铸件、包括铸件的组合件、铸模和铸造方法与流程

本发明涉及一种铸件、一种包含铸件的组合件、一种铸模和一种用于制造铸件的铸造方法。

背景技术：

在汽车领域以及在其他工业部分，经常要用到由金属、轻金属、金属合金或者由塑料构成的铸件。为制造这样一种铸件，就要一种熔体液态的材料、例如变热的金属合金在高压条件下被冲压或者注塑进铸模的型腔内。接着，铸模内的材料冷却，并凝固成所期望的成型。

金属注塑领域中的一种典型的铸模具有两个模具侧面，即喷嘴侧和顶出侧，其内轮廓共同构成一个空心，即所述铸模的型腔。所述型腔定义了所要制造的铸件的外部形状。为了进行注塑操作，所述铸模的两个模具侧面被拼合到一起，并且用机械的方式被密封或者说锁合。接着，熔化的金属就在加载压力的条件下被冲压或者注射在喷嘴侧上。一旦金属硬化，所述铸模就被打开，将铸件从所述铸模中取出，换句话说即脱模。为了这一目的，顶出侧通常被构造为是可活动的，因而顶出侧可由喷嘴侧移开。此外，顶出侧通常设有机械式的、液压式的、气动式或者电机式的顶针或者顶杆或者类似装置，该装置将完成的铸件从铸模中压出。铸模的喷嘴侧和顶出侧在密封和脱模时沿着其可相对移动的轴被称作“主脱模轴”。所述主脱模轴的顶出侧在脱模时沿其移开喷嘴侧的方向称为“主脱模方向”。

因为所述铸模是沿着所述主脱模轴被密封和打开的，就必须针对以下情况采取特殊的预防措施，即：自由突出的成型(也称作”阳侧凹部“)或者凹口或者说凹陷(也称作”阴侧凹部“)以与所述主脱模轴不同的定向、例如横向于或者倾斜于所述主脱模轴地被构造在所述铸件上或者说其内。另外，这样一种凹口也可用于将一种固定元件横向于所述主脱模轴地导入所述铸件内，以便将所述固定元件固定在所述铸件上，因此，所述凹口称作”固定凹口“。因为这类固定凹口通常不可沿着主脱模轴脱模，因此，在布设和制造铸件时，所述固定凹口就构成了特殊的挑战。为了实现所述固定凹口，必须在所述铸模上设置辅助装置。那么，就可在所述铸模上横向于所述主脱模轴放置一种型芯、例如顶针状的导杆，该导杆在封闭过程之后或者封闭过程期间被置入所述型腔内，并在所述铸件脱模前又被移除。一般而言可使用不同的可活动的辅助装置，例如滑块、芯杆或者模具嵌件，所述固定凹口的形状轮廓的一部分区域或者多部分区域被加工到该辅助装置内。这样一种辅助装置在所述铸模打开时或者打开后向着另外一个脱模方向自所述铸件中移走，因此，在所述铸件从所述铸模中顶出之前，所述固定凹口就被留空。

为了承受铸件制造期间的巨大的、例如超过200吨以上的注射压力以及巨大的温差，例如一种滑块就要被设计得非常健壮，这就对安装空间和材料提出了更高的要求并且由此导致制造成本的增加。此外，上述辅助装置也相当容易由于其所承受的高负荷而发生故障。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，要提供一种简单的、用于构造具有固定凹口的铸件的解决方案，固定元件要横向于所述铸件的主脱模轴被导入所述固定凹口。

这一目的通过一种根据本发明的铸件得以实现。所述铸件具有被布置在所述铸件上朝向前面的端面。此外，所述铸件具有自所述端面向后延伸的侧面。另外，所述铸件还具有自所述端面起平行于所述铸件的主脱模轴向后延伸的固定凹口。所述固定凹口朝向所述侧面开口或者以可借助隔板向着所述侧面隔断的方式闭合，因此，固定元件可自所述侧面起被导入所述固定凹口内。

