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(11) | EP 1 515 812 B1 |
| (12) | FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) |
MOULE ET PROCEDE DE MOULAGE DE PIECES DE FONDERIE, NOTAMMENT DE BLOCS-MOTEURS, EN ALLIAGE LEGER VERFAHREN UND FORM ZUR HERSTELLUNG VON GUSS-STUECKEN, INSBESONDERE VON LEICHTMETALL-MOTORBLOECKEN METHOD AND MOULD FOR MOULDING LIGHT ALLOY CAST PARTS, IN PARTICULAR CYLINDER BLOCKS |
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| Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[0001] La présente invention concerne d'une façon générale la coulée de pièces de fonderie en alliage léger, principalement à base d'aluminium.
[0002] On connaît diverses techniques de fonderie, pour l'essentiel par le haut du moule en mode gravité et par le bas du moule en mode basse pression. On connaît également divers types de moules, principalement les moules en sable et les moules métalliques.
[0003] L'utilisation de la coulée en moule métallique par gravité présente des intérêts pour la production de pièces de fonderie telles que des blocs-moteurs en alliage d'aluminium pour des moteurs à combustion de véhicules automobiles ou autres. En particulier, un tel procédé est adapté à une demande de petites et moyennes séries, car il est très modulaire et permet de minimiser la consommation de sable chimiquement lié grâce à l'utilisation de parois de moule en métal.
[0004] DE19941316A1 concerne un procédé de coulée dans les moules en sable à vert de bloc-moteurs avec un refroidisseur au proche voisinage de la cavité pour améliorer les caractéristiques mécaniques dans les régions des paliers de vilebrequin.
[0005] Comparée à la technique de coulée dans des moules en sable à vert, la technique de la coulée par gravité en moule métallique présente l'avantage d'un coût d'investissement progressif, adapté et ajustable aux besoins réels de la production.
[0006] Cependant le procédé de coulée de bloc-moteurs par gravité en moule métallique, tel qu'il est conventionnellement pratiqué, ne permet pas d'obtenir simultanément et de façon robuste une haute qualité métallurgique dans des régions de la pièce telles que les paliers de vilebrequin (régions qui sont les plus sensibles du point de vue de la résistance à la fatigue) et un contrôle dimensionnel adéquat des formes intérieures les unes par rapport aux autres.
[0007] En effet, si l'on cherche à favoriser l'un de ces objectifs, c'est nécessairement au détriment de l'autre.
[0008] Par exemple, et maintenant en référence à la figure 1 des dessins, si on réalise la coulée d'un bloc moteur en V par gravité, avec les paliers de vilebrequin PV en partie supérieure, on se trouve dans une situation particulièrement favorable pour la maîtrise dimensionnelle des fûts, notamment quand on veut surmouler des chemises insérées à la coulée.
[0009] En effet, la base du moule permet de placer tous les dispositifs de guidage des broches métalliques qui formeront les fûts directement au contact de l'alliage solidifié, ou encore des broches métalliques qui serviront de support aux chemises CH placées sur ces broches de fûts et elles-mêmes surmoulées par l'alliage liquide.
[0010] De la même façon cette base du moule peut servir de support très pratique pour le positionnement de noyaux intérieurs tels que ceux destinés à former les circulations d'eau.
[0011] Cependant, on observera que ces avantages de la coulée du bloc avec les paliers de vilebrequin vers le haut sont tempérés par le fait que les paliers de vilebrequin étant sous les masselottes MA, ils présentant une qualité métallurgique (notamment en termes de microporosité), des caractéristiques mécaniques et une tenue en fatigue significativement réduites par rapport à ce qui pourrait être obtenu avec un refroidissement plus rapide de l'alliage.
[0012] Si par contre on coule le bloc-moteur avec le moule positionné dans l'autre sens (c'est-à-dire avec les paliers de vilebrequin vers le bas) dans le but de favoriser l'obtention de microstructures et de propriétés améliorées dans ces zones critiques en termes de fatigue, on se heurte à d'autres difficultés si l'on a recours à la coulée par gravité conventionnelle.
[0013] En effet, et maintenant en référence à la figure 2 où l'on a représenté le moule schématiquement en coupe, il faudrait alors prévoir et positionner un système de broches métalliques permettant d'assurer le démoulage selon les deux directions D et D' illustrées sur la figure 2, ou encore un système de broches porte-chemises, dont l'intégration nécessaire avec un système de masselottage serait extrêmement difficile à réaliser.
