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Dokumentenidentifikation DE102004001254A1 22.07.2004
Titel Formgebundenes Ausformverfahren zum Ausformen eines Innengewindes
Anmelder Denso Corp., Kariya, Aichi, JP
Erfinder Suzuki, Hideyuki, Kariya, Aichi, JP;
Kayano, Hisashi, Kariya, Aichi, JP;
Sato, Koichiro, Kariya, Aichi, JP
Vertreter Kuhnen & Wacker Patent- und Rechtsanwaltsbüro, 85354 Freising
DE-Anmeldedatum 07.01.2004
DE-Aktenzeichen 102004001254
Offenlegungstag 22.07.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.07.2004
IPC-Hauptklasse B22D 21/04
IPC-Nebenklasse B22D 15/00   
Zusammenfassung Ein gegossenes Magnesiummaterial wird in einen Produktabschnitt (5) einer Form (1) eingefüllt. Das gegossene Magnesiummaterial wird in der Form (1) derart abgekühlt und verfestigt, daß ein gegossenes Produkt (50) ausgestaltet wird. Ein schraubenförmiger Stift (30) wird anschließend derart gedreht, daß ein Abschnitt (31) zum Ausgestalten eines Innengewindes aus dem Innengewindeabschnitt (53) des gegossenen Produkts (50) herausgezogen wird, während der Abschnitt (31) zum Ausgestalten eines Innengewindes gedreht wird. Der Innengewindeabschnitt (53) kann somit beim Ausformen des gegossenen Produkts (50) ausgestaltet werden. Eine Magnesiumlegierung haftet, verglichen mit einer Aluminiumlegierung, nicht an einem für die Form (1) verwendeten Stahl, so daß der Innengewindeabschnitt (53) zuverlässig ausgestaltet werden kann.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gießverfahren zum Gießen eines Produktes mit einem Innen- bzw. Muttergewindeabschnitt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Bauteil bzw. eine Komponente wird üblicherweise aus einer Aluminiumlegierung gegossen, und anschließend wird das Bauteil derart bearbeitet (d. h. mit einem Innengewinde versehen), daß eine Verbindungskomponente mit einem Innen- bzw. Muttergewinde hergestellt ist.

Gemäß der JP-A-2-187243 ist ein Kernstift in einer Gußform vorgesehen. Ein geschmolzenes metallisches Material bzw. Metall wird in die Gußform eingefüllt, und das eingefüllte Metall wird abgekühlt. Der Kernstift wird anschließend unter Drehung herausgezogen, nachdem das eingefüllte Material verfestigt ist, so daß eine Komponente bzw. ein Bauteil mit einem Innen- bzw. Muttergewinde integral beim Gießen der Komponente ausgestaltet werden kann.

Wird jedoch eine Aluminiumlegierung als Gießmaterial verwendet, so neigt die Aluminiumlegierung dazu, am Kernstift anzuhaften. Beim Drehen und Herausziehen des Kernstifts können die Gewinde bzw, die Gewindegänge daher zerbrechen. Es ist daher schwierig, das Innengewinde im Bauteil stabil bzw. formbeständig auszugestalten. Wird das Innengewinde andererseits in der formgegossenen Komponente aus Aluminiumlegierung geschnitten bzw. ausgestaltet, so wird der Herstellvorgang kompliziert bzw. aufwendig.

Angesichts der zuvor genannten Schwierigkeiten ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein formgebundenes Ausformverfahren vorzuschlagen, mittels welchem ein Innengewinde mit einem einfachen Herstellvorgang formbeständig ausgestaltet werden kann.

Die vorliegende Aufgabe wird gelöst durch ein formgebundenes Ausformverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen des erfindungsgemäßen formgebundenen Ausformverfahrens sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.

Ein formgebundenes Ausformverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dient zum Ausformen eines gegossenen Produkts bzw. Erzeugnisses mit einem Innen- bzw. Muttergewindeabschnitt. Das formgebundene Ausformverfahren umfaßt einen Einfüllvorgang, einen Verfestigungsvorgang und einen Herausziehvorgang aus dem Gewinde.