此外，上述目的通过一种组合件得以实现。所述组合件包括一种根据本发明的铸件和这样一种结构元件，该结构元件借助被导入所述铸件的固定凹口内的固定元件被固定在所述铸件上。

此外，上述目的还通过一种用于制造根据本发明的铸件的铸模得以实现。所述铸模具有用于成型所述铸件的固定凹口的型芯。所述型芯自所述铸模的喷嘴侧起或者自所述铸模的顶出侧起平行于所述铸件的主脱模轴伸进所述铸模的被布置在所述喷嘴侧与所述顶出侧之间的型腔内。

此外，上述目的通过一种使用根据本发明的铸模来制造根据本发明的铸件的方法得以实现。

本发明的根本理念是，要平行于铸件的主脱模轴将一种特殊的几何结构置入该铸件内，其中，所述结构用作为一种要横向于所述铸件的主脱模轴被导入所述铸件内的固定元件的固定途径。这样做具有这样的优点，即：对于所述结构的制造，不需要任何额外的脱模方向和任何由此带来的、就像例如侧面滑块那样的辅助装置。取而代之的是，仅仅要在所述铸模的喷嘴侧上和/或所述铸模的顶出侧上提供一种型芯，该型芯由所述喷嘴侧和/或所述顶出侧起这样伸进所述铸模的型腔内，从而在所述铸件内形成固定凹口，该固定凹口平行于所述主脱模轴由所述铸件的端面延伸到所述铸件内并且朝向所述铸件的侧面开口。通过所述固定凹口的一种合适的成型，固定元件例如螺钉、铆钉、固定销、夹子、定位钩、卡扣钩、弹簧或诸如此类等就可横向于主脱模轴地被固定在所述铸件上，这是通过所述固定元件自所述铸件的侧面起被导入所述固定凹口内的方式实现的。因为所述固定凹口的走向平行于所述铸件的主脱模轴，因而所述型芯所必需的的空间就可保持最小化，尤其是与可横向于所述主脱模轴滑移的滑块相比。此外，所述型芯也可用作为顶出机构，例如在机械式、气动式、液压式的和/或电机式设计中。因此，本发明就使得以非常简单的方式来为横向于所述主脱模轴被导入的固定元件制造固定凹口成为了可能。为此所使用的铸模可被设计得比传统铸模简单很多并且成本也更有利。避免了一种投入巨大的滑块解决方案，从而能够首先降低故障发生率并改进工艺稳定性。此外，所述固定凹口早在所述铸件的真正成型期间就可构成，无须很麻烦地再在事后借助铣削或者诸如此类等被加工进去。由此，制造铸件的成本也得以降低。

在本发明的一种替选性实施方式中规定了，所述固定凹口朝向所述侧面借助可隔断的隔板被闭合。所述隔板可例如被设计得这样薄，以使得其在安装固定元件时被相对应的固定元件穿透。因此，所述固定凹口先开始相对于所述侧面而言被闭合，只有在置入所述固定元件时才被开口。所述隔板的不同厚度或者说强度可分别根据所述铸件的几何构型和材料而非常有利。所述隔板的强度例如可与所述铸件的大小成正比。

在本发明的一种实施方式中，所述固定凹口具有以便稳固固定元件的固定外观。所述固定凹口由此在几何形状上被设计得以便于分别根据需要和应用情况来实施所述固定元件的固定。例如可无损地采用可分式或不可分式连接技术。也可在所述铸件与所述固定元件之间达到作用力配合式和/或形状配合式连接锁合。专业人员可自己在上述理念以及本人对基础连接技术的了解的基础上开辟所述固定凹口和所述固定外观的多种可行的、在各种应用情况下有利的构型。根据需要，例如可能期望，上述连接锁合要能够尽量很容易建立。尤其是固定元件能够在其几何形状上被这样设计，使得，所述固定元件向所述固定凹口内的压入或者导入对安装人员而言非常容易，也就是说不用费太大劲就能办到。为此，例如适合使用卡锁连接或者螺纹连接。在另一种应用中，一种稳固的、具有更大制动力的连接可能更加适合。

