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Title:
METHOD FOR PRODUCING A CAST WHEEL-RIM AND A CASTING MOULD FOR THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/066283
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a casting mould for producing a cast wheel-rim (1) from a light alloy by a casting process in a casting mould (8). At least one pre-formed foamed metal core piece (2) is introduced into the mould (8), fixed in position therein by means of positioning elements (7), e.g. pins and the light alloy (5) is subsequently cast around said piece. The method is characterized in that whilst the light alloy (5) is being cast around the core piece (2), gas which escapes from the core piece (2) as a result of the expansion associated with the heating of said piece is evacuated from the mould (8) through at least one ventilation passage (11) in said mould and in a positioning element (7).

Inventors:
LANGGARTNER JOHANN (AT)
Application Number:
PCT/AT2001/000050
Publication Date:
September 13, 2001
Filing Date:
February 26, 2001
Export Citation:
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Assignee:
AUSTRIA ALU GUSS GES M B H (AT)
LANGGARTNER JOHANN (AT)
International Classes:
B22C21/14; B22D15/00; B22D17/14; B22D17/24; B22D19/00; (IPC1-7): B22D19/00; B22C21/14; B22D15/00; B22D17/14; B22D17/24
Domestic Patent References:
WO1999039923A11999-08-12
Foreign References:
EP0356736A21990-03-07
DE29723749U11999-01-14
DE19501508C11996-04-25
US4760874A1988-08-02
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 057 (M - 564) 21 February 1987 (1987-02-21)
Attorney, Agent or Firm:
Sonn, Helmut (Wien, AT)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zum Herstellen einer RadGussfelge (1) aus Leicht metall durch Gießen in einem Gießwerkzeug (8), wobei zumindest ein vorgeformter MetallschaumKernteil (2) in das Gießwerkzeug (8) eingelegt, darin mit Hilfe von Positionierelementen (7), in der Position fixiert und schließlich mit dem Leichtmetall (5) umgossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Umgießen des Kernteils (2) mit dem Leichtmetall (5) Gas, das aus dem Kernteil (2) bei dessen Erwärmung zu Folge der damit einherge henden Expansion austritt, durch wenigstens eine Entlüftungsöff nung (11) im Gießwerkzeug (8), nach außen abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Positionierelemente (7) Stifte vorgesehen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas über zumindest ein im Gießwerkzeug eingesetztes Entlüf tungselement abgeleitet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass das Gas durch eine in zumindest einem eingesetzten KernteilPositionierelement (7) vorgesehene Entlüftungsöffnung (10) abgeleitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das Positionierelement (7) am Kernteil (2) dicht befestigt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement (7) beim Schäumen des Kernteils (2) teilweise miteingeschäumt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass das Positionierelement (7) in den vorgefertigten Kernteil (2) mit Hilfe eines Gewindeabschnitts (17) eingeschraubt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass zur dichten Anbringung des Positionierelements (7) am Kernteil (2) ein gesondertes Dichtmittel (19) an der Positio nierelementBefestigungsstelle (18) angebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Dichtmittel (19) ein Feuerfestkitt verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kernteil (2) vor dem Umgießen mit dem Leicht metall (5) zur Vermeidung von Infiltration von Leichtmetall (5) beim Umgießen mit einem Dichtmittel beschichtet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil (2) vor dem Umgießen mit Graphit beschichtet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kernteil (2) vor dem Umgießen mit dem Leicht metall (5) erwärmt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil (2) auf eine Temperatur zwischen 350° und 450° erwärmt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, dass nach dem Umgießen mit dem Leichtmetall (5) und dessen Erstarrung die Entlüftungsöffnung (10) im mit eingegosse nen Entlüftungselement (7) verschlossen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnung (10) im mit eingegossenen Entlüftungsele ment (7) mit Kunstharz oder durch dichtes Einsetzen eines Stiftes verschlossen wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, dass während des Umgießen des Kernteils (2) mit dem Leichtmetall (5) zumindest anfänglich die Ableitung des Gases durch Anlegen eines Unterdrucks an die Entlüftungsöffnung (11) unterstützt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ge gen Ende des Gießens wieder ein Druck im Kernteil (2) über die Entlüftungsöffnung (11) aufgebaut wird, um einer Infiltration des Leichtmetalls (5) in den Kernteil (2) entgegenzuwirken.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, dass das Positionierelement (7) zur klemmenden Fixie rung des Kernteils (2) an einem Formteil (9) des Gießwerkzeugs (8) herangezogen wird, wobei das Positionierelement (7) in der Entlüftungsöffnung (11) im Gießwerkzeug (8) befestigt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernteil (2) mit Hilfe mehrerer Positionierelemente (7) am obe ren, beweglichen Formteil (9) des Gießwerkzeugs (8) bei dessen Niederfahren auf den auf einer zeitweiligen Unterlage (15,21) liegenden Kernteil (2) bis zum Erreichen von den Abwärtshub des GießwerkzeugFormteils (9) begrenzenden Anschlägen (22) fixiert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekenn zeichnet, dass die Ableitung des Gases durch eine Anzahl von Entlüftungsöffnungen (11) im Bereich der Rückseite der Gussfelge (1) durchgeführt wird.
21. Gießwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20, mit relativ zueinander beweglichen Formtei len, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Formteil (9) zumindest eine Entlüftungsöffnung (11) vorgesehen ist.
22. Gießwerkzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnung (11) im oberen, beweglichen Formteil (9) des Gießwerkzeugs (8) vorgesehen ist.
23. Gießwerkzeug nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeich net, dass die Entlüftungsöffnung (11) einen inneren Absatz (13) aufweist.
24. Gießwerkzeug nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeich net, dass eine bewegliche KernteilUnterlage (15,21) mit zumin dest einem den Abwärtshub des beweglichen GießwerkzeugFormteils (9) begrenzenden Anschlag (22) vorgesehen ist.
25. MetallschaumKernteil (2) für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch zumindest ein zur Gas Ableitung vorgesehenes Positionierelement (7) mit einer Entlüf tungsöffnung (10).
Description:
Verfahren zum Herstellen einer Rad-Gussfelge und Gießwerkzeug hierfür Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Rad-Gussfelge aus Leichtmetall durch Gießen in einem Gießwerk- zeug, wobei zumindest ein vorgeformter Metallschaum-Kernteil in das Gießwerkzeug eingelegt, darin mit Hilfe von Positionierele- menten, z. B. Stiften, in der Position fixiert und schließlich mit dem Leichtmetall umgossen wird.

