用于活塞的铸模的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于内燃机的活塞的铸模，包括可溶的大致环形的铸造芯。此外，本发明涉及一种用于内燃机的铸造活塞，以及用于制造所述铸造活塞的方法。
【背景技术】
[0002]DE 19804168A1公开了一种普通的内燃机的活塞的铸模，包括用于形成冷却通道的可溶的大致环形的铸造芯。该铸造芯被支撑在两个支撑体(所谓的套管轴)上，稍后该支撑体在连接区域与铸造芯一起形成环形冷却通道的给水口和排水口。每个支撑体具有相对于活塞外周可倾斜的中心线和一个端部，该端部接触可溶铸造芯并布置在活塞外周一侧上。这使得能特别产生强度提高的活塞。
[0003]如果冷却通道的给水口和排水口彼此紧邻布置，则采用已知铸模的缺陷特别在于形成冷却通道的铸造芯的支撑。
[0004]本发明解决了为内燃机活塞的普通铸模提供改善的或者至少可替代的实施方式的问题，其特征特别在于稳定性提高，同时采用该铸模制造的活塞的冷却得到改善。
[0005]根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。
【发明内容】
[0006]本发明基于以下总体思想:提供一种本身已知的内燃机的活塞的铸模，所述铸模包括用于形成冷却通道的可溶的大致环形的铸造芯，和在铸造工艺过程中支撑该铸造芯的两个支撑体，其中，在所述两个支撑体的至少一个支撑体或者另外的第三支撑体与所述铸造芯之间的接合部处，布置有隔板或闭合元件，在铸造工艺之后，该隔板或闭合元件至少部分地严密地连接至活塞，并保留在活塞中；在芯已被移除后，该隔板或闭合元件闭合所述接合部，或者形成至少节流的中间排水口，其中，在此情况下，该隔板或闭合元件被形成为闭合元件，并密封冷却通道。或者，显然还容易想到，该隔板或闭合元件在其面向冷却通道的端部产生与冷却通道的永久的节流连接，由此产生中间排水口。冷却通道的实际的给水口和排水口可通过一个或两个支撑体，或者随后通过孔产生，冷却通道经由该孔钻入。如果隔板或闭合元件的相应的实施方式不能与冷却通道产生引导流体的连接，则所述隔板或闭合元件是单纯的闭合元件，且相联的支撑体在铸造工艺过程中是单纯的用于固定铸造芯的支撑体。如果在与冷却通道的接合部处，隔板或闭合元件能与冷却通道产生节流连接(减小的横截面)，则在该接合部处能产生中间排水口。
[0007]根据优选的实施方式，设置用于支撑所述铸造芯的第三支撑体，其中，上述提及的两个第一支撑体彼此紧邻布置，并随后形成冷却通道的给水口和排水口。现根据本发明，在铸造芯的与所述两个支撑体中的一个相对定位的一侧，布置用于支撑铸造芯的第三支撑体，该第三支撑体形成冷却通道的中间排水口，由此将具有显著减小的横截面。为此，所述第三支撑体包括隔板或闭合元件，使得销进入铸造芯，并且在该销上装配有套筒。在此情况下，销的外径相对于套筒的外径被显著减小，由此，当在铸造之后移除销时，中间排水口的直径仅对应于销的直径，而不对应于套筒的直径。即使在铸造之后，套筒仍保留在活塞中，而销被移除。类似地，可溶的铸造芯以已知的方式移除，其例如可被形成为砂芯或盐芯。在此，通过第三支撑体可实现相对于普通铸模的多种优点。在此情况下，要提及的第一优点在于，用于形成冷却通道的可溶的铸造芯如今经由三个支撑体，由此以较稳定的方式支撑，其中，主给水口和主排水口可被彼此紧邻地布置在冷却通道的一侧。因为根据本发明设置的隔板或闭合元件包括销和装配在销上的套筒，所以可额外地显著减小中间排水口的直径，从而还减小其横截面，由此，至少可减少不期望的冷却剂流出，并可实现用根据本发明的铸模制造的活塞显著改善的冷却。与常规活塞中冷却通道相对定位的排水口和给水口相比，根据本发明的活塞的实施方式中的给水口和排水口彼此紧密定位，使得经由给水口流入冷却通道的冷却剂(例如冷却油)必须在它可通过排水口再次离开冷却通道之前流经整个冷却通道。由此改善的冷却效果涉及支撑铸造芯的难题，因为给水口和排水口被布置在铸造芯的一侧。为了能使铸造芯额外支撑在相对一侧上，设置第三支撑体，由此使铸造芯本身显著稳定化。然而，如果第三支撑体以两个第一支撑体的方式设计，冷却剂将在冷却通道中部之后排出，由此使所需冷却作用更差。通过根据本发明的包括销的隔板或闭合元件，在该销上装配有套筒，第三支撑体可完全产生实际的支撑作用，而不会导致过度的冷却剂排出的风险。在此情况下，套筒构成隔板。