在本发明的一种实施方式中，所述铸件的固定凹口具有与固定元件相对应的固定外观，以便稳固所述固定元件。所述固定外观例如可被设计得与所述固定元件的外观呈互补。例如所述固定凹口和所述固定元件可构成一种卡锁连接或者搭扣连接，为此，所述固定元件在安装时很容易就被插进所述固定凹口中。对此，所述固定元件可被设计得具有弹性和/或可弹性变形。例如所述固定元件可被设计为是定位插件、定位钩、卡扣插件、卡扣钩、卡扣滚珠或者诸如此类等，所述固定凹口可被设计为是形状与其互补的且固定不动的支撑件。所述固定元件在插入所述固定凹口内时短时变形，并且接着弹回，从而所述固定凹口和所述固定元件以形状配合的方式相互接合进彼此之中。当然同样可规定，所述固定元件持久变形。

所述固定元件可具有螺钉、铆钉、固定销、夹子、定位钩、卡扣钩、弹簧或诸如此类等。在一种具体的实施例中，所述固定元件可被设计为是埋头铆钉或诸如此类等。专业人员基于本发明的理念立刻就将推断出，在这里仅可说明示例性的设计，同样可使用替代性的已知的接合技术。所述固定元件例如可被设计为是螺栓。此外，所述固定元件可被设计为是张紧元件或者是卡紧元件。此外，不同连接技术可互相结合。

所述铸件的固定外观可具有槽型外观、齿状外观、矩形外观、波形外观或者诸如此类等。所述固定凹口或者说所述固定外观的直径在此可根据每种固定元件的外观加以优化。所述固定元件例如可被设计为螺旋状。在这种情况下，所述固定外观可具有槽型外观或者通常被设计为螺钉导槽或螺旋结构。与内螺纹相类似，这种槽型外观可与所述固定元件的螺钉直径适配。另外，所述固定外观可被设计为具有内螺纹相似的轮廓。在另一种实施例中，所述固定外观可被设计为齿状外观，并且所述固定元件具有与此互补成型的齿状物，从而在所述固定元件进入所述固定凹口内时就构成了齿合。

在本发明的一种实施方式中，所述固定凹口自所述侧面起向着所述铸件内变窄。所述固定元件可被设计为螺钉或者具有螺钉。所述固定外观可在这种情况下具有槽型外观，该槽型外观可选择向着所述铸件内变窄。专业人员立刻就明白，他可通过设计所述固定外观来预先给定可行的拧入位置和必需的拧紧阻力或者说必需的拧紧力矩。

在本发明的一种实施方式中，所述隔板具有约为2mm、0.2mm至2mm或者小于0.2mm的强度。所述隔板的不同强度或者说厚度可分别根据材料和应用而非常有利。所述隔板例如可被设计得这样薄，使得所述隔板很容易手动地通过压入螺栓或者拧入螺钉而被穿透。

在本发明的一种实施方式中，所述固定凹口自所述侧面起近似垂直于所述主脱模轴延伸到所述铸件内。

在本发明的一种实施方式中，所述铸件具有金属、轻金属、金属材料组合、金属合金或者塑料。所述铸件例如具有铝或铝合金，或者基本由这样一种材料构成。

在本发明的一种实施方式中，一种根据本发明的组合件具有电路板，所述固定元件被引导穿过所述电路板。

本发明的上述实施方式、设计和扩展，只要有其意义，均可任意相互结合。本发明的其他可行的实施方式、设计、扩展以及实现也包括未明确提到的、之前或者下面予以说明的本发明的特征的结合。尤其是专业人员也可将单个方面作为改进或补充添加到本发明的每个基本形式中。

