DE60022605T2

DE60022605T2 - Vorrichtung und verfahren zum giessen von zylinderköpfen

Info

Publication number: DE60022605T2
Application number: DE60022605T
Authority: DE
Inventors: Akira Aki-gun MURATA; Akihiro Aki-gun NAKANO; Nobuyuki Aki-gun MATSUBAYASHI; Takayuki Aki-gun SHOUJU; Tomoyuki Aki-gun NOZAKI; Shigeo Aki-gun YANO
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2020-04-26
Also published as: KR20010053232A; EP1098726B1; WO2000066296A1; US6422294B1; DE60022605D1; EP1098726A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung und ein Gießverfahren zum Gießen eines Zylinderkopfes eines Motors.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Wie allgemein bekannt ist, ist ein Zylinderkopf eines Motors für einen Kraftfahrzeugmotor oder dergleichen mit Wegen versehen, die komplexe Formen aufweisen, wie beispielsweise Luftzufuhr- und Luftauslassöffnungen zu einem Zylinderabschnitt, Wegen für Motorkühlwasser (Wassermäntel) und Wegen für Motoröl (Ölmäntel), und er enthält auch Zapfenlöcher für Zündkerzen, die der Anzahl von Zylindern entsprechen, und eine Anzahl von Schraubenlöchern, die zum Zeitpunkt des Zusammensetzens mit einem Zylinderkörper verwendet werden; er hat daher als Ganzes eine komplexe Form, was es schwierig macht, maschinelle Bearbeitungsvorgänge, wie beispielsweise einen Schneidvorgang usw., anzuwenden, weshalb sein Grundmaterial normalerweise als ein Gussprodukt bei Verwenden einer Aluminiumlegierung usw. als sein Material erhalten wird.
JP-04-084662 offenbart ein Verfahren zum Abkühlen des geschmolzenen Metalls eines Gusses und schlägt im Hinblick auf das Erreichen einer gleichförmigen Verfestigung und das Vermeiden von inneren Verfestigungsfehlern vor, ein Rohrelement zum Abkühlen zu verwenden. Da das Rohrelement an einem gemeinsamen Träger angebracht ist, besteht jedoch keine Differenzierung der Durchflussrate des Kühlmediums in den Rohrelementen.
US 4,671,337 und US 4,875,518 befassen sich mit der gerichteten Verfestigung eines Metallgusses in einer Metallform, wobei US 4,671,337 vorschlägt, eine Kühlplatte in Kombination mit Kühldüsen zu verwenden, und US 4,875,518 vorschlägt, Kühlgänge in Kombination mit Kokillen zu verwenden. Einige spezifische Probleme beim Gießen eines Zylinderkopfes werden durch die gerichtete Verfestigung, die in diesen beiden Dokumenten vorgeschlagen wird, jedoch nicht gelöst.
In Bezug auf ein Gießverfahren zum Gießen solch eines Zylinderkopfes war ein so genanntes Niederdruckgießverfahren bekannt, bei welchem geschmolzenes Metall innerhalb einer Beschickungseinrichtung durch Ausüben von Druck auf die Oberfläche des geschmolzenen Metalls innerhalb eines Schmelztiegels durch Verwenden von Druckluft usw. derart angehoben wird, dass das auf diese Weise angehobene geschmolzene Metall einem Gießformhohlraum zugeführt wird, um gegossen zu werden (siehe zum Beispiel die japanische Patent-Offenlegeschrift Nr. 1-53755 oder US 4,875,518 ). Bei diesem Niederdruckgießverfahren können, da das geschmolzene Metall durch Druckluft usw. unter Druck gesetzt wird, stabile hochwertige Gussprodukte erhalten werden und da bei diesem Verfahren praktisch keine oder nur sehr wenige so genannte Speiserköpfe benötigt werden ist es möglich, die Ausbeute des Materials bis zu einem hohen Grad zu verbessern; demnach weist dieses Verfahren verschiedene Vorteile auf.
Hierbei neigt im Falle, dass ein Gas, wie beispielsweise Luft, in einem Gießformhohlraum enthalten ist, in den geschmolzenes Metall eingespritzt wird, um ihn zu füllen, solch ein restliches Gas im Gussprodukt dazu, Gussfehler, wie beispielsweise „grobe Porosität" usw., zu verursachen. Es war allgemein bekannt, dass ein wirksames Verfahren, um das Auftreten solcher Gussfehler zu verhindern, ist, dem Kühlvorgang des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang Gerichtetheit zu verleihen, um zu ermöglichen, dass die Verfestigung an einem Abschnitt beginnt, der soweit als möglich vom Durchlass entfernt ist. Durch Abkühlen und Verfestigen des geschmolzenen Metalls unter solch einer Gerichtetheit wird das restliche Gas innerhalb des Gießformhohlraums schrittweise zur Durchlassseite getrieben und kommt schließlich im Durchlassabschnitt zu stehen, und in diesem Zustand kann die Verfestigung beendet werden. Da der Durchlassabschnitt nach der Beendigung des Gießvorgangs als Abfallabschnitt abgeschnitten und entfernt wird, kann die Möglichkeit von restlichem Gas im Gussprodukt, so wie es ist, dementsprechend verringert werden, und es wird möglich, die Erzeugung von Gussfehlern wirksam zu verringern.
Konkret ist bei dem zuvor erwähnten Niederdruckgießverfahren der Durchlass oft auf der unteren Formseite der oberen und unteren Formen ausgebildet, und in diesem Fall kann Gas, das innerhalb des Hohlraums verweilt, der mit dem geschmolzenen Metall gefüllt ist, im Allgemeinen zur oberen Formseite, die vom Durchlass weit entfernt ist, aufsteigen; es ist daher unerlässlich, den Kühlvorgang des geschmolzenen Metalls mit einer Gerichtetheit auf solch eine Art und Weise durchzuführen, dass ermöglicht wird, dass die Abkühlung des geschmolzenen Metalls von der oberen Formseite, die vom Durchlass am Weitesten entfernt ist, schrittweise fortschreitet.
Wenn das geschmolzene Metall innerhalb des Gießformhohlraums abgekühlt und verfestigt wird, ist außerdem die Außenseite des Gießformhohlraums, die näher zur Gießformoberfläche ist, infolge der natürlichen Wärmestrahlung von der Gießform nach außen im Allgemeinen empfänglicher für die Abkühlung als die mittlere Seite davon; daher neigt Gas dazu, auf der mittleren Seite des Gießformhohlraums zu verweilen. Aus diesem Grund ist es in Bezug auf Abschnitte auf der mittleren Seite und ebenso auf Abschnitte auf der Außenseite des Gießformhohlraums vorzuziehen, den Kühlvorgang des geschmolzenen Metalls mit einer Gerichtetheit auf solch eine Art und Weise durchzuführen, dass ermöglicht wird, dass die Abkühlung des geschmolzenen Metalls von den Abschnitten auf der mittleren Seite schrittweise fortschreitet.
Mit anderen Worten, beim Gießvorgang wird, um die Produktivität usw. zu verbessern, im Allgemeinen ein Kühlvorgang vorbereitet, um die Verfestigung des geschmolzenen Metalls beim Verfestigen des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang zu beschleunigen; und in diesem Kühlvorgang ist es nicht nur unerlässlich, die Verfestigungsgeschwindigkeit einfach zu erhöhen, sondern außerdem auch einen Kühlvorgang mit der zuvor erwähnten Gerichtetheit durchzuführen.
Wie bereits erwähnt, ist der Zylinderkopf eines Motors zusätzlich zu Luftzufuhr- und Luftauslassöffnungen mit Durchgangsabschnitten, wie beispielsweise den Wassermänteln, die als Wege für Motorkühlwasser dienen, und den Ölmänteln, die als Wege für Motoröl dienen, versehen. Daher werden im Falle, dass solch ein Zylinderkopf gegossen wird, Kerne, die diesen Durchgangsabschnitten entsprechen, in der Gießform zusammengesetzt, und das Gießen wird darin durchgeführt.
Wenn diese Kerne innerhalb der Gießform zusammengesetzt werden, werden Kernaugen an den Enden jedes Kerns angeordnet, und der Kern wird im Allgemeinen durch diese Kernaugen in die Gießform eingebaut. Hierbei umfasst „Kernauge" in der vorliegenden Spezifikation jedes von jenen, die mit dem Kernhauptkörper ganzheitlich eingerichtet sind, und von jenen, die auf einem getrennten Element ausgebildet sind und in Kombination mit dem Kernhauptkörper verwendet werden.
Unter den zuvor erwähnten Durchgangsabschnitten werden die Wassermäntel und Ölmäntel normalerweise in parallelen oberen und unteren Positionen nahe beieinander angeordnet, nachdem jeweils vorgegebene Wegquerschnittsflächen innerhalb eines begrenzten Raumes im Zylinderkopf bereitgestellt wurden.
Wenn Kerne für diese beiden Arten von Mänteln in der Gießform zusammengesetzt werden, ist es daher unerlässlich, die Entfernung zwischen den Achsen der beiden Kerne so genau als möglich aufrechtzuerhalten, um die Dicke zwischen den beiden Arten von Mänteln genau zu halten.
Da diese beiden Arten von Mänteln jedoch auf eine Art und Weise eingerichtet werden, dass sie sich praktisch über die ganze Länge des Zylinderkopfs in der Längenrichtung erstrecken, weisen die Kerne erheblich verlängerte Formen auf. Daher ist es im Falle, dass diese Kerne jeweils unabhängig in die Gießform eingebaut werden, schwierig, die Entfernung zwischen den Achsen der beiden Arten von Kernen auf einem festen Wert zu halten. Zudem führt dieser Fall zu einer Erhöhung der Anzahl der Kernmontagevorgänge und macht die Montagevorrichtung für die Kerne auch komplexer, was Nachteile beim Verringern der Produktionskosten verursacht.
Konkret wurde eine Anordnung vorgeschlagen, in welcher wenigstens ein Abschnitt einer Gießformfläche, die der Seitenfläche des Zylinderkopfs entspricht, durch eine Innenseitenfläche einer beweglichen Seitenform gebildet wird, die in einer Richtung (seitlichen Richtung) orthogonal zur Formschließrichtung der unteren und oberen Gießformen verschoben werden kann (zum Beispiel japanische Patent-Offenlegeschrift Nr. 1-53755 oder US 4,875,518 ). Jedoch muss im Falle, dass solch eine Anordnung angewendet wird, nachdem der unterseitige Wassermantelkern in der unteren Form eingesetzt wurde, der oberseitige Ölmantelkern in der zuvor erwähnten beweglichen Seitenform eingesetzt werden.
In diesem Fall entsteht jedoch das Problem, dass es, da ein Abschnitt der Gießform, der den Schiebevorgang der Seitenform unterstützt, infolge wiederholter Schiebebewegungen Abrieb ausgesetzt ist, schwierig ist, die Entfernung zwischen den Achsen der beiden Kerne auf eine beständige Art und Weise auf einem festen Wert zu halten.
Um den unterseitigen Wassermantelkern der beiden Arten von Kernen in der unteren Form einzubauen, werden außerdem Kernaugenarretierabschnitte in Abschnitten der Gießform, die Kernaugen an den beiden Enden des Wassermantelkerns entsprechen, und Eingriffsabschnitte, die in die Kernaugenarretierabschnitte eingreifen, in den jeweiligen Kernaugenseiten gebildet; auf diese Weise werden Positionier- und Befestigungsvorgänge im Allgemeinen durch Ermöglichen, dass die Eingriffsabschnitte in die entsprechenden Kernaugenarretierabschnitte eingreifen, durchgeführt.
Da jedoch in solch einer herkömmlichen Anordnung die jeweiligen Eingriffsabschnitte in ihrer Form und Abmessung derart eingestellt werden, dass sie auf eine Art und Weise in die Kernaugenarretierabschnitte eingreifen, dass sie sich in keiner Richtung bewegen, um Lageversetzungen des Kerns zu verhindern, wird der Kern durch die Kernaugenabschnitte an den beiden Enden auf eine völlig starre Art und Weise befestigt. Diese Anordnung neigt dazu, ein anderes Problem aufzuwerfen, nämlich, dass, wenn beim Gießen geschmolzenes Metall in den Gießformhohlraum eingespritzt wird, um ihn zu füllen, der Kern infolge von Unterschieden des Wärmeausdehnungsgrades zwischen der Metallgießform und dem Kern mit Gießsand als seinem Hauptmaterial für Risse und Absplitterungen anfällig ist.
Darüber hinaus wurde eine andere Anordnung vorgeschlagen, in welcher statt des unabhängigen Einbauens der beiden Arten von Kernen für Wassermäntel und Ölmäntel in die Gießform die beiden Kerne vorher ganzheitlich zusammengesetzt werden und diese im Voraus zusammengesetzten Kerne in die Gießform eingebaut werden. Aber auch in dieser Anordnung ist der Kern infolge von Unterschieden des Wärmeausdehnungsgrades, der durch Temperaturunterschiede usw. zwischen den Kernen verursacht wird, für Risse und Absplitterungen anfällig.
Wie allgemein bekannt ist, werden die jeweiligen Kerne außerdem durch Verwenden von Gießsand als ihr Hauptmaterial gebildet, mit dem ein Bindemittel mit Harz als seine Hauptkomponente gemischt ist, und in diesem Fall wird, wenn solch ein Kern in die Gießform eingebaut und einem Gießvorgang unterzogen wird, das Bindemittel, das im Kern enthalten ist, infolge der Wärme des geschmolzenen Metalls in Gas umgewandelt, und das restliche Gas im Gussprodukt neigt dazu, so genannte Gasfehler zu verursachen. Daher ist es im Gießvorgang unerlässlich, solch ein Gas vor der Verfestigung des geschmolzenen Metalls schnell aus der Gießform zu entladen.
Da jedoch der Wassermantelkern und der Ölmantelkern, wie bereits erwähnt, verlängerte Formen aufweisen, ist es schwierig, das Gas, das innerhalb davon erzeugt wurde, schnell aus der Gießform zu entladen.
Hierbei ist es, um die Erzeugung von Gussfehlern, wie beispielsweise „grobe Porosität" usw., infolge von restlichem Gas, wie beispielsweise Luft im Gussprodukt, zu verhindern, auch in diesem Fall wirksam, dem Kühlvorgang des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang eine Gerichtetheit zu verleihen, um zu ermöglichen, dass die Verfestigung an einem Abschnitt beginnt, der so weit als möglich vom Durchlass entfernt ist. Es ist insbesondere in dem zuvor erwähnten Niederdruckgießverfahren wichtiger, den Kühlvorgang des geschmolzenen Metalls mit solch einer Gerichtetheit durchzuführen.
In diesem Fall ist es insbesondere vorzuziehen, wenn solch eine Gerichtetheit im Kühlvorgang durch Verwenden des Kerns, der aufgrund seines Hauptmaterials aus Gießsand im Vergleich zur Metallgießform weniger leicht Wärme überträgt, erreicht werden kann.
Wie allgemein bekannt ist, ist im Falle, dass ein Gussprodukt durch Einspritzen von geschmolzenem Metall in einen Volumenabschnitt erhalten wird, der zwischen Gießformen ausgebildet ist, die einander gegenüber angeordnet sind, um das geschmolzene Metall gleichmäßig über die Innenfläche der Gießformen zu verteilen oder um das Gussprodukt nach der Verfestigung des geschmolzenen Materials sanft aus der Gießform herauszunehmen, ein allgemeines Verfahren, vor einem Gießvorgang vorher eine Formschlichte auf die Innenfläche der Gießform aufzutragen.
Zum Beispiel ist es, da der Durchlass in den meisten Fällen auf der unteren Formseite der oberen und unteren Formen ausgebildet ist, in dem zuvor erwähnten Niederdruckgießverfahren infolgedessen besonders unerlässlich, dass, um auf der oberen Formseite, die für einen Temperaturabfall in der Temperatur des geschmolzenen Metalls anfällig ist, ein besseres Vermögen zur Verteilung des geschmolzenen Metalls aufrechtzuerhalten, eine Formschlichte auf die Innenfläche der oberen Form auf eine geeignete Weise aufgetragen wird.
Überdies wird im Allgemeinen, wenn bei Beendigung eines Gießvorgangs die obere Form angehoben wird, um die Formen zu öffnen, auch ein resultierendes Gussprodukt zusammen mit der oberen Form angehoben; daher ist es notwendig, das Gussprodukt von der oberen Form zu trennen. In diesem Fall ist es, wenn das Formtrennvermögen schlecht ist, notwendig, eine Stoßkraft des Auswerfstifts zu erhöhen, was den Auswerfmechanismus voluminös macht und Schäden am resultierenden Gussprodukt verursachen könnte. Daher ist es auch von diesem Gesichtspunkt her unerlässlich, eine Formschlichte auf geeignete Weise auf die Innenfläche der oberen Form aufzutragen.
In Bezug auf das Verfahren zum Auftragen einer Formschlichte auf die Innenfläche der Gießform (oberen Form) beim Niederdruckgießverfahren schlug der Anmelder usw. der vorliegenden Anmeldung ein Beschichtungsverfahren vor, in dem es der Formschlichte, welche ohne ausreichende Haftung auf die Innenfläche der oberen Form fiel, beim Auftrag einer Pulverformschlichte auf die Innenfläche der oberen Form erneut ermöglicht wird, an der Innenfläche der oberen Form zu haften, derart dass die Haftungsleistung der Formschlichte verbessert wird, um einen geeigneten Auftragsvorgang bereitzustellen (siehe japanische Patent-Offenlegeschrift Nr. 9-225589).
Hierbei werden zum Beispiel im Falle eines Gießvorgangs für einen Zylinderkopf für ein Kraftfahrzeug mehrere Seitenwandabschnitte, welche Gießformflächen bilden, die den Seitenflächen des Zylinderkopfes entsprechen, zusätzlich zu einem Paar von oberen und unteren Formen eingerichtet. In der Zylinderkopfgießvorrichtung in Bezug auf die zuvor erwähnten Patentschriften sind diese Wandabschnitte als Sandwände auf der unteren Formseite ausgebildet; es ist auf dem Fachgebiet jedoch allgemein bekannt, dass diese Seitenwandabschnitte als Formen ausgebildet sind, das heißt als bewegliche Seitenwandgießformen, die in einer Richtung (seitlichen Richtung), die praktisch orthogonal zu den Öffnungs- und Schließrichtungen (Auf- und Abrichtungen) der oberen und unteren Hauptgießformen ist, verschiebbar sind.
In dieser Anordnung, in welcher die Seitenwandabschnitte als die beweglichen Seitenwandgießformen vorgesehen sind, die in der seitlichen Richtung verschiebbar sind, sind im Allgemeinen alle beweglichen Seitenwandgießformen – oder wenigstens ein Abschnitt davon (zum Beispiel im Falle von vier Flächen der Seitenwandabschnitte die Seitenwandgießformen, welche wenigstens zwei Flächen davon entsprechen) – derart angeordnet, dass sie auf der unteren Formseite getragen werden.
Im Fall, dass die Seitenwandgießformen auf diese Weise angeordnet sind, muss jedoch beim Auftrag einer Formschlichte der Vorgang der Beschichtung der Innenflächen der Seitenwandgießformen auf eine von der Innenfläche der oberen Form getrennte Art und Weise durchgeführt werden, und der Beschichtungsvorgang muss zweimal durchgeführt werden (das heißt in zwei Vorgängen); dies bewirkt eine Verschlechterung des Nutzeffekts des Vorgangs.
Zudem ist es beim Auftrag der Formschlichte auf die Innenflächen der Gießformen unerlässlich, ein angemessenes Haftungsvermögen (Kontaktvermögen) der Formschlichte an den Innenflächen der Gießformen zu gewährleisten. Da das Haftungsvermögen der Formschlichte durch die Temperatur der Gießform beeinflusst wird, ist es hierbei unerlässlich, die Gießformtemperatur zum Zeitpunkt des Beschichtens auf geeignete Weise zu regulieren.
Außerdem wird, wie bereits erwähnt, zum Beispiel bei der Durchführung des Gießvorgangs für einen Zylinderkopf der Gießvorgang durchgeführt, nachdem die Kerne, welche Durchgangsabschnitten, wie beispielsweise Luftzufuhr- und Luftausölassöffnungen zum Zylinderabschnitt, Wegen für Motorkühlwasser (Wassermantel) und Wegen für Motoröl (Ölmäntel), entsprechen, in der Gießform zusammengesetzt wurden, und dieser Montagevorgang für die Kerne und der Beschichtungsvorgang der Formschlichte werden beide auf der Gießform durchgeführt.
Daher ist es im Falle, dass der Beschichtungsvorgang der Formschlichte und der Montagevorgang für die Kerne gemeinsam auf der Gießform durchgeführt werden, wichtig, beide Vorgänge bei einer richtig synchronisierten Zeitsteuerung durchzuführen, um die Produktionsleistung beim Gießvorgang als ein Ganzes zu verbessern.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Gießen von Zylinderköpfen bereitzustellen, um eine verbesserte Gerichtetheit des Kühlvorgangs für das geschmolzene Metall zu erreichen, um Gas schnell aus der Gießform zu entladen und Gasdefekte in der resultierenden Gießform zu verringern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Gießvorrichtung, wie in Patentanspruch 1 beschrieben, und ein Gießverfahren, wie in Anspruch 13 beschrieben, erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
In Bezug auf die Vorrichtung stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfes bereit, welche ein Paar von oberen und unteren Formen umfasst, die trennbar miteinander verbunden sind, und welche einen Zylinderkopf eines Motors durch Einspritzen von geschmolzenem Metall in einen Gießformhohlraum gießt, der zwischen den zwei Formen ausgebildet ist, so dass er durch einen Durchlass, der in der unteren Form ausgebildet ist, mit dem geschmolzenen Metall gefüllt wird, das sich verfestigen soll, wobei mehrere Kernvorsprünge, die Löchern entsprechen, in der oberen Form ausgebildet sind, wobei Kühlmittel an jedem der Kernvorsprünge angebracht sind, wobei die Kühlmittel, die an inneren Kernvorsprüngen vergleichsweise näher an der Mitte der Form angebracht sind, so gestaltet sind, dass sie eine größere Kühlkapazität aufweisen als jene, die an äußeren Kernvorsprüngen vergleichsweise näher am Umfang der Form angebracht sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei ein Kühlmedium des Kühlmittels, das an den inneren Kernvorsprüngen angebracht ist, flüssig ist und ein Kühlmedium des Kühlmittels, das an den äußeren Kernvorsprüngen angebracht ist, Gas ist.
