EP1779943B1 - Method and device for casting light metal crankcases in sand moulds - Google Patents

Method and device for casting light metal crankcases in sand moulds Download PDF

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EP1779943B1
EP1779943B1 EP06018816A EP06018816A EP1779943B1 EP 1779943 B1 EP1779943 B1 EP 1779943B1 EP 06018816 A EP06018816 A EP 06018816A EP 06018816 A EP06018816 A EP 06018816A EP 1779943 B1 EP1779943 B1 EP 1779943B1
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    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/002—Castings of light metals
    • B22D21/007—Castings of light metals with low melting point, e.g. Al 659 degrees C, Mg 650 degrees C

Definitions

  • cylinder crankcases made of aluminum and / or magnesium alloys are used in large numbers in internal combustion engines for motor vehicles. Depending on their geometry, component requirements and cost-effectiveness, these are produced using the following methods: die casting, gravity die casting, low-pressure die casting, gravity die casting or low-pressure sand casting.
  • the casting installation comprises precise guides for the core package and the metal quills and centering devices on the guide in relation to the core package.
  • These centering devices can be realized in a multi-cylinder V-motor particularly simple if the guides for the cooled metal quills sit on inclined according to the cylinder angle surfaces of the cover core.

Landscapes

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

Abstract

The use of cooled metal rod(s) is claimed as core for the production of the cylinder cavity in a cylinder crankcase, cast from a light metal alloy in a sand mold and having at least one cylinder, for producing a very low porosity cylinder bearing surface suitable for application of an abrasion-resistant coating. Independent claims are included for: (1) a plant for casting a cylinder crankcase of light metal alloy in a sand mold formed as a core package (6) with: a casting plate (7), on which the core packet is positioned using cams (10); a receiving frame lowerable by a cylinder (1) and positioned using centering pieces (11, 12) and casting plate height adjusters (16, 17); and cooled metal rod(s) (5), positioned on the receiving frame in a guide (4) and insertable into opening(s) in the sand mold, as core for producing the cylinder cavity; (2) a corresponding cylinder crankcase production method, including the insertion of the metal rod(s) as core for producing the cylinder cavity, where the rods cause targeted, intensive abstraction of heat from the melt, directed pore-free solidification in the cylinder bearing surface region and good penetration through the whole wall thickness.

Description

Die Erfindung betrifft das Herstellen von Leichtmetall-Zylinderkurbelgehäusen mit einem oder mehreren Zylindern im Sandguss.The invention relates to the manufacture of light metal cylinder crankcases with one or more cylinders in sand casting.

Auf Grund des gegenüber Eisenwerkstoffen niedrigeren spezifischen Gewichts werden in Verbrennungskraftmaschinen für Kraftfahrzeuge in großen Stückzahlen Zylinderkurbelgehäuse aus Aluminium- und/oder Magnesiumlegierungen eingesetzt. Diese werden je nach ihrer Geometrie, den Bauteilanforderungen und der Wirtschaftlichkeit mit den Verfahren: Druckguss, Schwerkraftkokillenguss, Niederdruckkokillenguss, Schwerkraftsandguss oder Niederdrucksandguss hergestellt.Due to the lower specific gravity compared to ferrous materials, cylinder crankcases made of aluminum and / or magnesium alloys are used in large numbers in internal combustion engines for motor vehicles. Depending on their geometry, component requirements and cost-effectiveness, these are produced using the following methods: die casting, gravity die casting, low-pressure die casting, gravity die casting or low-pressure sand casting.