附图说明

下面借助在示意性附图中所说明的实施方式进一步阐述本发明。其中：

图1为一种铸件根据本发明的一种实施方式由斜方朝前面的透视图；

图2a为根据本发明的一种实施方式的、具有图1中的铸件的组合件的正面图；

图2b为图2a中的组合件的侧面透视图；以及

图3为一种铸件根据本发明的另一种实施方式由斜方朝前面的透视图。

上述附图深化了对本发明的实施方式的理解。附图与说明书相结合，有助于阐明本发明的原理和概念。在附图中，相同的元素、特征和组件-只要未另作说明-均分别标有同样的标记。

具体实施方式

图1示出了一种根据本发明的一种实施方式的铸件100的透视图。图2a另外示出了一种根据本发明的一种实施方式的、包括图1中的铸件100的组合件200的正面图。图2b示出了图2a中的组合件200的侧面透视图。

所述铸件100构成了本发明的一种实施方式。此外，所示的、包括铸件100的组合件200仅仅用于示范性的目的，以便阐明本发明的基础原理。这种铸件和组合件可被应用于不同的应用中，并且可提供不同的几何设计。这样一种铸件例如可被安装在交通工具中，例如：有内燃机或没有内燃机的汽车，例如客车、载重车辆；摩托车；自行车；轨道交通工具，例如火车头；水上交通工具，例如轮船；以及航空航天交通工具，例如飞机、直升机或者诸如此类等。这样一种铸件尤其是可被应用在电子设备中，例如交通工具的无线电广播接收设备或无线电导航设备中。但这样一种铸件或者说这样一种组合件的应用并非仅限于运输领域。所述铸件更多的是可用于机器制造和精密工程领域中所有类型的零部件的单件生产、大批量和小批量生产以及大规模生产。其他应用领域包括例如建筑业、电站技术等等。

图1中所示的铸件100具有端侧或者说端面101，其被定向为垂直于所述铸件100的主脱模轴104。也就是说，所述端面101的平面法线的方向平行于所述主脱模轴104。因此，所述端面101可被看做为所述铸件100的正面。此外，所述铸件100具有侧面102，其方向平行于所述主脱模轴104并且自所述端面101起向后面延伸。在所述铸件100的所示实施方式中，所述侧面102构成了一个圆柱体的外表面的一部分，该圆柱体的一个覆盖面构成了所述端面101。所述圆柱体位于同样为圆柱形的底座上，该底座在两个相对的侧面上具有相同构造的固定臂107。所述固定臂107分别具有多个固定钻孔108，所述固定钻孔平行于所述主脱模轴104延伸。

此外，所述铸件100具有固定凹口103，该固定凹口自所述端面101平行于所述主脱模轴104或者说沿着所述主脱模轴104向后面延伸到所述铸件100内，也就是说，延伸进通过所述端面101和所述侧面102界定的圆柱体内部。所述固定凹口103朝向所述侧面102开口，以便固定元件201的侧面支撑(详见图2a和图2b)。这就是说，所述固定凹口103穿透通过所述端面101和所述侧面102界定的圆柱体的外表面。所述固定凹口103尤其是被这样构造，使得固定元件201自所述端面102起可被导入所述固定凹口103内。反之，所述固定臂107的固定钻孔108则平行于所述主脱模轴104延伸，因此可用于所述铸件100在另一个零部件上的固定。

所述固定凹口103具有固定外观106，用于稳固所述固定元件201。在图1至2b中，所述固定外观106均被设计为槽型外观。所述槽型外观的每道槽均被定向为平行于所述主脱模轴104。所述槽型外观可例如用于稳固螺钉或螺栓，这些槽自所述铸件100的侧面102起导入所述固定凹口103内。其中，所述固定外观106的槽型可与螺钉的外螺纹以形状配合的方式连接起来。