[0015] La présente invention a pour but de pallier ces limitations de l'état de la technique connue, et à proposer un procédé de coulée amélioré qui permette d'une part d'atteindre les objectifs d'optimisation des caractéristiques mécaniques, notamment en fatigue, dans des régions telles que des paliers de vilebrequin d'un bloc-moteur, et d'autre part d'atteindre également les objectifs de maîtrise dimensionnelle des fûts correspondants en particulier lorsque ces paliers comportent des chemises insérées à la coulée.
Elle propose à cet effet, selon un premier aspect, un procédé de coulée d'une pièce en alliage métallique tel qu'un alliage d'aluminium, et tout particulièrement de coulée d'un bloc-moteur de moteur à combustion interne à cylindres, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- former un noyau possédant au moins un fût destiné à former dans la pièce un cylindre et au moins une cavité destinée à former dans la pièce une zone d'appui et/ou de retenue pour un organe de travail tel qu'un vilebrequin, et au moins un refroidisseur au proche voisinage de la cavité,
- positionner le noyau dans une cavité de moule métallique, et
- alimenter le moule garni de son noyau en alliage liquide par gravité.
[0016] Certains aspects préférés, mais non limitatifs, du procédé selon l'invention sont les suivants :
- le noyau est formé par assemblage rigide d'un ensemble de tronçons de noyau.
- le positionnement du noyau est réalisé en positionnant les tronçons individuels dans le moule dans des positions de référence respectives par rapport au moule, puis en solidarisant les tronçons entre eux.
- la solidarisation des tronçons entre eux est réalisée en fixant une ou plusieurs banquettes sur les tronçons.
- la solidarisation des tronçons comprend une mise en appui des tronçons entre eux au niveau de surfaces d'appui.
- les surfaces d'appui sont prévues au niveau de refroidisseurs appartenant aux tronçons respectifs.
- le ou chaque refroidisseur est intégré au noyau au cours de la formation dudit noyau.
- le ou chaque refroidisseur est rapporté dans le noyau après la formation dudit noyau.
- la ou chaque cavité est définie au poins partiellement par un refroidisseur.
- le ou chaque refroidisseur prévu dans le noyau est situé dans une région du noyau opposée à une région de masselottes du moule.
- le refroidisseur ou au moins un refroidisseur est en appui sur une semelle du moule.
[0017] Selon un deuxième aspect, la présente invention propose un moule pour la coulée d'une pièce en alliage métallique tel qu'un alliage d'aluminium, et tout particulièrement la coulée d'un bloc-moteur de moteur à combustion interne à cylindres, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une enveloppe métallique définissant une cavité de moule,
- un noyau possédant au moins un fût destiné à former dans la pièce un cylindre et au moins une cavité destinée à former dans la pièce une zone d'appui et/ou de retenue pour un organe de travail tel qu'un vilebrequin, et au moins un refroidisseur au proche voisinage de la cavité,
- des moyens de positionnement du noyau dans la cavité de moule, et
- un masselottage dans une région supérieure du moule pour son alimentation en alliage liquide par gravité.
[0018] Certains aspects préférés, mais non limitatifs, du moule défini ci-dessus sont les suivants :
- le noyau comprend un assemblage rigide d'un ensemble de tronçons de noyau.
- les moyens de positionnement du noyau sont aptes à positionner les tronçons individuels dans le moule dans des positions de référence respectives par rapport au moule, et il est prévu des moyens de solidarisation des tronçons entre eux.
- le noyau comprend une ou plusieurs banquettes fixées sur les tronçons et aptes à solidariser les tronçons entre eux.
- les tronçons de noyau comprennent des surfaces d'appui mutuel des tronçons.
- les surfaces d'appui sont prévues au niveau de refroidisseurs appartenant aux tronçons respectifs.
- le ou chaque refroidisseur est intégré au noyau au cours de la formation dudit noyau.
- le ou chaque refroidisseur est rapporté dans le noyau après la formation dudit noyau.
- la ou chaque cavité est définie au poins partiellement par un refroidisseur.
- le ou chaque refroidisseur prévu dans le noyau est situé dans une région du noyau opposée à une région de masselottes du moule.