Weiters betrifft die Erfindung ein Gießwerkzeug zur Durch- führung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit relativ zueinander beweglichen Formteilen, sowie einen Metallschaum-Kernteil für das erfindungsgemäße Verfahren.

Aus der WO 99/39923 ist eine Leichtmetall-Gussfelge bekannt, in der zur Reduzierung des Felgengewichts ein Metallschaum-Kern- teil vorgesehen ist. Bei der Herstellung solcher Leichmetallfel- gen mit Metallschaum-Kernteil hat sich jedoch gezeigt, dass es zu einer Lunkerbildung im Leichtmetall kommt, die die erzeugten Leichtmetallfelgen unbrauchbar macht. Untersuchungen haben hier schließlich ergeben, dass die Ursache dieser Lunkerbildung im Austritt von Gas aus dem Metallschaum-Kernteil bei dessen Erwär- mung beim Umgießen mit dem Leichtmetall-z. B. Aluminium-lag.

Andererseits ist aus der EP 356 736 A2 ein Verfahren und ein Gießwerkzeug zur Herstellung einer Rad-Gussfelge gezeigt, bei dem eine Entlüftungsbohrung vorgesehen ist, an welcher Einrichtungen zum Luftauslass bzw. zur Luftzufuhr angeschlossen sind. Die Ent- lüftungsbohrung bzw. die daran angeschlossenen Einrichtungen zur Luftentnahme bzw. Luftzufuhr sind vorgesehen, um bei herkömmli- chen Niederdruckgießverfahren die Probleme zu überwinden, die im unteren Bereich der Gießform auftreten, in dem die Schmelze über ein Wehr zugeführt wird. Insbesondere werden auch durch eine Kühlvorrichtung im unteren Teil der Gießform unterschiedliche Temperaturen der heißen Schmelze verursacht, wodurch Defekte im Gusskörper entstehen können. Um derartige Defekte, d. h. Luftein- schlüsse, zu verhindern und eine hohe Festigkeit der Rad-Guss- felge insbesondere im Bereich des Schmelzezuflusses im unteren Bereich des Hauptkörpers zu erzielen, wird über die Entlüftungs- bohrung, nachdem die Schmelze in diesem Bereich eingelangt ist und bis dahin Luft entweichen konnte, Druckluft eingebracht und somit die Festigkeit des Gusskörpers erhöht. Dabei ist jedoch eine herkömmliche Rad-Gussfelge betroffen, d. h. ohne verlorenen Kern, wobei das Problem der expandierenden Luft im vorgeformten Metallschaum-Kernteil beim Umgießen nicht auftritt.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Gießwerkzeug zur Herstellung von Leichtmetallfelgen mit einem Metallschaum-Kernteil vorzusehen, wobei die Fertigung von Leichtmetall-Gussfelgen ohne Gaseinschlüsse ermöglicht und eine homogene Struktur des den Metallschaum-Kernteil umgebenden Leichtmetalls erreicht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass während des Umgießen des Kern- teils mit dem Leichtmetall Gas, das aus dem Kernteil bei dessen Erwärmung zu Folge der damit einhergehenden Expansion austritt, durch wenigstens eine Entlüftungsöffnung im Gießwerkzeug, gege- benenfalls auch in einem darin eingesetzten Entlüftungselement, nach außen abgeleitet wird.