具有这样一种固定的组合件200如图2a和2b中所示。结构元件202借助被设计为螺钉的固定元件201被固定在图1中的铸件100上。所述固定元件201为此已经通过所述结构元件202上的钻孔而被导入所述铸件100的固定凹口103内。所述结构元件202被示例性地设计为电路板203。

所述铸件100的固定凹口103据此具有与所述固定元件201相对应的固定外观106，以便稳固所述固定元件201。一方面，所述固定外观106如上面已经所说明的那样被设计为槽型外观或者说波形外观，其中，各个槽型或者波形均与被设计为螺钉的固定元件201的螺纹形成形状配合式连接。另一方面，所述固定凹口103自所述侧面102起向着所述铸件100内变窄(详见例如图1)。所述固定凹口103的固定外观106据此具有v型的基本形态，也就是说，所述固定凹口103向着所述铸件100内部越变越细。通过所述固定凹口103的一种特定的几何外观，既可以预先给定，哪种类型的固定元件可在使用所述固定凹口103的条件下被固定在所述铸件100上，也可给定如何来量度为此必需的作用力和力矩。通过这种方式，就可在特定的安装位置上达到特定的预先给定的制动力。

如上面已经提到的那样，所述铸件100或者说所述组合件200应被理解为是纯示例性的。那么，所述固定外观可不仅被设计为槽型外观，而是可分别根据应用和需要也被设计为齿状外观、矩形外观、波形外观或者诸如此类等。原则上，在这里可以考虑所有对于专业人员而言常用的适用于将零部件与铸件接合起来的外观形状。所述固定元件同样可取代螺钉而具有铆钉、固定销、夹子、定位钩、卡扣钩、弹簧或诸如此类等。所述固定元件例如可被设计为是螺栓、张紧元件、卡紧元件、定位钩或者卡扣钩。另外，不同的连接技术和外观形状可有利地互相结合。专业人员基于本发明的理念以及其自身对于连接技术的了解就会清楚，所述固定凹口和所述固定外观有多种可行的、分别有利于某种应用情况的构型。根据需要，例如可能期望，上述连接锁合要很容易建立并且很容易分开。替选方案是，可期望一种具有更大制动力的稳固连接，这种连接很难以分开。所述铸件100、300可具有金属、轻金属、金属材料组合、金属合金或者塑料。所述铸件100尤其是可由一种从金属材料、金属材料组合和金属合金中所选出的材料构成。替选方案是，所述铸件100可由一种塑料构成。所述铸件100例如由铝或者铝合金制造。替选方案是，所述铸件100是由热塑塑料、热固塑料、弹性体或者上述的材料组合制造。原则上，在根据本发明的理念中，规定所有适合用于制造这样一种铸件的铸造方法的材料和材料组合均可作为所述铸件100。在塑料的情况下，所述铸件100可例如借助热塑塑料-注塑、热固塑料-注塑或者弹性体-注塑来制造。反之，在由不同塑料构成的材料组合的情况下，可采用多组分-注塑法。同样也可利用内压-注塑法，在其中来制造具有空腔的、用于不同目的的铸件。在金属材料的情况下，不同的用于制造所述铸件100的方法都可能非常有利，例如金属注塑成型、金属粉末注塑成型、压铸等等。

