DE19756522A1 - Producing hollow spaces in components - Google Patents

Abstract

The hollow space to be produced in a cast component is obtained through use of a hollow insert which in its turn has been obtained by a casting or forging process, for example.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung von Hohlräumen in, insbeson­ dere durch Gießen, herzustellenden Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.The invention relates to a method for forming cavities in, in particular by casting, components to be manufactured according to the preamble of the An saying 1.

Bei der, insbesondere gießtechnischen Herstellung beliebig geformter Bauteile, die überwiegend aus Metall-Legierungen gebildet werden, müssen verschiedene Forderungen erfüllt werden, die von unterschiedlicher Natur sind und daher bisher nicht alle gleichzeitig zur Zufriedenheit eingehalten werden können. Im einzelnen handelt es sich darum,
In the production, in particular by casting, of components of any shape, which are predominantly formed from metal alloys, various requirements have to be met, which are of a different nature and therefore not all of them have so far been able to be satisfied to the same time. The details are:

• - eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften und/oder Funktionen des herzustellenden Bauteils, beispielsweise von Fahrwerksteilen aus dem Automobil­ bau, zu erreichen, so daß beispielsweise ein Doppel-T-Profil durch ein Rohr er­ setzt und damit die Festigkeit des betreffenden Bauteils beträchtlich gesteigert werden kann,- A significant improvement in the properties and / or functions of the component to be manufactured, for example chassis parts from the automobile construction, to achieve, for example, a double-T profile through a pipe sets and thus significantly increases the strength of the component in question can be,
• - eine Gewichtsreduzierung zu erzielen, was eines der wichtigsten Ziele insbe­ sondere der Hersteller von Kraftfahrzeugen darstellt, - To achieve weight reduction, which is one of the most important goals especially represents the manufacturer of motor vehicles,  
• - bei der Fertigung von Bauteilen die sog. "Near-net-shape"-Technologie einset­ zen zu können, wobei beispielsweise der Ersatz der üblicherweise zur Ausbildung von Hohlräumen verwendeten Sandkerne dringend wünschenswert wäre, die stets kostenintensiv entfernt werden müssen, und- The so-called "near-net-shape" technology is used in the manufacture of components zen, for example, the replacement of the usual for training of sand cores used by cavities would always be desirable need to be removed costly, and
• - die im Gußteil beim Erstarrungsprozeß aufgrund der verwendeten, konventio­ nell eingesetzten Sandkerne auftretenden Spannungen zu reduzieren.- The in the casting during the solidification process due to the convention used to reduce stresses that occur when sand cores are used.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Beseitigung der geschilderten Nachteile ein Verfahren zur Ausbildung von Hohlräumen in Bauteilen zu schaffen, mit dem die oben skizzierten Forderungen insgesamt erfüllt werden.The invention is therefore based on the object to eliminate the described Disadvantages of creating a method for forming cavities in components with which the requirements outlined above are met overall.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.The features of the invention created to achieve this object result itself from claim 1. Advantageous refinements of this are in the others Described claims.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ausbildung von Hohlräumen in, insbe­ sondere durch Gießen, herzustellenden Bauteilen, die vorzugsweise aus Metall- Legierungen geformt werden, liegt der wesentliche Gedanke zugrunde, daß der im herzustellenden Bauteil jeweils vorzusehende Hohlraum als Hohlkörper in Form eines hohlen Einlagekörpers ausgebildet wird, der seinerseits durch eine Schmel­ ze gegossen bzw. durch Schmieden geformt wird.The inventive method for forming cavities in, esp especially by casting, components to be manufactured, which are preferably made of metal Alloys are formed, the basic idea is that the im Component to be produced each cavity to be provided as a hollow body in shape a hollow insert body is formed, which in turn by a melt ze is cast or formed by forging.

Vorteilhafterweise wird der herzustellende Einlagekörper mit einer Schmelze aus metallischem Werkstoff bzw. aus einer metallischen Legierung gegossen.The insert body to be produced is advantageously melted metallic material or cast from a metallic alloy.

Hierbei ist es selbstverständlich erfindungsgemäß auch möglich, den Einlagekör­ per mit einer Schmelze aus einer teilflüssigen Legierung zu gießen.Here it is of course also possible according to the invention, the insert body by casting with a molten metal alloy.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah­ rens ist es ebenfalls möglich, den Einlagekörper durch eine keramische Schmelze zu gießen. According to a modified embodiment of the inventive method rens, it is also possible to melt the insert body through a ceramic to pour.  

