Gußeisenkörper (4) hergestellt nach dem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    einen beim Gießen allseitig umschlossenen Hohlraum, an dessen Innenkontur Glas, insbesondere Quarzgut, anliegt.
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