Ferner wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei ein Beseitigungsmittel zum Beseitigen restlichen Kühlmediums innerhalb der Kernvorsprünge nach dem Anhalten des Kühlvorgangs des Kühlmittels, das an den inneren Kernvorsprüngen angebracht ist, eingerichtet ist.
Darüber hinaus wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei die Kernvorsprünge wenigstens einem Zapfenloch, das vergleichsweise näher an der Mitte des Zylinderkopfs angeordnet ist, und einem Schraubenloch, das vergleichsweise näher am Umfang des Zylinderkopfs angeordnet ist, entsprechen.
Darüber hinaus sind in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Seitenwände vorgesehen, um mit den oberen und unteren Formen einen Gießformhohlraum zu bilden, und ist ein Punktkühlmittel, das eine Wärmeleitung einschränkt, so dass sie in keine Richtung außer in einer spezifischen Richtung einwirkt, wenigstens entweder in der oberen oder unteren Form eingerichtet.
Darüber hinaus wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei ein erster und ein zweiter verlängerter Kern in einer Form zusammengesetzt sein müssen, bevor geschmolzenes Metall in einen Gießformhohlraum eingespritzt ist, wobei Kernaugen auf beiden Enden jedes der zwei Kerne angeordnet sind; der erste Kern durch die Kernaugen in der Gießform zusammengesetzt ist; und der zweite Kern in der Gießform zusammengesetzt ist, wobei Kernaugen davon durch die Kernaugen des ersten Kerns unterstützt sind.
Darüber hinaus wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei ein Saugmittel zum Saugen durch wenigstens jedes der Kernaugen der zwei Kerne von Gas, das in dem Kern oder dem anderen Kern zum Zeitpunkt eines Gießvorgangs erzeugt ist, eingerichtet ist.
Darüber hinaus wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei Seitenwandgießformen, welche die Seitenwände ausbilden, durch die obere Form unterstützt sind; ein Formkühlmittel an der oberen Form eingerichtet ist, um die Form gemäß einer Temperatur davon zu kühlen; die Seitenwandgießformen auf eine Art und Weise eingerichtet sind, dass sie zwischen einem geschlossenen Formzustand zum Ausbilden eines abgedichteten Volumenabschnitts und einem geöffneten Formzustand zum Ermöglichen, dass sich der Volumenabschnitt öffnet, umgeschaltet sein können; und unter Bedingungen, bei denen alle Seitenwandgießformen im geschlossenen Formzustand eingestellt sind und die obere Form auf eine Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich gekühlt ist, eine Formschlichte auf Innenflächen der Seitenwandgießformen und die obere Form aufgetragen ist.
Darüber hinaus wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei das Punktkühlmittel durch Einrichten eines Kühlmediumweges in einem zylindrischen Glied ausgebildet ist, wobei das zylindrische Glied eine Endfläche, die der Innenseite des Gießformhohlraums zugekehrt ist, und einen umfänglichen Abschnitt aufweist, der an einem Montageloch, das in der Form ausgebildet ist, angefügt ist.
Darüber hinaus wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei ein Abschnitt der Seitenwände durch eine Sandwand ausgebildet ist, wobei das Punktkühlmittel in der Nähe der Sandwand eingerichtet ist.
Darüber hinaus wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei ein Zufuhrabschnitt für geschmolzenes Metall zum Zuführen des geschmolzenen Metalls, das durch den Durchlass in den Gießformhohlraum eingespritzt sein soll, unter der unteren Form eingerichtet ist; ein vorgegebener Raum zwischen dem Zufuhrabschnitt für geschmolzenes Metall und der unteren Form ausgebildet ist; ein Kühlmediumweg für das Punktkühlmittel in dem Raum angeordnet ist; und ein Verbindungsweg zum Ermöglichen, dass der Zufuhrabschnitt für geschmolzenes Metall mit dem Durchlass in Verbindung steht, darin ausgebildet ist.
Darüber hinaus ist in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Punktkühlmittel, das eine Wärmeleitung einschränkt, so dass sie in keine Richtung außer in einer spezifischen Richtung einwirkt, in der unteren Form eingerichtet.
In Bezug auf das zuvor erwähnte Verfahren stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Gießen eines Zylinderkopfs bereit, das die folgenden Schritte umfasst: Vorbereiten eines Paares oberer und unterer Formen, welche trennbar miteinander verbunden sind, und Gießen eines Zylinderkopfs eines Motors durch Einspritzen von geschmolzenem Metall in einen Gießformhohlraum, der zwischen den zwei Formen ausgebildet ist, so dass er durch einen Durchlass, der in der unteren Form ausgebildet ist, mit dem geschmolzenen Metall gefüllt wird, das sich verfestigen soll, wobei mehrere Kernvorsprünge, die Löchern entsprechen, in der oberen Form ausgebildet sind, wobei Kühlmittel an jedem der Kernvorsprünge angebracht sind, wobei die Kühlmittel, die an inneren Kernvorsprüngen vergleichsweise näher an der Mitte der Form angebracht sind, so gestaltet sind, dass sie eine größere Kühlkapazität aufweisen als jene, die an äußeren Kernvorsprüngen vergleichsweise näher am Umfang der Form angebracht sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei Seitenwände vorgesehen sind, um mit den oberen und unteren Formen einen Gießformhohlraum zu bilden, und ein Punktkühlmittel, das eine Wärmeleitung einschränkt, so dass sie in keine Richtung außer in einer spezifi schen Richtung einwirkt, wenigstens entweder in der oberen oder unteren Form eingerichtet ist.
Darüber hinaus wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei ein erster und zweiter verlängerter Kern in einer Form zusammengesetzt sein müssen, bevor geschmolzenes Metall in einen Gießformhohlraum eingespritzt ist, wobei Kernaugen auf beiden Enden jedes der zwei Kerne angeordnet sind; der erste Kern durch die Kernaugen in der Gießform zusammengesetzt ist; und der zweite Kern in der Gießform zusammengesetzt ist, wobei Kernaugen davon durch die Kernaugen des ersten Kerns unterstützt sind.
Darüber hinaus wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei ein Saugmittel zum Saugen durch wenigstens jedes der Kernaugen der zwei Kerne von Gas, das in dem Kern oder dem anderen Kern zum Zeitpunkt eines Gießvorgangs erzeugt ist, eingerichtet ist.
Darüber hinaus wird in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Gießen eines Zylinderkopfs, wie beschrieben, bereitgestellt, wobei Seitenwandgießformen, welche die Seitenwände ausbilden, durch die obere Form unterstützt sind; ein Formkühlmittel an der oberen Form eingerichtet ist, um die Form gemäß einer Temperatur davon zu kühlen; die Seitenwandgießformen auf eine Art und Weise eingerichtet sind, dass sie zwischen einem geschlossenen Formzustand zum Ausbilden eines abgedichteten Volumenabschnitts und einem geöffneten Formzustand zum Ermöglichen, dass sich der Volumenabschnitt öffnet, umgeschaltet sein können; und unter Bedingungen, bei denen alle Seitenwandgießformen im geschlossenen Form zustand eingestellt sind und die obere Form auf eine Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich gekühlt ist, eine Formschlichte auf Innenflächen der Seitenwandgießformen und die obere Form aufgetragen ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine erläuternde Vorderansicht, welche eine Gießvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine erläuternde Seitenansicht, welche die Gießvorrichtung darstellt;
3 ist eine erläuternde vertikale Querschnittansicht des Warmhalteofens und der Gießform, welche die innere Struktur des Warmhalteofens der Gießvorrichtung schematisch darstellt;
4 ist ein Blockdiagramm, welches das Druckregulierungssystem der Gießformvorrichtung schematisch darstellt;
5 ist eine erläuternde Unteransicht einer oberen Form der Gießvorrichtung;
6 ist eine erläuternde Draufsicht einer unteren Form der Gießvorrichtung;
7 ist eine erläuternde Draufsicht, welche die untere Form im Zustand des Einsetzens eines Öffnungskerns darauf darstellt;
8 ist eine erläuternde vertikale Querschnittansicht, welche die untere Form im Zustand des Einsetzens von Kernen darauf darstellt;
9 ist eine erläuternde Zeichnung, welche in einer Richtung der Pfeile Y9-Y9 von 8 dargestellt ist;
10A ist eine erläuternde vertikale Querschnittansicht der oberen Form und der Seitenformen, welche einen Schiebeführungsmechanismus der Seitenform darstellt;
10B ist eine erläuternde Ansicht in einer Richtung der Pfeile Y10B-Y10B von 10A;
11 ist eine erläuternde vertikale Ansicht teilweise im Querschnitt, welche einen Zustand des Einsetzens eines Wassermantelkerns und eines Ölmantelkerns auf die untere Form darstellt;
12 vergrößerte erläuternde Draufsicht, welche einen Eingriffsabschnitt zwischen der unteren Form und einem Kernauge des Wassermantelkerns darstellt;
13 ist eine erläuternde vertikale Querschnittansicht entlang der Linie Y13-Y13 von 12;
14 ist eine vergrößerte erläuternde vertikale Querschnittansicht eines Kernstützabschnitt, welche einen Gasabgabemechanismus der Gießform darstellt;
15 ist eine erläuternde vertikale Querschnittansicht der Gießform, welche einen Zustand des Zusammenpassens der oberen Form und der unteren Form darstellt;
16 ist eine vergrößerte erläuternde vertikale Querschnittansicht, welche einen ein Zapfenloch bildenden Abschnitt der oberen Form darstellt;
17 ist eine vergrößerte erläuternde vertikale Querschnittansicht, welche einen ein Schraubenloch bildenden Abschnitt der oberen Form darstellt;
18 ist eine vergrößerte erläuternde vertikale Querschnittansicht, welche einen Punktkühlmechanismus der unteren Form darstellt;
19 ist eine erläuternde Vorderansicht, welche einen zweiten Wagen (einen Kernwagen) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
20 ist eine vergrößerte erläuternde Zeichnung, welche einen Aufwärts- und Abwärtsantriebsabschnitt eines Beschichtungskastens des zweiten Wagens darstellt;
21 ist eine erläuternde Draufsicht eines Umhüllungselements, das auf dem zweiten Wagen montiert ist;
22 ist eine erläuternde vertikale Querschnittansicht, welche die Beziehung zwischen den Gießformen, dem Umhüllungselement, einer Sprühdüse und Blasdüse darstellt;
23 ist eine erläuternde Draufsicht, welche die Sprühdüse, die Blasdüse und einen Sprühdüsenantriebsabschnitt, der im Umhüllungselement angeordnet ist, darstellt;
24 ist eine erläuternde Draufsicht der Sprühdüse;
25 ist eine erläuternde vertikale Querschnittansicht entlang der Linie Y25-Y25 von 24;
26 ist eine grafische Darstellung des Systems der Sprühdüse, der Blasdüse und einer Saugvorrichtung;
27 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Verschiebung der Sprühdüse, dem Vorgang des Sprühens der Pulverformschlichte, der Gebläseluftzufuhr und dem Saugvorgang, sowie der Spülluftzufuhr darstellt;
28 ist eine erläuternde Seitenansicht eines Antriebsmechanismus für Kernhalteklauen, der in einer Kerneinsetzvorrichtung eingerichtet sind;
29 ist erläuternde Vorderansicht des Antriebsmechanismus für Kernhalteklauen;
30 ist eine schematische Zeichnung, welche den Betrieb des Antriebsmechanismus für Kernhalteklauen erläutert;
31 ist eine schematische Zeichnung, welche den Betrieb eines Antriebsmechanismus für Kernhalteklauen gemäß einem Stand der Technik erläutert;
32 ist eine schematische Zeichnung, welche den Betrieb eines Antriebsmechanismus für Kernhalteklauen gemäß einem anderen Stand der Technik erläutert;
33 ist ein Ablaufdiagramm eines Gießvorgangs, wobei das Niederdruckgießverfahren verwendet wird;
34 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen Vorgang des Auftragens der Formschlichte und einen Kerneinsetzvorgang darstellt, wobei das Hauptaugenmerk auf einer Bewegung des Kernwagens liegt;
35 ein Ablaufdiagramm ist, welches ein Druckregulierungsverfahren in der Niederdruckgießvorrichtung darstellt;
36 ist ein Druckmusterdiagramm, welches ein Druckregulierungsverfahren in der Niederdruckgießvorrichtung darstellt;
37 ist ein Druckmusterdiagramm, welches ein konkretes Beispiel des Druckregulierungsverfahrens in der Niederdruckgießvorrichtung darstellt; und
38 ist ein Druckmusterdiagramm, welches ein modifiziertes Beispiel des Druckregulierungsverfahrens in der Niederdruckgießvorrichtung darstellt.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren erörtert die folgende Beschreibung Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen durch Vereinfachen eines Falles, in dem sie auf einen Vorgang zum Gießen eines Zylinderkopfs zur Verwendung in einem Kraftfahrzeugmotor angewendet werden.
1 und 2 sind eine erläuternde Vorder- und eine erläuternde Seitenansicht, welche eine Gießvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen. Diese Gießvorrichtung A wird für einen so genannten Niederdruckgießvorgang verwendet, in dem eine untere Form DL und eine obere Form DU an einer unteren Platte 1 beziehungsweise einer oberen Platte 2 angebracht sind, derart dass die obere Platte 2 in Bezug auf die untere Platte 1 aufwärts und abwärts angetrieben wird. Mit anderen Worten, die obere Form DU kann in Bezug auf die untere Form DL aufwärts und abwärts verschoben werden; auf diese Weise sind die beiden Formen trennbar miteinander verbunden (selektiv zwischen einem geschlossenen Formzustand und einem geöffneten Formzustand, in welchem die beiden Formen voneinander getrennt sind). Wie später ausführlicher beschrieben wird, sind mehrere Seitenformen, welche Seitenwandabschnitte eines Gießformhohlraums bilden und verschoben werden können, an der oberen Form DU angebracht.
Ein Warmhalteofen FH zum Zuführen von geschmolzenem Metall zum Zeitpunkt des Gießens ist an der unteren Seite der unteren Platte 1 angeordnet, derart dass das geschmolzene Metall von der Seite der unteren Form DL zugeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird zum Beispiel eine Aluminium- oder Al-Legierung als ein Material zum Gießen eines Zylinderkopfs verwendet, und geschmolzenes Metall der Al-Legierung wird in dem Warmhalteofen FH gespeichert. Der Warmhalteofen FH ist vorzugsweise auf einem Wagen 4 (Warmhalteofenwagen) befestigt, und der Warmhalteofenwagen 4 wird nötigenfalls angetrieben, derart dass er in Bezug auf die untere Platte 1 verschoben wird. Außerdem werden die Umrisse der inneren Struktur usw. des Warmhalteofens FH und das Niederdruckgießverfahren, welches den Warmhalteofen FH verwendet, später beschrieben.
In der zuvor erwähnten Gießvorrichtung A sind zwei Wagen BC und BP auf solch eine Art und Weise angeordnet, dass, wenn die obere Form DU angehoben wurde und zwischen diesem und der unteren Form DL ein offener Formraum K ausgebildet ist, diese zwei Wagen zum offenen Formraum K vorrücken und sich daraus zurückziehen können (in 2 sind diese Wagen der Einfachheit der Zeichnung halber weggelassen).
Wie später beschrieben wird, wird der erste Wagen BP hauptsächlich dazu verwendet, ein Metallgitter zu einem Durchlass der unteren Form DL zu stellen und das geschmolzene Produkt aus der oberen Form DU herauszunehmen, und er wird im Folgenden gelegentlich auch als „Produktaufnahmewagen" bezeichnet. Überdies wird der zweite Wagen BC, wie später ausführlicher erklärt wird, hauptsächlich dazu verwendet, einen Kern usw. in die untere Form DL zu stellen und eine Formschlichte auf die obere Form DU aufzutragen, und er wird im Folgenden gelegentlich auch als „Kernwagen" bezeichnet. Außerdem können dieser erste und dieser zweite Wagen BP und BC auf den gemeinsamen Schienen 3 fahren. Zusätzlich erfolgen später ausführliche Erläuterungen der Strukturen, Funktionsweisen usw. des ersten und des zweiten Wagens BP und BC.
Als Nächstes erfolgt eine Erläuterung des Warmhalteofens FH, der in der Niederdruckgießvorrichtung A angeordnet ist. 3 ist eine erläuternde vertikale Querschnittansicht des Warmhalteofens und der Gießform, welche die innere Struktur des Warmhalteofens FH schematisch darstellt. Wie in dieser Figur veranschaulicht, ist der Warmhalteofen FH in einer Kastenform mit einer Öffnung auf der Oberseite ausgebildet, und ein Schmelztiegel 5, der geschmolzenes Material (geschmolzenes Metall) speichert, wird auf einer Basis 5B gestützt und ist darin untergebracht. Ein Heizkörper 8, welcher das geschmolzene Metall innerhalb des Schmelztiegels erwärmt und es auf einer vorgegebenen Temperatur hält, ist an der Innenwandfläche des Warmhalteofens FH angeordnet.
Darüber hinaus ist die obere Öffnung des Warmhalteofens FH durch einen Ofendeckel 7, der abnehmbar daran angebracht ist, in einem luftdichten Zustand geschlossen. Auf diese Weise ist ein luftdichter Druckraum Rp, der den Schmelztiegel 5 umgibt, innerhalb des Warmhalteofens FH ausgebildet.
Ein Durchgangsloch 7h ist in der Mitte des Deckels 7 ausgebildet, und eine Beschickungseinrichtung 6 ist in das Durchgangsloch 7h eingeführt. Diese Beschickungseinrichtung 6 steht in ihrem oberen Abschnitt mit einem Verteiler 9 in Verbindung und ist in ihrem unteren Abschnitt in das geschmolzene Metall innerhalb des Schmelztiegels 5 eingetaucht. Im Falle, dass mehrere Durchlässe Di in der Gießform D ausgebildet sind, wird der Verteiler 9 zum Verteilen und Zuführen des geschmolzenen Metalls aus dem Schmelztiegel 5 zu den jeweiligen Durchlässen Di verwendet, und er wird zwischen der oberen Fläche des Warmhalteofens FH (das heißt der oberen Fläche des Ofendeckels 7) und der unteren Fläche der Gießform D (das heißt der unteren Fläche der unteren Form DL) angeordnet. Hierbei sind in der vorliegenden Ausführungsform mehrere Durchlässe Di (zum Beispiel 4) in der unteren Form DL ausgebildet.
Wie später beschrieben wird, ist die Gießform D durch die obere Form DU, die untere Form DL und mehrere Seitenformen DS aufgebaut, und innerhalb eines Gießformhohlraums Mc, der durch die jeweiligen Innenflächen dieser oberen Form DU, dieser unteren Form DL und dieser Seitenformen DS ausgebildet ist, sind ein Ölmantelkern CO, ein Wassermantelkern CW und ein Öffnungskern CP in dieser Reihenfolge von oben angeordnet. Dieser Hohlraum Mc kann durch die Durchlässe Di, die in der unteren Form DL ausgebildet sind, mit der Innenseite des Verteilers 9 in Verbindung stehen.
Ein Luftzufuhrweg 81 zum Zuführen von Druckluft in den Druckraum Rp ist im Warmhalteofen FH ausgebildet, und der Druck der Druckluft, die durch den Luftzufuhrweg 81 zugeführt wird, wird derart auf die Fläche des geschmolzenen Metalls innerhalb des Schmelztiegels 5 ausgeübt, dass das geschmolzene Metall innerhalb der Beschickungseinrichtung 6 angehoben wird. Dann wird das geschmolzene Metall auf diese Weise angehoben, zugeführt und aus der Beschickungseinrichtung 6 durch den Verteiler 9 und die Durchlässe Di in den Gießformhohlraum Mc der Gießform D gespritzt.
Ein Luftzufuhröffnungs- und -schließventil 82, das zwischen der Zufuhr und dem Anhalten der Druckluft umschaltet, ist im Luftzufuhrweg 81 angeordnet, und ein Druckregulierungsventil 83 zum Einstellen des Drucks der Druckluft ist im Luftzufuhrweg 81 auf der Stromaufwärtsseite dieses Luftzufuhröffnungs- und -schließventils 82 angeordnet. Außerdem ist ein Servomechanismus 84 zum Regulieren des Grades des Öffnungswinkels des Druckregulierungsventils 83 am Druckregulierungsventil 83 angebracht. Auf diese Weise bilden dieses Druckregulierungsventil 83 und dieser Servomechanismus 84 ein verstellbares Druckregulierungsmittel 85 zum Ändern des Druckmusters des Drucks, der auf die Fläche des geschmolzenen Metalls innerhalb des Schmelztiegels 5 ausgeübt wird.
Ein ringförmiger Isolator 86 ist in die obere Form DU des Gießform D eingeführt und daran angebracht, und zwei Drähte 87, welche leiten, wenn das geschmolzene Metall in den Gießformhohlraum Mc eingespritzt wird und diesen füllt, sind mit den jeweiligen oberen Abschnitten der oberen Form DU auf beiden Seiten des Isolators 86 verbunden. Darüber hinaus sind die zwei Drähte 87 mit einer Schaltung 88 zum Erkennen des Füllens des geschmolzenen Metalls elektrisch verbunden, wobei die Drähte 87 und die Schaltung 88 zum Erkennen des Füllens des geschmolzenen Metalls einen Füllungserkennungssensor 89 bilden, welcher das Füllen des geschmolzenen Metalls in den Hohlraum Mc erkennt.