Der auszubildende Einlagekörper kann erfindungsgemäß derart hergestellt wer­ den, daß ein entsprechend gegossener Gitterstrukturschaum verwendet wird.According to the invention, the insert body to be trained can be produced in this way that an appropriately cast lattice structure foam is used.

Hierbei kann der Schaum entweder mit geschlossenen Poren oder mit an seiner Außenfläche offenen Poren ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall ist es wün­ schenswert, den offenporigen Schaum an seiner Außenfläche zu verschließen, um zu gewährleisten, daß der durch den Innenraum des Schaums gebildete Hohlraum beim Herstellen des eigentlichen Bauteils aufrechterhalten wird.Here, the foam can either with closed pores or with its Outside surface open pores can be formed. In the latter case, it is fine it is worthwhile to seal the open-cell foam on its outer surface in order to to ensure that the cavity formed by the interior of the foam is maintained when manufacturing the actual component.

Dieses Verschließen des offenporigen Gitterstrukturschaums kann erfindungsge­ mäß derart erfolgen, daß der Schaum an seiner Außenfläche mit einem folienarti­ gen, insbesondere metallischen Material umwickelt wird.This closing of the open-cell lattice structure foam can fiction, ge according to such that the foam on its outer surface with a foil art gene, in particular metallic material is wrapped.

Statt dessen ist es auch möglich, den offenporigen Schaum mit unterschiedlicher Porosität herzustellen, und zwar derart, daß seine Porosität von außen nach innen zunimmt. Hierdurch soll insbesondere erreicht werden, daß dasjenige Material, das beim Gießen des eigentlichen Bauteils in den Innenraum des offenporigen Schaums einzudringen versucht, bereits an der Außenfläche des Schaums zum Stocken gebracht wird. Hierdurch ergibt sich außerdem der entscheidende Vorteil, daß eine enge Verbindung zwischen dem Material des Gitterstrukturschaums und dem Metall, aus welchem das Bauteil gegossen wird, erreicht wird.Instead, it is also possible to use the open-pore foam with different To produce porosity in such a way that its porosity from the outside in increases. This is intended in particular to ensure that the material that when pouring the actual component into the interior of the open-pore Foam tries to penetrate already on the outer surface of the foam Is brought to a halt. This also has the decisive advantage of that a close connection between the material of the lattice structure foam and the metal from which the component is cast.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Einlagekörper als geschlossener Hohl­ körper mit auf das herzustellende Bauteil abgestimmten, geometrisch frei wählba­ ren Abmessungen ausgebildet bzw. gegossen wird.It is within the scope of the invention that the insert body as a closed hollow body with geometrically freely selectable components that are matched to the component to be manufactured ren dimensions is formed or cast.

Hierbei ist es erfindungsgemäß möglich, das diesen Einlagekörper aufweisende Bauteil durch eines der Verfahren aus der Gruppe Sandgießen, Schwerkraftgie­ ßen, Thixogießen bzw. Thixoschmieden, Druckgießen, Niederdruckgießen, Ge­ gendruckgießen, Vakuumgießen herzustellen.It is possible according to the invention to have the insert body Component by one of the processes from the group sand casting, gravity casting essen, thixo casting or thixo forging, die casting, low pressure casting, ge pressure die casting, vacuum casting.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich zahlreiche Anwendungsge­ biete, da die unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Bauteile unterschiedliche Vorteile erbringen, die es ermöglichen, diese Bauteile auf sehr unterschiedlichen Gebieten einzusetzen. Lediglich des Beispiels halber sei hier erwähnt, daß die betreffenden Bauteile auf dem Gebiet der Herstellung von Kraftfahrzeugen (Pleuelstangen, Schwenklager usw.) sowie als sonstige Fahrwerksteile zum Einsatz kommen können.The method according to the invention results in numerous applications offer because the manufactured using the method according to the invention Components bring different benefits that allow these components  to be used in very different areas. For example only it should be mentioned here that the relevant components in the field of manufacture of motor vehicles (connecting rods, swivel bearings, etc.) and other Chassis parts can be used.

