通过浇铸制造用于制造工件的盐芯的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过浇铸制造用于制造工件的芯的方法，特别是用于形成内燃机活塞或活塞部件的冷却导管，该芯通过浇铸制造。
【背景技术】
[0002]无论它们的制造方法如何，内燃机活塞在活塞头的边缘附近必须具有冷却导管，当内燃机在运行中时，油可从发动机的曲柄空间注入该冷却导管，以防止热过载。在本文中，在待通过浇铸制造的活塞或者活塞部件中，形成具有环平面的环形导管形式的冷却导管是特别理想的，该环平面与活塞头平行，然后油可经由进料通道和排放通道流经冷却导管，该进料通道和排放通道向内燃机的曲柄空间开口。
[0003]当通过浇铸制造时，然后要求具有冷却导管的活塞或活塞部件，适宜的环形芯。在浇铸领域中，使用盐材料用于制造芯是众所周知的，该盐材料可相对容易地用例如水或弱酸从成品工件中洗出。
[0004]EP 0700454B1描述了一种用于制造多晶盐主体的方法，其中首先通过使起始材料在坩祸中熔融而产生盐熔体，该坩祸相对于盐熔体是惰性的。然后，将盐熔体引入浇铸模具，该浇铸模具的底部保持在低于盐熔体固化温度的I?50°C的温度，使得在底部形成固体盐硬皮。此后，浇铸模具被保持在低于盐熔体固化点的温度，直至后者被完全固化成多晶盐主体，该多晶盐主体随后被冷却。以此方式，特别可产生大量的多晶盐主体。
[0005]DE 102008004929A1公开了，为了制造用于浇铸目的的盐芯，使用水溶性盐的混合物，向该混合物添加粘结剂，该粘结剂含有与无机组分结合的蛋白质。这是要确保制得的盐芯相对于要被浇铸的金属具有高耐久性，并且只允许液体金属有限渗入。
[0006]DE 102009015984A1中描述了另一种制造用于金属浇铸方法的盐芯的方法。此时，提供为以压铸工艺制造盐芯，其中提供用于制造盐芯的盐熔体利用压铸机压入相联的模口中。为了确保盐芯能容易地脱模，压铸机的暴露在盐熔体中的表面区域可涂覆有润滑剂，该润滑剂可包含金属溴化物和/或石墨。盐熔体优选由氯化钠和/或氯化钾和/或碳酸钾构成。
[0007]EP 2 425 910 Al描述了关于通过浇铸制造用于制造内燃机缸体等的盐芯。在该文献中，首先制备盐熔体，该盐熔体随后被引入温度为0.52至0.7Tm的模具，其中T m为盐熔体的熔融温度，以凯氏度数测定。然后使盐熔体在模具中固化，使得在脱模后，获得理想的盐芯。
[0008]DE 102008028197A1公开了在具有槽结构的浇铸活塞中设置冷却导管，以及由此合适的由盐压制芯。然而，用该方法能实现的表面质量不令人满意。
[0009]上文提供的所有方法均有以下事实:制得的盐芯相对致密，由此具有相比芯的体积小的芯表面积，使得热量从盐熔体流入相应的模具相对较慢。
[0010]然而，为了允许最佳的散热，冷却导管应具有表面积相比截面积的大小相对较大的壁，特别地，具有非常细长的椭圆形截面的缝隙式冷却导管是理想的。这具有以下结果:通过浇铸制造这种冷却导管所需的芯不得不具有非常开放式工作的薄壁结构。
[0011]可预期具有如下的芯，该芯具有平滑的周侧，以允许冷却导管具有相应的平滑壁和低的流动阻力。然而，或者还能预期具有预定不平整表面结构的盐芯。该方法的优点在于以下事实:利用例如具有限定粗糙度、具有高精确度的槽或其他表面结构的浇铸盐芯可易于提供冷却导管，该结构对于冷却导管的性能以及将热量从活塞传输至冷却剂非常重要。在压制的盐芯的情况下，该类型的粗表面只能用普遍的再加工来产生，并且难以精确地再现。
[0012]这就是本发明的切入点。
【发明内容】
[0013]本发明具有以下目的:提供一种制造用于形成活塞和活塞部件中的冷却导管的芯的方法，该芯通过浇铸制造，其中，一方面，要确保所述芯能易于从成品工件上移除，另一方面，确保了形成芯时的高精度。
[0014]根据本发明，利用权利要求1中所述的方法实现了上述目的。有利的实施方式形成从属权利要求的主题。
[0015]本发明利用了盐熔体非常适于通过浇铸制造开放式工作的工件的知识。另一方面，本发明考虑了以下认知:压铸方法(其本身非常适于制造非常精密的工件)在大的工件方面是有问题的，因为模具工具具有不可避免的柔性，特别是体积弹性，由此厚壁模具工具(应足以抵抗考虑到它们的厚壁的压力)导致相对于要制造工件的设计尺寸的偏差增大。这在本文中通过限制将盐熔体引入模具工具的腔中的压力而易于防止。另一方面，如本发明所提供的，引入腔期间盐熔体的高流速确保了腔完全被充满，即使根据本发明的芯具有明显的细长椭圆形截面且横向椭圆形方向尺寸非常小的圆环形，同时实现了以下优点:从盐熔体至模具工具中的快速散热可称为可能，这对制造芯的短循环时间是理想的。
[0016]对于本发明的优选特征，参见权利要求书和以下【附图说明】，借助于此，更详细地解释了本发明的特别优选的构造。
[0017]不仅要求保护所呈现的或示出的特征的组合，原则上还保护所示出或呈现的各个特征的任意组合。
【附图说明】
[0018]附图中:
[0019]图1:示意性局部示出了浇铸活塞，包括已利用根据本发明的盐芯产生的冷却导管。
[0020]图2:是根据本发明的芯的透视图，包括底注式浇口 ；
[0021]图3:是根据本发明的芯的透视图，包括切向浇口 ；
[0022]图4:是根据本发明的芯的透视图，包括扇形浇口。
【具体实施方式】
[0023]图1示出了根据本发明的活塞10的第一示例性实施方式。活塞10具有活塞头11和与活塞头11轴向接合的活塞轴12。活塞头11具有燃烧凹部13、周向火带(fire land) 14和具有用于接纳活塞环的环形槽(未示出)的周向环部15。在该示例性实施方式中，活塞10是由任何合适的金属材料制成的一体式浇铸活塞。然而，本发明还涵盖了具有活塞头和活塞轴的两部件式活塞，其中至少活塞头是用任何合适的金属材料浇铸的。
[0024]周向冷却导管16设置在活塞头11中，与环部15齐平。冷却导管16具有细长的椭圆形截面，该截面的长轴相对于活塞轴线是倾斜的，这使得特别能有效冷却包括燃烧凹部13的径向外部区域的活塞头。冷却导管16还以本身已知的方式在如从活塞10的轴向可见的下壁区域中包括用于冷却剂的进料导管和排放导管(未示出)。
[0025]图2至图4中示出的芯20，30，40形成为漏斗状环，其中漏斗壁具有特别细长的椭圆形的形式的横截面。通常，细长的椭圆形的较小的直径为2_的数量级，而较大的直径具有该值十倍的数量级。这些说明不是作为限制，而仅仅是为了清楚表明椭圆形截面的两个直径可具有完全不同的值。该环的直径可具有50mm至200mm的数量级。漏斗状芯通常与活塞头的形状配合，该活塞头具有