Im Einfüllvorgang bzw. beim Einfüllen wird ein geschmolzenes Material oder ein halbflüssiges Material in einer Form mit einem Kernstift zum Ausformen eines Innengewindeabschnittes eingefüllt. Im Verfestigungsvorgang bzw. beim Verfestigen wird das geschmolzene Material oder das halbflüssige Material, welches im Einfüllvorgang eingefüllt wurde, zum Ausgestalten eines gegossenen Produkts abgekühlt und verfestigt. Im Herausziehvorgang bzw. beim Herausziehen aus dem Gewinde wird der Kernstift nach dem Verfestigen aus dem Gewinde herausgezogen, wobei er gedreht wird. Das gegossene Material oder das halbflüssige Material, welches im Einfüllvorgang eingefüllt wurde, ist eine Magnesiumlegierung.

Eine Magnesiumlegierung haftet verglichen mit einer Aluminiumlegierung nicht an der Form, welche den Kernstift aufweist, an. Das Produkt mit dem Innengewindeabschnitt kann daher einstückig ausgestaltet werden, wenn das Produkt unter Verwendung der Form mit dem Kernstift herbestellt wird. Der Innengewindeabschnitt kann somit ohne komplizierten Ausformvorgang sicher bzw. formbeständig hergestellt werden.

Die oben genannte Aufgabe und weitere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, welche unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung gemacht ist, offenkundiger. In der Zeichnung gilt:

1 ist eine schematische Querschnittansicht, welche eine Form gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

2 ist eine schematische Querschnittansicht, welche ein gegossenes Produkt zeigt;

3 ist eine schematische Querschnittansicht, welche ein Auftragen eines Trennöls beim Ausgestalten des gegossenen Produkts zeigt;

4 ist eine schematische Querschnittansicht, welche eine zusammengeklemmte Form nach dem Auftragen des Trennöls zeigt;

5 ist eine schematische Querschnittansicht, welche ein Einfüllen einer Magnesiumlegierung und ein Verfestigen zeigt;

6 ist eine schematische Querschnittansicht, welche ein Herausziehen eines Schraubenabschnittes aus einem Abschnitt zum Ausgestalten eines Innengewindes zeigt;

7 ist eine schematische Querschnittansicht, welche eine geöffnete Form nach Herausziehen des Schraubenabschnitts zeigt;

8 ist eine schematische Querschnittansicht, welche eine geöffnete Form nach Herausziehen des Schraubenabschnitts zeigt;

9 ist eine schematische Querschnittansicht, welche einen Zustand vor einem Abkühlvorgang bzw. ein Abkühlen zeigt; und

10 ist eine schematische Querschnittansicht, welche den Abkühlvorgang zeigt.

Wie in 1 gezeigt ist, wird eine Form bzw. ein Werkzeug 1 zum Spritzgießen eines geschmolzenen metallischen Materials bzw. Metalls oder eines halbflüssigen metallischen Materials bzw. Metalls (in dieser Ausführungsform handelt es sich um eine Magnesiumlegierung) verwendet. Die Form 1 ist aus einer festen bzw. befestigten Form 11 und einer bewegbaren Form 12 aufgebaut. Beide Formen 11, 12 sind aus Stahl hergestellt. Ein Ein- bzw. Angußkanal 2 ist in der festen Form 11 festgelegt. Ein Verteiler- bzw. Angießkanal 3 ist mit dem unteren Endabschnitt des Eingußkanals 2 verbunden. Ein Produktabschnitt 5 ist am Ende des Verteilerkanals 3 durch den Durchgang 4 ausgestaltet.