[0008]具体地，隔板或闭合元件或套筒包括位于外部的周向槽。一方面，这种位于外部的周向槽在制造方面非常易于制造，另一方面，导致铸造材料在铸造活塞时流入，并由此导致隔板或闭合元件或者套筒可靠地固定在成品铸造活塞中。显然，替代位于外部的周向槽，还可设置不同构造的轮廓，例如凸出的或凹入的轮廓，这确保了与活塞的铸造材料的联锁，以及隔板或闭合元件或者套筒严密地固定在铸造活塞中。
[0009]在根据本发明的方案的另一有利的发展中，套筒具有约4至5mm的直径，优选约4.5mm，以及约I至2mm的内径，优选约1.8mm。在此情况下，销的外径基本与套筒的内径对应，例如在此情况下，为1.8_。与以前的支撑体相比，其中外径对应于随后由此产生的排水口的内径，根据本发明的中间排水口的直径，由此套筒的直径可被减小例如从4.5mm至1.8_，并且由此大幅减少通过中间排水口排出的冷却剂流。
[0010]实际上，套筒被布置在铸造芯和阴模，特别是另一铸造芯之间，其中，该销同时进入铸造芯和阴模，从而使它们彼此固定。在铸造活塞之后，形成冷却通道的铸造芯然后溶解，特别是被洗出，并且将销从套管中拉出，而套筒由于其周向槽与活塞的铸造材料的联锁作用而保留在活塞中。销和套筒分别可由金属，特别是钢或者钢合金形成，其中，销不仅产生支撑于其上的铸造芯的支撑功能，还产生铸造芯抵抗支撑体的横向偏移或上升的固定作用。
[0011]在本发明的另一有利构造中，提供了隔板或闭合元件包括进入铸造芯的销，其中隔板或闭合元件在其背离销的一侧包括衬套样凹部。利用衬套样凹部，隔板或闭合元件可被例如固定至阴模，而固定至铸造芯利用进入该铸造芯的销来实现。由于上述隔板或闭合元件，随后由于通过隔板或闭合元件不产生流体导向连接，由此不产生中间排水口，所以能实现铸造芯的无泄漏的支撑。销和套筒可设计为一个部件或一个工件，或者为多个部件，并且随后彼此连接。
[0012]本发明的其它重要特征和优点得自于子权利要求、附图，以及借助于附图的相关【附图说明】。
[0013]应理解的是上文所述的以及下文将要解释的特征不仅能以所述的相应组合使用，也可以其它组合或独自使用，而不背离本发明的范围。
【附图说明】
[0014]本发明的优选示例性实施方式示于附图中，并在以下说明中得到更详细地解释，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的组件。
[0015]在此，在每种情况下示意性示出了
[0016]图1:根据本发明的铸模的图示；
[0017]图2:根据本发明的包括铸模的活塞铸件；
[0018]图3:根据本发明的铸模的图示，在第三支撑体的区域中包括细节图示；
[0019]图4?7:根据本发明的铸模，在第三支撑体的区域中包括不同实施方式。
【具体实施方式】
[0020]根据图1和图3，内燃机(另外未示出)的活塞2(参见图2)的根据本发明的铸模I包括可溶的大致环形的铸造芯3 (参见图1)，用于形成冷却通道4 (参见图1和图3)，使得两个支撑体5、6在铸造工艺过程中支撑所述铸造芯3，该两个支撑体随后在与铸造芯3的接合部处形成冷却通道4的进水口 7和排水口 8 (参见图1)。在此情况下，冷却通道4为环形设计，并且仅在进水口 7和排水口 8的区域中相对于环形形式中断。在本发明的特定实施方式中，两个支撑体5、6现被彼此邻近地布置，其中在相对地定位进水口 7和排水口 8的铸造芯3的一侧，设置用于支撑铸造芯3的第三支撑体9。根据本发明，隔板或闭合元件15被布置在两个支撑体5，6中的至少一个支撑体或另外的第三接合部9与铸造芯3之间的接合部处，该隔板或闭合元件15在铸造工艺过程之后至少部分地严密地连接至活塞2，并且在移除铸造芯3之后闭合接合部或者形成至少一个节流的中间排水口 14。此时，隔板或闭合元件15包括进入铸造芯3的销10 (参见图3至图7)，在该销10上装配有套筒11。通过第三支撑体9，能使进水口 7和排水口 8彼此紧邻布置，并且在第三位置支撑铸造芯3，由此铸模I完全可呈现得更稳定。隔板或闭合元件15或者其与套筒11连接的销10则能够减小直径，由此还能使销10形成的中间排水口 14的横截面从直径dl减小至直径d2 (参见图4)，并且由此减少第三支撑体9的区域中通过中间排水口 14排出的冷却剂组分。
[0021]此时，例如由图1明显的，进水口 7、排水口 8和/或中间排水口 14，即支撑体9可被形成为与铸造芯3的环形平面大致垂直。隔板或闭合元件15或者套筒11另外可包括周向槽12 (参见图3和图4)，由于在铸造活塞2的过程中进入的铸造材料已移除销10之后，该周向槽12使套筒11固定在活塞2中。显然，替代周向槽12，还可在套筒11的外柱面上布置其它凸出的或波浪形轮廓，该其它