- le refroidisseur ou au moins un refroidisseur est en appui sur une semelle du moule.
- l'enveloppe de moule est dépourvue de circuits de refroidissement.
[0019] D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels, outre les figures 1 et 2 déjà décrites :
les figures 3a et 3b sont des vues schématiques en perspective de deux possibilités de réalisation d'un paquet de noyaux utilisable dans un procédé selon l'invention,
la figure 4 est une vue schématique en perspective partielle d'une semelle et d'un refroidisseur appartenant à un moule selon l'invention
la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un moule selon l'invention,
la figure 6 illustre en coupe transversale une étape de positionnement d'un paquet de noyaux dans le moule, et
la figure 7 illustre en coupe transversale une étape de fixation d'une banquette sur le paquet de noyaux.
[0020] En référence tout d'abord à la figure 3a, on a représenté un paquet de noyaux central destiné à participer à la coulée d'un bloc-moteur en V de moteur à combustion, ce bloc-moteur comportant des chemises CH et des refroidisseurs RE intégrés lors du tir du noyau.
[0021] Plus précisément, ce paquet comporte à l'extrémité destinée à former le vilebrequin un système de refroidissement constitué par des volumes d'acier, de fonte, ou de tout autre métal ou alliage approprié, formant des refroidisseurs RE. Ces refroidisseurs sont placés dans les boîtes à noyaux utilisées pour former les différents paquets de noyaux (en général un paquet par paire de cylindres)
[0022] Sur la figure 3a, on a représenté un refroidisseur RE, ainsi que deux chemises CH de cylindres, le noyau N étant tiré autour du refroidisseur et à l'intérieur des chemises.
[0023] Le refroidisseur est ici muni d'un trou central T qui permet de passer dans l'ensemble de refroidisseurs alignés une tige filetée ou analogue facilitant le serrage et la rigidification du paquet de noyaux central ainsi que son extraction après la coulée.
[0024] La figure 3b illustre une variante de réalisation du système de noyautage, dans lequel on pratique dans le paquet de noyaux un évidement E destiné à recevoir, après la formation des noyaux, un système de refroidisseur(s) métallique(s) prévu au niveau de la semelle du moule (non représenté sur la figure 3).
[0025] En référence maintenant à la figure 4, on a représenté partiellement un paquet de noyaux réalisé conformément à la figure 3b, ainsi que la semelle SE du moule comportant un refroidisseur unique RE reçu dans les évidements alignés des tronçons de noyau On peut également prévoir plusieurs refroidisseurs an appui les uns contre les autres. Sur la figure 4, les évidements P formés dans le refroidisseur RE constituent les espaces destinés à former les paliers de vilebrequin.
[0026] On notera ici qu'avantageusement, les surfaces refroidissantes sont conçues pour maximiser la surface de contact verticale généralement semi-circulaire avec les paliers, ceci de manière à accélérer dans la mesure du possible le refroidissement de l'alliage liquide dans les régions P qui vont former les paliers, et ainsi obtenir des caractéristiques mécaniques optimales au niveau de ceux-ci.
[0027] Notamment, la distance L illustrée sur la figure 4 est préférentiellement supérieure à 15 mm.
[0028] Le moule comporte par ailleurs un système de masselottage situé à l'opposé du système de refroidissement sus-décrit, les masselottes étant formées typiquement par des noyaux de sable. L'alliage liquide alimente le moule par basculement au travers des masselottes, de façon à obtenir naturellement un gradient thermique favorable à la solidification, avec la température la plus élevée au niveau des masselottes et la température la plus basse dans la région opposée.
[0030] Le moule comporte sa semelle SE, deux chapes C mobiles dans les directions indiquées par les flèches Fc sur la figure 5, des tiroirs mobiles verticalement (non représentés), une louche relais LR reliée à l'une des chapes C, un paquet de noyaux central PNC, des noyaux de masselottage M1, M2 et M3, le cas échéant des noyaux supplémentaires SU.
[0031] L'ensemble peut basculer autour d'un axe horizontal A de manière à effectuer un remplissage par basculement, calme, à partir de la louche relais LR.