Außerdem ist die Schaltung 88 zum Erkennen des Füllens des geschmolzenen Metalls mit einem Druckmustersteuermittel 90 elektrisch verbunden, welches das Druckmuster des verstellbaren Druckregulierungsmittels 85 ändert, und ein Zeitgeber 94, welcher ein Ablaufzeitsignal überträgt, wenn eine vorher eingestellte Zeit nach dem Beginn der Zufuhr des geschmolzenen Metalls in den Gießformhohlraum Mc abgelaufen ist, ist mit dem Druckmustersteuermittel 90 elektrisch verbunden. Das Druckmustersteuermittel 90 weist eine so genannte CPU (zent rale Verarbeitungseinheit nach engl. Central Processing Unit) auf, die darin derart eingerichtet ist, dass das Druckmuster des verstellbaren Druckregulierungsmittels 85 basierend auf dem Füllsignal vom Füllungserkennungssensor 89 oder dem Ablaufzeitsignal vom Zeitgeber 94 geändert wird.
4 ist ein Blockdiagramm, welches das Druckregulierungssystem der Gießformvorrichtung A schematisch darstellt. Wie in dieser Figur veranschaulicht, ist das Druckregulierungssystem mit einem Druckstartsignalschalter 95, der ein EIN-Signal ausgibt, wenn das Luftzufuhröffnungs- und -schließventil 82 EIN-geschaltet wird, derart dass mit der Zufuhr der Druckluft in den Druckraum Rp begonnen wird, einem Füllsignalschalter 96, der ein EIN-Signal beim Empfang des Füllsignals ausgibt, das vom Füllungserkennungssensor 89 übertragen wird, wenn das geschmolzene Metall in den Hohlraum Mc eingespritzt wird, und einem Gießbeendigungsschalter 97, der bei Beendigung eines Gießvorgangs ein EIN-Signal ausgibt, versehen, wobei diese Schalter 95, 96 und 97 mit dem Druckmustersteuermittel 90 elektrisch verbunden sind.
Der Zeitgeber 94, mit welchem der Druckstartsignalschalter 95 und der Gießbeendigungsschalter 97 verbunden und eingerichtet sind, ist mit dem Druckmustersteuermittel 90 verbunden, und er wird bei Empfang des EIN-Signals vom Druckstartsignalschalter 95 aktiviert und, wenn nach der Aktivierung eine vorgegebene Zeit t2 abgelaufen ist, gibt er ein EIN-Signal aus, und bei Empfang des EIN-Signals vom Gießbeendigungsschalter 97 wird er zurückgestellt.
Das Druckmustersteuermittel 90 ist vorzugsweise mit zwei CPUs, das heißt der ersten und der zweiten CPU 91 und 92, verbunden.
Die erste CPU 91 ist so ausgelegt, dass sie das verstellbare Druckregulierungsmittel 85 auf die folgende Weise steuert: Bei Empfang des EIN-Signals vom Druckstartsignalschalter 95 erhöht das verstellbare Druckregulierungsmittel 85 abrupt den Druck innerhalb des Druckraums Rp, während es nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit t1 nach dem Beginn der Druckanwendung die Druckerhöhungsgeschwindigkeit verzögert, und bei Empfang des EIN-Signals vom Füllsignalschalter 96 oder vom Zeitgeber 94 hält es den Druck zu diesem Zeitpunkt aufrecht, während es bei Empfang des EIN-Signals vom Gießbeendigungsschalter 97 ein erstes Drucksignal für ein Druckmuster ausgibt, um den Druck innerhalb des Druckraums Rp auf Normaldruck zurückzustellen.
Außerdem ist die zweite CPU 92 so ausgelegt, dass sie das verstellbare Druckregulierungsmittel 85 auf die folgende Weise steuert: Bei Empfang des EIN-Signals vom Füllsignalschalter 96 oder vom Zeitgeber 94 erhöht es den Druck innerhalb des Druckraums Rp und, wenn der Druck einen vorgegebenen Wert erreicht hat, erhält es den Druck zu diesem Zeitpunkt aufrecht, und bei Empfang des EIN-Signals vom Gießbeendigungsschalter 97 gibt es ein zweites Drucksignal für ein Druckmuster aus, um den Druck innerhalb des Druckraums Rp auf Normaldruck zurückzustellen.
Auf diese Weise wird das Druckmustersteuermittel 90 durch die erste und die zweite CPU 91 und 92 zum Ausgeben des ersten beziehungsweise des zweiten Drucksignals, deren Druckmuster sich voneinander unterscheiden, und eine Additionsschaltung 93 gebildet. Diese Additionsschaltung 93 addiert das erste Drucksignal von der ersten CPU 91 und das zweite Drucksignal von der zweiten CPU 92, und das resultierende Additionssignal wird an den zuvor erwähnten Servomechanismus 84 ausgegeben.
Als Nächstes erfolgt eine Erläuterung der Gießform D, die in der Niederdruckgießvorrichtung A verwendet wird.
5 ist eine erläuternde Unteransicht, welche die Struktur davon, wenn die obere Form DU von ihrer Formpassfläche (das heißt von unten) gesehen wird, schematisch darstellt. Wie bereits erwähnt, ist die obere Form DU in der vertikalen Richtung trennbar an der unteren Form DL angebracht, und mehrere Seitenformen DS (DS1, DS2 und DS3), welche verschoben werden können und die Seitenwandabschnitte des Gießformhohlraums bilden, sind an der oberen Form DU angebracht. Darüber hinaus ist die Gießform D in der vorliegenden Ausführungsform so gestaltet, dass sie zwei Gussprodukte auf einmal in einem Gießvorgang bereitstellt, das heißt als Doppelproduktgießform gestaltet ist; und, wie in 5 veranschaulicht, sind auch in der oberen Form DU zwei Formabschnitte symmetrisch in einer Werkzeughalteplatte 110 ausgebildet.
In diesen seitlichen Formabschnitten sind mehrere Zapfenlochkernvorsprünge 111 (vier in der vorliegenden Ausführungsform) in ihrem mittleren Abschnitt ausgebildet, und mehrere Schraubenlochkernvorsprünge 112 (fünf auf jeder Seite in der vorliegenden Ausführungsform) sind auf jeder Seite davon ausgebildet. Es ist zu erwähnen, dass mit „Zapfenlochkernvorsprung" ein Kernvorsprung gemeint ist, der einem Zapfenloch in einem Zylinderkopf entspricht, und dass mit „Schraubenlochkernvorsprung" ein Kernvorsprung gemeint ist, der einem Schraubenloch in einem Zylinderkopf entspricht. Mit anderen Worten, jeder der Zapfenlochkernvorsprünge 111 wird verwendet, um ein Loch zu bilden, durch welches in einem Zylinderkopf eine Zündkerze eingeführt wird, und jeder der Schraubenlochkernvorsprünge 112 wird verwendet, um ein Schraubenloch im Zylinderkopf zu bilden.
Hier sind die jeweiligen Gießformen (die obere Form DU, die untere Form DL und die Seitenformen) zum Beispiel aus Stahl hergestellt.
Mehrere Seitenformen DS (zwei Paare von DS1, DS2 und DS3, insgesamt sechs in der vorliegenden Ausführungsform) sind an der oberen Form DU angebracht, und zylindrische Vorrichtungen 121, 122 und 123 (Seitenformantriebszylinder) sind auf den Seitenformen DS1, DS2 beziehungsweise DS3 angeordnet.
Hierbei können die Seitenformen DS1, DS2 und DS3 durch Antreiben dieser zylindrischen Vorrichtungen 121, 122 und 123 jeweils entlang der Werkzeughalteplatte 110 der oberen Form DU (das heißt in einer Richtung, die praktisch orthogonal zur Formschließrichtung der oberen Form DU und der unteren Form DL ist) verschoben werden.
Wie später beschrieben wird, werden die Seitenformen DS1, DS2 und DS3 zum Zeitpunkt des Gießens und zum Zeitpunkt des Auftragens einer Formschlichte darauf, das heißt zum Zeitpunkt des Bildens des Gießformhohlraums durch Schließen der Gießformen D, jeweils in einen geschlossenen Zustand nach innen angetrieben, wie in 5 veranschaulicht. Dagegen wird im Falle, dass das Gussprodukt nach Beendigung des Gießverfahrens aus den Gießformen D herausgenommen wird, die obere Form DU angehoben, derart dass die obere und die untere Gießform DU und DL geöffnet werden, und die Seitenformen DS1, DS2 und DS3 werden dann angetrieben, um sich nach außen zu verschieben, und geöffnet.
Wie später beschrieben wird, sind auch in der unteren Form DL zwei Formabschnitte symmetrisch in einer Werkzeughalteplatte 130 auf eine Art und Weise ausgebildet, dass sie der oberen Form DU entsprechen, und eine Sandwand 138 ist in der Mitte des rechten und des linken Formabschnitts angeordnet, um die beiden Ab schnitte zu trennen. Diese Sandwand 138 wird in die untere Form DL vorzugsweise in demselben Montagevorgang zum Zeitpunkt des Anordnens der Kerne CO, CW und CP innerhalb der unteren Form DL eingebaut.
Auf diese Weise wird in einem Zustand, in dem die Kerne CO, CW und CP, sowie die Sandwand 138 in der unteren Form DL angeordnet werden, wenn die obere Form DU gesenkt wird, um die Gießformen DU und DL zu schließen, die in der unteren Form DL eingebaute Sandwand 138 in der Mitte des rechten und des linken Abschnitts der oberen Form DU positioniert; auf diese Weise wird eine der Seitenwände des Gießformhohlraums der jeweiligen rechen und linken Zylinderköpfe gebildet. Mit anderen Worten, in Bezug auf den Gießformhohlraum jedes Zylinderkopfs bilden die drei beweglichen Seitenformen DS1, DS2 und DS3, die an der oberen Form DU angebracht sind, und die unbewegliche Sandwand 138, die in der unteren Form DL steht, eine Gießformfläche (Seitenwandfläche), die seiner Seitenfläche entspricht.
6 ist eine erläuternde Draufsicht der unteren Form DL. Auch in dieser unteren Form DL sind zwei Formabschnitte symmetrisch in einer Werkzeughalteplatte ausgebildet, wobei in 6 nur eine Seite (die rechte Seite) des Formabschnitts dargestellt ist und in Bezug auf die andere Seite (die linke Seite), welche dieselbe Form wie jene aufweist, wurde die ausführliche Figur weggelassen, mit der Ausnahme, dass sie auf der linken Seite ausgebildet ist.
Wie auch in 7 veranschaulicht, sind Kernaugenaufnahmeabschnitte, auf welchen die Kerne CO, CW und CP montiert werden, in den jeweiligen rechten und linken Abschnitten angeordnet, wie später beschrieben wird. Insbesondere sind darin erste und zweite Kernaugenaufnahmeabschnitte 131 und 132, die mit einem vorgegebenen Spalt in der Längenrichtung der jeweiligen Formab schnitte beabstandet sind, und dritte und vierte Kernaugenaufnahmeabschnitte 133 und 134, die mit einem vorgegebenen Spalt auf eine Art und Weise beabstandet sind, dass sie sich in der Längenrichtung der jeweiligen Formabschnitte erstrecken, angeordnet.
Die ersten und zweiten Kernaugenaufnahmeabschnitte 131 und 132 sind Kernaugenaufnahmeabschnitte, auf welchen der zuvor erwähnte Wassermantelkern CW montiert wird, und sie können die Kernaugen des Wassermantelkerns CW aufnehmen. Daneben sind die dritten und vierten Kernaugenaufnahmeabschnitte 133 und 134 Kernaugenaufnahmeabschnitte, auf welchen der zuvor erwähnte Öffnungskern CP montiert wird, und sie können die Kernaugen des Öffnungskerns CP aufnehmen.
Wie in 8 ausführlich beschrieben, werden der Ölmantelkern CO, der Wassermantelkern CW und der Öffnungskern CP durch Verwenden der Kernaugenaufnahmeabschnitte 131 und 134 in dieser Reihenfolge von oben auf die untere Form DL montiert.
Die folgende Beschreibung erörtert ein Verfahren zur Montage dieser Kerne CO, CW und CP auf die untere Form DL.
In der vorliegenden Ausführungsform wird in Bezug auf den Ölmantelkern CO und den Wassermantelkern CW, die auf eine Art und Weise in einer oberen und einer unteren Position angeordnet werden, dass sie sich in der Längenrichtung des Zylinderkopfs erstrecken, der Wassermantelkern CW, der auf der unteren Seite angeordnet wird, durch die ersten und zweiten Kernaugenabschnitte 141 und 142, die an beiden Enden davon angebracht sind, auf die untere Form DL montiert, und der Ölmantelkern CO wird auf die untere Form DL montiert, wobei die Kernaugen 143 und 144, die an beiden Enden davon angebracht sind, durch den Wassermantelkern CW gestützt werden.
Hierbei umfasst „Kernaugen" in der vorliegenden Spezifikation sowohl die Platte, die mit dem Kernhauptabschnitt einstückig zusammengesetzt ist, als auch die Platte, die als ein getrenntes Teil in Kombination mit dem Kernhauptkörper verwendet wird.
Mit anderen Worten ist, wie in 11 veranschaulicht, der Wassermantelkern CW, der auf der unteren Seite eingesetzt ist, mit den ersten und zweiten Kernaugenabschnitten 141 und 142 an seinen jeweiligen Enden versehen, und erste und zweite Eingriffsabschnitte 141h und 142h, welche jeweils eine konkave Form mit einer unteren Öffnung aufweisen, sind in den jeweiligen Kernaugenabschnitten 141 und 142 ausgebildet. Auf der anderen Seite sind erste und zweite Kernaugenarretierabschnitte 131a und 132a, welche jeweils eine konvexe Form, die nach oben vorsteht, aufweisen, in den ersten und zweiten Kernaugenaufnahmeabschnitten 131 und 132 der unteren Form DL ausgebildet. Dann werden die jeweiligen Eingriffsabschnitte (die ersten und zweiten Eingriffsabschnitte 141h und 142h) der ersten und zweiten Kernaugenabschnitte 141 und 142 von oben auf die Kernaugenarretierabschnitte (die ersten und zweiten Kernaugenarretierabschnitte 131a und 132a) der ersten und zweiten Kernaugenaufnahmeabschnitte 131 und 132 gesetzt, um damit in Eingriff gebracht zu werden; auf diese Weise wird der Wassermantelkern CW auf die untere Form DL montiert.
Außerdem sind in Bezug auf den Ölmantelkern CO, der auf der oberen Seite einzusetzen ist, die Kernaugenabschnitte 143 und 144 (die dritten und vierten Kernaugenabschnitte) an beiden Endabschnitten davon angebracht, und dritte und vierte Eingriffsabschnitte 143h und 144h, welche jeweils eine konkave Form mit einer Öffnung nach unten aufweisen, sind in den jeweiligen Kernaugenabschnitten 143 und 144 auf dieselbe Weise wie beim Wassermantelkern CW ausgebildet. Auf der anderen Seite sind dritte und vierte Kernaugenarretierabschnitte 141a und 142a, welche jeweils eine konvexe Form, die nach oben vorsteht, aufweisen, auf den oberen Flächen der ersten und zweiten Kernaugenabschnitte 141 und 142 des Wassermantelkerns CW ausgebildet.
Dann werden die jeweiligen Eingriffsabschnitte (die dritten und vierten Eingriffsabschnitte 143h und 144h) der dritten und vierten Kernaugenabschnitte 143 und 144 von oben auf die Kernaugenarretierabschnitte (die dritten und vierten Kernaugenarretierabschnitte 141a und 142a), die auf den oberen Flächen der ersten und zweiten Kernaugenabschnitte 141 und 142 ausgebildet sind, gesetzt, um damit in Eingriff gebracht zu werden; auf diese Weise wird der Ölmantelkern CO durch die Kernaugenabschnitte 141 und 142 des Wassermantelkerns CW auf die untere Form DL montiert.
Hierbei können im Falle, dass die obere Form DU gesenkt wird, derart dass die obere und die untere Gießform DU und DL geschossen werden, die oberen Innenflächen der Seitenformen DS1 und DS2, welche zusammen mit der oberen Form DU gesenkt werden, mit den oberen Flächen der Kernaugenabschnitte 143 und 144 des Ölmantelkerns CO in Kontakt kommen.
Wie bereits erwähnt, wird von den zwei Kernen CW und CO, die eine verlängerte Form aufweisen, der Ölmantelkern CO, der auf der oberen Seite angeordnet ist, auf die untere Form DL montiert, wobei seine Kernaugen 143 und 144 durch die Kernaugen 141 und 142 gestützt werden; daher sind die beiden Kerne CW und CO in der Gießform (unteren Form DL) durch die jeweiligen Kernaugen ganzheitlich zusammengesetzt, derart dass die Entfernung zwischen den Mittelachsen der beiden Kerne CW und CO im Vergleich zu dem Fall, in dem die beiden Kerne CW und CO jeweils getrennt in die Gießformen eingebaut werden, auf eine sehr beständige Art und Weise auf einem konstanten Wert gehalten wird. Folglich ist es möglich, die Dickeneinstellung zwischen den Durchgängen (Wassermantel und Ölmantel), die den jeweiligen Kernen CW und CO entsprechen, positiv durchzuführen.
Darüber hinaus ermöglicht die Anwendung der zuvor erwähnten Anordnung die folgenden Vorgänge: Die beiden Kerne CW und CO werden im Voraus ganzheitlich zusammengesetzt, und diese zusammengesetzten Kerne (CW + CO) können weiter in die untere Form DL eingebaut werden; auf diese Weise ist es möglich, die Anzahl von Montagevorgängen für Kerne zu verringern, und im Falle eines automatischen Montagevorgangs ist es möglich, die Anzahl von Betätigungselementen zu verringern und folglich die Struktur einer Kernmontagevorrichtung zu vereinfachen.
Wie in 12 und 13 im Einzelnen veranschaulicht, sind in der vorliegenden Ausführungsform darüber hinaus die Innenfläche des ersten Eingriffsabschnitts 141h und die Außenfläche des ersten Kernaugenarretierabschnitts 131a so gestaltet, dass sie praktisch dieselbe Form und Abmessung aufweisen, mit dem Ergebnis, dass der erste Eingriffsabschnitt 141h ohne jeglichen Spalt über die ganze Fläche (vier Flächen, welche eine konisch zulaufende Fläche umfassen) mit dem ersten Kernaugenarretierabschnitt 131a in Eingriff gebracht wird; daher erfolgt der Eingriff auf solch eine Art und Weise, dass über die ganze Fläche keine Verschiebung ermöglicht wird.
Außerdem ist der zweite Kernaugenarretierabschnitt 132a so gestaltet, dass die Dickenabmessung seines konvexen Abschnitts nur in der Längenrichtung des Kerns CW um ein vorgegebenes Maß kleiner als die Breite des konkaven Abschnitts des zweiten Eingriffsabschnitts 142h ist, und zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kern CW in die untere Form DL eingebaut ist, wird ein Spalt, der nicht weniger als ein vorgegebenes Maß aufweist, in jeder der beiden Seiten des zweiten Kernaugenarretierabschnitts 132a in der Längenrichtung bereitgestellt. Auf diese Weise wird die Lagebeziehung zwischen den zwei Elementen eingestellt.
Wie aus 12 klar hervorgeht, sind in Bezug auf die seitliche Richtung des Kerns CW die Abmessung der Innenfläche des zweiten Eingriffsabschnitts 142h und die Abmessung der Außenfläche des zweiten Kernaugenarretierabschnitts 132a so eingestellt, dass sie praktisch gleich sind; daher wird der zweite Eingriffsabschnitt 142h mit dem zweiten Kernaugenarretierabschnitt 132a auf eine Art und Weise in Eingriff gebracht, dass er keinen Spalt in der seitlichen Richtung aufweist, das heißt auf eine Art und Weise, dass er sich in dieser Richtung nicht bewegt.
Mit anderen Worten, der zweite Eingriffsabschnitt 142h kann sich in Bezug auf den zweiten Kernaugenarretierabschnitt 132a nur in der Längenrichtung des Kerns CW bewegen, und er kann sich in keiner anderen Richtung bewegen.
Auf diese Weise wird der erste Eingriffsabschnitt 141h, der auf einer Endseite des Wassermantelkerns CW angeordnet ist, welcher direkt auf die untere Form DL montiert ist, durch den ersten Kernaugenarretierabschnitt 131a der Gießform (unteren Form DL) auf eine Art und Weise in Eingriff gebracht, dass er sich nicht davon bewegt, während der zweite Eingriffsabschnitt 142h, der auf der anderen Endseite des Wassermantelkerns CW angeordnet ist, durch den zweiten Kernaugenarretierabschnitt 132a der unteren Form DL auf eine Art und Weise in Eingriff gebracht wird, dass er sich nur in der Längenrichtung des Kerns CW und in keiner anderen Richtung bewegt; auf diese Weise wird, nachdem eine genaue Positionierung erfolgt ist, ohne eine Lageversetzung im Kern CW zu verursachen, der Unterschied zwischen den Wärmeausdehnungsgraden des Kerns CW und der unteren Form DL in der Längenrichtung des Kerns CW wirksam neutralisiert, derart dass es möglich wird, den Kern CW vor Schäden, wie beispielsweise Rissen und Absplitterung, die durch den Unterschied der Wärmeausdehnungsgrade verursacht werden, zu bewahren.