In dieser Ausführungsform wird beispielsweise eine Schraubenspritzgußvorrichtung vom Inline-Typ (nicht dargestellt) verwendet. In der Spritzgußvorrichtung ist ein Düsenabschnitt in einem Endabschnitt einer äußeren Be- bzw. Abdeckung einer Schraube angeordnet. Der Düsenabschnitt paßt während des Spritzgießens in den Öffnungsabschnitt des Eingußkanals 2. Der Eingußkanal 2 und der Verteilerkanal 3 bilden eine Zuführpassage zum Zuführen eines Metalls in den Produktabschnitt 5 in der Form 1.

In der bewegbaren Form 12 sind Auswerfstifte 21 vorgesehen. Die Auswerfstifte 21 bewegen sich in 1 derart nach rechts, daß ein verfestigtes Metall, welches im Produktabschnitt 5 und der Zuführpassage ausgestaltet wurde, aus der bewegbaren Form 12 entfernt werden kann.

Wie in 2 gezeigt ist, ist ein gegossenes Erzeugnis bzw. Produkt 50 mit einem flachen Scheibenabschnitt 51 und einem zylindrischen Abschnitt 52, welcher sich rechtwinklig von der Ebene des Scheibenabschnitts 51 erstreckt, ausgestaltet. Ein Innengewinde 53 ist am inneren Umfang des zylindrischen Abschnitts 52 ausgestaltet.

Unter erneutem Bezug auf 1 ist ein schraubenförmiger Stift (Kernstift) 30 teilweise in einer Gleitöffnung 24 der bewegbaren Form 12 aufgenommen. Der schraubenförmige Stift 30 hat einen Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes (schraubenförmigen Abschnitt) an seinem Endabschnitt, welcher in 1 an der rechten Seite angeordnet ist. Der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes kann in der Gleitöffnung 24 derart gleiten, um in den Produktabschnitt 5 hineinzuragen. Der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes ist in Form eines Schraubengewindes derart ausgestaltet, daß er dem Innengewinde 53 des gegossenen Produkts 50 entspricht. Der schraubenförmige Stift 30 ist aus einem Stahl hergestellt. Die Fläche bzw. Oberfläche des Abschnitts 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes ist mit einem keramischen Material derart überzogen, daß eine keramische Materialschicht (inerte Materialschicht) ausgestaltet ist. Das keramische Material hat bezogen auf eine Magnesiumlegierung eine niedrigere bzw. geringe Reaktivität.

Ein Schraubenabschnitt 32 ist im schraubenförmigen Stift 30 am linksseitigen Endabschnitt in 1 ausgestaltet. Der Schraubenabschnitt 32 hat ein Schraubengewinde, welches dieselbe Gewindesteigung wie der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes hat. Der Schraubenabschnitt 32 wird in ein in einem Führungsabschnitt 22 ausgestaltetes Innengewinde eingeschraubt, wobei der Führungsabschnitt 22 in der bewegbaren Form 12 vorgesehen ist. Der Schraubenabschnitt 32 wird geschoben, während er in den Führungsabschnitt 22 gedreht bzw. eingedreht wird. Der schraubenförmige Stift 30 wird daher derart gedreht, daß der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes im Produktabschnitt 5 vorgeschoben werden kann. Der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes kann auch aus dem Produktabschnitt 5 herausgeschoben bzw. -gezogen werden. Ein Getriebe bzw. Zahnrad 33 ist an der rechten Seite des Schraubenabschnitts 32 des schraubenförmigen Stiftes 3U in 1 vorgesehen. Das Zahnrad 33 kämmt mit einem Zahnrad 23a bzw. steht mit diesem in Eingriff, welches mit einem Antriebsmotor 23 verbunden ist. Eine Antriebskraft des Antriebsmotors 32 wird mittels der Zahnräder 23a und 33 derart übertragen, daß der schraubenförmige Stift 30 gedreht wird.