[0032] On a également représenté sur la figure 5 des banquettes B, les chemises CH dans lesquelles sont formés les fûts de cylindres FC du paquet de noyaux, sur lesquels sont collées ou fixées autrement les banquettes B, et des noyaux E pour passages de circulation d'eau. Les zones de paliers de vilebrequin sont désignées par PV, tandis que la référence AR désigne la surface d'appui entre des tronçons adjacents du noyau, au niveau du refroidisseur RE. Cet appui entre les tronçons se réalise également au niveau des banquettes B.
[0033] Au bout du compte, le noyau central dans son ensemble est constitué de l'assemblage des différents tronçons de noyau, en appui les uns contre les autres au niveau des surfaces d'appui AR, et par la fixation, par collage vissage ou autre, des banquettes B sur lesquelles les noyaux E pour passages d'eau auront été préalablement fixés.
[0034] Grâce à un tel assemblage, on obtient un système de noyau central d'une très bonne rigidité, avec en conséquence de bonnes caractéristiques dimensionnelles des formes à l'intérieur du bloc-moteur.
[0035] Ce système de noyau forme également une structure en « cage » fermée par les banquettes B et les zones d'appui AR.
[0036] On va maintenant décrire en référence à la figure 6 la façon d'assurer un bon positionnement de la structure de noyau telle que décrite ci-dessus. On a ainsi représenté sur cette figure deux supports latéraux V et V' qui permettent tout d'abord d'aligner les chemises CH les unes par rapport à l'autre d'un tronçon de noyau à l'autre, alors que ces tronçons n'ont pas encore été solidarisés entre eux. Après avoir réalisé ce positionnement, on réalise l'immobilisation dans cette position de référence à l'aide de tout moyen adapté au niveau des surfaces d'appui AR des différents tronçons. Les supports latéraux V, V' sont ensuite escamotés vers le bas pour dégager les tronçons. L'assemblage est achevé comme illustré sur la figure 7, en positionnant les banquettes B et en les fixant sur les fûts FC, alors que la base du paquet de noyaux est collée ou fixée à un appui de référence APP au niveau de la semelle SE du moule.
Exemple
a) selon l'art antérieur
[0037] Un bloc moteur du type V8 d'une cylindrée de 5,7 litres est coulé avec un alliage d'aluminium de composition : Fe(0,35%) Si(7,3%) Cu(3,3%) Zn(0,20%) Mg(0,30%) Mn(0,14%), le reste étant de l'aluminium, à une température de 735°C, selon le procédé de coulée par gravité classique en soi.
[0038] Le moule a été préalablement positionné avec les paliers de vilebrequin vers le haut, sous les masselottes, comme décrit en référence à la figure 2 (art antérieur).
[0039] Le noyau possède des chemises en fonte usinées sur leur surface intérieure et extérieure. L'ensemble du moule est métallique, et les chemises sont portées par des fûts escamotables au travers de la semelle.
[0040] Le bloc après coulée est refroidi par air pulsé et débourré mécaniquement, puis soumis à un traitement thermique connu en soi, pendant 5 heures à une température 210°C (traitement connu de l'homme du métier sous la désignation « T5 ».
[0041] On obtient au niveau des paliers de vilebrequin, pour une population représentative, les caractéristiques mécaniques indiquées dans le tableau I ci-dessous.
Tableau I
| Rm (MPa) | Rpo2 (MPa) | A (%) | HB | |
| Moyenne | 243 | 226 | 0,40 | 101 |
| Ecart-type | 5,5 | 5,6 | 0,05 | 2,0 |
b) selon l'invention
[0042] Un bloc-moteur de même géométrie est réalisé avec le même alliage et à la même température, avec le procédé selon l'invention, avec une configuration de refroidissement de l'alliage au niveau des paliers telle qu'elle a été décrite en référence à la figure 3b.
[0045] Le tableau II ci-dessous donne les propriétés mécaniques obtenues dans ce cas sur une population représentative.
Tableau II
| Rm (MPa) | Rpo2 (MPa) | A (%) | HB | |
| Moyenne | 291 | 222 | 2,0 | 116 |
| Ecart-type | 4,5 | 5,0 | 0,06 | 2,0 |
[0046] La comparaison des tableaux I et II permet d'apprécier l'amélioration des propriétés mécaniques, mesurées dans les deux cas au niveau des paliers, et au même endroit dans ces paliers.