Darüber hinaus wird auch im Falle der dritten und vierten Kernaugenarretierabschnitte 141a und 142a, die auf den Kernaugen 141 und 142 auf beiden Endseiten des Wassermantelkerns CW angeordnet sind, sowie der dritten und vierten Eingriffsabschnitte 143h und 144h, die in den Kernaugen 143 und 144 auf beiden Endseiten des Ölmantelkerns CO ausgebildet sind, der auf dem Wassermantelkern CW anzuordnen ist, der dritte Eingriffsabschnitt 143h durch den dritten Kernaugenarretierabschnitt 141a auf eine Art und Weise in Eingriff gebracht, dass er sich nicht davon bewegt, während der vierte Eingriffsabschnitt 144h durch den vierten Kernaugenarretierabschnitt 142a auf eine Art und Weise in Eingriff gebracht wird, dass er sich nur in der Längenrichtung des Kerns und in keiner anderen Richtung bewegt, auf dieselbe Weise wie im Falle der Kombinationen der ersten und zweiten Kernaugenarretierabschnitte 131a und 132a, die auf der unteren Form DL ausgebildet sind, und der ersten und zweiten Eingriffsabschnitte 141h und 142h, die im Wassermantelkern CW ausgebildet sind.
Bei dieser Anordnung wird, nachdem eine genaue Positionierung erfolgt ist, ohne eine Lageversetzung im Ölmantelkern CO in Bezug auf den Wassermantelkern CW zu verursachen, der Unterschied zwischen den Wärmeausdeh nungsgraden der beiden Kerne CO und CW wirksam neutralisiert. Als Ergebnis ist es zum Zeitpunkt des vorausgehenden Einsetzens der Kerne CO und CW oder zum Zeitpunkt des Gießens möglich, den Kern CO und/oder den Kern CW vor Schäden, wie beispielsweise Rissen und Absplitterung, die durch den Unterschied der Wärmeausdehnungsgrade der Kerne CO und CW verursacht werden, zu bewahren.
Darüber hinaus werden in der vorliegenden Ausführungsform zum Zeitpunkt des Gießens Gase, die in den beiden verlängerten Kernen (Ölmantelkern CO und Wassermantelkern CW) erzeugt werden, abgesaugt und durch die Kernaugenabschnitte der Kerne CO und CW extern abgegeben.
Das heißt, dass, wie in 14 im Einzelnen veranschaulicht, zum Beispiel auf der Seite des vierten Kernaugenabschnitts 144 des Ölmantelkerns CO und des zweiten Kernaugenabschnitts 142 des Wassermantelkerns CW, wenn die obere Form DU gesenkt wird, derart dass die obere und die untere Gießform DU und DL geschlossen werden, die Außenflächen der Kernaugenabschnitte 144 und 142, die Fläche der unteren Form DL, welche die Außenfläche des zweiten Kernaugenaufnahmeabschnitts 132 umfasst, und die Innenfläche der Seitenform DS2, welche die obere Fläche der Kernaugenabschnitts 144 des Ölmantelkerns CO berührt, einen abgedichteten Raum 101 bilden.
Ein Ende zum Beispiel eines flexiblen Schlauches 102, der mit diesem abgedichteten Raum 101 in Verbindung steht, ist mit der Seitenfläche der Seitenform DS2 verbunden, wobei das andere Ende des Schlauches 102 mit einer Vakuumpumpe 103, die als ein Gassaugmittel dient, verbunden ist.
Hierbei wird die Vakuumpumpe 103 angetrieben, um den abgedichteten Raum 101 abzusaugen, derart dass Gase, welche von Bindemitteln des Ölmantelkerns CO und des Wassermantelkerns CW herrühren, zum Zeitpunkt des Gießens vergast, abgesaugt und aus dem Gießformhohlraum nach außen abgegeben werden.
Da das Saugmittel 103 (Vakuumpumpe), welches erzeugte Gase, die von den beiden Kernen CO und CW erzeugt wurden, zum Zeitpunkt des Gießens durch die Kernaugenabschnitte 144 und 142 der beiden Kerne CO und CW absaugt, eingerichtet ist, ist es auf diese Weise möglich, Gase, die innerhalb der Kerne CO und CW erzeugt werden, durch die Kernaugenabschnitte 144 und 142 wirkungsvoll abzusaugen und problemlos aus dem Gießformhohlraum nach außen abzugeben, selbst wenn die Kerne eine verlängerte Form aufweisen. Auf diese Weise wird es möglich, das resultierende Gussprodukt wirksam vor Gasfehlern zu bewahren.
In diesem Fall sind die beiden Kerne CO und CW innerhalb der Gießform (unteren Form DL) durch die Kernaugenabschnitte 144 und 142 ganzheitlich zusammengesetzt; auch wenn einer der Kerne nicht dem abgedichteten Raum 101 zugekehrt ist und er von der Vakuumpumpe 103 praktisch abgeschnitten ist, wird der Gassaugvorgang durch die Kernaugen des anderen Kerns durchgeführt, weshalb es möglich ist, selbst Gase, die in dem einen der Kerne erzeugt wurden, wirksam aus der Gießform zu entladen.
Darüber hinaus sind der Wassermantelkern CW und der Ölmantelkern CO in der vorliegenden Ausführungsform auf solch eine Art und Weise in die untere Form DL eingebaut, wie zuvor beschrieben, derart dass wenigstens ein Abschnitt der Gießformfläche, die der Seitenfläche des Zylinderkopfs entspricht, durch die Innenfläche der Kernaugen der Kerne CW und CO ausgebildet ist.
Mit anderen Worten, die jeweiligen Innenflächen 141f und 142f (siehe 11) der Kernaugenabschnitte 141 und 142 des Wassermantelkerns CW und die jeweiligen Innenflächen 143f und 144f der Kernaugenabschnitte 143 und 144 des Ölmantelkerns CO bilden wenigstens einen Teil der Gießformfläche, welche der Seitenfläche des Zylinderkopfs entspricht.
Auf die Weise werden, da die Innenflächen 141f bis 144f der Kernaugen 141 bis 144 der jeweiligen Kerne CW und CO wenigstens einen Teil der Gießformfläche bilden können, welche der Seitenfläche des Zylinderkopfs entspricht, die Kernaugen 141 bis 144 der Kerne CW und CO verwendet, um einen Abschnitt der Gießformfläche zu bilden.
In diesem Fall wird die Wärmeübertragung zu dem Gießformabschnitt, in welchem ein Abschnitt der Gießformfläche durch die Seitenflächen der Kerne ausgebildet ist, deren Hauptmaterial Gießsand ist, im Vergleich zu anderen Gießformabschnitten bis zu einem hohen Grad verringert; auf diese Weise wird es möglich, dem Kühlvorgang des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang eine Gerichtetheit zu verleihen.
Bei dieser Anordnung wird die Wärmeübertragung zu der Gießform (oberen Form DU) auf der Seite, die weiter entfernt von den Durchlässen Di ist, die in der Gießform (unteren Form DL) auf der Seite ausgebildet sind, die den Wassermantelkern CW trägt, derart verringert, dass der Kühlvorgang des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang eine geeignete Gerichtetheit aufweist, um zu ermöglichen, dass sich das geschmolzene Metall beginnend von dem Abschnitt, der von den Durchlässen Di am Weitesten entfernt ist, verfestigt.
Mit anderen Worten, das geschmolzene Metall kann nach dem Gießvorgang unter solch einer Gerichtetheit mit dem Ergebnis abkühlen und sich verfestigen, dass Gase, die innerhalb des Gießformhohlraums vorhanden sind, schrittweise zur Seite der Durchlässe Di hin getrieben werden und zum Zeitpunkt der Beendigung der Verfestigung schließlich an Durchlassabschnitten verbleiben können. Da diese Durchlassabschnitte nach der Beendigung des Gießvorgangs als unnötige Abschnitte abgeschnitten und entfernt werden, wird die Möglichkeit von verbleibenden Gasen im Gussprodukt selbst dementsprechend verringert, wodurch es möglich gemacht wird, das Auftreten von Fehlern zum Zeitpunkt des Gießens wirksam zu verringern.
Darüber hinaus wird, wie aus 7 bis 9 klar hervorgeht, ein Öffnungskern CP, der den Zufuhr- und Auslassöffnungen des Zylinderkopfs entspricht, als ein dritter Kern, der sich in einer Richtung erstreckt, die praktisch orthogonal zum Wassermantelkern CW und zum Ölmantelkern CO ist, in die untere Form DL eingebaut, wobei seine Kernaugen 145 und 146 durch Gießformseitenwände, welche die Kernaugenaufnahmeabschnitte 135 und 136 umfassen, gestützt werden; auf diese Weise können die Innenflächen 145f und 146f dieser Kernaugen 145 und 146 des Öffnungskerns CP wenigstens einen Teil der Gießformfläche, die der anderen Seitenfläche des Zylinderkopfs entspricht, bilden.
Hierbei ist in Bezug auf den Öffnungskern CP auf der linken Seite in 7 (das heißt auf der mittleren Seite der unteren Form DL, welche der rechten Seite in 8 entspricht) insbesondere wenigstens ein Abschnitt der Gießformseitenwand, welche das Kernauge 145 stützt, als eine Sandwand 138 ausgebildet.
Daher wird in Bezug auf den Gießformabschnitt, der die Gießformfläche umfasst, die auch den anderen Seitenflächen des Zylinderkopfs entspricht, die Wärmeübertragung zu diesem Abschnitt im Vergleich zu den anderen Gieß formabschnitten aus denselben Gründen, wie zuvor beschrieben, bis zu einem hohen Grad verringert, mit dem Ergebnis, dass der Kühlvorgang des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang eine geeignete Gerichtetheit aufweist, um zu ermöglichen, dass sich das geschmolzene Metall beginnend von dem Abschnitt, der von den Durchlässen Di am Weitesten entfernt ist, verfestigt. Folglich wird es möglich, eine Verringerung des Auftretens von Fehlern während des Gießens zu fördern.
Wie aus 11 klar hervorgeht, sind in der vorliegenden Ausführungsform konisch zulaufende Führungsabschnitte 141g und 143g, welche zum gleichmäßigen Führen der konisch zulaufenden Innenfläche 127 der Seitenform DS1 zum Zweitpunkt des Schließens der oberen Form DU zur unteren Form DL hin verwendet werden, auf der Außenfläche des Kernauges 141 des Wassermantelkerns CW und der Außenfläche des Kernauges 143 des Ölmantelkerns CO ausgebildet.
Mit solchen konisch zulaufenden Führungsabschnitten 141g und 143g, die auf den Außenflächen der Kernaugen 141 und 143 der Kerne CW und CO ausgebildet sind, ist es, wenn die obere Form DU zur unteren Form DL hin geschlossen wird, möglich, den Schließvorgang der beiden Formen ohne die Notwendigkeit, auf getrennte Weise besondere Führungsabschnitte einrichten zu müssen, gleichmäßig durchzuführen.
Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform, wie aus 8 klar hervorgeht, auf der Außenfläche des Kernauges 146 des Öffnungskerns CP ein konisch zulaufender Abschnitt 146g eingerichtet, welcher zum gleichmäßigen Führen der konisch zulaufenden Innenfläche 126 der Seitenform DS3 zum Zeitpunkt des Schließens der oberen Form DU zur unteren Form DL hin verwendet wird. Vorzugsweise ist dieselbe Art eines konisch zulaufenden Abschnitts 136g auch auf der Außenfläche des Kernaugenaufnahmeabschnitts 136 ausgebildet.
Mit der Anordnung solch eines konisch zulaufenden Führungsabschnitts 146g, der auf der Außenfläche des Kernauges 146 des Öffnungskerns CP ausgebildet ist, und vorzugsweise derselben Art von konisch zulaufendem Abschnitt 136g, der auch auf der Außenfläche des Kernaugenaufnahmeabschnitts 136 ausgebildet ist, ist es, wenn die obere Form DU zur unteren Form DL hin geschlossen wird, möglich, den Schließprozess der beiden Formen ohne die Notwendigkeit, auf getrennte Weise besondere Führungsabschnitte einrichten zu müssen, gleichmäßig durchzuführen.
Außerdem sind in der vorliegenden Ausführungsform die Seitenformen DS (DS1 bis DS3), welche in einer Richtung, die praktisch orthogonal zur Formschließrichtung der oberen Form DU und der unteren Form DL ist, verschiebbar sind, an der oberen Form DU angebracht; und, wie durch die 10A und 10B angezeigt, ist ein unterer Führungsabschnitt 119a, welcher auf der unteren Seite der oberen Seitenform DS positioniert ist und zum Führen des Schiebevorgangs der Seitenform DS verwendet wird, auf der oberen Form DU ausgebildet.
Beide Endseiten dieses unteren Führungsabschnittes 119a sind jeweils mit seitlichen Führungsabschnitten 119b verbunden, und eine rahmenförmige Schiebeführung 119 zum Führen des Schiebevorgangs der Seitenform DS wird durch dieses Paar seitlicher Führungsabschnitte 119b und den unteren Führungsabschnitt 119a gebildet. Mit dieser Anordnung ist es möglich, den Schiebevorgang der Seitenform DS ohne die Notwendigkeit, auf getrennte Weise besondere Führungsabschnitte einrichten zu müssen, gleichmäßig durchzuführen.
In der vorliegenden Erfindung wird die Formtemperatur der Gießform D so reguliert, dass sie in einem vorgegebenen Bereich abgekühlt wird, um die Verfestigung des geschmolzenen Metalls nach dem Gießen zu beschleunigen und um die Temperatur (Formtemperatur) der Gießform D zum Zeitpunkt des Auftragens einer Formschlichte auf die Gießform D genau beizubehalten.
Als Nächstes erfolgt eine Erläuterung eines Steuervorgangs zum Kühlen der Gießform D gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Zuerst erfolgt eine Erläuterung eines Steuervorgangs zum Kühlen der oberen Form DU. Wie bereits erwähnt, sind in jedem der rechten und linken Formabschnitte die Zapfenlochkernvorsprünge 111 in ihrem mittleren Abschnitt ausgebildet, und die Schraubenlochkernvorsprünge 112 sind auf jeder Seite davon ausgebildet (siehe 5). In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Kühlungssteuermechanismus für die obere Form DU an diesen Vorsprüngen 111 und 112 angebracht.
Mit anderen Worten ist, wie in 15 und 16 veranschaulicht, ein leerer Abschnitt 111h innerhalb eines Zapfenlochkernvorsprungs 111 auf eine Art und Weise ausgebildet, dass er sich in seiner Achsrichtung erstreckt, und, wie in 16 im Einzelnen dargestellt, sind ein Leitrohr 114 zum Leiten eines Kühlmediums in den leeren Abschnitt 111h und ein Entladerohr 115 zum Entladen des Kühlmediums aus dem leeren Abschnitt 111h in den leeren Abschnitt 111h eingeführt. Das Leitrohr 114 ist mit einer Versorgungsquelle (nicht dargestellt) des Kühlmediums verbunden, und das Entladerohr 115 ist mit einer Sammelvorrichtung (nicht dargestellt) des Kühlmediums verbunden. Ein Kühlmediumzirkulationssystem, welches das Leitrohr 114 und die Versorgungsquelle (nicht dargestellt), sowie das Entladerohr 115 und die Sammelvorrichtung (nicht dargestellt) des Kühlmediums umfasst, bildet ein Kühlmittel im Zapfenlochkernvorsprung 111.
Darüber hinaus ist, wie in 17 im Einzelnen veranschaulicht, ein leerer Abschnitt 112h innerhalb jedes Schraubenlochkernvorsprungs 112 auf eine Art und Weise ausgebildet, dass er sich in seiner Achsrichtung erstreckt, und ein Leitrohr 116 zum Leiten eines Kühlmediums in den leeren Abschnitt 112h ist in den leeren Abschnitt 112h eingeführt. Im Falle des Schraubenlochkernvorsprungs 112 wird das Kühlmedium, das in den leeren Abschnitt 112h gleitet wird, durch die Öffnung des leeren Abschnitts 112h nach außen entladen. Das Leitrohr 116 ist mit einer Kühlmediumversorgungsquelle (nicht dargestellt) verbunden, die sich von jener, die für die Zapfenlochkernvorsprünge 111 verwendet wird, unterscheidet; auf diese Weise wird ein Kühlmittel für die Schraubenlochkernvorsprünge 112 durch ein Kühlmediumversorgungssystem gebildet, welches die Kühlmediumversorgungsquelle und das Leitrohr 116 umfasst.
In der vorliegenden Ausführungsform sind, um eine geeignete Gerichtetheit für einen Kühlvorgang im geschmolzenen Metall nach dem Gießen bereitzustellen und ein hochwertiges Gussprodukt zu erhalten, das weniger anfällig für Fehler ist, in Bezug auf die Kühlmittel, die an den Vorsprüngen 111 und 112 angebracht sind, jene, die an den inneren Vorsprüngen vergleichsweise näher an der Mitte der Gießform DU (das heißt den Zapfenlochkernvorsprüngen 111) angebracht sind, so gestaltet, dass sie eine größere Kühlkapazität aufweisen als jene, die an den äußeren Vorsprüngen (das heißt den Schraubenlochkernvorsprüngen 112) vergleichsweise näher am Umfang der Form angebracht sind.
Konkret wird eine Flüssigkeit (zum Beispiel Wasser) als das Kühlmedium der Kühlmittel verwendet, die an den Zapfenlochkernvorsprüngen 111 angebracht sind, und ein Gas (zum Beispiel Luft) wird als das Kühlmedium der Kühlmittel verwendet, die an den Schraubenlochkernvorsprüngen 112 angebracht sind.
Da das Kühlmittel an jedem der Kernvorsprünge 111 und 112 in der oberen Form DU eingerichtet ist, ist es auf diese Weise möglich, dem Kühlvorgang des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang eine geeignete Gerichtetheit zu verleihen, um die Gießform (obere Form DU) an der Seite, die von den Durchlässen Di weiter entfernt ist, wirkungsvoll abzukühlen und folglich zu ermöglichen, dass sich das geschmolzene Metall beginnend von dem Abschnitt, der von den Durchlässen Di am Weitesten entfernt ist, verfestigt. Darüber hinaus sind in Bezug auf die Kühlmittel, die an den Vorsprüngen 111 und 112 angebracht sind, jene, die an den inneren Kernvorsprüngen vergleichsweise näher an der Mitte der Gießform, das heißt an den Zapfenlochkernvorsprüngen 111, angebracht sind, so gestaltet, dass sie eine größere Kühlkapazität aufweisen als jene, die an den äußeren Kernvorsprüngen, das heißt an den Schraubenlochkernvorsprüngen 112, vergleichsweise näher am Umfang der Form angebracht sind; daher ist es in Bezug auf den mittleren Abschnitt und den äußeren Abschnitt des Gießformhohlraums möglich, einem Kühlvorgang für das geschmolzene Metall eine geeignete Gerichtetheit zu verleihen, um zu ermöglichen, dass das geschmolzene Metall beginnend von dem Abschnitt, welcher der Mitte am nächsten ist, schrittweise abkühlt.
Mit anderen Worten, beim Verfestigen des geschmolzenen Metalls nach dem Gießen macht es die Anwendung der Kühlmittel möglich, die Verfestigung des geschmolzenen Metalls zu beschleunigen, und es ist außerdem nicht nur möglich, die Verfestigungsgeschwindigkeit einfach zu erhöhen, sondern durch Verwenden der zylinderkopfeigenen Form außerdem auch einen Kühlvorgang mit einer geeigneten Gerichtetheit durchzuführen; auf diese Weise wird es möglich, das Auftreten von Problemen, wie beispielsweise Gasfehlern usw., wirksam zu verringern und folglich hochwertige Gussprodukte auf eine beständige Weise bereitzustellen.
Konkret ist das Kühlmedium der Kühlmittel, die an den innen angeordneten Zapfenlochkernvorsprüngen 111 angebracht sind, eine Flüssigkeit (Wasser), und das Kühlmedium der Kühlmittel, die an den außen angeordneten Schraubenlochkernvorsprüngen 112 angebracht sind, ist ein Gas (Luft); daher ist es in Bezug auf die Kühlmittel, die an den mehreren Vorsprüngen 111 und 112 angebracht sind, durch Verwenden der Wärmeleitungseigenschaften möglich, positiverweise solch eine Einstellung bereitzustellen, dass jene, die an den inneren Vorsprüngen 111 vergleichsweise näher an der Mitte der Form angebracht sind, ein besseres Abkühlungsvermögen aufweisen als jene, die an den äußeren Vorsprüngen 112 vergleichsweise näher am Umfang der Form angebracht sind.
Da die Vorsprünge 111 und 112 so ausgebildet sind, dass sie wenigstens den Zapfenlöchern, die vergleichsweise näher an der Mitte des Zylinders sind, und den Schraubenlöchern, die vergleichsweise näher am Umfang des Zylinderkopfs sind, entsprechen, ist es durch Verwenden der Zapfenlöcher und der Schraubenlöcher, die dem Zylinderkopf eigen sind, darüber hinaus insbesondere möglich, Kühl- und Verfestigungsvorgänge mit einer geeigneten Gerichtetheit in Bezug auf das geschmolzene Metall nach dem Gießen durchzuführen.
Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf die inneren Vorsprünge (das heißt die Zapfenlochkernvorsprünge 111) zum Beseitigen von restlichem Kühlmedium innerhalb des leeren Abschnitts 111h des Vorsprungs 111 nach dem Anhalten des Kühlvorgangs der daran angebrachten Kühlmittel ein Spülluftzufuhrrohr (Restflüssigkeitsbeseitigungsmittel) zum Luftspülen des leeren Abschnitts 111h daran angebracht, obwohl es in der Figur nicht ausdrücklich dargestellt ist.
Die Anwendung solch eines Restflüssigkeitsbeseitigungsmittels macht es möglich, das Problem positiv zu lösen, dass Flüssigkeit, die als das Kühlmedium gedient hat, innerhalb des leeren Abschnitts 111h des Vorsprungs 111 in einem unkontrollierbaren Zustand ihrer Temperatur verweilt und zu einer Verschlechterung der Genauigkeit der Temperaturregulierung führt, wenn das Kühlmittel im Vorsprung 111 für den nächsten Gießvorgangszyklus betrieben wird. Darüber hinaus ermöglicht dies auch, die Erzeugung von Rost innerhalb des leeren Abschnitts 111h des Vorsprungs 111 zu verhindern.
Als Nächstes erfolgt eine Erläuterung eines Steuervorgangs zum Kühlen der unteren Form DL.