In der bewegbaren Form 12 ist eine Fluid-Passage 25 festgelegt, und diese steht in Verbindung mit der Gleitöffnung 24 an der stromabwärts gelegenen Endseite der Fluid-Passage 25. Eine Fluid-Düse 26 ist an der stromaufwärts gelegenen Endseite der Fluid-Passage 25 derart vorgesehene, daß ein Fluid in die Fluid-Passage 25 abgegeben werden kann. Das Fluid ist ein Trennöl bzw. Form-Schmierstoff.

Ein Heizer (Temperatursteuerungseinrichtung) 27 ist in der bewegbaren Form 12 zum Steuern einer Temperaturumgebung des Produktabschnitts 5 der bewegbaren Form 12 vorgesehen. Ein Temperatursensor (Temperaturerfassungseinrichtung) 28 erfaßt die Temperatur des Produktabschnitts 5 der bewegbaren Form 12. Ein Thermoelement wird als Temperatursensor 28 verwendet. Der Heizer 27 wird basierend auf dem Erfassungssignal der Temperatursensor derart erregt und erhitzt, daß die Umgebung des Produktabschnitts 5 einschließlich des Abschnitts 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes der Form 1 bei einer vorbestimmten Temperatur gesteuert wird.

Die Form 1 wird, wie in 3 gezeigt ist, geöffnet und in die feste Form 11 und die bewegbare Form 12 zu Beginn eines Formvorgangs des gegossenen Produkts 50 unterteilt bzw. getrennt. Eine Beregnungs- bzw. Auftragdüse 40 ist zwischen der befestigten Form 11 und der bewegbaren Form 12 zum Aufbringen bzw. Auftragen von Trennöl angeordnet. Trennöl wird auf die innere Fläche des Produktabschnitts 5 oder dergleichen aufgebracht. Aus der Beregnungsdüse 40 wird wasserlösliches Trennöl aufgetragen, jedoch kann aus der Beregnungsdüse 40 auf Ölbasis basierendes Trennöl oder dergleichen aufgetragen werden. Der schraubenförmige Stift 30 wird in diesem Zustand in 3 nach rechts derart verschoben, daß der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes in den Produktabschnitt 5 hinein vorsteht.

Wie in 4 gezeigt ist, wird als nächstes die bewegbare Form 12 derart bewegt, daß die feste Form 11 und die bewegbare Form 12 (d. h. die Form 1) nach Aufbringen des Trennöls miteinander verklemmt werden. Der Düsenabschnitt (nicht gezeigt) der Einspritzgußvorrichtung (Einspritzeinheit) wird mit der stromaufwärts gelegenen Endseite des Eingußkanals 2 nach Zusammenklemmen bzw. -fügen der Form 1 verbunden.

Wie in 5 gezeigt ist, wird eine geschmolzene Magnesiumlegierung vom Düsenabschnitt der Einspritzeinheit (nicht gezeigt) durch den Eingußkanal 2, den Verteilerkanal 3 und den Durchgangsabschnitt 4 derart in den Produktabschnitt 5 eingespritzt, daß der Innenraum des Produktabschnitts 5 mit geschmolzener Magnesiumlegierung gefüllt ist bzw. wird. Die geschmolzene Magnesiumlegierung wird auf etwa 600°C erhitzt und mit 2m/sek (Schraubgeschwindigkeit der Einspritzeinheit) derart eingespritzt, daß der Produktabschnitt 5 der Form 1 mit der Magnesiumlegierung ausgefüllt ist bzw. wird. In dieser Ausführungsform wird exemplarisch die Legierung mit der Nummer AZ91D als Magnesiumlegierung verwendet. Das Einspritzmaterial kann ein halbflüssiges Material wie die Legierung mit der Nummer AZ91D sein, welches auf einen Wert zwischen 560°C und 570°C erhitzt ist. Das halbflüssige Material weist hier teilweise Abschnitte von festem Zustand auf. Bei dem Material kann es sich um AM50A, AM60B oder dergleichen handeln. Insbesondere kann ein geschmolzenes Material und ein halbflüssiges Material (ein fluidisches Material) für das formgebundene Ausformverfahren in der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden.

