EP1235657A2 - Verlorene form zur herstellung einer zylinderlaufbuchse - Google Patents

Verlorene form zur herstellung einer zylinderlaufbuchse

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EP1235657A2
EP1235657A2 EP00985038A EP00985038A EP1235657A2 EP 1235657 A2 EP1235657 A2 EP 1235657A2 EP 00985038 A EP00985038 A EP 00985038A EP 00985038 A EP00985038 A EP 00985038A EP 1235657 A2 EP1235657 A2 EP 1235657A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lost
inner core
cast
particles
producing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00985038A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Grahle
Jens WIESENMÜLLER
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.)
Mahle Ventiltrieb GmbH
Original Assignee
Mahle Ventiltrieb GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Mahle Ventiltrieb GmbH filed Critical Mahle Ventiltrieb GmbH
Publication of EP1235657A2 publication Critical patent/EP1235657A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02Lost patterns
    • B22C7/023Patterns made from expanded plastic materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0009Cylinders, pistons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0081Casting in, on, or around objects which form part of the product pretreatment of the insert, e.g. for enhancing the bonding between insert and surrounding cast metal

Definitions

  • the invention relates to a lost mold for the production of a cylinder liner or of other castings, in particular of ring carriers for pistons and a corresponding manufacturing method, as well as cylinder liners produced using lost molds according to the invention or a composite of a plurality of cylinder liners and other castings.
  • the invention is therefore concerned with the problem of specifying a method and a corresponding lost mold for producing a cast liner from aluminum, in particular, which has a rough outer surface.
  • the inner core of the lost form and the particles can consist of polystyrene, for example. However, all other materials suitable for lost molds can also be considered. Due to the structured surface of the lost shape, which is formed from particles, a rough surface with undercuts is created when the liner is cast, which is subsequently cast with an aluminum alloy during the subsequent production of a cylinder block, with a clinging between the liner and the base material.
  • the structured surface of the lost shape can also be referred to as a particle layer with gaps on the inner shape of the lost core.
  • a layer according to the invention deviates from the common understanding of the word "layer” in that there is generally no cohesion between the individual particles forming the layer, but only between the inner core and the particles.
  • the layer thickness is defined as the radial distance between the surface of the inner core and the outermost point of a particle.
  • the proportion of the gaps ie the surface not covered with particles, can assume values between 0% and 95% of the total area. Furthermore, the particles can also only locally z. B. may be provided in an upper and a lower region of the inner core of the lost shape.
  • Fig. 1 shows a lost shape according to the invention in cross section.
  • the lost mold 1 consists of an inner core 2 and a layer 3 with gaps formed from particles, which overall represents a structured outer surface of the lost mold 1.
  • the particles have no cohesion with one another, and are therefore only connected to the inner core 2.
  • the layer 3 formed from particles is applied to the inner core 2 by first spraying or brushing the inner core 2 with an adhesive or rolling an adhesive and then bringing the inner core into contact with the particles, e.g. B. by rolling the inner core 2 in a particle bed.
  • the layer thickness of the particle layer 3 defined above is shown in the drawing by a broken line.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

Eine Zylinderlaufbuchse oder ein anderes Eingussteil, insbesondere ein Ringträger für Kolben, sollen eine raue Oberfläche aufweisen, die eine gute Umklammerung des Eingussteils durch das Umgussmaterial gewährleistet. Erfindungsgemäss wird die raue Oberfläche durch Herstellung des Eingussteils mit einer eine Partikelschicht aufweisenden verlorenen Form erzeugt.

