通過澆鑄制造用于制造工件的鹽芯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過澆鑄制造用于制造工件的芯的方法，特別是用于形成內(nèi)燃機(jī)活塞或活塞部件的冷卻導(dǎo)管，該芯通過澆鑄制造。
【背景技術(shù)】
[0002]無論它們的制造方法如何，內(nèi)燃機(jī)活塞在活塞頭的邊緣附近必須具有冷卻導(dǎo)管，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)在運(yùn)行中時(shí)，油可從發(fā)動機(jī)的曲柄空間注入該冷卻導(dǎo)管，以防止熱過載。在本文中，在待通過澆鑄制造的活塞或者活塞部件中，形成具有環(huán)平面的環(huán)形導(dǎo)管形式的冷卻導(dǎo)管是特別理想的，該環(huán)平面與活塞頭平行，然后油可經(jīng)由進(jìn)料通道和排放通道流經(jīng)冷卻導(dǎo)管，該進(jìn)料通道和排放通道向內(nèi)燃機(jī)的曲柄空間開口。
[0003]當(dāng)通過澆鑄制造時(shí)，然后要求具有冷卻導(dǎo)管的活塞或活塞部件，適宜的環(huán)形芯。在澆鑄領(lǐng)域中，使用鹽材料用于制造芯是眾所周知的，該鹽材料可相對容易地用例如水或弱酸從成品工件中洗出。
[0004]EP 0700454B1描述了一種用于制造多晶鹽主體的方法，其中首先通過使起始材料在坩禍中熔融而產(chǎn)生鹽熔體，該坩禍相對于鹽熔體是惰性的。然后，將鹽熔體引入澆鑄模具，該澆鑄模具的底部保持在低于鹽熔體固化溫度的I?50°C的溫度，使得在底部形成固體鹽硬皮。此后，澆鑄模具被保持在低于鹽熔體固化點(diǎn)的溫度，直至后者被完全固化成多晶鹽主體，該多晶鹽主體隨后被冷卻。以此方式，特別可產(chǎn)生大量的多晶鹽主體。
[0005]DE 102008004929A1公開了，為了制造用于澆鑄目的的鹽芯，使用水溶性鹽的混合物，向該混合物添加粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑含有與無機(jī)組分結(jié)合的蛋白質(zhì)。這是要確保制得的鹽芯相對于要被澆鑄的金屬具有高耐久性，并且只允許液體金屬有限滲入。
[0006]DE 102009015984A1中描述了另一種制造用于金屬澆鑄方法的鹽芯的方法。此時(shí)，提供為以壓鑄工藝制造鹽芯，其中提供用于制造鹽芯的鹽熔體利用壓鑄機(jī)壓入相聯(lián)的?？谥?。為了確保鹽芯能容易地脫模，壓鑄機(jī)的暴露在鹽熔體中的表面區(qū)域可涂覆有潤滑劑，該潤滑劑可包含金屬溴化物和/或石墨。鹽熔體優(yōu)選由氯化鈉和/或氯化鉀和/或碳酸鉀構(gòu)成。
[0007]EP 2 425 910 Al描述了關(guān)于通過澆鑄制造用于制造內(nèi)燃機(jī)缸體等的鹽芯。在該文獻(xiàn)中，首先制備鹽熔體，該鹽熔體隨后被引入溫度為0.52至0.7Tm的模具，其中T m為鹽熔體的熔融溫度，以凱氏度數(shù)測定。然后使鹽熔體在模具中固化，使得在脫模后，獲得理想的鹽芯。
[0008]DE 102008028197A1公開了在具有槽結(jié)構(gòu)的澆鑄活塞中設(shè)置冷卻導(dǎo)管，以及由此合適的由鹽壓制芯。然而，用該方法能實(shí)現(xiàn)的表面質(zhì)量不令人滿意。
[0009]上文提供的所有方法均有以下事實(shí):制得的鹽芯相對致密，由此具有相比芯的體積小的芯表面積，使得熱量從鹽熔體流入相應(yīng)的模具相對較慢。
[0010]然而，為了允許最佳的散熱，冷卻導(dǎo)管應(yīng)具有表面積相比截面積的大小相對較大的壁，特別地，具有非常細(xì)長的橢圓形截面的縫隙式冷卻導(dǎo)管是理想的。這具有以下結(jié)果:通過澆鑄制造這種冷卻導(dǎo)管所需的芯不得不具有非常開放式工作的薄壁結(jié)構(gòu)。
[0011]可預(yù)期具有如下的芯，該芯具有平滑的周側(cè)，以允許冷卻導(dǎo)管具有相應(yīng)的平滑壁和低的流動阻力。然而，或者還能預(yù)期具有預(yù)定不平整表面結(jié)構(gòu)的鹽芯。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于以下事實(shí):利用例如具有限定粗糙度、具有高精確度的槽或其他表面結(jié)構(gòu)的澆鑄鹽芯可易于提供冷卻導(dǎo)管，該結(jié)構(gòu)對于冷卻導(dǎo)管的性能以及將熱量從活塞傳輸至冷卻劑非常重要。在壓制的鹽芯的情況下，該類型的粗表面只能用普遍的再加工來產(chǎn)生，并且難以精確地再現(xiàn)。