In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 15 veranschaulicht, ein Punktkühlmechanismus 151, der die Wärmeleitung so einschränkt, dass sie in keine Richtung außer in einer spezifischen Richtung einwirkt, in der unteren Form DL eingerichtet.
Dieser Punktkühlmechanismus 151 wird durch einen Hauptkörper 152, der in ein Montageloch 156 eingepasst ist, das in einer vorgegebenen Position der unteren Form DL ausgebildet ist, ein Zufuhrrohr 153 zum Zuführen eines Kühlmediums zu einem Kühlmediumweg 152h, der innerhalb des Hauptkörpers 152 ausgebildet ist, und ein Entladerohr 154 zum Entladen des Kühlmediums durch den Kühlmediumweg 152h gebildet. Der Hauptkörper 152, der den Kühlmediumweg 152h innerhalb davon umfasst, ist in einer zylinderähnlichen Form ausgebildet.
Das Zufuhrrohr 153 ist mit einer Versorgungsquelle (nicht dargerstellt) eines Kühlmediums verbunden, und das Entladerohr 154 ist mit einer Sammelvorrichtung (nicht dargestellt) für das Kühlmedium verbunden. Der Kühlmediumweg 152h, der innerhalb des Hauptkörpers 152 ausgebildet ist, das Zufuhrrohr 153, die Versorgungsquelle des Kühlmediums (nicht dargestellt), das Entladerohr 154 und die Sammelvorrichtung (nicht dargestellt) bilden ein Kühlmediumzirkulationssystem des Punktkühlmechanismus 151.
In dem Punktkühlmechanismus 151 ist der umfängliche Abschnitt des Hauptkörpers 152 derart in das Montageloch 156, das in der unteren Form DL eingerichtet ist, eingepasst, dass die Kopffläche des Hauptkörpers 152 der Innenseite des Gießformhohlraums Mc zugekehrt ist.
Auf diese Weise weist der Punktkühlmechanismus 151 seine eine Endfläche so auf, dass sie der Innenseite des Gießformhohlraums Mc zugekehrt sein kann, und das geschmolzene Metall wird an diesem Abschnitt mit einer Gerichtetheit in der Längenrichtung des Hauptkörpers 152 selektiv abgekühlt. Da der Hauptkörper seinen umfänglichen Abschnitt so aufweist, dass er in das Montageloch 156 eingepasst ist, das in der unteren Form DL ausgebildet ist, ist es darüber hinaus möglich, das Wärmeleitungsvermögen zu ändern, wobei dieser Einpassungsabschnitt als eine Grenze dient.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die untere Form DL aus Stahl hergestellt sein, während der Hauptkörper 152 zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein kann; auf diese Weise wird durch das Wechseln der Materialien der beiden Elemente das Wärmeleitungsvermögen geändert, wobei der Einpassungsabschnitt der beiden Elemente als eine Grenze dient, derart dass der Kühlvorgang durch den Kühlpunktmechanismus 151 die zuvor erwähnte Gerichtetheit aufweisen kann.
Hierbei kann anstelle dieser Anordnung oder zusätzlich zu dieser Anordnung ein Spalt im Einpassungsabschnitt der beiden Elemente bereitgestellt werden, um die Wärmeleitung durch den Einpassungsabschnitt einzuschränken. Darüber hinaus kann zum Beispiel eine Isolierschicht, wie beispielsweise eine Flammbeschichtungskeramikschicht, im Einpassabschnitt der beiden Elemente gebildet werden, derart dass die Wärmeleitung in keine Richtung außer in einer spezifischen Richtung des Hauptkörpers 152 einwirkt.
Wie bereits erwähnt, ist der Punktmechanismus 151, der die Wärmeleitung so einschränkt, dass sie in keine Richtung außer in einer spezifischen Richtung (in der Längenrichtung des Hauptkörpers 152, in welcher er dem Gießformhohlraum Mc zugekehrt ist) der unteren Form DL einwirkt, derart eingerichtet, dass ein bestimmter Teil des geschmolzenen Metalls innerhalb des Gießformhohlraums Mc mit einer Gerichtetheit in einer vorgegebenen Richtung abkühlen und sich verfestigen kann; auf diese Weise wird es möglich, die Möglichkeit von Problemen, wie beispielsweise Gasfehlern, wirksam zu verringern und folglich hochwertige Gussprodukte auf eine beständige Weise bereitzustellen.
Wie bereits erwähnt, ist in der vorliegenden Ausführungsform darüber hinaus ein Abschnitt der Gießformfläche, welche der Seitenfläche des Zylinderkopfs entspricht, durch eine Sandwand ausgebildet, wobei die Sandwand 138 in die untere Form DL eingebaut ist, und der zuvor erwähnte Punktkühlmechanismus 151 wird in der Nähe der Sandwand 138 eingerichtet (siehe 6 und 7). Hierbei wird der Punktkühlmechanismus 151 in der Nähe der Sandwand 138 eingerichtet, die so weit als möglich von den Durchlässen Di entfernt ist.
Wie bereits erwähnt, ist der Punktkühlmechanismus 151 in der Nähe der Sandwand 138 eingerichtet, derart dass die Umgebung der Sandwand 138, welche ein geringes Wärmeleitungsvermögen aufweist und schwer zu kühlen ist, wirkungsvoll selektiv gekühlt werden kann.
Wie bereits erwähnt, ist in der vorliegenden Ausführungsform überdies der Verteiler 9, der als Zufuhrabschnitt für geschmolzenes Metall zum Zuführen des geschmolzenen Metalls dient, das durch die Durchlässe Di in den Gießformhohlraum Mc eingespritzt werden soll, unter der unteren Form DL eingerichtet. Hierbei ist in der Seite der unteren Fläche der unteren Form DL eine Aussparung 105 mit einer vorgegebenen Tiefe ausgebildet, und das Zufuhrrohr 153 und das Entladerohr 154, welche als die Kühlmediumwege des Punktkühlmechanismus 151 dienen, sind in dem Raum 105 mit einer ausgesparten Form angeordnet. Darüber hinaus ist auch ein Verbindungszylinder 106, der es ermöglicht, dass der Verteiler 9 mit den Durchlässen Di in Verbindung steht, in dem Raum 105 mit einer ausgesparten Form angeordnet.
Hierbei wird, um zu verhindern, dass Fremdstoffe usw., welche negative Wirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des resultierenden Gussprodukts ausüben, in das Innere des Gießformhohlraums Mc eintreten, ein Siebgitter (Metallgitter 109) an den Durchlässen Di angebracht. Dieses Metallgitter 109 wird normalerweise entfernt, wenn das Gussprodukt herausgenommen wird, und es wird für jeden Gießzyklus neu angebracht.
Auf diese Weise ist der Zufuhrabschnitt 9 (Verteiler) für geschmolzenes Metall zum Zuführen des geschmolzenen Metalls, das durch die Durchlässe Di in den Gießformhohlraum Mc eingespritzt werden soll, unter der unteren Form DL eingerichtet; ein vorgegebener Raum 105 ist zwischen dem Verteiler 9 und der unteren Form DL ausgebildet; die Kühlmediumwege 153 und 154 für den Punktkühlmechanismus 151 sind in dem Raum 105 angeordnet, und der Verbindungszylinder 106 zum Ermöglichen, dass der Verteiler 9 mit den Durchlässen Di in Verbindung steht, ist darin angeordnet. Daher werden die Kühlmediumwege 153 und 154 problemlos unter der unteren Form DL abgeordnet, wo es normalerweise schwierig ist, einen Raum bereitzustellen, ohne irgendwelche Probleme zu verursachen, und der Punktkühlmechanismus 151 wird problemlos auf der Seite der unteren Form DL eingerichtet.
Wie bereits erwähnt, ist auf der Seite der oberen Form DU an jedem der Kernvorsprünge 111 und 112, die auf der oberen Form DU ausgebildet sind, ein Kühlmittel angebracht; daher ist es möglich, dem Kühlvorgang des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang eine geeignete Gerichtetheit zu verleihen, um zu ermöglichen, dass sich das geschmolzene Metall beginnend von dem Abschnitt, der von den Durchlässen Di am Weitesten entfernt ist, verfestigt, indem die Gießform (obere Form DU) beginnend von der Seite, die von den Durchlässen Di am Weitesten entfernt ist, wirkungsvoll gekühlt wird. Darüber hinaus sind in Bezug auf die Kühlmittel, die an den Kernvorsprüngen 111 und 112 angebracht sind, jene, die an den inneren Kernvorsprüngen 111 (Zapfenlochkernvorsprüngen) vergleichsweise näher an der Mitte der Form angebracht sind, mit einem besseren Abkühlungsvermögen versehen als jene, die an den äußeren Kernvorsprüngen 112 (Schraubenlochkernvorsprüngen) vergleichsweise näher am Umfang der Form angebracht sind; daher ist es in Bezug auf die mittlere Seite und ebenso die umfängliche Seite des Formhohlraums Mc möglich, einen Kühlvorgang für das geschmolzene Metall mit solch einer Gerichtetheit durchzuführen, dass das geschmolzene Metall beginnend von dem Abschnitt, welcher der Mitte am nächsten ist, schrittweise abgekühlt wird.
Außerdem ist der Punktkühlmechanismus 151, welcher die Wärmeleitung so einschränkt, dass sie in keine Richtung außer in einer spezifischen Richtung einwirkt, auf der Seite der unteren Form DL eingerichtet; daher kann ein bestimmter Teil des geschmolzenen Metalls innerhalb des Gießformhohlraums Mc mit einer geeigneten Gerichtetheit in einer vorgegebenen Richtung von der Seite der unteren Form DL abkühlen und sich verfestigen.
Mit anderen Worten, beim Verfestigen des geschmolzenen Metalls nach dem Gießen macht es die Anwendung des Kühlmittels möglich, die Verfestigung des geschmolzenen Metalls zu beschleunigen, und es ist außerdem nicht nur möglich, die Verfestigungsgeschwindigkeit einfach zu erhöhen, sondern durch Verwenden der zylinderkopfeigenen Form außerdem auch einen Kühlvorgang mit einer geeigneten Gerichtetheit durchzuführen; auf diese Weise wird es möglich, das Auftreten von Problemen, wie beispielsweise Gasfehlern usw., wirksam zu verringern und folglich hochwertige Gussprodukte auf eine beständige Weise bereitzustellen.
Hierbei ist der Punktkühlmechanismus 151 in der vorliegenden Ausführungsform nur in der unteren Form DL eingerichtet; er kann jedoch auch nur in der oberen Form DU oder in beiden Gießformen DU und DL eingerichtet werden.
Als Nächstes erfolgt eine Erläuterung des ersten und des zweiten Wagens BP und BC, die in der Niederdruckgießvorrichtung A eingerichtet sind, und insbesondere des zweiten Wagens (Kernwagens) BC.
Wie bereits erwähnt, können diese Wagen BP und BC, wenn die obere Form DU angehoben wurde und ein geöffneter Raum K in Bezug auf die untere Form DL ausgebildet ist (siehe 1), zu dem geöffneten Raum K vorrücken und sich daraus zurückziehen; daher kann der Kernwagen BC, nachdem ein Kern und eine Sandwand außerhalb des geöffneten Raums K darauf aufgeladen wurden, in den geöffne ten Raum K vorrücken (vorfahren), und er senkt den Kern und die Sandwand, die darauf geführt werden, und stellt sie in die untere Form DL.
Wie später beschrieben wird, trägt der Kernwagen BC darüber hinaus auch einen Beschichtungskasten T, der zum Beschichten der Gießforminnenfläche der oberen Form DU und der Seitenformen DS mit einer Pulverformschlichte verwendet wird, und der Beschichtungskasten T wird innerhalb des geöffneten Raumes K angehoben, um die Pulverformschlichte auf die Innenfläche der oberen Form (das heißt eine Passfläche mit der unteren Form DL, welche nach unten gekehrt ist) aufzutragen. Hierbei wird in der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf die Formschlichte zum Beispiel ein Material verwendet, das Silicaton als seine Hauptkomponente aufweist. Stattdessen kann vorzugsweise eine andere Formschlichte verwendet werden, welche zum Beispiel Kohlenstoff als ihre Hauptkomponente aufweist.
Die obere Form DU und die Seitenformen DS werden gesenkt, um mit der unteren Form DL zusammengepasst zu werden, und geschmolzenes Metall wird zugeführt und in den Hohlraum Mc eingespritzt, der durch diese Formen DU, DS und DL ausgebildet ist, derart dass ein vorgegebenes Gussprodukt (Zylinderkopf) gegossen wird. Dann wird das resultierende Gussprodukt in einem Zustand, in dem die obere Form DU angehoben wurde und der geöffnete Raum K ausgebildet ist, in einer Richtung entgegengesetzt zur Bereitschaftsposition des Kernwagens BC durch den Produktaufnahmewagen BP herausgenommen.
Unter Bezugnahme auf 19 bis 21 erfolgt nun eine ausführliche Erläuterung des Kernwagens (des zweiten Wagens) BC. Der Kernwagen BC ist mit einer Kerneinsetzvorrichtung 10 auf seinem unteren Abschnitt versehen. Die Kerneinsetzvorrichtung 10 ist mit einer Basisplatte 13 versehen, welche sich auf und ab bewegen kann, während sie durch eine Führungstange 12 geführt wird, und diese Basisplatte 13 wird durch eine zylindrische Vorrichtung 14, die als ein Aufwärts- und Abwärtsantriebsmittel der Kerneinsetzvorrichtung 10 dient, angetrieben, um sich auf und ab zu bewegen. Mehrere Halteklauen 15, welche in der Richtung der Papierfläche von 19 geöffnet und geschlossen werden, werden auf seinem unteren Abschnitt getragen, und ein Öffnungs- und Schließmechanismus 16, welcher ein Betätigungselement zum Öffnen und Schließen der Halteklauen 15 umfasst, ist darin eingerichtet.
Die zuvor erwähnte Kerneinsetzvorrichtung 10 weist einen Positionierstift 17a auf, der Seite an Seite mit den Halteklauen 15 angeordnet ist und sich in einer Längsrichtung erstreckt. Der Positionierstift 17a wird praktisch durch eine Kolbenstange einer zylindrischen Vorrichtung 17 gebildet, die in der Längsrichtung angeordnet ist, und der Kernwagen 8C hat sich zu einer vorgegebenen Position innerhalb des geöffneten Raumes K bewegt, derart dass der Positionierstift 17a gesenkt wird, um in ein Positionierloch (nicht dargestellt) der unteren Form DL eingeführt zu werden; auf diese Weise wird die Positionierung des Kernwagens BC innerhalb des geöffneten Raumes K durchgeführt. In diesem positionierten Zustand werden das Einsetzen der Kerne und der Sandwand, wie bereits erwähnt, und das Beschichten der Innenfläche der oberen Form DU und der Seitenformen DS mit der Pulverformschlichte durchgeführt.
Die äußere Gehäuse des zuvor erwähnten Beschichtungskastens T wird praktisch durch ein Umhüllungselement 21 gebildet und, wie in 21 bis 23 veranschaulicht, sind eine Sprühdüse 22, die zum Sprühen der Pulverformschlichte verwendet wird, und eine Blasdüse 23, die zum Blasen von Luft verwendet wird, im Inneren davon enthalten. Das Umhüllungselement 21, das in einer Kasten form mit nur einer aufwärts gerichteten Öffnung ausgebildet ist, weist eine Bodenwand, eine Vorder- und eine Rückseitenwand, sowie eine rechte und eine linke Seitenwand auf; auf diese Weise kann die aufwärts gerichtete Öffnung, wenn sie innerhalb des geöffneten Raumes K positioniert ist, der Innenfläche der oberen Form zugekehrt sein.
Das Umhüllungselement 21 wird auf dem Kernwagen BC auf eine Art und Weise gehalten, dass es sich in einer Position über der Kerneinsetzvorrichtung 10 (Basisplatte 13) und insbesondere in einer Position über dem oberen Rahmen des Kernwagens BC aufwärts und abwärts bewegt. Mit anderen Worten, die Platte 24 ist auf der Außenwand des Umhüllungselements 21 eingerichtet, und eine zylindrische Vorrichtung 25, die als ein Aufwärts- und Abwärtsantriebsmittel dient, ist zwischen dieser Platte 24 und dem Rahmen des Kernwagens BC angeordnet. Eine Führungsstange 26, welche sich vom Kernwagen BC nach oben erstreckt, kann in die Platte 24 eindringen, um in der Längsrichtung frei zu gleiten, derart dass als Reaktion auf das Ausfahren und Einziehen der zylindrischen Vorrichtung 25 das Umhüllungselement 21 gleichmäßig aufwärts und abwärts angetrieben wird.
Unter Bezugnahme auf 22 bis 25 erfolgt nun eine ausführliche Erläuterung der Bestandteile, wie beispielsweise des Umhüllungselements 21, der Sprühdüse 22 und der Blasdüse 23.
Das Umhüllungselement 21 ist mit einem Flanschabschnitt 21a versehen, der um die ganze obere Endkante davon ausgebildet ist, und eine Packung 31, die aus einem flexiblen Element, wie beispielsweise Gummi, hergestellt ist, ist über der ganzen Fläche des Flanschabschnitts 21a befestigt. Auf diese Weise wird, wie in 22 veranschaulicht, das Umhüllungselement 21 im geöffneten Raum K angehoben und, wenn die Packung 31 mit der unteren Fläche der oberen Form DU in Kontakt kommt und daran gedrückt wird, werden das Umhüllungselement 21, die obere Form DU und die Seitenformen DS zusammenwirkenderweise angeordnet, um den abgedichteten Raum M innerhalb des Umhüllungselements 21 zu bilden.
Zu diesem Zeitpunkt werden in der vorliegenden Ausführungsform die Seitenformen DS, welche auf eine Weise eingerichtet sind, dass sie zwischen dem geschlossenen Formzustand zum Bilden eines abgedichteten Volumenabschnitts und dem geöffneten Formzustand zum Öffnen des Volumenabschnitts umgeschaltet werden, alle auf der oberen Form DU getragen, wie bereits erwähnt, und wenn alle Seitenformen DS im geschlossenen Formzustand gehalten werden, wird ein Formschlichte auf die Innenflächen der jeweiligen Seitenformen DS und der oberen Form DU aufgetragen; daher ist es im Gegensatz zu dem Fall, in dem wenigstens ein Teil der Seitenformen in der unteren Form DL mit den Durchlässen Di getragen wird, nicht notwendig, die Beschichtungsvorgänge der Formschlichte zweimal auf getrennte Weise durchzuführen. Mit anderen Worten, die Formschlichte wird auf die Innenflächen der oberen Form DU und aller Seitenformen DS nur durch ein einmaliges Durchführen des Beschichtungsvorganges aufgetragen; demnach ist es möglich, den Nutzeffekt des Beschichtungsvorgangs zu verbessern.
An unteren Abschnitten der Vorder- und der Rückseitenwand des Umhüllungselements 21 sind Schlitze 32 auf eine Art und Weise ausgebildet, dass sie sich parallel zueinander lang strecken, und diese Schlitze 32 erstrecken sich praktisch alle durch die Länge des Umhüllungselements 21 in der seitlichen Richtung. Ein Halteelement 33 mit einer verlängerten Stangenform ist innerhalb des Umhüllungselements 21 angeordnet, und die jeweiligen Enden dieses Halteelements 33 können so in die Schlitze 32 eindringen, dass sie darin frei gleiten. Eine Rolle 34, welche als ein Laufrad außerhalb des Umhüllungselements 21 dient, ist an einem Ende 33a des Halteelements 33 angebracht, um sich daran frei zu drehen, und diese Rolle 34 kann sich auf einer Führungsschiene 35 drehen, die auf der Außenseite der Seitenwand des Umhüllungselements 21 befestigt ist.
Ein Mutternelement 36 ist am anderen Ende 33b des Halteelements 33 außerhalb des Umhüllungselements 21 befestigt, und dieses Mutternelement 36 ist mit dem Umfang einer Gewindestange 37, die sich entlang der Schlitze 32 lang erstreckt, in Eingriff. Die Gewindestange 37 wird auf dem Umhüllungselement 21 so getragen, dass sie sich darauf dreht, und ihr eines Ende ist mit einem Drehantrieb (zum Beispiel einem elektrischen Motor in der vorliegenden Ausführungsform) 38 verbunden. In dieser Anordnung wird zum Beispiel durch Vorwärtsdrehen des Drehantriebs 38 das Mutternelement 36, das heißt das Halteelement 33, in 23 abwärts gedreht, während durch Rückwärtsdrehen des Drehantriebs 38 das Haltelement 33 in 23 aufwärts gedreht wird.
Die Sprühdüse 22 und die Blasdüse 23 sind am Halteelement 33 befestigt. Wie in 24 und 25 im Einzelnen veranschaulicht, weist die Sprühdüse 22 einen verlängerten Zylinderhauptkörper 22a auf, wobei seine jeweiligen Enden geschlossen sind, und dieser Zylinderhauptkörper 22a weist einen langen, dünnen, inneren gemeinsamen Raum 22b und mehrere Verbindungslöcher 22c, die jeweils mit dem gemeinsamen Raum 22b in Verbindung stehen, auf. Diese Verbindungslöcher 22c sind in der Längenrichtung des Zylinderhauptkörpers 22a hintereinander mit Zwischenräumen ausgebildet, und Düsenelemente 22d sind jeweils an den Verbindungslöchern 22c angebracht.
Ein Paar von Sprühdüsen 22 ist in der Längenrichtung des Halteelements 33 mit einem Spalt zwischen ihnen eingerichtet und am Halteelement 33 befestigt. Jede Sprühdüse 22 weist ein Befestigungsschraubenloch 39 für das Halteelement 33 auf. Der Befestigungsvorgang der Sprühdüse 22 am Halteelement 33 wird so durchgeführt, dass das Düsenelement 22d nach oben gekehrt ist.
Obwohl die Blasdüse 23 praktisch auch dieselbe Struktur wie die Sprühdüse 22 aufweist, weist sie kein Element auf, das dem Düsenelement 22d entspricht, und ihre Öffnung, die den Verbindungslöchern 22c entspricht, wie sie ist, dient als Gebläseluftauslass 23c (siehe 22).