在本发明的一种实施方式中，提供了一种用于制造所述铸件的铸造方法。为此所使用的铸模可具有两个模具半部，即喷嘴侧和顶出侧，其内轮廓共同界定出所述铸模的型腔，该型腔具有所述铸件100的形状。此外，所述铸模可具有用于成型所述固定凹口103的型芯。所述型芯自所述喷嘴侧或所述顶出侧起平行于所述铸件100的主脱模轴104这样伸进所述模具的被布置在所述喷嘴侧与所述顶出侧之间的型腔内，以使得在所述铸件100内构成所述固定凹口103。所述固定凹口103自所述端面101起平行于主脱模轴104向后面延伸进入所述铸件100内。此外，所述固定凹口103朝向所述侧面102这样开口，使得所述固定元件201自所述端面102起可被导入所述固定凹口103内。为了进行注射，所述铸模的喷嘴侧和顶出侧被拼合到一起并且被密封。接着，铸型材料、例如熔化了的金属在施加温度和压力的条件下被注射。一旦所述金属冷却并且硬化，所述铸模即被打开，所完成的铸件100由此被脱模。由于所述固定凹口103的特定的几何构型，其就可被构造为具有平行于所述主脱模轴104定向的型芯。可避免使用通常为了构成横向于所述主脱模轴的固定位置所使用的辅助装置、例如侧面滑块或者诸如此类等。所使用的型芯优选甚至可被设计为是顶出机构，例如被设计为机械式、液压式、气动式、电机式顶针或顶杆。因此，与传统的解决方案相比，所述铸模可明显更加简单，并且成本更加有利。此外，故障发生率和工艺稳定性可明显得到改进，制造铸件的成本也可降低。

替选方案是，一种根据本发明的铸件300的固定凹口303可朝向所述铸件300的侧面302借助可隔断的隔板305被闭合(详见图3)。所述铸件300的结构与图1中的铸件100的结构相似。因此，所述铸件300具有端面301，其表面法线的方向是沿着所述铸件300的主脱模轴304。此外，所述铸件300具有侧面302，其方向平行于所述主脱模轴304并且自所述端面301起向后面延伸。

通过所述侧面302和所述端面301界定的圆柱体位于一种圆柱形底座上，该底座在两个相对的侧面上具有相同构造的固定臂307。所述固定臂307分别具有多个固定钻孔308，所述固定钻孔平行于所述主脱模轴304延伸。此外，所述铸件300具有固定凹口303，该固定凹口自所述端面301起平行于所述主脱模轴304向后面延伸进所述铸件300内，也就是说，延伸进通过所述端面301和所述侧面302界定的圆柱体内部。所述固定凹口303被规定用于所述固定元件201的侧面支撑，因此具有固定外观306，用于稳固所述固定元件201。但与图1中的铸件100的固定凹口103所不同的是，图3中的固定凹口303并没有朝向所述侧面302开口，而是用隔板305闭合。

所述隔板305具有约为2mm、0.2mm至2mm或者小于0.2mm、例如0.1mm的强度。所述隔板305例如被设计得这样薄，以使得其在安装固定元件时能够很容易通过手用固定元件穿透。因此，所述固定凹口303一开始朝向侧面302被闭合，只有在固定元件201被固定在所述固定凹口303内时才开口。所述隔板305的不同厚度或者说强度可分别根据所述铸件300的几何构型和材料而非常有利。所述隔板305的强度例如可与所述铸件300的大小成正比。

专业人员很清楚，他能够以适当的方式来设计所述固定凹口303，以便达到所期望的所述固定元件201的制动力。此外，专业人员可考虑，为了所述铸件300自所述铸模中顺畅简单的脱模，所述铸件300的壁面的适当的脱模斜度或者说拔模斜度可能非常有利。这样一种脱模斜度被规定为是一种轻微的斜度，以便使铸件由铸模中的脱模变得更加容易。脱模斜度例如用于使在脱模时出现的摩擦力保持得极小并且由此避免所述铸件300受损。正好平行于所述主脱模轴304延伸的表面可能在脱模时构成障碍。反之，分别根据材料和应用，相对于主脱模轴而言的斜度或者说角度直至度数更高，可能非常有利。例如所述固定凹口303可朝向所述铸件300的内部略微呈锥形地向后面越变越细。此外，专业人员也可通过脱模斜度的精确走向，确定固定位置。例如一种固定元件可被设计为是螺钉。在这种情况下，所述固定凹口303的倾斜的内壁就针对给定的螺钉直径定义了适宜的拧入位置。