Auf Grund der Eigenschaften der Aluminium- und Magnesiumgusslegierungen sind diese Werkstoffe, mit Ausnahme der übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen, ohne zusätzliche Maßnahmen nicht geeignet, eine abriebfeste Zylinderlauffläche bei Kolbenmotoren darzustellen. Deshalb werden in den meisten Fällen separate Zylinderbuchsen aus speziellen Werkstoffen, z.B. Grauguss, eingegossen oder nachträglich eingesetzt. Eine weitere Alternative stellt das Eingießen von komplexen Inserts dar. Nur durch Abguss eines Zylinderkurbelgehäuses als so genannter Monoblock aus einer übereutektischen Alsi-Legierung lassen sich ausreichend abriebfeste Zylinderlaufflächen ohne eingesetzte oder eingegossene Zylinderlaufbuchsen oder Inserts erreichen, jedoch sind diese übereutektischen Alsi-Legierungen schwierig zu vergießen und mechanisch zu bearbeiten.Due to the properties of the aluminum and magnesium casting alloys, these materials, with the exception of the hypereutectic aluminum-silicon alloys, without additional measures are not suitable to represent an abrasion-resistant cylinder surface in piston engines. Therefore, in most cases, separate cylinder liners made of special materials, eg gray cast iron, poured or used later. Another alternative is the pouring of complex inserts. Only by casting a cylinder crankcase as a so-called monoblock from a hypereutectic Alsi alloy can sufficiently wear-resistant cylinder running surfaces without inserted or cast Cylinder liners or inserts achieve, however, these hypereutectic Alsi alloys are difficult to shed and to machine.

Eine weitere Möglichkeit zum Erzielen geeigneter Laufflächen bietet das Beschichten der Zylinderrohre nach unterschiedlichen Verfahren, z. B. dem Nickelbeschichten oder Lichtbogen-Drahtspritzen, wobei unterschiedliche Präparate auf die Laufflächen aufgebracht werden. Dadurch erübrigt sich das Einsetzen von Buchsen mit dem Vorteil, ein breites Spektrum an Gusslegierungen für das Gehäuse verwenden zu können.Another way to achieve suitable treads offers the coating of the cylinder tubes by different methods, eg. As the nickel coating or arc wire spraying, with different preparations are applied to the treads. This eliminates the need to use bushings with the benefit of being able to use a wide range of cast alloys for the housing.

Zwar ist es bekannt, in Sandformen eine gezielte Wärmeabfuhr durch das Einformen von Kühleisen zu erreichen. Zweck dieser Kühleisen ist es, durch eine gezielte Wärmeabfuhr in Bereichen mit dicken Wandstärken eine gerichtete Erstarrung mit guter Durchspeisung über die gesamte Wandstärke zu erreichen, um eine Lunkerbildung in den Bereichen mit größeren Wandstärken zu vermeiden. Das Einformen von Kühleisen ist kompliziert und aufwändig, die Intensität der Kühlung ist durch die Geometrie und Masse der Kühleisen beschränkt, da diese die vom flüssigen Metall aufgenommene Wärme lediglich an die Sandform abgeben können, die eine schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzt. Auch das Entfernen der mit Kühleisen versehenen Kerne ist aufwändig.Although it is known to achieve in sand molds targeted heat dissipation by the molding of cooling iron. The purpose of this chill iron is to achieve a directional solidification with good feed through the entire wall thickness by targeted heat dissipation in areas with thick walls, in order to avoid voids formation in the areas with greater wall thicknesses. The molding of cooling iron is complicated and expensive, the intensity of the cooling is limited by the geometry and mass of the cooling iron, since they can deliver the heat absorbed by the liquid metal only to the sand mold, which has a poor thermal conductivity. The removal of the cores provided with cooling iron is complex.

Andererseits sind gekühlte Metallpinolen beim Druck- und Kokillenguss, die mechanisch in die Dauerform eingefahren werden, ebenfalls bekannt. Diese gekühlten Metallpinolen dienen jedoch nicht dazu, die Oberflächenqualität der sie berührenden Metallschmelze zu verbessern, sondern dienen dazu, im Gussstück Hohlräume zu schaffen und dienen somit im Wesentlichen als Gießkerne, die wie die anderen Bereiche einer Dauerform stets gekühlt sein müssen und die selbstverständlich zum Entformen des Gussstücks aus der Form herausgefahren werden müssen, wenn sie nicht in Entformungsrichtung verlaufen.On the other hand, cooled metal quills are also known in pressure and chill casting, which are mechanically retracted into the permanent mold. However, these cooled metal quillars do not serve to improve the surface quality of the molten metal touching them, but serve to create voids in the casting and thus essentially serve as casting cores, which like the other areas of a permanent mold must always be cooled and of course for demoulding of the casting must be moved out of the mold, if they do not run in Entungsungsrichtung.