Wenn die geschmolzene Magnesiumlegierung in den Produktabschnitt 5 eingefüllt wird, entzieht die Form 1 der Magnesiumlegierung derart Wärme, daß die Magnesiumlegierung abgekühlt und verfestigt wird. Das gegossene Produkt 50 (2) wird somit im Produktabschnitt 5 der Form 1 ausgestaltet. Der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes wird unter Drehung aus dem gegossenen Produkt 50 herausgezogen, nachdem die Kupferlegierung auf eine vorbestimmte Temperatur abgekühlt und verfestigt ist.

Zumindest die Umgebung des Produktabschnitts 5 der Form 1 wird vom Heizer 27 und dem Temperatursensor 28 auf eine vorbestimmte Temperatur temparaturgesteuert, bevor die geschmolzene Magnesiumlegierung eingefüllt wird. Die vorbestimmte Temperatur beträgt beispielsweise 200°C. Eine geschmolzene Magnesiumlegierung wird in die Form 1 derart eingefüllt, daß die Temperatur der Form 1 einmal rasch ansteigt. Die Temperatur der Form 1 fällt anschließend auf die vorbestimmte Temperatur (200°C in dieser Ausführungsform) ab. Die Temperatur der Form 1 wird mittels des Temperatursensors 28 gemessen, während die Form 1 abgekühlt wird. Der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes wird unter Drehung aus dem gegossenen Produkt 50 herausgezogen, nachdem die Temperatur der Form 1 auf die vorbestimmte Temperatur abgefallen ist.

Der Antriebsmotor 23 treibt den schraubenförmigen Stift 30 mittels der einander kämmenden Zahnräder 23a, 33 an. Wie in 6 gezeigt ist, wird der schraubenförmige Stift 30 derart gedreht, daß der schraubenförmige Stift 30 in 6 mittels eines Dreh-Gleit-Mechanismus, welcher mit dem Führungsabschnitt 22 und dem Schraubenabschnitt 32 ausgestaltet ist, nach links bewegt. Die Gewindesteigung des Dreh-Gleit-Mechanismus ist dieselbe wie die Gewindesteigung des Abschnitts 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes. Der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes wird daher in 6 nach links herausgezogen, während er entlang des in dem erhärteten gegossenen Produkt 50 ausgestalteten Innengewindes 30 gedreht bzw. geschraubt wird.

Wie in 7 gezeigt ist, wird die bewegbare Form 12 derart bewegt, daß die Form 1 geöffnet wird, nachdem der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes vollständig aus dem gegossenen Produkt 50 (d. h. dem Produktabschnitt 5) herausgezogen ist. Wie in 8 gezeigt ist, werden die Auswerfstifte 21 in 8 derart nach rechts bewegt, daß das gegossene Produkt 50 und ein in der Zuführpassage gegossenes verfestigtes Element aus der bewegbaren Form 12 entfernt werden.

Das verfestigte Element, welches in der Zuführpassage gegossen wurde, wird an einer Position abgeschnitten, welche dem Durchgangsabschnitt 4 entspricht, und vom gegossenen Produkt 50 entfernt. Auf diese Weise erhält man das gegossene Produkt 50 mit dem Innengewinde 53 (2). Die Positionen des schraubenförmigen Stifts 30 und der Auswurfstifte 21 werden, wie in 3 gezeigt ist, auf eine Ausgangsposition zurückgesetzt, nachdem das gegossene Produkt 50 oder dergleichen entfernt wurde. Die Form 1 wird anschließend für den nächsten Gießvorgang verwendet.