Description

Verlorene Form zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse
Die Erfindung betrifft eine verlorene Form zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse oder von anderen Eingußteilen, insbesondere von Ringträgern für Kolben und ein entsprechendes Herstellverfahren sowie mit erfindungsgemäßen verlorenen Formen hergestellte Zylinderlaufbuchsen bzw. einen Verbund von mehreren Zylinderlaufbuchsen und andere Eingußteile .
Die Herstellung von Zylinderlaufbuchsen mit verlorenen Formen ist an sich z. B. aus der DE 3909521 A bekannt. Auch die Herstellung von sogenannten Rauguß-Laufbuchsen aus Gußeisen ist bekannt. Dabei wird die raue mit Hinterschnitten versehene Oberfläche durch eine spezielle Schlichte erzeugt .
Für Laufbuchsen aus Aluminium wurde bisher noch kein entsprechendes Verfahren bekannt.
Die Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, ein Verfahren und eine entsprechende verlorene Form zur Herstellung einer gegossen Laufbuchse aus insbesondere Aluminium anzugeben, die eine raue Außenoberfläche aufweist.
Dieses Problem wird gelöst durch eine verlorene Form nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren nach Anspruch 5. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche .
Dabei können der innere Kern der verlorenen Form und die Partikel beispielsweise aus Polystyrol bestehen. Es kommen aber auch alle anderen für verlorene Formen geeigneten Werkstoffe in Betracht. Durch die aus Partikeln gebildete strukturierte Oberfläche der verlorenen Form entsteht beim Gießen der Laufbuchse eine raue Oberfläche mit Hinterschnitten, die bei der späteren Herstellung eines Zylinderblocks mit einer Aluminiumlegierung umgössen wird, wobei eine Verklammerung zwischen Laufbuchse und Grundmaterial entsteht.
Die strukturierte Oberfläche der verlorenen Form kann auch als mit Lücken durchsetzte Partikel-Schicht auf der Innenform des verlorenen Kerns bezeichnet werden. Vom allgemein geläufigen Verständnis des Wortes "Schicht" weicht eine erfindungsgemäße Schicht allerdings insofern ab, als zwischen den einzelnen, die Schicht bildenden Partikeln im Regelfall keine Kohäsion besteht, sondern nur zwischen dem inneren Kern und den Partikeln. Die Schichtstärke wird definiert als die radiale Distanz zwischen der Oberfläche des inneren Kerns und dem am weitesten außen liegenden Punkt eines Par- tikels .
Dabei kann der Anteil der Lücken, also der nicht mit Partikeln abgedeckten Oberfläche Werte zwischen 0 % und 95 % der Gesamtfläche annehmen. Ferner können die Partikel auch nur lokal z. B. in einem oberen und einem unteren Bereich des inneren Kerns der verlorenen Form vorgesehen sein.
Zwar ist es aus der EP 807479 A bekannt, einen mit einer Metall-Spritzschicht zu versehenden Lostfoam-Kern mit einer Zwischenschicht aus einem beim Spritzen beständigen Kunststoff, z. B. Polyamid zu versehen und beim Spritzen der Polyamidschicht Metallpartikel miteinzubringen, die beim Ausgasen der Polyamidschicht als strukturierte Metallschicht verbleibt und die Verklammerung der Metallspritzschicht mit dem Umgußmaterial verbessern soll, dieses Verfahren ist jedoch mit dem vorliegenden Verfahren nicht vergleichbar. Insbesondere kann bei Herstellung einer entsprechenden Schicht durch Spritzen kaum eine gute Verbindung zwischen den in der Zwischenschicht liegenden Metallpartikeln und der Metallspritzschicht entstehen, da der Schmelzpunktunterschied zwischen Metallpartikeln und Kunststoffpartikeln zu unterschiedlich ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Beispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße verlorene Form im Querschnitt .
Die verlorene Form 1 besteht aus einem inneren Kern 2 und einer aus Partikeln gebildeten Schicht 3 mit Lücken, die insgesamt eine strukturierte äußere Oberfläche der verlorenen Form 1 darstellt. Dabei weisen die Partikel untereinander keine Kohäsion auf, sind also nur mit dem inneren Kern 2 verbunden.
Die aus Partikeln gebildete Schicht 3 wird auf den inneren Kern 2 aufgebracht, indem der innere Kern 2 zunächst mit einem Klebstoff besprüht oder bestrichen wird oder ein Klebstoff aufgewalzt wird und anschließend der innere Kern mit den Partikeln in Kontakt gebracht wird, z. B. durch Wälzen des inneren Kerns 2 in einer Partikelschüttung .
Da die Partikel im Regelfall rund sind, liegt meist nur ein Punktkontakt mit dem inneren Kern 2 vor. Daher kann in einer Schnittdarstellung ein Partikel, der den Kontakt in einem oberhalb der Bildebene liegenden Punkt hat, zeichnerisch als nicht mit dem inneren Kern 2 in Kontakt stehender Partikel dargestellt sein.
Die oben definierte Schichtstärke der Partikelschicht 3 ist in der Zeichnung durch eine Strichlinie wiedergegeben.

Claims

Patentansprüche
1. Verlorene Form (1) zur gießtechnischen Herstellung einer Zylinderlaufbuchse bzw. eines Zylinderlaufbuchsen- verbunds , bestehend insbesondere aus einer Aluminium- Legierung, oder zur gießtechnischen Herstellung eines Eingußteils, insbesondere eines Ringträgers für Kolben, wobei die verlorene Form einen inneren Kern (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die verlorene Form im Bereich ihrer äußeren Oberfläche eine Oberflächenstruktur mit Hinterschnitten aufweist, die durch adhäsiv mit dem inneren Kern (2) verbundene Partikel gebildet ist.
2. Verlorene Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Partikel mit dem inneren Kern mittels eines Klebstoffes verbunden sind.
3. Verlorene Form nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichne , daß die Partikel mittlere Durchmesser von 0,5 - 2 mm aufweisen .
4. Verlorene Form nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichne , daß die Oberflächenstrukur insgesamt durch eine Partikelschicht (3) gebildet ist, die eine geringere mittlere Dichte aufweist als die Dichte des inneren Kerns (2) .
5. Verfahren zur Herstellung einer verlorenen Form (1) für eine gegossene Zylinderlaufbuchse aus einer Aluminium- Legierung mit rauer Außenfläche, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte
- Herstellen eines inneren, rohrabschnittförmigen Kerns ( 2 ) der verlorenen Form ( 1 ) ,
- Aufbringen einer Partikelschicht (3) auf den inneren Kern (2), wobei die Partikel mit dem inneren Kern (2) durch Adhäsion verbunden werden und die Partikelschicht (3) insgesamt eine geringere Dichte aufweist als der innere Kern (2)
- Überziehen der verlorenen Form (1) mit einer Schlichte .
6. Zylinderlaufbuchse aus übereutektischer AlSi-Legierung, Grauguß oder Stahlguß, gekennzeichnet durch eine strukturierte Oberfläche, die durch eine verlorene
Form nach Anspruch 1 erzeugt ist.
7. Eingußteil, insbesondere Ringträger für einen Kolben, gekennzeichnet durch eine strukturierte Oberfläche, die durch eine verlorene Form nach Anspruch 1 erzeugt ist.
EP00985038A 1999-12-02 2000-11-16 Verlorene form zur herstellung einer zylinderlaufbuchse Withdrawn EP1235657A2 (de)

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