In der DE 195 33 529 A1 ist ein Verfahren zum Gleßen eines Motorblocks aus Aluminium, dessen Laufflächen nach dem Ausfräsen der Zylinder-Hohlräume mit einem härteren Metall, insbesondere Nickel, beschichtet werden, beschrieben, bei dem der Motorblock in einer Sandform gegossen wird und die Zylinderhohlräume durch in die Sandform eingesetzte, ungekühlte Metallkokillen geformt werden. Vorzugsweise werden die Kokillen vor dem Gießen induktiv beheizt. In Folge der höheren Wärmeleitfähigkeit der Metallkokille erstarrt das eingegossene Aluminium an der Oberfläche der Kokille schneller als an der Oberfläche der Sandform. Dadurch entsteht dort bis in eine Tiefe, innerhalb deren der Metallabtrag durch das Ausfräsen bleibt, ein besseres Gefüge, vor allem ist die schrumpfungsbedingte Porosität erheblich vermindert.In the DE 195 33 529 A1 is a method for sliding an aluminum engine block, the treads of which, after milling the cylinder cavities, are coated with a harder metal, in particular nickel, in which the engine block is cast in a sand mold and the cylinder cavities are inserted through the sand mold, uncooled metal molds are formed. Preferably, the molds are heated inductively prior to casting. As a result of the higher thermal conductivity of the metal mold, the cast aluminum solidifies more rapidly at the surface of the mold than at the surface of the sand mold. This results in a better microstructure down to a depth within which metal removal by milling remains, and above all the shrinkage-related porosity is considerably reduced.

In der JP-0219285 A1 ist des Weiteren eine Form zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen aus einer Leichtmetalllegierung beschrieben. Ein Modell aus Polystyrol wird in Formsand eingeformt, während eine ungekühlte Stahlpinole als Kern für die Bildung des Zylinderhohlraums dient. Die Stahlpinole ist mit radial nach innen ragenden Kühlrippen versehen, und der Hohlraum der Stahlpinole zwischen den Kühlrippen wird mit Formsand ausgefüllt.In the JP-0219285 A1 Further, a mold for casting cylinder crankcases is described from a light metal alloy. A model made of polystyrene is formed in foundry sand, while an uncooled steel quill serves as the core for the formation of the cylinder cavity. The steel quill is provided with radially inwardly projecting cooling fins, and the cavity of the steel quill between the cooling fins is filled with molding sand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Herstellung von Leichtmetall-Zylinderkurbelgehäusen mit einem oder mehreren Zylindern in Reihen- oder V-Anordnung im Sandgussverfahren zu ermöglichen, deren Zylinderlaufflächen nach einer Beschichtung ausreichend abriebfest sind, ohne eingegossene Zylinderlaufbuchsen oder eine abriebfeste, jedoch schwierig zu bearbeitende übereutektische AlSi-Legierung zu erfordern.The invention is based on the object to enable the production of light metal cylinder crankcases with one or more cylinders in a series or V-arrangement in the sand casting method, the cylinder surfaces are sufficiently resistant to abrasion after coating, without cast-in cylinder liners or abrasion resistant, but difficult to processing hypereutectic AlSi alloy.

Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird eine Gießanlage zum Gießen eines Zylinderkurbelgehäuses aus einer Leichtmetalllegierung in einer als Kernpaket ausgebildeten Sandform mit einer Gießplatte, auf der das Kernpaket mittels Knaggen definiert positioniert ist, einem mittels eines Hubzylinders absenkbaren, mittels Zentrierstücken und Elementen zur Höhenjustierung an der Gießplatte definiert positionierten Aufnahmerahmen und wenigstens einer am Aufnahmerahmen in einer Führung definiert positioniert, in wenigstens eine Öffnung in der Sandform nach dem Schließen derselben einfahrbaren, gekühlten Metallpinole als Kern für die Bildung des Zylinderhohlraums vorgeschlagen.Based on this task is a casting plant for casting a cylinder crankcase made of a light metal alloy in a core package formed sand mold with a casting plate on which the core package is positioned defined by lugs, a defined by means of a lifting cylinder defined by means of centering and height adjustment elements on the casting plate positioned receiving frame and at least one defined on the receiving frame in a guide defined in at least one opening in the sand mold proposed after closing the same retractable, cooled metal quill as a core for the formation of the cylinder cavity.