Beim Wiederholen des oben genannten Ausformzyklusses werden die Umstände, unter welchen der Ausformvorgang durchgeführt wird, vorzugsweise auf dieselben Umstände angeglichen. Insbesondere wird bevorzugt, daß die Start- bzw. Ausgangstemperatur des Herausziehens des schraubenförmigen Stiftes 30 gleichmäßig eingestellt ist. Gemäß dem Ausformvorgang dieser Ausführungsform wird der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes zum Herausziehen bzw. -schrauben des schraubenförmigen Stiftes 30 aus dem gegossenen Produkt 50 verwendet. Der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes wird üblicherweise für eine Mehrzahl von Ausformvorgängen verwendet. Die Abmessungen des Abschnitts 31 zum Ausbilden eines Motorgewindes können für eine Mehrzahl an Ausformvorgängen angeglichen bzw. einheitlich angepaßt werden. Unterschiede in den Abmessungen bzw. den Dimensionen des Innengewindes 53 zwischen einer Mehrzahl von gegossenen Produkten 50 können demzufolge verringert werden.

In 3 ist ein Auftrag- bzw. Beregnungsvorgang gezeigt. Ein Einfüllvorgang ist in 5 gezeigt. Das eingefüllte Metall, welches in 5 gezeigt ist, wird abgekühlt und in einem Verfestigungsvorgang verfestigt. Ein Herausziehen aus dem Gewinde ist in 6 gezeigt.

Wird der oben dargestellte Ausformvorgang wiederholt, so wird vor dem Einfüllen abgeküllt. Der schraubenförmige Stift 30 wird beim Abkühlvorgang abgekühlt. Im oben dargestellten Ausformzyklus befindet sich der schraubenförmige Stift in der in 9 dargestellten Position und verschließt das stromabwärts gelegene Ende der Fluid-Passage 25 in der Gleitöffnung 24 in den in den 3 bis 5 gezeigten Vorgängen. Wie in 10 gezeigt ist, wird das stromabwärts gelegene Ende der Fluid-Passage 25 anschließend zur Gleitöffnung 24 hin geöffnet, nachdem der schraubenförmige Stift 30 herausgezogen und das gegossene Produkt 50 entfernt ist. Das stromabwärts gelegene Ende der Fluid-Passage 25 wird mit dem Produktabschnitt 5 und dem Äußeren des Produktabschnitts 5 durch einen Gewindeabschnitt des Abschnitts 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes in Verbindung gebracht. Aus der Fluid-Düse 26 wird flüssiges Trennöl abgegeben und strömt entlang dem Gewindeabschnitt des Abschnitts 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes. Das Trennöl wird somit über den Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes aufgebracht, während bzw. wobei der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes abkühlt. Der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes kann daher leicht abgekühlt werden.

Der schraubenförmige Stift 30 liegt bezogen auf die bewegbare Form 12 als einzelne Komponente vor. Die Temperatur des Abschnitts 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes des schraubenförmigen Stifts 30 neigt zum Ansteigen. Der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes kann jedoch derart ständig gekühlt werden, daß die Temperatur des Abschnitts 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes niedrig wird bzw, absinkt und beispielsweise 200°C beträgt. Die Reaktivität zwischen dem Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes und einer geschmolzenen Magnesiumlegierung nach dem Einfüllvorgang kann daher gesenkt werden. Das aufgebrachte Trennöl senkt eine Reibung zwischen dem Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes und dem Innengewinde 53 des gegossenen Produkts 50 derart, daß das gegossene Produkt 50 leicht aus der Form 1 entfernt werden kann. Das Trennöl wird auf die innere Ebene der Gleitöffnung 24 derart aufgetragen, daß eine Schmierung zwischen der Gleitöffnung 24 und dem schraubenförmigen Stift 30 aufrecht erhalten werden kann.

Der oben dargestellte Vorgang ist der vor dem Einfüllvorgang durchgeführte Kühl- bzw. Abkühlvorgang. Die Abkühltemperatur wird vorzugsweise auf unter 300°C eingestellt. Die Erfinder geben an, daß ein Hängenbleiben bzw. Haftenbleiben zwischen dem Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes und dem Innengewinde 53 bei einer Abkühltemperatur von unter 300°C verglichen mit dem Fall einer Abkühltemperatur von über 300°C nicht auftritt.