Dann wird die Blasdüse 23 am Halteelement 33 befestigt, wobei dieser Gebläseluftauslass 23c abwärts gerichtet eingestellt wird, um der Bodenwand des Umhüllungselements 21 zugekehrt zu sein. Gleich wie bei der Sprühdüse 22 ist ein Paar der Blasdüsen 23 entlang der Längenrichtung des Halteelements 33 mit einem Spalt zwischen ihnen ausgebildet.
Wie bereits erwähnt, ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Formschlichtenauftragmittel, das auf dem Kernwagen BC eingerichtet ist, mit dem Umhüllungselement 21, das in einem geschlossenen Formzustand zusammen mit der oberen Form DU und den Seitenformen DS als ein Schließelement zum Bilden eines abgedichteten Beschichtungsraums dient, und der Sprühdüse 22, die als ein Beschichtungsmechanismus, der innerhalb des Beschichtungsraums M positioniert ist, wenn der Beschichtungsraum M gebildet ist, versehen; daher wird die Formschlichte in einem Zustand, in dem der geschlossene Raum (Beschichtungsraum) M durch Verwenden des Umhüllungselements 21 ausgebildet ist, durch Verwenden der Sprühdüse 22 automatisch auf die Innenflächen der oberen Form DU und der Seitenformen DS aufgetragen.
Außerdem ist das Formschlichtenauftragmittel am zweiten Wagen (Kern) BC angebracht, der zum geöffneten Raum K der oberen und der unteren Gießform DU/DL vorrücken und sich daraus zurückziehen kann, und der Wagen BC ist mit einer Kernmontagevorrichtung 10 zum Halten eines Kerns und Einbauen des Kerns in die untere Form DL auf der Seite gegenüber der Seite, auf welcher das Formschlichtenauftragmittel angebracht ist, versehen, mit dem Ergebnis, dass es möglich ist, den automatischen Montagevorgang des Kerns durchzuführen, während der automatische Auftragvorgang der Formschlichte durchgeführt wird.
Die Zufuhr der Pulverformschlichte zur Sprühdüse 22 erfolgt von einem Verbindungselement 41, das an der Bodenwand des Umhüllungselements 21 angebracht ist, durch einen flexiblen Schlauch 42, der innerhalb des Umhüllungselements 21 eingerichtet ist. Dieser Schlauch 42 ist derart angeschlossen, dass er mit dem gemeinsamen Raum 22b der Sprühdüse 22 an einer praktisch mittleren Position in der Längenrichtung davon in Verbindung stehen kann (siehe 24 und 25).
Die Zufuhr von Gebläseluft zur Blasdüse 23 erfolgt durch einen langen, dünnen flexiblen Schlauch 43, der durch den zuvor erwähnten Schlitz 32 verläuft. Darüber hinaus sind auf der Bodenwand des Umhüllungselements 21 zwei Saugöffnungen 44 in der Mitte davon ausgebildet. Diese Saugöffnungen 44 sind durch den Schlauch 45 mit der Saugvorrichtung 46 (siehe 26) verbunden.
26 erläutert die Verbindungswege der Sprühdüse 22, der Blasdüse 23 und der Saugöffnung 44 schematisch. Wie in 26 veranschaulicht, strömt Ausgangsluft, die von der Luftversorgungsquelle (nicht dargestellt) zugeführt wird, nacheinander durch einen Regler 51, ein Filter 52 und einen Trockner 53 hindurch, um reine trockene Luft mit einem vorgegebenen eingestellten Druck zu bilden.
Zweigwege von fünf Systemen sind auf der Stromabwärtsseite des Trockners 53 parallel zueinander vorhanden. Einer der Zweigwege 61 bildet einen Zufuhrweg für die Pulverformschlichte und wird mit der Sprühdüse 22 verbunden, nachdem er nacheinander ein elektromagnetisches Öffnungs- und Schließventil 62, einen Exekutor 63 und einen Hochspannungsbeaufschlagungsabschnitt 64 durchlaufen hat. Mit dem Exekutor 63 ist durch ein Luftöffnungs- und -schießventil 65 ein Vorratsbehälter 66 für die Pulverformschlichte verbunden; auf diese Weise wird in einem Zustand, in dem das Öffnungs- und Schließventil 65 offen ist, Pulverformschlichte durch Luft, die durch den Weg 61 zugeführt wird, aus dem Behälter 66 gesaugt, derart dass die Pulverformschlichte gepresst und zur Sprühdüse 22 gesendet wird.
Ein anderer Zweigweg 67 ist mit dem Luftöffnungs- und -schließventil 65 verbunden, und ein elektromagnetisches Öffnungs- und Schließventil 68 ist mit diesem Zweigweg 67 verbunden. Auf diese Weise wird als Reaktion auf das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Öffnungs- und Schließventils 68 das Luftöffnungs- und -schließventil 65 geöffnet und geschlossen.
Hierbei verwendet der Hochspannungsbeaufschlagungsabschnitt 64 einen Hochspannungsgenerator 64A, um die Pulverformschlichte mit einer Spannung zu beaufschlagen, derart dass ein vorgegebener Hochspannungsunterschied zwischen dem Mittel und der oberen Form DU, die zum Beispiel an eine + (Plus) Elektrode angeschlossen ist, angewendet wird, das heißt, es wird ein so genanntes elektrostatisches Saugverfahren für die Haftung der Pulverformschlichte verwendet (nämlich elektrostatisches Auftragen der Formschlichte).
Auf diese Weise ist die Elektrode an die obere Form DU angeschlossen, und die Formschlichte wird elektrostatisch auf die Innenflächen der oberen Form DU und der Seitenformen DS aufgetragen; daher ist es möglich, die Homogenität und das Haftungsvermögen beim Auftrag der Formschlichte auf die Innenflächen der Gießform ausreichend zu verbessern.
Noch ein anderer Zweigweg 69 ist mit dem Behälter 66 verbunden, und ein elektromagnetisches Öffnungs- und Schließventil 70 ist in den Zweigweg 69 eingefügt. Wenn dieses Öffnungs- und Schließventil 70 geöffnet wird, wird die Pulverformschlichte im Behälter 66 geschüttelt, um die Beförderung der Pulverformschlichte zum Exekutor 63 wirksam zu unterstützen.
Noch ein anderer Zweigweg 71 ist mit dem Kopfabschnitt des Exekutors 63 verbunden, und ein elektromagnetisches Öffnungs- und Schließventil 72 ist in den Zweigweg 71 eingefügt. Auf diese Weise wird, wenn das Öffnungs- und Schließventil 72 geöffnet wird, der Sprühdüse 22 durch den Exekutor 63 Spülluft zugeführt.
Darüber hinaus ist der andere Zweigweg 73 mit der Blasdüse 23 verbunden, und ein elektromagnetisches Öffnungs- und Schließventil 74 ist in den Zweigweg 73 eingefügt. Auf diese Weise wird durch Öffnen des Öffnungs- und Schließventils 74 durch die Blasdüse Gebläseluft zugeführt.
27 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Verschiebung der Sprühdüse 22, dem Vorgang des Sprühens der Pulverformschlichte aus der Sprühdüse 22, der Gebläseluftzufuhr aus der Blasdüse 23 und dem Saugvorgang, sowie der Zufuhr von Spülluft durch die Saugöffnung 44 darstellt.
In diesem Beispiel, das in 27 dargestellt ist, wird die Sprühdüse 22 auf solch eine Weise betrieben, dass sie, nachdem sie von der Ausgangsposition an einem Ende des Umhüllungselements 21 zum Vorschubende davon verschoben wurde, wieder in die Ausgangsposition zurückgestellt wird; und bei dieser Hin- und Herbewegung wird die Beschichtung der Innenflächen der oberen Form und der Seitenformen mit der Pulverformschlichte beendet. Hierbei wird in diesem Fall die Verschiebungsgeschwindigkeit der Sprühdüse 22 auf eine konstante Geschwindigkeit eingestellt.
Der Auftrag der Pulverformschlichte aus der Sprühdüse 22 wird von einer Position gestartet, in der die Sprühdüse 22 etwas von der Ausgangsposition vorgerückt ist, und an einer Position kurz vor oder nach dem Vorschubende einmal ausgesetzt. Dann wird der Sprühvorgang der Pulverformschlichte fortgesetzt, und der Sprühvorgang der Pulverformschlichte ist kurz vor der Ausgangsposition fertig. Außerdem wird der Luftblasvorgang auf dieselbe Weise wie der Vorgang des Sprühens der Pulverformschlichte durchgeführt.
Der Saugvorgang von der Saugöffnung 44 wird gleichzeitig mit dem Beginn des Sprühvorgangs der Pulverformschlichte begonnen. In Bezug auf die Beendigung des Saugvorgangs ist diese jedoch infolge eines zusätzlichen Vorgangs, in dem restliche Pulverformschlichte innerhalb des abgedichteten Raums M, der durch das Umhüllungselement 21 gebildet wird, angesaugt und gesammelt wird, von der Beendigung des Sprühvorgangs der Pulverformschlichte verzögert. Mit anderen Worten, nach der Rückkehr der Sprühdüse 22 in die Ausgangsposition wird der Saugvorgang noch eine Weile durchgeführt.
Hierbei wird mit der Zufuhr von Spülluft kurz vor der Beendigung des Sprühvorgangs der Pulverformschlichte begonnen. Die Zufuhr dieser Spülluft wird auch nach der Rückkehr der Sprühdüse 22 in die Ausgangsposition noch eine Weile fortgesetzt; die Zufuhr wird jedoch früher als Beendigung des Saugvorgangs angehalten.
Hierbei wird in der vorliegenden Ausführungsform die zylindrische Vorrichtung 14, welche die Halteklauen 15 antreibt, die zum Halten des Kerns aufwärts und abwärts verwendet werden, durch einen Schwebemechanismus gestützt.
Mit anderen Worten wird, wie zum Beispiel in 31 dargestellt, herkömmlicherweise ein vorstehender Abschnitt 213, der auf der oberen Fläche eines Kernauges 212 für einen Kern 211 ausgebildet ist, durch eine Klemmvorrichtung 215 in der horizontalen Richtung gehalten, und im Allgemeinen wird der Kern 211 in eine Gießform 219 eingebaut.
Hierbei erfolgt ein Positioniervorgang, derart dass der Eingriffsabschnitt 212h des Kernauges 212 durch einen Kernaugenarretierabschnitt 219a, der in der Gießform 219 eingerichtet ist, richtig in Eingriff gebracht wird, und der Montagevorgang wird durchgeführt. Bei einem tatsächlichen Vorgang besteht jedoch die Tendenz, dass zwischen den beiden Elementen infolge eines Unterschieds des Wärmeausdehnungsgrades usw. zwischen der Gießform 219 und dem Kern 211 eine Lageversetzung auftritt. Im Falle, dass der Montagevorgang mit dieser Lageversetzung durchgeführt wird (siehe den Abschnitt, der in 31 durch eine gestrichelte Linie angezeigt ist), ist es schwierig, zu ermöglichen, dass der Eingriffsabschnitt 212h richtig in den Kernaugenarretierabschnitt 219a eingreift (um damit genau zusammengepasst zu werden), da bei diesem herkömmlichen Beispiel der Eingriff durch Lösen der Klammer durch die Klemmvorrichtung 215 und Verwenden der Schwerkraft des Kerns 211 erfolgt. Aus diesem Grund wird der Kern 211 in seinem Schwebezustand montiert und, wenn ein Gießvor gang in diesem Zustand durchgeführt wird, besteht die Tendenz, dass fehlerhafte Gussprodukte erzeugt werden.
Darüber hinaus wird ein Kernauge 222 in einem anderen herkömmlichen Beispiel, wie zum Beispiel in 32 veranschaulicht, durch Ausüben einer Kraft in der Längsrichtung durch Verwenden von Halteklauen 225, die durch einen Zylinder 226 geöffnet und geschlossen werden, in einem Zustand eingeklemmt, in dem die obere Fläche des Kernauges 222 durch Pressen eines Presswerkzeugs 227 darauf angehalten wird.
Obwohl der Montagevorgang in diesem Fall durchgeführt wird, während das Kernauge 222 gepresst wird, neigt der Kern 221 im Falle einer Lageversetzung zwischen dem Eingriffsabschnitt 222h des Kernauges 222 und des Kernaugenarretierabschnitts 229a der Gießform 229 dazu, beschädigt zu werden oder Absplitterungen zu erleiden.
Wie in 30 schematisch veranschaulicht, wird die zylindrische Vorrichtung 16a zum Öffnen und Schließen der Halteklauen 15 zum Halten des Kerns 181 durch eine Schwebevorrichtung 19 getragen. Darüber hinaus ist eine Druckfeder 18 auf der oberen Fläche des Kernauges 182 angeordnet, und das obere Ende dieser Druckfeder 18 ist an der Schwebevorrichtung 19 befestigt. Daher wird das Kernauge 182 stets durch eine elastische Kraft der Feder 18 nach unten gepresst.
Die zuvor erwähnte Schwebevorrichtung 19 ist eine allgemein bekannte Vorrichtung, die im Handel erhältlich ist, und sie wird zum Beispiel in einem Zustand, in dem durch die Funktion eines eingebauten Ballkörpers und Druckluft ein Luftdruck ausgeübt wird, verriegelt (fixiert), während der Verriegelungszustand in einem Zustand, in dem keine Luft angewendet wird, entriegelt wird, um einen Schwebezustand zu erzeugen (in einem Zustand, in dem er schwebend getragen wird).
Durch das Tragen des oberen Endes der Feder 18 durch die Schwebevorrichtung 19 kann der Tragabschnitt des oberen Endes der Feder 18 (und daher auch das Kernauge 182) in seiner Position innerhalb eines Schwebebereichs frei verschoben werden.
In der zuvor erwähnten Anordnung wird im Falle, dass der Eingriffsabschnitt 182h des Kernauges 182 mit dem Kernaugenarretierabschnitt 189a der Gießform 189 in Eingriff gebracht wird, um den Kern 181 in die Gießform 189 zu stellen, selbst wenn eine Lageversetzung zwischen dem oberen Eingriffsabschnitt 182h und dem Kernaugenarretierabschnitt 189a auftritt, die Position der Kernauges 182 durch Verwenden der Schwebefunktion der Schwebevorrichtung 19 oder zusammenwirkendes Verwenden der elastischen Funktion der Feder 18 in der horizontalen Richtung automatisch genau eingestellt; auf diese Weise wird ein sanfter genauer Eingriffszustand erhalten, wobei die konisch zulaufende Fläche des Eingriffsabschnitts 182h durch die konisch zulaufende Fläche des Kernaugenarretierabschnitts 189a geführt wird und die Presskraft der Feder 18 darauf angelegt wird.
Diese Anordnung macht es möglich, die Möglichkeit des Schwebens des Kerns und Schäden am Kern auszuschalten, was sie von den herkömmlichen Anordnungen unterscheidet.
28 und 29 stellen eine Vorrichtung dar, auf welche der zuvor erwähnte Halte/Montagemechanismus konkret angewendet wird. Die zylindrische Vorrichtung 16a zum Öffnen und Schließen der Halteklauen 15 zum Tragen eines Kerns wird durch die Schwebevorrichtung 19, die über der Vorrichtung angeordnet ist, getragen, und die Druckfeder 18 ist auf der oberen Fläche des Basisplattenabschnitts 143 des Kerns CO angeordnet.
Hierbei wird ein Paar der Kernhaltemechanismen, wobei jeder durch Elemente, wie beispielsweise die Halteklauen 15, eine zylindrische Vorrichtung 14 und eine Schwebevorrichtung 19 gebildet wird, auf den jeweiligen Seiten des Kerns CO in der Längenrichtung eingerichtet.
Als Nächstes erfolgt unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme 33 bis 35 eine Erläuterung eines Gießvorgangs, der durch Verwenden einer Gießvorrichtung A mit der zuvor erwähnten Anordnung durchgeführt wird.
Bei diesem Gießvorgang wird eine Abfolge von Vorgängen wiederholt ausgeführt, und in diesem Fall wird die Erläuterung mit einem Vorgang zur Entnahme eines Gussprodukts (Fertiggegenstands), das im vorhergehenden Vorgang geschmolzen wurde, aus einer Gießform D begonnen.
Wenn bei Beendigung des Gießvorgangs die obere und die untere Form DU/DL geöffnet werden, kann der erste Wagen (Produktaufnahmewagen) BP bei Schritt #1 in den geöffneten Raum K vorrücken, und bei Schritt #2 werden die Seitenformen DS (DS1 bis DS3) geöffnet. Hierbei kann der Formöffnungsvorgang bei diesem Schritt #2 parallel zu Schritt #1 durchgeführt werden.
Als Nächstes wird bei Schritt #3 ein Auswerfmechanismus (nicht dargestellt) auf der Seite der oberen Form DU angetrieben, um ein Gussprodukt aus der oberen Form DU herauszunehmen. Da die Innenfläche der oberen Form DU mit der Formschlichte beschichtet ist, wird das Gussprodukt in diesem Fall problemlos von der oberen Form DU getrennt. Das auf diese Weise entnommene Produkt wird durch den ersten Wagen BP auf seiner oberen Seite auf genommen.
Hierbei wird parallel zu Schritt #2 und/oder Schritt #3 ein Metallgitter 109, das auf einem Metallhalter (nicht dargestellt) gehalten wird, zu einem Durchlass Di gestellt, der in der unteren Form DL ausgebildet ist (Schritt #4). Hierbei ist in der oberen Form DU ein stabförmiger Sensor eingerichtet, der verwendet wird, um festzustellen, ob irgendein Bruchstück eines Metallgitters 109, das im vorhergehenden Zyklus verwendet wurde, oder irgendein Klümpchen von restlichem Aluminium, das vom Gießen im vorhergehenden Zyklus zurückgeblieben ist, im Durchlass Di steckt oder nicht; auf diese Weise ist es möglich, vor dem Anbringen des Metallgitters 109 festzustellen, ob der Durchlass Di richtig geöffnet ist oder nicht.
Danach kann sich der erste Wagen BP bei Schritt #5 in der Längsrichtung aus dem geöffneten Raum K zurückziehen. Hierauf kann statt diesem der zweite Wagen (Kernwagen) BC in den geöffneten Raum K vorrücken (Schritt #6).
Dann wird auf der oberen Seite des zweiten Wagens BC, nachdem bei Schritt #7 alle Seitenformen DS geschlossen wurden, die Formschlichte auf die Innenfläche aller Seitenformen DS und der oberen Form DU aufgetragen (Schritt #8).
An einem unteren Abschnitt des zweiten Wagens BC wird durch die Kerneinsetzvorrichtung 10 parallel zu den Schritten #7 und #8 das Einsetzen (Einbauen) des Kerns in die unteren Form DL durchgeführt (Schritt #9). Zu diesem Zeitpunkt werden drei Arten von Kernen CW, CO und CP und eine Sandwand 138 an einem unteren Abschnitt des zweiten Wagens BC gehalten, und diese Kerne CW, CO und CP, sowie diese Sandwand 138 werden in die untere Form DL gestellt. Hierbei ist in der Kerneinsetzvorrichtung 10 ein stabförmiger Sensor eingerichtet, der verwendet wird, um festzustellen, ob irgendwelche Kernabsplitterungen, die von einem Schaden am Kern herrühren, der im vorhergehenden Zyklus verwendet wurde, in der unteren Form DL zurückgeblieben sind oder nicht; auf diese Weise ist es möglich, festzustellen, ob irgendein Bruchstück eines beschädigten Kerns in der Kerneinsetzposition in der unteren Form DL zurückgeblieben ist oder nicht.
Unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 34 erfolgt nun eine Erläuterung des Auftragvorgangs (Schritt #8) der Formschlichte und des Kerneinsetzvorgangs (Schritt #9) im Einzelnen, wobei das Hauptaugenmerk auf die Bewegung des zweiten Wagens BC gelegt wird.
Konkret wird, wenn die obere Form DU angehoben und die Form geöffnet wird, wie zuvor beschrieben, der Kernwagen BC zum geöffneten Raum K hin verschoben (SP1). Als Nächstes wird durch Verwenden eines Positionierstifts 17a ein Positioniervorgang für den Kernwagen BC durchgeführt (SP2). Danach werden das Einsetzen des Kerns und das Auftragen der Pulverformschlichte parallel durchgeführt; und SP3 bis SP5 von 34 stellen Vorgänge zum Einsetzen des Kerns dar, und SP8 bis SP10 stellen Vorgänge zum Sprühen der Formschlichte dar.
Beim Einsetzen des Kerns in die untere Form DL wird zuerst die Basisplatte 13, das heißt der Kern, durch die zylindrische Vorrichtung 14 gesenkt (SP3). Danach werden die Halteklauen 15 derart geöffnet, dass der Kern in die untere Form DL gestellt wird (SP4). Dann wird die Basisplatte 13 durch den Zylinder 14 angehoben (SP5).
Beim Auftrag der Pulverformschlichte wird zuerst der Beschichtungskasten T, das heißt das Umhüllungselement 21, durch die zylindrische Vorrichtung 25 angehoben (SP8). Dann wird, wie bereits erwähnt, die Pulverformschlichte auf die Innenflächen der oberen Form aufgetragen (SP9), und der Beschichtungskasten T wird durch die zylindrische Vorrichtung 25 gesenkt (SP10).
Bei Beendigung des Vorgangs von SP5 und des Vorgangs von SP10 wird der Positionierstift 17a angehoben, derart dass die Positionierbeziehung zwischen dem Kernwagen BC und der unteren Form DL gelöst wird (SP6). Danach kann sich der Kernwagen BC zurückziehen, das heißt aus dem geöffneten Raum K hinaus verschoben werden (SP7).