Des Weiteren wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zum Herstellen von Zylinderkurbelgehäusen aus einer Leichtmetalllegierung mit wenigstens einem Zylinder durch Gießen in einer Sandform vorgeschlagen, bei dem wenigstens eine gekühlte Metallpinole nach dem Schließen der Sandform als Kern für die Bildung des Zylinderhohlraums definiert positioniert in die Sandform eingefahren und nach einer gezielten, intensiven Wärmeabfuhr aus der Leichtmetallschmelze und dadurch bewirkten, gerichteten, möglichst porenfreien Erstarrung im Bereich der Zylinderlauffläche bei guter Durchspeisung über die gesamte Wandstärke wieder ausgefahren wird.Furthermore, to achieve the object, a method is proposed for producing cylinder casings of a light metal alloy with at least one cylinder by casting in a sand mold, wherein at least one cooled metal quill is defined after closing the sand mold as core for the formation of the cylinder cavity positioned in the sand mold retracted and after a targeted, intense heat dissipation from the light metal melt and thereby caused, directed, possible pore-free solidification in the area of the cylinder surface with good feed over the entire wall thickness is extended again.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 und 3 sowie 5 bis 8.Further advantageous features of the invention will become apparent from the dependent claims 2 and 3 and 5 to 8.

Die Erfindung geht somit von der Überlegung aus, dass die bisher üblichen Sandkerne für die Zylinderhohlräume durch in die Sandform ein- und ausfahrbare, gekühlte Metallpinolen ersetzt werden, die nicht ortsfeste oder verschiebbare Bestandteile der Gussform sind, sondern die unabhängig von der Sandform, die vorzugsweise als Kernpaket ausgebildet ist, an der Gießanlage befestigt sind und von dort in die entsprechenden Öffnungen der präzise positionierten Zylinderkurbelgehäuseform ein- und ausfahren.The invention is thus based on the consideration that the usual sand cores for the cylinder cavities are replaced by in the sand mold extendable and retractable, cooled metal quills, which are not stationary or movable components of the mold, but which are independent of the sand mold, preferably is designed as a core package, are attached to the casting and from there into the corresponding openings of the precisely positioned cylinder crankcase form and extend.

Dieses Ein- und Ausfahren lässt sich programmieren und automatisch durchführen, wobei die Bewegung der gekühlten Metallpinolen in der Weise programmiert ist, dass das Ausfahren aus der Sandform in Abhängigkeit von der Gießtemperatur und der Erstarrungsgeschwindigkeit zeitlich gesteuert so erfolgt, dass kein Aufschrumpfen der Zylinderwand auf die Metallpinole und keine Beschädigung der Oberfläche der Zylinderwand eintreten.This retracting and retracting can be programmed and carried out automatically, with the movement of the cooled metal quills is programmed in such a way that the extension of the sand mold depending on the casting temperature and the solidification speed is controlled in time so that no shrinking of the cylinder wall on the Metal quill and no damage to the surface of the cylinder wall.

Dies ist bei kleinen gekühlten Metallpinolen, wie sie in der US 4,875,518 in Verbindung mit dem Niederdruck-Kokillenguss beschrieben ist, nicht notwendig, da die in das Gussstück hineinragenden Pinolenteile kleinen Durchmessers stark konisch ausgebildet sein können und daher leicht entformbar sind. Die erfindungsgemäßen gekühlten Metallpinolen haben einen Durchmesser der im Wesentlichen der Zylinderbohrung entspricht, und ihre Länge beträgt in der Regel ungefähr das Doppelte der Zylinderbohrung. Bei diesen Abmessungen ist eine stark konische Gestaltung der gekühlten Metallpinolen nicht möglich, da hierdurch im Bereich des kleinsten Durchmessers bei der mechanischen Bearbeitung so viel Metall abgetragen werden müsste, dass die porenfreie Oberflächenschicht der Zylinderlauffläche mit abgetragen würde und der mit der Erfindung angestrebte Zweck verfehlt würde. Dementsprechend werden die gekühlten Metallpinolen aus der Gießform herausgezogen, sobald das flüssige Metall in diesem Bereich ausreichend erstarrt und formhaltend ist.This is for small chilled metal quillas, as in the US 4,875,518 described in connection with the low-pressure chill casting, not necessary, since the projecting into the casting pinhole parts of small diameter can be highly conical and therefore are easily demoulded. The cooled metal quills according to the invention have a diameter substantially corresponding to the cylinder bore, and their length is usually about twice the cylinder bore. With these dimensions, a strong conical design of the cooled metal quills is not possible, since in the area of the smallest diameter in the mechanical processing so much metal would have to be removed that the pore-free surface layer of the cylinder surface is also removed would be missed and the purpose sought by the invention. Accordingly, the cooled metal quill are pulled out of the mold as soon as the liquid metal in this area is sufficiently solidified and shape-retaining.