Beim oben genannten Aufbau sowie Ausformvorgang wird eine geschmolzene Magnesiumlegierung während des Einfüllvorgangs in die Form 1 eingefüllt. Eine Magnesiumlegierung zeichnet sich dadurch aus, daß die Magnesiumlegierung anders als eine Aluminiumlegierung oder dergleichen an einem Stahl nicht festklebt bzw. -haftet. Das Stahlmaterial wird üblicherweise als Material für eine Form verwendet. Eine Magnesiumlegierung neigt daher nicht dazu, an der Form 1 festzuhaften, insbesondere gilt dies für den Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes des schraubenförmigen Stifts 30.

Eine Magnesiumlegierung wie AZ91D oder dergleichen weist einige Prozent an Aluminium zum Verbessern der Korrosionsbeständigkeit und der Festigkeit auf. Die Keramikschicht ist jedoch an der Fläche bzw. Oberfläche des Abschnitts 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes ausgestaltet. Ferner wird vor dem Einfüllvorgang Trennöl auf die innenliegende Fläche des Produktabschnitts 50, insbesondere auf den Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes aufgetragen. Daher kann ein Kontakt zwischen dem Formmaterial (d. h. dem Stahl) und dem in der Magnesiumlegierung enthaltenen Aluminium verhindert werden, selbst wenn die Magnesiumlegierung Aluminium aufweist, welches dazu neigt, an einem Stahl hängen- bzw. haftenzubleiben.

Der Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes wird vor dem Einfüllvorgang ständig im Abkühlvorgang abgekühlt. Es tritt daher kein Haften- bzw. Hängenbleiben auf, selbst wenn das in der Magnesiumlegierung enthaltene Aluminium das Formmaterial des Abschnitts 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes berührt bzw. mit diesem in Kontakt gerät.

Es ist somit nicht nötig, das Innengewinde 53 des gegossenen Produkts 50 beispielsweise etwa in einem Bearbeitungs- bzw. Spanvorgang einzeln auszugestalten. Der Innengewindeabschnitt 53 kann vielmehr zuverlässig beim Ausgestalten des gegossenen Produkts 50 ausgestaltet werden.

Üblicherweise wird ein gleiches bzw. ähnliches Produkt aus Kunstharz gegossen. und ein Abschnitt mit einem Innengewinde wird gleichzeitig als ein Verbindungsabschnitt ausgestaltet. Es ist jedoch schwierig. eine Verbindungsfestigkeit bei diesem Harzgießen sicherzustellen. Anderenfalls wird ein Einlege- bzw. Umspritzvorgang oder ein Druckeinfügevorgang verwendet, wenn hohe Festigkeit für den Verbindungsabschnitt erforderlich ist. In diesem Fall wird ein metallisches Teil mit einem Innengewinde mittels eines Gießmaterials wie Kunstharz im Umspritzvorgang eingefügt. Ein metallisches Teil mit einem Innengewinde wird im Druckeinfügevorgang in ein Bauteil bzw. eine Komponente druckeingefügt. Jedoch weisen der Umspritzvorgang und der Druckeinfügevorgang komplizierte Verfahren auf. In dieser Ausführungsform kann im Gegenteil hierzu ein Innengewinde ohne kompliziertes Verfahren zuverlässig ausgestaltet werden. Das Verfahren in dieser Ausführungsform trägt daher wirksam zur Kostenreduzierung und/oder dergleichen bei.

Das von der Fluid-Düse 26 abgegebene Fluid ist nicht auf Trennöl beschränkt. Andere Fluide, welche den Abschnitt 31 zum Ausgestalten eines Innengewindes abkühlen, können das Trennöl ersetzen. Ein reibungsmindernder Stoff kann zum Kühlen und zum Schmieren verwendet werden. So kann beispielsweise Luft, insbesondere abgekühlte Luft, oder Wasser zum Kühlen bzw. Abkühlen verwendet werden.