Hierbei besteht nicht die Absicht, den zuvor erwähnten Formschlichtenauftragvorgang durch die Anordnung zu beschränken, die in den Figuren dargestellt ist; und zum Beispiel wird die Richtung der Sprühdüse 22 zum Sprühen der Pulverformschlichte in Abhängigkeit von der Richtung der Innenfläche der Gießform, auf welche die Pulverformschlichte aufgetragen wird, passend geändert. Außerdem wird auch die Richtung der Blasdüse 23 durch Berücksichtigung des Streueffekts der Pulverformschlichte passend geändert. Darüber hinaus kann der Beschichtungskasten T, das heißt das Umhüllungselement 21, als ein unabhängiges Teil getrennt vom Kernwagen BC bereitgestellt werden.
Wie bereits erwähnt, wird die Formschlichte, nachdem alle Seitenformen DS auf der oberen Form DU getragen und alle Seitenformen DS in einen geschlossenen Formzustand eingestellt wurden, auf die Innenflächen der Seitenformen DS und der oberen Form DU aufgetragen; daher ist es im Gegensatz zu dem Fall, in dem wenigstens ein Abschnitt der Seitenformen auf der unteren Form DL getragen wird, nicht notwendig, den Beschichtungsvorgang der Formschlichte auf eine getrennte Weise zweimal durchzuführen. Mit anderen Worten, da die Formschlichte auf die Innenflächen der oberen Form DU und aller Seitenformen DS durch einen Beschichtungsvorgang auf einmal aufgetragen wird, ist es möglich, den Nutzeffekt des Beschichtungsvorgangs zu verbessern.
Konkret kann in einem Zustand, in dem die obere und die untere Form DU/DL, die zur trennbaren Verbindung miteinander imstande sind, in der vertikalen Richtung voneinander getrennt wurden, das Formschlichtenauftragmittel des zweiten Wagens BC in den geöffneten Raum K der beiden Formen geschoben werden, um die Formschlichte aufzutragen; daher ist es möglich, die Formschlichte durch Verwenden des Formöffnungsvorgangs zwischen den beiden Hauptgießformen DU/DL aufzutragen.
Außerdem wird, während das Formschlichtenauftragmittel auf die Innenflächen der oberen Form DU und der Seitenformen DS aufgetragen wird, der Kern in die untere Form DL eingebaut; daher können der Auftragvorgang der Formschlichte und der Montagevorgang des Kerns, welche beide in Bezug auf die Gießform durchgeführt werden, parallel zueinander ausgeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Produktionsleistung des Gießvorgangs als ein Ganzes zu verbessern.
Nachdem der zuvor erwähnte Beschichtungsvorgang der Formschlichte (Schritt #8) und der Kerneinsetzvorgang (Schritt #9) beendet wurden und nachdem sich der zweite Wagen BC zurückgezogen hat (Schritt #10), wird die obere Form DU zur unteren Form DL hin gesenkt, um einen geschlossenen Zustand zu erzeugen (Schritt #11).
Dann wird bei Schritt #12 die Innenseite des Warmhalteofens FH unter Druck gesetzt, um ein Niederdruckgießen durchzuführen. Unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 35 und die Graphen von 36 bis 38 erfolgt nun eine ausführliche Erläuterung der Druckregulierung bei diesem Druckvorgang (Schritt #12).
Zuerst wird bei Schritt ST1 durch den Luftzufuhrweg 42 Druckluft in den Druckraum 20 zugeführt, derart dass das geschmolzene Metall innerhalb des Schmelztiegels 12 angehoben und das geschmolzene Metall durch die Beschickungsvorrichtung 22 dem Hohlraum 32 der Gießform 30 zugeführt wird, wodurch das Gießen begonnen, sowie bei Schritt ST2 der Zeitgeber 60 aktiviert wird.
Wie in einem Druckmuster (a) in 36 dargestellt, wird in diesem Fall nach dem Beginn der Zufuhr der Druckluft, bis die vorgegebene Zeit t1, die das geschmolzene Metall benötigt, um den Durchlass 40 der Gießform 30 zu erreichen, verstrichen ist, der Druck abrupt erhöht, um das geschmolzene Metall schnell hinauf zu stoßen, um dadurch zu verhindern, dass die Temperatur des geschmolzenen Metalls abfällt. Nachdem die vorgegebene Zeit t1, die das geschmolzene Metall benötigt, um den Durchlass 40 zu erreichen, verstrichen ist, wird die Druckerhöhungsrate herabgesetzt, um das geschmolzene Metall zwischen den Sandkernen gleichmäßig einzuspritzen.
Als Nächstes erfolgt bei Schritt ST3 basierend auf dem Vorhandensein oder Fehlen des Füllsignals eine Beurteilung im Hinblick darauf, ob der Füllungserkennungssensor 58 das Füllen des geschmolzenen Metalls erkannt hat oder nicht, und, wenn der Füllungserkennungssensor 58 den gefüllten Zustand erkannt hat, wird der Druck innerhalb des Druckraums 20 bei Schritt ST4 erhöht, wie durch das Druckmuster (b) in 36 dargestellt, und, da der Füllungserkennungssensor 58 normal funktioniert, wird der Zeitgeber 60 bei Schritt ST5 angehalten.
Außerdem wird im Falle, dass der Füllungserkennungssensor 58 bei Schritt ST3 den gefüllten Zustand des geschmolzenen Metalls nicht erkennt, bei Empfang eines Ablaufzeitsignals, das vom Zeitgeber 60 nach Ablauf der vorgegebenen Zeit t2 seit dem Beginn der Druckluftzu fuhr ausgelöst wird, der Druck innerhalb des Druckraums 20 bei Schritt ST6 erhöht, wie durch das Druckmuster (c) in 36 dargestellt. Bei dieser Anordnung kann der Druck innerhalb des Druckraums 20 nach Ablauf der vorgegebenen Zeit t2 seit dem Beginn der Druckluftzufuhr selbst im Falle einer falschen Erkennung des Füllungserkennungssensors 58 erhöht werden; auf diese Weise ist es möglich, fehlerhafte Produkte zu verhindern.
Als Nächstes wird bei Schritt ST7 der Zeitgeber 60 zurückgestellt, um für den nächsten Gießvorgang bereit zu sein, und bei Schritt ST8 ist der Gießvorgang fertig.
37 stellt ein spezifisches Druckmuster des Druckregulierungsverfahrens in der vorliegenden Ausführungsform dar. Mit anderen Worten, zeitgleich mit dem Beginn der Beaufschlagung des Druckraums 20 mit Druck werden die erste CPU 70 und der Zeitgeber 60 aktiviert, und 8 Sekunden nach dem Beginn der Druckbeaufschlagung beginnt die erste CPU 70, die Druckerhöhungsrate zu senken, und, wenn der Füllungserkennungssensor 58 das Füllsignal ausgibt (normalerweise 13 Sekunden nach dem Beginn der Druckbeaufschlagung), erhält die erste CPU 70 den Druck zu diesem Zeitpunkt aufrecht, während die zweite CPU 72 den Druck des Druckraums 20 erhöht. Wenn der Druck innerhalb des Druckraums 20 einen vorgegebenen Wert erreicht hat (normalerweise 20 Sekunden nach dem Beginn der Druckbeaufschlagung) erhält auch die zweite CPU 72 den Druck zu diesem Zeitpunkt aufrecht. In diesem Fall gibt der Zeitgeber 60 nach dem Ablauf von 18 Sekunden seit dem Beginn der Druckbeaufschlagung ein EIN-Signal aus, um die zweite CPU 72 zu aktivieren; auf diese Weise wird die zweite CPU 72 selbst im Falle einer falschen Erkennung des Füllungserkennungssensors 58 18 Sekunden nach dem Beginn der Druckbeaufschlagung aktiviert.
Darüber hinaus stellt 38 ein Druckmuster in einem modifizierten Beispiel des zuvor erwähnten Druckregulierungsverfahrens dar. In diesem modifizierten Beispiel ist ein Durchlasspassiersensor, welcher ein Passiersignal ausgibt, wenn das geschmolzene Metall den Durchlass 40 passiert, in der unteren Form 26 der Gießform 30 eingerichtet, und die dritte CPU ist zusätzlich zur ersten CPU 70 und zur zweiten CPU 72 angeordnet. Hierbei wird das folgende Druckbeaufschlagungsmuster voreingestellt: Wenn der Durchlasspassiersensor das Passiersignal ausgibt (normalerweise neun Sekunden nach dem Beginn der Druckbeaufschlagung), erhält die erste CPU 70 den Druck zu diesem Zeitpunkt aufrecht, während die zweite CPU 72 den Druck innerhalb des Druckraums 20 erhöht, und basierend auf dem Füllsignal (normalerweise 13 Sekunden nach dem Beginn der Druckbeaufschlagung), erhält die zweite CPU 72 den Druck zu diesem Zeitpunkt aufrecht, während die dritte CPU den Druck innerhalb des Druckraums 20 erhöht. In diesem Fall wird der Zeitgeber 60 auf solch eine Weise eingestellt, dass das EIN-Signal ausgegeben wird, um als Reaktion auf einen der zwei Fälle, die früher stattfinden, das heißt den Ablauf von 15 Sekunden von der Druckbeaufschlagung und den Ablauf von 5 Sekunden seit dem Empfang des Passiersignals vom Durchlasspassiersensor, die dritte CPU zu aktivieren.
Wenn das Druckmuster so eingestellt wird, wie durch dieses modifizierte Beispiel dargestellt, wird ein Fehler, der zwischen dem Ablauf von Zeit und dem Grad des Anstiegs des geschmolzenen Metalls auftritt, minimiert, mit dem Ergebnis, dass die dritte CPU 15 Sekunden nach der Druckbeaufschlagung aktiviert werden kann; da sie früher aktiviert werden kann als in dem Fall, der in der zuvor erwähnten Ausführungsform beschrieben wurde (18 Sekunden nach dem Beginn der Druckbeaufschlagung), ist auf diese Weise selbst im Falle einer fal schen Erkennung des Füllungserkennungssensors 58 möglich, hochwertige Produkte aufrechtzuerhalten. Da außerdem der Durchlasspassiersensor eingerichtet ist, kann die Rate der Druckerhöhung bis zum Passieren des geschmolzenen Metalls durch den Durchlass 40 im Vergleich zu der zuvor erwähnten Ausführungsform erhöht werden; daher ist es möglich, einen Temperaturabfall des geschmolzenen Metalls zu verhindern. Darüber hinaus kann, obwohl ein Durchlasspassiersensor benötigt wird, eine CPU, die nur einfache Funktionen aufweist, als die erste CPU 70 verwendet werden, was eine Kostenersparnis gewährt.
Wie bereits erwähnt, wird in der zuvor erwähnten Niederdruckgießvorrichtung A das verstellbare Druckregulierungsmittel derart betrieben, dass das Druckmuster im Falle, dass der Füllungserkennungssensor normal ist, durch das Füllsignal geändert wird, und es im Falle, dass der Füllungserkennungssensor bei der Erkennung versagt, durch das Ablaufzeitsignal geändert wird; daher kann das Druckmuster unabhängig davon, ob der Füllungserkennungssensor normal oder abnormal ist, geändert werden. Auf diese Weise ist es selbst im Falle einer falschen Erkennung des Füllungserkennungssensors möglich, die Qualität der Produkte über dem zulässigen Niveau aufrechtzuerhalten und folglich die Erzeugung von fehlerhaften Produkten zu verhindern.
Nach der Beendigung des Druckvorgangs (Schritt #12) oder mitten im Verlauf der letzten Stufe des Schrittes wird die Verfestigung des geschmolzenen Metalls nach dem Gießen bei Schritt #13 beschleunigt und, um die Temperatur (Formtemperatur) der Gießform D zum Zeitpunkt des Auftragens der Formschlichte auf die Gießform D genau beizubehalten, wird ein Kühlvorgang zum Abkühlen der Gießform D auf eine Temperatur in einem vorgegebenen Bereich durchgeführt. Auf diese Weise wird der Gießvorgang beendet, und die obere und die untere Form DU/DL werden geöffnet (Schritt #14), und der Ablauf kehrt zu Schritt #1 zurück, und derselbe Gießzyklus wird wiederholt.
In dem zuvor erwähnten schrittweisen Gießzyklus werden Zeitspannen, die für die jeweiligen Vorgänge benötigt werden, zum Beispiel folgendermaßen beschrieben: Der Druckvorgang (Schritt #12), welcher der längste ist, dauert ungefähr 200 Sekunden, der nächste Kühlvorgang (Schritt #13) dauert ungefähr 40 Sekunden, und der Kerneinsetzvorgang (Schritt #9) dauert ungefähr 20 Sekunden lang. Darüber hinaus dauern andere Vorgänge als diese insgesamt ungefähr 60 bis 70 Sekunden. Daher bleibt nur eine Zeitspanne von ungefähr 6o bis 70 Sekunden von der Beendigung des Kühlvorgangs bei Schritt #13 bis zum Formschlichtenauftragvorgang (Schritt #8).
Mit anderen Worten, in solch einem kurzen Zeitraum muss der Kühlvorgang zum Beschleunigen der Verfestigung des geschmolzenen Metalls nach dem Gießen ausgeführt werden, und die Kühlungssteuerung für die Gießform, um das Haftungsvermögen (Kontaktvermögen) Formschlichte zu verbessern, muss ebenfalls ausgeführt werden. In diesem Fall neigen die Steuervorgänge dazu, einander negativ zu beeinflussen, und versagen dabei, geeignete Kühlungssteuervorgänge bereitzustellen.
Daher führt im Kühlvorgang zum Beschleunigen der Verfestigung des geschmolzenen Metalls nach dem Gießen (Schritt #13) in der vorliegenden Ausführungsform, wie bereits erwähnt, das Kühlmittel, das auf den Kernvorsprüngen 111 und 112 der oberen Form DU angeordnet ist, eine Kühlungssteuerung bei der Temperatur der oberen Form DU gemäß der Temperatur der oberen Form DU durch Berücksichtigen eines bestmöglichen Temperaturbereichs (zum Beispiel 260 bis 320 °C) zum Zeitpunkt des Auftrags der Formschlichte auf die obere Form DU, das heißt konkreter, um die Temperatur der oberen Form DU in einem Bereich von 260 bis 320 °C einzustellen, durch. Hierbei wird im Falle der unteren Form DL mit dem Durchlass Di, auf welche keine Formschlichte aufgetragen wird, der Regulierungsbereich der Formtemperatur vorzugsweise zum Beispiel in einem Bereich von 450 bis 510 °C eingestellt.
Mit anderen Worten, in der vorliegenden Ausführungsform wird in Bezug auf die obere Form DU die Kühlungssteuerung zum Beschleunigen der Verfestigung des geschmolzenen Metalls nach dem Gießen allgemein als die Kühlungssteuerung für die Gießform verwendet, um das Haftungsvermögen (Kontaktvermögen) der Formschlichte zu verbessern, welche später (ungefähr 60 bis 70 Sekunden später) realisiert wird.
Auf diese Weise ist es, da der Auftrag der Formschlichte in einem Zustand durchgeführt wird, in dem die Temperatur der oberen Form DU in einem vorgegebenen Temperaturbereich gehalten wird, möglich, einen geeigneten Auftrag gemäß einer angemessenen Gießtemperatur durchzuführen; da wird es möglich, das Haftungsvermögen der Formschlichte an den Innenflächen der oberen Form DU und der Seitenformen DS zu verbessern.
Hierbei wird in der zuvor erwähnten Ausführungsform die so genannte Doppelproduktgießform D verwendet; es besteht jedoch nicht die Absicht, die vorliegende Erfindung dadurch einzuschränken, und sie wird auch auf eine normale Einzelproduktgießform wirksam angewendet. In der vorliegenden Ausführungsform sind jedoch alle Seitenformen DS von der beweglichen Art; es können jedoch auch jene der unbeweglichen Art, das heißt jene, die einen Abschnitt der Seitenformen so aufweisen, dass er an der unteren Form befestigt ist, verwendet werden.
RESULTATE DER ERFINDUNG
In der Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Kühlmittel an jedem der Kernvorsprünge angebracht, die auf der oberen Form ausgebildet sind, um Löcher zu bilden; daher ist es möglich, dem Kühlvorgang des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang eine geeignete Gerichtetheit zu verleihen, um die Gießform (obere Form) an der Seite, die vom Durchlass weiter entfernt ist, wirkungsvoll abzukühlen und es folglich zu ermöglichen, dass sich das geschmolzene Metall beginnend von dem Abschnitt, der am Weitesten von den Durchlässen entfernt ist, verfestigt. Darüber hinaus sind in Bezug auf Kühlmittel, die an mehreren Kernvorsprüngen, die Löchern entsprechen, angebracht sind, jene, die an den inneren Kernvorsprüngen vergleichsweise näher an der Mitte der Gießform angebracht sind, so gestaltet, dass sie eine größere Kühlkapazität aufweisen als jene, die an den äußeren Kernvorsprüngen angebracht sind; daher ist es in Bezug auf den mittleren Abschnitt und den äußeren Abschnitt des Gießformhohlraums möglich, einem Kühlvorgang für das geschmolzene Metall eine geeignete Gerichtetheit zu verleihen, um zu ermöglichen, dass sich das geschmolzene Metall beginnend von dem Abschnitt, welcher der Mitte am nächsten ist, schrittweise abkühlt.
Mit anderen Worten, beim Verfestigen des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang wird die Verfestigung des geschmolzenen Metalls durch die Anwendung des Kühlmittels beschleunigt, und durch Verwenden der zylinderkopfeigenen Form ist es nicht nur möglich, die Verfestigungsgeschwindigkeit einfach zu erhöhen, sondern außerdem auch den Kühlvorgang mit einer geeigneten Gerichtetheit durchzuführen; auf diese Weise wird es möglich, das Auftreten von Problemen, wie beispielsweise Gasfehlern, wirksam zu verringern und folglich hochwertige Gussprodukte auf eine beständigere Weise zu erhalten.
Darüber hinaus ist, wie bereits erwähnt, ein Kühlmedium der Kühlmittel, die an den innen angeordneten Kernvorsprüngen angebracht sind, eine Flüssigkeit, und ein Kühlmedium der Kühlmittel, die an den außen angeordneten Kernvorsprüngen angebracht sind, ist ein Gas; daher ist es in Bezug auf die Kühlmittel, die an den mehreren Kernvorsprüngen angebracht sind, durch Verwenden des Unterschieds der Wärmeleitungseigenschaften zwischen der Flüssigkeit und dem Gas möglich, positiverweise solch eine Einstellung bereitzustellen, dass jene, die an den inneren Kernvorsprüngen vergleichsweise näher an der Mitte der Form angebracht sind, ein besseres Kühlungsvermögen aufweisen als jene, die an den äußeren Kernvorsprüngen vergleichsweise näher am Umfang der Form angebracht sind.
Außerdem ist ein Beseitigungsmittel eingerichtet, um restliches Kühlmedium (das heißt Flüssigkeit) innerhalb der Kernvorsprünge nach dem Anhalten des Kühlvorgangs des Kühlmittels, das an den Vorsprüngen angebracht ist, zu beseitigen; daher ist es möglich, positiverweise zu verhindern, dass die Flüssigkeit, welche als das Kühlmedium diente, innerhalb der Kernvorsprünge in einem unkontrollierbaren Zustand seiner Temperatur verweilt, und folglich eine Verschlechterung der Genauigkeit der Temperaturregulierung zu verhindern, wenn das Kühlmittel im Vorsprung für den nächsten Kühlvorgangszyklus betrieben wird. Zudem ist es auch möglich, die Erzeugung von Rost innerhalb der Vorsprünge zu verhindern.
Außerdem entsprechen, wie bereits erwähnt, die Kernvorsprünge wenigstens einem Zapfenloch, das vergleichsweise näher an der Mitte des Zylinderkopfs angeordnet ist, und einem Schraubenloch, das vergleichsweise näher am Umfang des Zylinderkopfs angeordnet ist; daher ist es durch Verwenden des Zapfenlochs und des Schraubenlochs, die dem Zylinderkopf eigen sind, möglich, Kühl- und Verfestigungsvorgänge mit einer geeigneten Gerichtetheit am geschmolzenen Metall nach dem Gießvorgang durchzuführen.
Außerdem ist, wie bereits erwähnt, ein Punktkühlmittel, das eine Wärmeleitung so einschränkt, dass sie in keine andere Richtung als in einer spezifischen Richtung einwirkt, wenigstens in der oberen oder in der unteren Form eingerichtet; daher kann ein bestimmter Teil des geschmolzenen Metalls innerhalb des Gießformhohlraums mit einer Gerichtetheit in einer vorgegebenen Richtung abkühlen und sich verfestigen. Auf diese Weise wird es möglich, die Möglichkeit von Problemen, wie beispielsweise Gasfehlern, wirksam zu verringern und folglich hochwertige Gussprodukte auf eine beständige Art und Weise bereitzustellen.
Darüber hinaus ist von den ersten und zweiten verlängerten Kernen der zweite Kern in die Gießform eingebaut, wobei Kernaugen davon durch die Kernaugen des ersten Kerns gestützt werden; da die beiden Kerne in der Gießform durch die jeweiligen Kernaugen ganzheitlich zusammengesetzt sind, wird die Entfernung zwischen den Achsen der Kerne daher im Vergleich zu dem Fall, in dem die beiden Kerne in der Gießform auf getrennte Weise zusammengesetzt werden, beständiger auf einem festen Wert gehalten. Auf diese Weise wird es möglich, die Dicke zwischen den Wegen, die den jeweiligen Kernen entsprechen, positiv zu regulieren.
Überdies ermöglicht die zuvor erwähnte Anordnung die folgenden Vorgänge: Die beiden Kerne werden vorher ganzheitlich zusammengesetzt, und diese zusammengesetzten Kerne können weiter in die untere Form eingebaut werden; auf diese Weise ist es möglich, die Anzahl von Montagevorgängen für Kerne zu verringern, und im Falle eines automatischen Montagevorgangs ist es möglich, die Anzahl von Betätigungselementen zu verringern und folglich die Struktur einer Kernmontagevorrichtung zu vereinfachen.