Dabei kann das Ausfahren beim Vorhandensein von mehreren Metallpinolen, das heißt bei Mehrzylinderkurbelgehäusen, aus der Sandform gleichzeitig oder zeitlich versetzt erfolgen.In this case, the extension in the presence of several metal quills, ie in multi-cylinder crankcases, made from the sand mold simultaneously or offset in time.

Durch die gezielte, intensive Wärmeabfuhr aus der Leichtmetallschmelze für eine gerichtete, möglichst porenfreie Erstarrung im Bereich der Zylinderlaufflächen mit guter Durchspeisung über die gesamte Wandstärke und über das gesamte Gussstück werden die Erstarrungszeiten des Gussteiles insgesamt verkürzt, und entferntere Partien, zum Beispiel Lagerstühle, erhalten ebenfalls verbesserte Gefügemerkmale. Auch die Produktivität lässt sich insgesamt steigern.Due to the targeted, intensive heat removal from the light metal melt for a directed, preferably non-porous solidification in the cylinder surfaces with good feed over the entire wall thickness and over the entire casting, the solidification times of the casting are shortened overall, and distant games, for example, storage chairs, also obtained improved microstructure features. Productivity can also be increased overall.

Sehr wichtig ist es, die Sandform bezüglich der Metallpinolen genau auszurichten und die Metallpinolen mit Bezug auf die Zylinderbohrungen genau zu zentrieren. Dementsprechend umfasst die Gießanlage, wie bereits erwähnt, genaue Führungen für das Kernpaket und die Metallpinolen und Zentriereinrichtungen an der Führung gegenüber dem Kernpaket. Diese Zentriereinrichtungen lassen sich bei einem mehrzylindrigen V-Motor besonders einfach verwirklichen, wenn die Führungen für die gekühlten Metallpinolen auf entsprechend dem Zylinderwinkel geneigte Flächen des Deckkerns aufsetzen.It is very important to precisely align the sand mold with respect to the metal quills and precisely center the metal quills with respect to the cylinder bores. Accordingly, as already mentioned, the casting installation comprises precise guides for the core package and the metal quills and centering devices on the guide in relation to the core package. These centering devices can be realized in a multi-cylinder V-motor particularly simple if the guides for the cooled metal quills sit on inclined according to the cylinder angle surfaces of the cover core.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des Näheren erläutert. In der Zeichnung ist eine Gießanlage zum Gießen eines Zylinderkurbelgehäuses aus einer Leichtmetalllegierung für einen V-Motor schematisch dargestellt.The invention will be explained below with reference to an embodiment of the closer shown in the drawing. In the drawing, a casting plant for casting a cylinder crankcase made of a light metal alloy for a V-type engine is shown schematically.

Es handelt sich um eine Niederdruck-Gießanlage, jedoch ist die Erfindung gleichermaßen auch zur Anwendung in einer Schwerkraft-Gießanlage geeignet.It is a low-pressure casting plant, but the invention is equally suitable for use in a gravity casting plant.

Eine feststehende Gießplatte 7 ist oberhalb eines mit Leichtmetallschmelze 13 gefüllten Niederdruckofens 9 angeordnet und mit diesem über ein Steigrohr 8 verbunden. Auf der Gießplatte ist eine als Kernpaket 6 ausgebildete Sandform angeordnet, die in der Kernmontagestation auf die Gießplatte 7 gesetzt und dort mittels Knaggen 10 definiert positioniert wird.A fixed casting plate 7 is disposed above a low-pressure furnace 9 filled with light metal melt 13 and connected thereto via a riser 8. On the casting plate designed as a core package 6 sand mold is placed in the core assembly station on the casting plate 7 and positioned there defined by means of lugs 10.

Mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit 1 lässt sich ein Aufnahmerahmen 2 auf das Kernpaket 6 absenken, wobei sich am Aufnahmerahmen 2 angeordnete Zentrierelemente 11 in entsprechende Gegenstücke 12 auf der Gießplatte 7 einfügen, so dass eine definierte, exakte Position des Kernpakets 6 zum Aufnahmerahmen 2 gewährleistet ist. Zur definierten Höheneinstellung dienen die Elemente 17 am Aufnahmerahmen 2 und 16 auf der Gießplatte 7, die auf Anschlag gefahren werden.By means of a piston-cylinder unit 1, a receiving frame 2 can be lowered onto the core package 6, wherein arranged on the receiving frame 2 centering 11 insert into corresponding counterparts 12 on the casting plate 7, so that a defined, exact position of the core package 6 to the receiving frame. 2 is guaranteed. For defined height adjustment serve the elements 17 on the receiving frame 2 and 16 on the casting plate 7, which are driven to stop.

In der dargestellten, abgesenkten Stellung des Aufnahmerahmens 2 ist das Kernpaket 6 mittels einer Druckplatte 14 unter Einwirkung von Druckfedern 15 auf die Gießplatte 7 aufgepresst und wird gegenüber dem Gießdruck, der durch Beaufschlagung der Leichtmetallschmelze 13 mit Gasdruck im druckfesten Niederdruckofen 9 bei der Formfüllung entsteht, zusammengehalten.In the illustrated, lowered position of the receiving frame 2, the core package 6 is pressed by means of a pressure plate 14 under the action of compression springs 15 on the casting plate 7 and compared to the casting pressure, which is formed by applying the light metal melt 13 with gas pressure in the pressure-resistant low-pressure furnace 9 in the mold filling, held together.

Vor dem Füllen der Form mit Metallschmelze werden am Aufnahmerahmen 2 in Führungen 4 verschiebbare gekühlte Metallpinolen 5 programmgesteuert und durch Kolben-Zylinder-Einheiten 3 betätigt in den Formhohlraum eingeführt. Nach dem Füllen der Form mit Metallschmelze und Erstarrung wenigstens der Zylinderwände werden die Metallpinolen 5 automatisch nach einem vorgegebenen Programm herausgezogen.Prior to filling the mold with molten metal slidable cooled metal buckles 5 are program-controlled and inserted by piston-cylinder units 3 introduced into the mold cavity on the receiving frame 2 in guides 4. After filling the mold with molten metal and solidification of at least the cylinder walls, the metal quills 5 are automatically pulled out according to a predetermined program.

Um eine Aufschrumpfen und eine mögliche Beschädigung an der Oberfläche der Zylinderwandung zu verhindern, werden die Metallpinolen 5 programmgesteuert auf Grund vorgegebener Zeiten und Temperaturen gleichzeitig oder zeitlich versetzt aus der Form herausgezogen. Hierdurch ist es möglich, die Metallpinolen 5 ohne oder nur mit einer geringfügigen Entformungsschräge zu versehen. Durch die gezielte Wärmeabfuhr über die gekühlten Metallpinolen wird eine rasche, gerichtete Erstarrung der Zylinderwände erreicht und somit eine gute Oberfläche mit niedriger Porosität erzielt.In order to prevent shrinkage and possible damage to the surface of the cylinder wall, the metal quills 5 are pulled out of the mold in a program-controlled manner on the basis of predetermined times and temperatures simultaneously or with a time offset. This makes it possible to provide the metal quills 5 without or only with a slight Entformungsschräge. The targeted heat dissipation via the cooled metal quills achieves a rapid, directional solidification of the cylinder walls and thus achieves a good surface with low porosity.

Durch die gezielte Wärmeabfuhr in den Gießformen mit gerichteter Erstarrung und guter Durchspeisung über die gesamte Wandstärke lassen sich die Gefügemerkmale auch in entfernteren Partien, zum Beispiel in den Lagerstühlen, verbessern und die Produktivität insgesamt steigern.The targeted heat dissipation in the molds with directional solidification and good feed over the entire wall thickness, the microstructural features in remote areas, for example in the storage chairs, improve and increase overall productivity.

Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Metallpinolen 5 gegenüber dem Kernpaket 6 mit den Zylinderbohrungen genau und mit kleinen Toleranzen positioniert werden, was durch die Positionierung des Kernpakets 6 mittels der Bolzen 10, der Zentrierelemente 11, 12 und der Elemente 16, 17 zur Höhenjustierung zwischen der Gießplatte 7 und dem Aufnahmerahme 2, der genauen Führung der Metallpinolen 5 am Aufnahmerahmen 2, sowie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eines Zylinderkurbelgehäuses eines V-Motors dadurch erreicht wird, dass die Führungen 4 für die Metallpinolen 5 entsprechend dem Zylinderwinkel auf geneigte Flächen des Deckkerns des Kernpakets 6 aufsetzen und dadurch ein Zentrieren und Ausrichten der Metallpinolen 5 gegenüber dem Kernpaket 6 bewirken.Essential to the invention is that the metal quillons 5 are positioned relative to the core package 6 with the cylinder bores accurately and with small tolerances, which by the positioning of the core package 6 by means of bolts 10, the centering elements 11, 12 and the elements 16, 17 for height adjustment between the casting plate 7 and the receiving means 2, the precise guidance of the metal quill 5 on the receiving frame 2, as well as in the illustrated embodiment of a cylinder crankcase of a V-engine is achieved in that the guides 4 for the metal quills 5 according to the cylinder angle on inclined surfaces of the cover core put on the core package 6 and thereby cause centering and alignment of the metal quills 5 with respect to the core package 6.

Claims (8)

  1. Casting installation for casting a cylindrical crankcase from a light metal alloy in a sand mould designed as a core package (6), comprising a casting plate (7) on which the core package (6) is positioned by means of dogs (10), a holding frame (2) which can be lowered by a lifting cylinder (1) and which is positioned in a defined manner by means of centring pieces (11, 12) and elements (16, 17) for the height adjustment of the casting plate (7), and at least one cooled metal sleeve (5) as a core for forming the cylinder cavity, which metal sleeve is positioned on the holding frame (2) in a defined manner in a guide (4) and can be moved into at least one opening in the sand mould after closure of the latter.
  2. Casting installation according to claim 1, comprising centring devices on the guide (4) opposite the core package (6).
  3. Casting installation according to claim 1 or 2, comprising a plurality of cooled metal sleeves (5) for a multiple-cylinder V-engine, in which the guides (4) for the cooled metal sleeves (5) are placed on surfaces of the top core which are inclined in a manner corresponding to the cylinder angle, and form the centring devices.
  4. Method for producing cylindrical crankcases made from a light metal alloy with at least one cylinder by casting in a sand mould, in which, after closing the sand mould, at least one cooled metal sleeve is moved into the sand mould in a defined position as the core for forming the cylinder cavity and is moved out again after a targeted, intensive dissipation of heat from the light metal melt and a resulting targeted hardening, as far as possible without pores, in the region of the cylinder running surface with good penetration through the entire wall thickness.
  5. Method according to claim 4, in which the at least one cooled metal sleeve is moved into and out of the sand mould automatically in a programmable manner.
  6. Method according to claim 4 or 5, in which the movement out of the sand mould takes place as a function of the casting temperature and the hardening rate in a temporally controlled manner in such a way that no shrinkage of the cylinder wall onto the metal sleeve and no damage to the cylinder running surface occur.
  7. Method according to claim 4, 5 or 6, in which a plurality of cooled metal sleeves are moved out of the sand mould simultaneously or in a temporally offset manner.
  8. Use of at least one cooled metal sleeve, which can independently be moved into and out of a sand mould after closure of the latter, in a casting installation according to one of claims 1 to 3 as a core for forming the cylinder cavity during the casting of a cylindrical crankcase made from a light metal alloy with at least one cylinder in the sand mould for the targeted, intensive dissipation of heat from the light metal melt for a targeted hardening, as far as possible without pores, in the region of the cylinder running surface, which is suitable for applying an abrasion-resistant coating.
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