[0047] On observe en particulier un accroissement de la résistance mécanique Rm de l'ordre de 20 %, et une multiplication par cinq de l'allongement.
1. Procédé de coulée d'une pièce en alliage métallique tel qu'un alliage d'aluminium,
et tout particulièrement de coulée d'un bloc-moteur de moteur à combustion interne
à cylindres, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- former un noyau (N) possédant au moins un fût (FC) destiné à former dans la pièce un cylindre et au moins une cavité destinée à former dans la pièce une zone d'appui et/ou de retenue pour un organe de travail tel qu'un vilebrequin (PV), et au moins un refroidisseur (RE) au proche voisinage de la cavité,
- positionner le noyau dans une cavité de moule métallique (C), et
- alimenter le moule garni de son noyau en alliage liquide par gravité.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau est formé par assemblage rigide d'un ensemble de tronçons de noyau.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le positionnement du noyau est réalisé en positionnant les tronçons individuels dans
le moule dans des positions de référence respectives par rapport au moule, puis en
solidarisant les tronçons entre eux.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la solidarisation des tronçons entre eux est réalisée en fixant une ou plusieurs
banquettes (B) sur les tronçons.
5. Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la solidarisation des tronçons comprend une mise en appui des tronçons entre eux
au niveau de surfaces d'appui.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les surfaces d'appui sont prévues au niveau de refroidisseurs appartenant aux tronçons
respectifs.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le ou chaque refroidisseur est intégré au noyau au cours de la formation dudit noyau.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le ou chaque refroidisseur est rapporté dans le noyau après la formation dudit noyau.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la ou chaque cavité est définie au poins partiellement par un refroidisseur.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le ou chaque refroidisseur prévu dans le noyau est situé dans une région du noyau
opposée à une région de masselottes (M) du moule.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le refroidisseur ou au moins un refroidisseur est en appui sur une semelle (SE) du
moule.
12. Moule pour la coulée d'une pièce en alliage métallique tel qu'un alliage d'aluminium,
et tout particulièrement la coulée d'un bloc-moteur de moteur à combustion interne
à cylindres, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une enveloppe métallique (C) définissant une cavité de moule,
- un noyau (N) possédant au moins un fût (FC) destiné à former dans la pièce un cylindre et au moins une cavité destinée à former dans la pièce une zone d'appui et/ou de retenue pour un organe de travail tel qu'un vilebrequin (PV), et au moins un refroidisseur (RE) au proche voisinage de la cavité,
- des moyens de positionnement du noyau dans la cavité de moule, et
- un masselottage (M) dans une région supérieure du moule pour son alimentation en alliage liquide par gravité.
13. Moule selon la revendication 12, caractérisé en ce que le noyau comprend un assemblage rigide d'un ensemble de tronçons de noyau.
14. Moule selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de positionnement du noyau sont aptes à positionner les tronçons individuels
dans le moule dans des positions de référence respectives par rapport au moule, et
en ce qu'il est prévu des moyens de solidarisation des tronçons entre eux.
15. Moule selon la revendication 14, caractérisé en ce le noyau comprend une ou plusieurs banquettes (B) fixées sur les tronçons et aptes
à solidariser les tronçons entre eux.
16. Moule selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que les tronçons de noyau comprennent des surfaces d'appui mutuel des tronçons.
17. Moule selon la revendication 16, caractérisé en ce que les surfaces d'appui sont prévues au niveau de refroidisseurs appartenant aux tronçons
respectifs.
18. Moule selon l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que le ou chaque refroidisseur est intégré au noyau au cours de la formation dudit noyau.
19. Moule selon l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que le ou chaque refroidisseur est rapporté dans le noyau après la formation dudit noyau.
20. Procédé selon l'une des revendications 12 à 19, caractérisé en ce que la ou chaque cavité est définie au poins partiellement par un refroidisseur.
21. Procédé selon l'une des revendications 12 à 20, caractérisé en ce que le ou chaque refroidisseur prévu dans le noyau est situé dans une région du noyau
opposée à une région de masselottes (M) du moule.
22. Procédé selon l'une des revendications 12 à 21, caractérisé en ce que le refroidisseur ou au moins un refroidisseur est en appui sur une semelle (SE) du
moule.