Außerdem ist ein Saugmittel eingerichtet, um durch wenigstens eines der Kernaugen der beiden Kerne Gas abzusaugen, das in dem Kern oder dem anderen Kern zum Zeitpunkt eines Gießvorgangs erzeugt wird; daher ist es möglich, Gas, das innerhalb der Kerne erzeugt wird, durch die Kernaugenabschnitte wirkungsvoll abzusaugen und problemlos aus dem Gießhohlraum nach außen abzugeben, selbst wenn die Kerne eine verlängerte Form aufweisen. Auf diese Weise wird es möglich, das resultierende Gussprodukt wirksam vor Gasfehlern zu bewahren.
In diesem Fall sind die zwei Kerne innerhalb der Gießform durch die Kernaugenabschnitte ganzheitlich zusammengesetzt; und selbst wenn einer der Kerne vom Saugmittel praktisch abgeschnitten ist, wird der Gassaugvorgang durch die Kernaugen des anderen Kerns durchgeführt, weshalb es möglich ist, selbst Gas, das in dem einen der Kerne erzeugt wurde, wirksam aus der Gießform nach außen zu entladen.
Außerdem werden mehrere Seitenwandgießformen durch die obere Gießform getragen, wobei die Seitenwandgießformen derart angeordnet sind, dass sie zwischen einem geschlossenen Formzustand zum Bilden eines abgedichteten Volumenabschnitts und einem geöffneten Formzustand zum Ermöglichen, dass sich der Volumenabschnitt öffnet, umgeschaltet werden können; und unter einer Bedingung, dass alle Seitenwandgießformen im geschlossenen Formzustand eingestellt sind, eine Formschlichte auf die Innenfläche der Seitenwandgießformen und der oberen Gießform aufgetragen wird. Daher ist es im Gegensatz zu dem Fall, in dem wenigstens ein Abschnitt der Seiten wandgießformen auf der unteren Gießform, in welcher der Durchlass ausgebildet ist, getragen wird, nicht notwendig, den Beschichtungsvorgang der Formschlichte in zwei Vorgänge aufteilen zu müssen. Mit anderen Worten, es ist möglich, die Formschlichte während eines Beschichtungsvorgangs auf die Innenflächen der oberen Gießform und aller Seitenwandgießformen aufzutragen und folglich den Nutzeffekt des Beschichtungsvorgangs zu verbessern.
Konkret wird im Falle, dass auf der oberen Gießform ein Formkühlmittel zum Kühlen der Gießform gemäß seiner Temperatur eingerichtet ist, und unter einer Bedingung, dass die obere Gießform auf eine Temperatur in einem vorgegebenen Bereich abgekühlt wird, der Auftrag der Formschlichte durchgeführt; daher ist es möglich, den Beschichtungsvorgang bei einer geeigneten Temperatur der Gießform durchzuführen und folglich das Haftungsvermögen der Formschlichte an der Innenfläche der Gießform zu verbessern.
Außerdem ist das Punktkühlmittel durch Einrichten eines Kühlmediumweges innerhalb eines zylindrischen Gliedes ausgebildet, wobei das zylindrische Glied eine Endfläche so aufweist, dass sie dem Gießformhohlraum zugekehrt ist; daher wird das geschmolzene Metall in diesem Abschnitt unter einer geeigneten Gerichtetheit in der Längenrichtung des zylindrischen Gliedes selektiv abgekühlt. Da das zylindrische Glied seinen umfänglichen Abschnitt so aufweist, dass er in das Montageloch, das in der Form ausgebildet ist, eingepasst ist, ist es darüber hinaus möglich, das Wärmeleitungsvermögen zu ändern, wobei dieser Einpassabschnitt als eine Grenze dient. Es wird zum Beispiel möglich, durch Differenzieren der Materialien des zylindrischen Gliedes und der Gießform oder Einrichten einer Wärmeisolierschicht im Einpassabschnitt problemlos solch eine Einstellung bereitzustellen, dass die Wärmeleitung so eingeschränkt wird, dass sie in keine Richtung außer in der Längenrichtung des zylindrischen Gliedes einwirkt.
Außerdem ist ein Abschnitt der Seitenwand durch eine Sandwand ausgebildet, wobei das Kühlmittel in der Nähe der Sandwand eingerichtet ist; daher ist es möglich, die Umgebung der Sandwand, welche eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist und für Kühlung weniger empfänglich ist, auf eine selektive Weise wirkungsvoll zu kühlen.
Außerdem ist ein Zufuhrabschnitt für geschmolzenes Metall zum Zuführen des geschmolzenen Metalls, dass durch den Durchlass in den Gießformhohlraum eingespritzt werden soll, unter der unteren Form eingerichtet; ein vorgegebener Raum ist zwischen dem Zufuhrabschnitt für geschmolzenes Metall und der unteren Form ausgebildet; ein Kühlmediumweg für das Punktkühlmittel ist in dem Raum angeordnet; und ein Verbindungsweg zum Ermöglichen, dass der Zufuhrabschnitt für geschmolzenes Metall mit dem Durchlass in Verbindung steht, ist darin ausgebildet; daher ist es möglich, den Kühlmediumweg unter der unteren Form auszubilden, welche es normalerweise schwierig macht, einen Raum darin auszubilden, und folglich das Punktkühlmittel problemlos auf der Seite der unteren Form einzurichten.
Darüber hinaus ist ein Punktkühlmittel, das eine Wärmeleitung so einschränkt, dass sie in keine Richtung außer in einer spezifischen Richtung einwirkt, in der unteren Form eingerichtet; daher kann ein bestimmter Teil des geschmolzenen Metalls innerhalb der Gießformhohlraums unter einer Gerichtetheit in einer vorgegebenen Richtung von der Seite der unteren Form abkühlen und sich verfestigen.
Mit anderen Worten, beim Verfestigen des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang wird die Verfestigung des geschmolzenen Metalls durch die Anwendung des Kühlmittels beschleunigt, und durch Verwenden der zylinderkopfeigenen Form ist es nicht nur möglich, die Verfestigungsgeschwindigkeit einfach zu erhöhen, sondern außerdem auch den Kühlvorgang mit einer geeigneten Gerichtetheit durchzuführen; auf diese Weise wird es möglich, das Auftreten von Problemen, wie beispielsweise Gasfehlern, wirksam zu verringern und folglich hochwertige Gussprodukte beständiger zu erhalten.
In dem Verfahren zum Gießen eines Zylinderkopfs wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Kühlmittel an jedem der Kernvorsprünge, die auf der oberen Form ausgebildet sind, um Löcher zu bilden, angebracht; daher ist es möglich, dem Kühlvorgang des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang eine geeignete Gerichtetheit zu verleihen, um die Gießform (obere Form) an der Seite, die vom Durchlass weiter entfernt ist, wirkungsvoll zu kühlen und folglich zu ermöglichen, dass sich das geschmolzene Metall beginnend von dem Abschnitt, der von den Durchlässen am Weitesten entfernt ist, verfestigt. Darüber hinaus sind in Bezug auf die Kühlmittel, die an den mehreren Vorsprüngen, die Löchern entsprechen, angebracht sind, jene, die an den inneren Vorsprüngen vergleichsweise näher an der Mitte der Gießform angebracht sind, so gestaltet, dass sie eine größere Kühlkapazität aufweisen als jene, die an den äußeren Vorsprüngen angebracht sind; daher ist es in Bezug auf den mittleren Abschnitt und den äußeren Abschnitt des Gießformhohlraums möglich, einem Kühlvorgang für das geschmolzene Metall eine geeignete Gerichtetheit zu verleihen, um zu ermöglichen, dass das geschmolzene Metall beginnend von dem Abschnitt, welcher dem Mitte am nächsten ist, schrittweise abkühlt.
Mit anderen Worten, beim Verfestigen des geschmolzenen Metalls nach dem Gießvorgang wird die Verfestigung des geschmolzenen Metalls durch die Anwendung des Kühlmit tels beschleunigt, und durch Verwenden der zylinderkopfeigenen Form ist es nicht nur möglich, die Verfestigungsgeschwindigkeit einfach zu erhöhen, sondern außerdem auch den Kühlvorgang mit einer geeigneten Gerichtetheit durchzuführen; auf diese Weise wird es möglich, das Auftreten von Problemen, wie beispielsweise Gasfehlern, wirksam zu verringern und folglich hochwertige Gussprodukte auf eine beständigere Weise zu erhalten.
Außerdem ist ein Punktkühlmittel, das eine Wärmeleitung so einschränkt, dass sie in keine Richtung außer in einer spezifischen Richtung einwirkt, wenigstens in der oberen oder in der unteren Form eingerichtet; daher kann ein bestimmter Teil des geschmolzenen Metalls innerhalb des Gießformhohlraums mit einer Gerichtetheit in einer vorgegebenen Richtung abkühlen und sich verfestigen. Auf diese Weise wird es möglich, die Möglichkeit von Problemen, wie beispielsweise Gasfehlern, wirksam zu verringern und folglich hochwertige Gussprodukte auf eine beständige Art und Weise bereitzustellen.
Darüber hinaus ist, wie in Bezug auf das zuvor erwähnte Verfahren beschrieben, von den ersten und zweiten verlängerten Kernen der zweite Kern in die Gießform eingebaut, wobei Kernaugen davon durch die Kernaugen des ersten Kerns gestützt werden; da die beiden Kerne in der Gießform durch die jeweiligen Kernaugen ganzheitlich zusammengesetzt sind, wird die Entfernung zwischen den Achsen der Kerne daher im Vergleich zu dem Fall, in dem die beiden Kerne in der Gießform auf eine getrennte Weise zusammengesetzt werden, beständiger auf einem festen Wert gehalten. Auf diese Weise wird es möglich, die Dicke zwischen den Wegen, die den jeweiligen Kernen entsprechen, positiv zu regulieren.
Überdies ermöglicht die zuvor erwähnte Anordnung die folgenden Vorgänge: Die beiden Kerne werden vorher ganzheitlich zusammengesetzt, und diese zusammengesetzten Kerne können weiter in die untere Form eingebaut werden; auf diese Weise ist es möglich, die Anzahl von Montagevorgängen für Kerne zu verringern, und im Falle eines automatischen Montagevorgangs ist es möglich, die Anzahl von Betätigungselementen zu verringern und folglich die Struktur einer Kernmontagevorrichtung zu vereinfachen.
Außerdem ist ein Saugmittel eingerichtet, um durch wenigstens eines der Kernaugen der beiden Kerne Gas abzusaugen, das in dem Kern oder dem anderen Kern zum Zeitpunkt eines Gießvorgangs erzeugt wird; daher ist es möglich, Gas, das innerhalb der Kerne erzeugt wird, durch die Kernaugenabschnitte wirkungsvoll abzusaugen und problemlos aus dem Gießhohlraum nach außen abzugeben, selbst wenn die Kerne eine verlängerte Form aufweisen. Auf diese Weise wird es möglich, das resultierende Gussprodukt wirksam vor Gasfehlern zu bewahren.
In diesem Fall sind die beiden Kerne innerhalb der Gießform durch die Kernaugenabschnitte ganzheitlich zusammengesetzt; und selbst wenn einer der Kerne vom Saugmittel praktisch abgeschnitten ist, wird der Gassaugvorgang durch die Kernaugen des anderen Kerns durchgeführt, weshalb es möglich ist, selbst Gas, das in dem einen der Kerne erzeugt wurde, wirksam aus der Gießform nach außen zu entladen.
Außerdem werden mehrere Seitenwandgießformen durch die obere Gießform getragen, wobei die Seitenwandgießformen auf eine Art und Weise angeordnet sind, dass sie zwischen einem geschlossenen Formzustand zum Bilden eines abgedichteten Volumenabschnitts und einem geöffneten Formzustand zum Ermöglichen, dass sich der Volumenab schnitt öffnet, umgeschaltet werden können; und unter einer Bedingung, dass alle Seitenwandgießformen im geschlossenen Formzustand eingestellt sind, eine Formschlichte auf die Innenflächen der Seitenwandgießformen und der oberen Gießform aufgetragen wird. Daher ist es im Gegensatz zu dem Fall, in dem wenigstens ein Abschnitt der Seitenwandgießformen auf der unteren Gießform, in welcher der Durchlass ausgebildet ist, getragen wird, nicht notwendig, den Beschichtungsvorgang der Formschlichte in zwei Vorgänge aufteilen zu müssen. Mit anderen Worten, es ist möglich, die Formschlichte während eines Beschichtungsvorgangs auf die Innenflächen der oberen Gießform und aller Seitenwandgießformen aufzutragen und folglich den Nutzeffekt des Beschichtungsvorgangs zu verbessern.
Konkret wird im Falle, dass auf der oberen Gießform ein Formkühlmittel zum Kühlen der Gießform gemäß seiner Temperatur eingerichtet ist, und unter einer Bedingung, dass die obere Gießform auf eine Temperatur in einem vorgegebenen Bereich abgekühlt wird, der Auftrag der Formschlichte durchgeführt; daher ist es möglich, den Beschichtungsvorgang bei einer geeigneten Temperatur der Gießform durchzuführen und folglich das Haftungsvermögen der Formschlichte an der Innenfläche der Gießform zu verbessern.

Claims

Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs, die ein Paar oberer und unterer Formen (DU, DL) umfasst, welche trennbar miteinander verbunden sind, und die einen Zylinderkopf eines Motors durch Einspritzen von geschmolzenem Metall in einen Gießformhohlraum gießt, der zwischen den zwei Formen (DU, DL) ausgebildet ist, so dass er durch einen Durchlass (Di), der in der unteren Form (DL) ausgebildet ist, mit dem geschmolzenen Metall gefüllt wird, das sich verfestigen soll, wobei mehrere Kernvorsprünge (111, 112), die Löchern entsprechen, in der oberen Form (DU) ausgebildet sind, wobei Kühlmittel (114, 115; 116) an jedem der Kernvorsprünge (111, 112) angebracht sind, wobei die Kühlmittel (114, 115), die an inneren Kernvorsprüngen (111) vergleichsweise näher an der Mitte der Form angebracht sind, so gestaltet sind, dass sie eine größere Kühlkapazität aufweisen als jene (116), die an äußeren Kernvorsprüngen (112) vergleichsweise näher am Umfang der Form angebracht sind.
Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs nach Anspruch 1, wobei ein Kühlmedium des Kühlmittels, das an den inneren Kernvorsprüngen (111) angebracht ist, flüssig ist, und ein Kühlmedium des Kühlmittels, das an den äußeren Kernvorsprüngen (112) angebracht ist, Gas ist.
Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs nach Anspruch 2, wobei ein Beseitigungsmittel zum Beseitigen restlichen Kühlmediums innerhalb der Kernvorsprünge (111) nach dem Anhalten des Kühlvorgangs des Kühlmittels, das an den inneren Kernvorsprüngen (111) angebracht ist, eingerichtet ist.
Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kernvorsprünge (111, 112) zumindest einem Zapfenloch, das vergleichsweise näher an der Mitte des Zylinderkopfs angeordnet ist, und einem Schraubenloch, das vergleichsweise näher am Umfang des Zylinderkopfs angeordnet ist, entsprechen.
Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Punktkühlmittel (151), das eine Wärmeleitung einschränkt, so dass sie in keine Richtung außer in einer spezifischen Richtung einwirkt, zumindest entweder in der oberen oder unteren Form (DU, DL) eingerichtet ist.
Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erster und zweiter verlängerter Kern (CW, CO) in einer Form zusammengesetzt sein müssen, bevor geschmolzenes Metall in einen Gießformhohlraum eingespritzt ist, wobei Kernaugen (141, 142; 143, 144) auf beiden Enden jedes der zwei Kerne (CW, CO) angeordnet sind; der erste Kern (CW) durch die Kernaugen (141, 142) in der Gießform zusammengesetzt ist; und der zweite Kern (CO) in der Gießform zusammengesetzt ist, wobei Kernaugen (143, 144) davon durch die Kernaugen (141, 142) des ersten Kerns (CW) unterstützt sind.
Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs nach Anspruch 6, wobei ein Saugmittel (103) zum Saugen durch zumindest jedes der Kernaugen der zwei Kerne (CW, CO) von Gas, das in dem Kern oder dem anderen Kern zum Zeitpunkt eines Gießvorgangs erzeugt ist, eingerichtet ist.
Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Seitenwandgießformen (DS), die die Seitenwände ausbilden, durch die obere Form (DU) unterstützt sind; ein Formkühlmittel an der oberen Form eingerichtet ist, um die Form gemäß einer Temperatur davon zu kühlen; die Seitenwandgießformen (DS) auf eine Art und Weise eingerichtet sind, dass sie zwischen einem geschlossenen Formzustand zum Ausbilden eines abgedichteten Volumenabschnitts und einem geöffneten Formzustand zum Ermöglichen, dass sich der Volumenabschnitt öffnet, umgeschaltet sein können; und unter Bedingungen, bei denen alle Seitenwandgießformen im geschlossenen Formzustand eingestellt sind und die obere Form auf eine Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich gekühlt ist, eine Formschlichte auf Innenflächen der Seitenwandgießformen (DS) und die obere Form (DU) aufgetragen ist.
Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 5, wobei das Punktkühlmittel (151) durch einen Kühlmittelweg in einem zylindrischen Glied (152) ausgebildet ist, wobei das zylindrische Glied eine Endfläche, die der Innenseite des Gießformhohlraums (Mc) zugekehrt ist, und einen umfänglichen Abschnitt aufweist, der an einem Montageloch (156), das in der Form ausgebildet ist, angefügt ist.
Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 5, wobei ein Abschnitt der Seitenwände durch eine Sandwand (138) ausgebildet ist, wobei das Punktkühlmittel (151) in der Nähe der Sandwand (138) eingerichtet ist.
Vorrichtung zum Gießen eines Zylinderkopfs nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 5, wobei: ein Zufuhrabschnitt (9) für geschmolzenes Metall zum Zuführen des geschmolzenen Metalls, das durch den Durchlass (Di) in den Gießformhohlraum eingespritzt sein soll, unter der unteren Form (DL) eingerichtet ist; ein vorgegebener Raum (105) zwischen dem Zufuhrabschnitt (9) für geschmolzenes Metall und der unteren Form (DL) ausgebildet ist; ein Kühlmediumweg (153, 154) für das Punktkühlmittel (151) in dem Raum (105) angeordnet ist; und ein Verbindungsweg zum Ermöglichen, dass der Zufuhrabschnitt für geschmolzenes Metall mit dem Durchlass (Di) in Verbindung steht, darin ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Gießen nach Anspruch 5, wobei das Punktkühlmittel (151) in der unteren Form (DL) eingerichtet ist.
Verfahren zum Gießen eines Zylinderkopfs, das die Schritte des Vorbereitens eines Paars oberer und unterer Formen (DU, DL), welche trennbar miteinander verbunden sind, und des Gießens eines Zylinderkopfs eines Motors durch Einspritzen von geschmolzenem Metall in einen Gießformhohlraum (Mc), der zwischen den zwei Formen ausgebildet ist, so dass er durch einen Durchlass (Di), der in der unteren Form ausgebildet ist, mit dem geschmolzenen Metall gefüllt wird, das sich verfestigen soll, umfasst, wobei mehrere Kernvorsprünge (111, 112), die Löchern entsprechen, in der oberen Form (DU) ausgebildet sind, wobei Kühlmittel (114, 115; 116) an jedem der Kernvorsprünge (111, 112) angebracht sind, wobei die Kühlmittel (114, 115), die an inneren Kernvorsprüngen (111) vergleichsweise näher an der Mitte der Form ange bracht sind, so gestaltet sind, dass sie eine größere Kühlkapazität aufweisen als jene (110), die an äußeren Kernvorsprüngen (112) vergleichsweise näher am Umfang der Form angebracht sind.
Verfahren zum Gießen eines Zylinderkopfs nach Anspruch 13, wobei ein Punktkühlmittel (151), das eine Wärmeleitung einschränkt, so dass sie in keine Richtung außer, in einer spezifischen Richtung einwirkt, zumindest entweder in der oberen oder unteren Form (DU, DL) eingerichtet ist.
Verfahren zum Gießen eines Zylinderkopfs nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei ein erster und zweiter verlängerter Kern (CW, CO) in einer Form zusammengesetzt werden müssen, bevor geschmolzenes Metall in einen Gießformhohlraum eingespritzt wird, wobei Kernaugen (141, 142; 143, 144) auf beiden Enden jedes der zwei Kerne (CW, CO) angeordnet werden; der erste Kern (CW) durch die Kernaugen (141, 142) in der Gießform zusammengesetzt wird; und der zweite Kern (CO) in der Gießform zusammengesetzt wird, wobei Kernaugen (143, 144) davon durch die Kernaugen (141, 142) des ersten Kerns (CW) unterstützt werden.
Verfahren zum Gießen eines Zylinderkopfs nach Anspruch 15, wobei ein Saugmittel (103) zum Saugen durch zumindest jedes der Kernaugen der zwei Kerne (CW, CO) von Gas, das in dem Kern oder dem anderen Kern zum Zeitpunkt eines Gießvorgangs erzeugt ist, eingerichtet ist.
Verfahren zum Gießen eines Zylinderkopfs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Seitenwandgießformen (DS), die Seitenwände ausbilden, durch die obere Form (DU) unterstützt werden; ein Formkühlmittel an der oberen Form (DU) eingerichtet ist, um die Form gemäß der Temperatur davon zu kühlen; die Seitenwandgießformen (DS) auf eine Art und Weise eingerichtet sind, dass sie zwischen einem geschlossenen Formzustand zum Ausbilden eines abgedichteten Volumenabschnitts und einem geöffneten Formzustand zum Ermöglichen, dass sich der Volumenabschnitt öffnet, umgeschaltet werden können; und unter Bedingungen, bei denen alle Seitenwandgießformen (DS) im geschlossenen Formzustand eingestellt sind und die obere Form auf eine Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich gekühlt ist, eine Formschlichte auf Innenflächen der Seitenwandgießformen (DS) und die obere Form (DU) aufgetragen wird.