Die Temperatursteuerungseinrichtung ist nicht auf den Heizer 27 beschränkt. In der Form 1 kann beispielsweise ein Rohrsystem für ein Heiz- bzw. Wärmemedium vorgesehen sein. Hierbei wird ein Heizmedium, wie etwa Öl, Luft und Wasser innerhalb des Rohrsystems für das Heizmedium derart zirkuliert, daß die Form 1 erwärmt wird, wobei die Temperatur der Form 1 gesteuert wird.

Die Formöffnungskraft kann unter Verwendung eines speziellen Mechanismus. derart in eine Drehkraft umgewandelt werden, so daß die Form während des Herausziehens aus dem Innengewindeabschnitt geöffnet werden kann.

Ein thixotrophisches Gießen, bei welchem eine Magnesiumlegierung im halbflüssigen Zustand spritzgegossen wird, kann als Ausformvorgang verwendet werden. Druckgießen, Formpressen, Niederdruck- bzw. Unterdruckgießen, Standgießen und dergleichen können ebenfalls als Ausformvorgang bzw. -verfahren eingesetzt werden.

So lange beim Ausformvorgang eine Form verwendet wird, kann die vorliegende Verwendung angewandt werden.

Verschiedene Modifikationen und Abänderungen der oben genannten Ausführungsformen können, ohne vom Kerngedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen, unternommen bzw. durchgeführt werden.


Anspruch[de]
  1. Formgebundenes Ausformverfahren zum Ausformen eines gegossenen Produkts (50) mit einem Innengewindeabschnitt (53), welches die Schritte umfaßt:

    einen Einfüllvorgang, bei welchem ein Fluid in eine Form (1) eingefüllt wird, welche einen Kernstift (30) mit einem schraubenförmigen Abschnitt (31), welcher aus einem Stahl hergestellt ist und entsprechend dem Innengewindeabschnitt (53) ausgestaltet ist, aufweist;

    einen Verfestigungsvorgang, bei welchem das im Einfüllvorgang eingefüllte Fluid zum Ausformen des gegossenen Produkts (50) abgekühlt und verfestigt wird; und

    einen Herausziehvorgang aus dem Gewinde, bei welchem der schraubenförmige Abschnitt (31) des Kernstifts (30) nach dem Verfestigungsvorgang unter Drehung aus dem gegossenen Produkt (50) herausgezogen wird,

    dadurch gekennzeichnet, daß das im Einfüllvorgang eingefüllte Fluid eine Magnesiumlegierung ist.
  2. Formgebundenes Ausformverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

    der Kernstift (30) eine Fläche aufweist, auf welcher eine inerte Materialschicht ausgestaltet ist; und daß

    die inerte Materialschicht bezogen auf das Fluid eine niedrige Reaktivität hat.
  3. Formgebundenes Ausformverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einfüllvorgang ein Trennöl auf eine Fläche des Kernstifts (30) aufgetragen wird.
  4. Formgebundenes Ausformverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Abkühlvorgang umfaßt, in welchem der Kernstift (30) vor dem Einfüllvorgang abgekühlt wird.
  5. Formgebundenes Ausformverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernstift (30) im Abkühlvorgang auf unter 300°C abgekühlt wird.
  6. Formgebundenes Ausformverfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abkühlvorgang ein Fluid an den Kernstift (30) derart abgegeben wird, daß der Kernstift (30) im Abkühlvorgang abgekühlt wird.
  7. Formgebundenes Ausformverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid ein Trennöl ist.
  8. Formgebundenes Ausformverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gegossene Produkt (50) mehrmals ausgestaltet wird; und daß die Temperatur des Kernstifts (30) über das mehrmalige Ausgestalten des gegossenen Produkts (50) hinweg beim Herausziehvorgang aus dem Gewinde auf eine im wesentlichen selbe Temperatur eingestellt wird.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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