23. Procédé selon l'une des revendications 12 à 22, caractérisé en ce que l'enveloppe de moule est dépourvue de circuits de refroidissement.
1. Method for casting a part made of a metal alloy such as an aluminum alloy, and, very
specifically, for casting a cylinder block for an internal combustion engine, characterized in that it comprises the following steps:
- forming a core (N) having at least one drum (FC) intended to form a cylinder in the part and at least one cavity intended to form, in the part, a bearing and/or retaining zone for a working component such as a crankshaft (PV), and at least one cooling unit (RE) in close proximity to the cavity,
- positioning the core in a metal mold cavity (C), and
- feeding the mold lined with its liquid alloy core by gravity.
2. Method according to claim 1, characterized in that the core is formed by rigidly connecting a set of core segments.
3. Method according to claim 2, characterized in that the core is made by positioning the individual segments in the mold in respective
reference positions with respect to the mold, then by rigidly connecting the segments
to one another.
4. Method according to claim 3, characterized in that the segments are rigidly connected to one another by attaching one or more shoulders
(B) to the segments.
5. Method according to one of claims 3 and 4, characterized in that the segments are rigidly connected to one another by bringing them into abutment
at the level of the bearing surfaces.
6. Method according to claim 5, characterized in that the bearing surfaces are provided at the cooling units belonging to the respective
segments.
7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the one or each cooling unit is integrated to the core during the formation of said
core.
8. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the one or each cooling unit is inserted into the core after said core has been formed.
9. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the one or each cavity is at least partially defined by a cooling unit.
10. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the one or each cooling unit provided in the core is located in an area of the core
opposite to an area of risers (M) in the mold.
11. Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the cooling unit or at least one cooling unit abuts a die shoe (SE) of the mold.
12. Mold for casting a part made of a metal alloy such as an aluminum alloy, and very
specifically for casting a cylinder block for an internal combustion engine, characterized in that it includes:
- a metal shell (C) defining a mold cavity,
- a core (N) having at least one drum (FC) intended to form a cylinder in the part and at least one cavity intended to form, in the part, a bearing and/or retaining zone for a working component such as a crankshaft (PV), and at least one cooling unit (RE) in close proximity to the cavity,
- means for positioning the core in the mold cavity, and
- a risering (M) in an upper area of the mold for feeding the liquid alloy by gravity.
13. Mold according to claim 12, characterized in that the core includes a rigid assembly of a set of core segments.
14. Mold according to claim 13, characterized in that the means for positioning the core are capable of positioning the individual segments
in the mold in respective reference positions with respect to the mold, and in that means for rigidly connecting the segments to one another are provided.
15. Mold according to claim 14, characterized in that the core includes one or more shoulders (B) attached to the segments and capable
of rigidly connecting the segments to one another.
16. Mold according to one of claims 14 and 15, characterized in that the core segments include mutual bearing surfaces for said segments.
17. Mold according to claim 16, characterized in that the bearing surfaces are provided at the cooling units belonging to the respective
segments.
18. Mold according to one of claims 12 to 17, characterized in that the one or each cooling unit is integrated to the core during the formation of said
core.
19. Mold according to one of claims 12 to 17, characterized in that the one or each cooling unit is inserted into the core after said core has been formed.
20. Method according to one of claims 12 to 19, characterized in that the one or each cavity is at least partially defined by a cooling unit.
21. Method according to one of claims 12 to 20, characterized in that one or each cooling unit provided in the core is located in an area of the core opposite
to an area of risers (M) of the mold.
22. Method according to one of claims 12 to 21, characterized in that the cooling unit or at least one cooling unit abuts a die shoe (SE) of the mold.