Die hohlen Einlagekörper, die den im herzustellenden Bauteil vorzusehenden Hohlraum ausbilden sollen, können, wie schon erwähnt, entweder aus metalli­ schen Legierungen (Eisenlegierungen oder Nichteisenlegierungen) oder aus ke­ ramischen Werkstoffen hergestellt werden.The hollow insert body that is to be provided in the component to be manufactured Should form cavity, as already mentioned, either made of metal alloys (iron alloys or non-ferrous alloys) or ke ramischen materials are manufactured.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich der besondere Vorteil, daß die Form des geschlossenen Hohlkörpers bzw. Einlagekörpers geometrisch frei wähl­ bar ist, wobei außerdem auch Gitterstrukturschäume, entweder aus metallischen oder keramischen Werkstoffen, zum Einsatz gelangen können, die geschlossen­ porig oder offenporig ausgebildet sind. Im letztgenannten Fall ist dann der offenpo­ rige Gitterstrukturschaum entweder an seiner Außenfläche durch Umwickeln ver­ schlossen oder in seiner Porosität derart ausgebildet, daß diese von außen nach innen zunimmt, d. h. also beim Gießen des eigentlichen Bauteils ein Eindringen des Bauteilmaterials in den Innenraum des Gitterstrukturschaums verhindert.The inventive method has the particular advantage that the Geometrically choose the shape of the closed hollow body or insert body bar, and also lattice structure foams, either made of metallic or ceramic materials can be used, which are closed are porous or open-pore. In the latter case, the open po is lattice structure foam either ver on its outer surface by wrapping closed or designed in its porosity such that these from the outside increases inside, d. H. penetration when casting the actual component of the component material in the interior of the lattice structure foam prevented.

Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfin­ dung wird im übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche verwiesen.With regard to features of the Erfin not explained in detail above dung is otherwise expressly referred to the claims.

Claims (12)

1. Verfahren zur Ausbildung von Hohlräumen in, insbesondere durch Gießen, herzustellenden Bauteilen, die vorzugsweise aus Metall-Legierungen ge­ formt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der im herzustellenden Bauteil jeweils vorzusehende Hohlraum als Hohlkörper in Form eines hohlen Einlagekörpers ausgebildet wird, der sei­ nerseits durch eine Schmelze gegossen bzw. durch Schmieden geformt wird.1. A method for forming cavities in, in particular by casting, components to be produced, which are preferably formed from metal alloys ge, characterized in that the cavity to be provided in the component to be produced is designed as a hollow body in the form of a hollow insert body, which is on the other hand is cast by a melt or formed by forging. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlagekör­ per mit einer Schmelze aus metallischem Werkstoff bzw. aus einer metalli­ schen Legierung gegossen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the insert body per with a melt of metallic material or from a metalli alloy is cast. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein­ lagekörper mit einer Schmelze aus einer teilflüssigen Legierung gegossen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the one cast body with a melt from a partially liquid alloy becomes. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlagekör­ per durch eine keramische Schmelze gegossen wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the insert body is poured through a ceramic melt. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Einlagekörper ein entsprechend gegossener Gitterstruk­ turschaum verwendet wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that a correspondingly cast lattice structure as an insert body door foam is used. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum mit geschlossenen Poren ausgebildet wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the foam with closed pores is formed. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum mit an seiner Außenfläche offenen Poren ausgebildet wird. 7. The method according to claim 5, characterized in that the foam with open pores are formed on its outer surface.   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der offenporige Schaum an seiner Außenfläche verschlossen wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the open-pore Foam is sealed on its outer surface. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der offenporige Schaum durch Umwickeln seiner Außenfläche mit einem folienartigen, ins­ besondere metallischen Material verschlossen wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the open-pore Foam by wrapping its outer surface with a film-like, ins special metallic material is closed. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der offenporige Schaum mit unterschiedlicher Porosität hergestellt wird, derart, daß seine Porosität von außen nach innen zunimmt.10. The method according to claim 8, characterized in that the open-pore Foam with different porosity is produced in such a way that its Porosity increases from the outside in. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einlagekörper als geschlossener Hohlkörper mit auf das herzustellende Bauteil abgestimmten, geometrisch frei wählbaren Abmes­ sungen ausgebildet bzw. gegossen wird.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the insert body as a closed hollow body with the Component to be manufactured, geometrically freely selectable dimensions solutions are formed or cast. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das diesen Einlagekörper aufweisende Bauteil durch eines der Verfahren aus der Gruppe Sandgießen, Schwerkraftgießen, Thixogie­ ßen bzw. Thixoschmieden, Druckgießen, Niederdruckgießen, Gegendruck­ gießen, Vakuumgießen hergestellt wird.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized records that the component having this insert body by a the processes from the group sand casting, gravity casting, thixogy ß or thixo forging, die casting, low pressure casting, counter pressure pour, vacuum casting is produced.