[发明专利]铸芯、铸芯的应用和制造铸芯的方法

说明书

本发明涉及一种由型砂形成的铸芯(1)，该型砂的颗粒通过粘合剂互相接合，并设置为在内燃机发动机缸体(26)中塑造冷却通道(41，42，43，44)，还涉及铸芯(1)的应用和制造铸芯(1)的方法。根据本发明的铸芯(1)能简单和运行可靠地制造，并允许用铸造技术制造在其最窄点处最高3mm宽的通道。这样实现：铸芯(1)具有支承区段(2)、两个从支承区段(2)的侧面(10)突出和互相间隔设置的颈部区段(11，12)，和至少一个桥接区段(15，16)，桥接区段由颈部区段(11，12)保持与支承区段(2)间隔，颈部区段(11，12)间的区域(23，24)中作为其侧面(17，18)的互相距离测量的最小厚度(dmin)最高为3mm，并且铸芯(1)至少在其桥接区段(15，16)的区域中由型砂形成，其颗粒平均直径最高为0.35mm。

技术领域

本发明涉及一种铸芯，该铸芯由型砂形成，该型砂的颗粒通过粘合剂互相连接，并且设置用于在用于内燃机的发动机缸体中构造冷却通道。

此外，本发明涉及这种铸芯的应用及其制造方法，其中通过射芯机将包含型砂和粘合剂的模制材料注射到芯模的模具空腔中并且随后使粘合剂硬化，以便于使铸芯具有所需的形状稳定性。

背景技术

所讨论类型的铸芯在这里作为待铸造部件中的铸造形状giessform的一部分构成通道、空腔和其它凹进。用于内燃机的发动机缸体借助铸芯成型例如输送冷却剂的通道，以及圆柱形的燃烧室。

现代高功率发动机的发动机缸体在运行中必须强化地冷却，以便于有针对性地使得由于高功率密度而产生的大量热量消散。这特别地适用于由轻金属材料例如铝合金制造的发动机缸体。同时，特别是在私人汽车的领域中，存在对越来越紧凑构造的驱动总成的需求，以便于一方面能够节省重量，并且另一方面使具有高功率的发动机可以放置在只有非常有限的空间的车体中。

紧凑的构造方式使得气缸组的气缸槽互相紧邻地设置。由此存在相应薄的气缸分隔壁。其特别是在其对应于气缸头的末端区段中暴露于增加的热负载。为了防止在此产生的热导致的裂缝或其他损坏，必须在所涉及的危险区域中进行强化的冷却。

为了能够将为此所需的冷却通道设置到保留在发动机缸体的两个气缸室之间的薄的分隔壁中，一种可能性是在铸造制造过程完成之后将冷却通道钻在缸体中。尽管该方法允许精确地制造尺寸非常小和窄的通道，但是对制造技术而言太复杂，因为它需要大量额外的制造步骤。这导致高成本。另一个缺点是，对制造技术而言，难以将具有最小的直径的通道的孔设置在存在于发动机缸体的相邻的汽缸槽之间的分隔壁的上部区域中，在使用中在该区域中产生最高的热负载。

为了避免这种复杂性，已经给出关于如何在以铸造工艺制造的情况下，将薄的和窄的通道设置到发动机缸体的在运行中受热负载高的区域中的不同的建议。这样，已经建议由尽可能不同的模制材料构成的芯，其分别以这样的目的选择，即，一方面确保关于精细的芯区段的足够的尺寸稳定性，该芯区段在铸造部件中塑造各个通道，另一方面，保证在发动机缸体固化之后能够尽可能顺利地去除芯材料，从而保证按照规定的流动。然而，对于由模制材料制成的芯的使用却已接近了由于芯为了即使在铸造工作占主导的条件下也能确保足够的生产率必须具有的尺寸稳定性和机械负载力所设定的极限，。

为了能够在轻金属发动机缸体中形成具有更小直径的通道，在EP 0 974 414 B1中已经建议通过具有相应尺寸的小玻璃管塑造这些通道，该小玻璃管放置到铸模中并且在在铸造期间通过铸造熔体包裹。这样选择小玻璃管的材料，即，其在铸造材料凝固过程中产生的应力下分裂成许多小块，随后可以顺利地将这些小块冲洗掉。

在这个方向上的其它提议在于，通过随后由成品铸件中取出的金属板或金属丝配件塑造通道。

上面提到的可能性在现有技术中已经保证了对于通道的制造或多或少大规模的和和经济上的成功，尽管其尺寸有限，这些通道足够大并且可以接触到，以便于能够移除形成它们的芯材料的相应残留碎片。