23. Method according to one of claims 12 to 22, characterized in that the mold shell is free of cooling circuits.
1. Verfahren zum Gießen eines Werkstücks aus Metalllegierung, wie einer Leichtmetalllegierung,
und ganz besonders zum Gießen eines Motorblocks eines Verbrennungsmotors mit Zylindern,
dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:
- Formen eines Kerns (N), der wenigstens einen Schaft (FC), der zur Bildung eines Zylinders im Werkstück bestimmt ist, und wenigstens einen Hohlraum, der zur Bildung einer Abstütz- und/oder Haltzone für ein Arbeitsorgan im Werkstück, wie etwa eine Kurbelwelle (PV), bestimmt ist, sowie wenigstens einen Kühlkörper (RE) in enger Nachbarschaft zum Hohlraum besitzt,
- Positionieren des Kernes in einen Hohlraum eines Metallformwerkzeugs (C), und
- Beschicken des Formwerkzeugs, das mit seinem Kern versehen ist, durch Schwerkraftwirkung mit flüssiger Legierung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern durch starre Zusammenfügung einer Gruppe von Kernstücken gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung des Kernes dadurch vorgenommen wird, daß die einzelnen Stücke im Formwerkzeug in jeweiligen Bezugspositionen
bezüglich des Formwerkzeugs positioniert werden, und daß dann die Stücke untereinander
verbunden werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Stücke untereinander dadurch durchgeführt wird, daß ein oder mehrere Streifen (B) auf den Stücken befestigt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß es die Verbindung der Stücke dadurch umfaßt, daß die Stücke miteinander auf der Höhe von Abstützflächen in Anlage gebracht
werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützflächen auf Höhe der Kühlkörper vorgesehen sind, die zu den jeweiligen
Stücken gehören.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Kühlkörper im Verlauf der Bildung des Kerns in den Kern integriert
wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Kühlkörper im Kern nach der Bildung des Kerns angesetzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Hohlraum wenigstens teilweise durch einen Kühlkörper definiert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Kühlkörper, der im Kern vorgesehen ist, in einem Bereich des Kernes
gelegen ist, der einem Bereich von Aufsätzen (M) des Formwerkzeugs entgegengesetzt
ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kühlkörper oder wenigstens ein Kühlkörper in Abstützung auf einer Sohle
(SE) des Formwerkzeugs befindet.
12. Formwerkzeug zum Gießen eines Werkstücks aus Metalllegierung, wie einer Leichtmetalllegierung,
und ganz besonders zum Gießen eines Motorblocks eines Verbrennungsmotors mit Zylindern,
dadurch gekennzeichnet, daß es aufweist:
- eine Metallumhüllung (C), die einen Formwerkzeug-Hohlraum definiert,
- einen Kern (N), der wenigstens einen Schaft (FC), der zur Bildung eines Zylinders im Werkstück bestimmt ist, und wenigstens einen Hohlraum, der zur Bildung einer Abstütz- und/oder Haltzone für ein Arbeitsorgan im Werkstück, wie etwa eine Kurbelwelle (PV), bestimmt ist, sowie wenigstens einen Kühlkörper (RE) in enger Nachbarschaft zum Hohlraum besitzt,
- Mittel zum Positionieren des Kernes im Formwerkzeug-Hohlraum, und
- eine Aufsatzanordnung (M) in einem oberen Bereich des Formwerkzeugs zu dessen Beschickung mit flüssiger Legierung durch Schwerkraft.
13. Formwerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern einen starren Zusammenbau einer Gruppe von Kernstücken umfaßt.
14. Formwerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Positionieren des Kernes dazu geeignet sind, die einzelnen Kernstücke
im Formwerkzeug in der jeweiligen Bezugsposition, auf das Formwerkzeug bezogen, zu
positionieren, und daß Mittel zum festen, gegenseitigen Verbinden der Stücke vorgesehen
sind.
15. Formwerkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern einen oder mehrere Streifen (B) umfaßt, die auf den Stücken befestigt sind
und geeignet sind, die Stücke miteinander fest zu verbinden.
16. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stücke des Kerns Oberflächen zur gegenseitigen Abstützung der Stücke umfassen.
17. Formwerkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen zur Abstützung auf Höhe der Kühlkörper vorgesehen sind, die zu den
jeweiligen Stücken gehören.
18. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Kühlkörper im Verlauf der Formung des Kerns in den genannten Kern
integriert wird.
19. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Kühlkörper im Kern nach der Formung des Kerns angesetzt ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Hohlraum wenigstens teilweise durch einen Kühlkörper definiert ist.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Kühlkörper, der im Kern vorgesehen ist, in einem Bereich des Kerns
gelegen ist, der einem Bereich von Aufsätzen (M) des Formwerkzeugs entgegengesetzt
ist.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper oder wenigstens ein Kühlkörper auf der Sohle (SE) des Formwerkzeugs
aufsitzt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung der Form keine Kühlmittelumläufe aufweist.