[0012]這就是本發(fā)明的切入點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明具有以下目的:提供一種制造用于形成活塞和活塞部件中的冷卻導(dǎo)管的芯的方法，該芯通過澆鑄制造，其中，一方面，要確保所述芯能易于從成品工件上移除，另一方面，確保了形成芯時(shí)的高精度。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，利用權(quán)利要求1中所述的方法實(shí)現(xiàn)了上述目的。有利的實(shí)施方式形成從屬權(quán)利要求的主題。
[0015]本發(fā)明利用了鹽熔體非常適于通過澆鑄制造開放式工作的工件的知識。另一方面，本發(fā)明考慮了以下認(rèn)知:壓鑄方法(其本身非常適于制造非常精密的工件)在大的工件方面是有問題的，因?yàn)槟＞吖ぞ呔哂胁豢杀苊獾娜嵝?，特別是體積彈性，由此厚壁模具工具(應(yīng)足以抵抗考慮到它們的厚壁的壓力)導(dǎo)致相對于要制造工件的設(shè)計(jì)尺寸的偏差增大。這在本文中通過限制將鹽熔體引入模具工具的腔中的壓力而易于防止。另一方面，如本發(fā)明所提供的，引入腔期間鹽熔體的高流速確保了腔完全被充滿，即使根據(jù)本發(fā)明的芯具有明顯的細(xì)長橢圓形截面且橫向橢圓形方向尺寸非常小的圓環(huán)形，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了以下優(yōu)點(diǎn):從鹽熔體至模具工具中的快速散熱可稱為可能，這對制造芯的短循環(huán)時(shí)間是理想的。
[0016]對于本發(fā)明的優(yōu)選特征，參見權(quán)利要求書和以下【附圖說明】，借助于此，更詳細(xì)地解釋了本發(fā)明的特別優(yōu)選的構(gòu)造。
[0017]不僅要求保護(hù)所呈現(xiàn)的或示出的特征的組合，原則上還保護(hù)所示出或呈現(xiàn)的各個(gè)特征的任意組合。
【附圖說明】
[0018]附圖中:
[0019]圖1:示意性局部示出了澆鑄活塞，包括已利用根據(jù)本發(fā)明的鹽芯產(chǎn)生的冷卻導(dǎo)管。
[0020]圖2:是根據(jù)本發(fā)明的芯的透視圖，包括底注式澆口 ；
[0021]圖3:是根據(jù)本發(fā)明的芯的透視圖，包括切向澆口 ；
[0022]圖4:是根據(jù)本發(fā)明的芯的透視圖，包括扇形澆口。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的活塞10的第一示例性實(shí)施方式?；钊?0具有活塞頭11和與活塞頭11軸向接合的活塞軸12。活塞頭11具有燃燒凹部13、周向火帶(fire land) 14和具有用于接納活塞環(huán)的環(huán)形槽(未示出)的周向環(huán)部15。在該示例性實(shí)施方式中，活塞10是由任何合適的金屬材料制成的一體式澆鑄活塞。然而，本發(fā)明還涵蓋了具有活塞頭和活塞軸的兩部件式活塞，其中至少活塞頭是用任何合適的金屬材料澆鑄的。
[0024]周向冷卻導(dǎo)管16設(shè)置在活塞頭11中，與環(huán)部15齊平。冷卻導(dǎo)管16具有細(xì)長的橢圓形截面，該截面的長軸相對于活塞軸線是傾斜的，這使得特別能有效冷卻包括燃燒凹部13的徑向外部區(qū)域的活塞頭。冷卻導(dǎo)管16還以本身已知的方式在如從活塞10的軸向可見的下壁區(qū)域中包括用于冷卻劑的進(jìn)料導(dǎo)管和排放導(dǎo)管(未示出)。
[0025]圖2至圖4中示出的芯20，30，40形成為漏斗狀環(huán)，其中漏斗壁具有特別細(xì)長的橢圓形的形式的橫截面。通常，細(xì)長的橢圓形的較小的直徑為2_的數(shù)量級，而較大的直徑具有該值十倍的數(shù)量級。這些說明不是作為限制，而僅僅是為了清楚表明橢圓形截面的兩個(gè)直徑可具有完全不同的值。該環(huán)的直徑可具有50mm至200mm的數(shù)量級。漏斗狀芯通常與活塞頭的形狀配合，該活塞頭具有