Da sich das im Metallschaum-Kernteil eingeschlossene Gas aufgrund der Temperaturerhöhung während des Gießens, welches bei einer Temperatur von ca. 700°C durchgeführt wird, erwärmt und expandiert, wird das expandierende, aus dem Kernteil austretende Gas aus dem Gie$werkzeug abgeleitet, d. h."entlüftet"; dadurch wird der Eintritt von Gas in die Leichtmetallschmelze vermieden, so dass es in der Folge auch zu keinen Lunkern im gegossenen Leichtmetall kommt. Tests haben dabei ergeben, dass eine bloße Vorwärmung des Kernteils vor dem Gießvorgang um eine Gasexpansion beim Gießen zu vermeiden, nicht in ausreichendem Maße möglich ist, da der Metallschaum-Kernteil bereits unter seinem Schmelz- punkt ziemlich weich wird und somit Formstabilität verliert, so dass er nicht mehr handhabbar ist. Somit ist eine Vorwärmung nur beschränkt möglich und eine weitere Erwärmung beim Gießen, mit der damit verbundenen Expansion der im Metallschaum-Kernteil eingeschlossenen Gase, praktisch unabdingbar. Nichtsdestoweniger schafft die Erfindung auf sehr einfache und effiziente Weise eine Lösung, um das Ausströmen des expandierenden Gases in das den Metallschaum-Kernteil umgebenden Leichtmetall zu vermeiden, indem das Gas über eine oder bevorzugt mehrere Entlüftungsöffnungen im Gießwerkzeug abgeleitet wird, d. h. das Gas kann über diese Ent- lüftungsöffnungen zur Umgebung strömen.

Zusätzlich können gegebenenfalls auch ein oder mehrere Ent- lüftungselemente am Kernteil vorgesehen werden, um das Ausströmen des Gases durch diese Entlüftungselemente am Kernteil sowie durch die damit in Verbindung stehenden Entlüftungsöffnungen im Gieß- werkzeug zu vereinfachen.

Wenn das Gas durch eine in zumindest einem eingesetzten Kernteil-Positionierelement, insbesondere in einem Stift, vorge- sehene Entlüftungsöffnung abgeleitet wird, kann vorteilhafter- weise die Anbringung von zusätzlichen Entlüftungselementen entfallen, da die Positionierelemente selbst zusätzlich zur Gas- Ableitung herangezogen werden.

Um ein Eindringen von Leichtmetall in den Kernteil im Be- reich der Positionierelemente zu vermeiden, wodurch das Leicht- metall möglicherweise die Entlüftungsöffnungen verstopfen würde, ist es vorteilhaft, wenn das Positionierelement am Kernteil dicht befestigt wird.

Wenn das Positionierelement beim Schäumen des Kernteils teilweise miteingeschäumt wird, wird vorteilhafterweise eine sehr dichte Verbindung zwischen dem Kernteil und dem Positionierele- ment erreicht. Außerdem kann hierdurch ein zusätzlicher Arbeits- schritt zur Verbindung des Positionierelements mit dem Kernteil entfallen.

Da es beim Einschäumen der Positionierelemente in den Kern- teil manchmal zu Schwierigkeiten bei der Herstellung des Kern- teils kommen kann, da der Kernteil großen Wärmedehnungen während der Herstellung unterliegt und die daran angebrachten Positio- nierelemente nach Abkühlen des Metallschaum-Kernteils schwer aus der Gießform zu entfernen sind, ist es andererseits vorteilhaft, wenn das Positionierelement in den vorgefertigten Kernteil mit Hilfe eines Gewindeabschnitts eingeschraubt wird.

Um das Leichtmetall besonders sicher am Eindringen in den Metallschaum-Kernteil zu hindern, ist es vorteilhaft, wenn zur dichten Anbringung des Positionierelements am Kernteil ein ge- sondertes Dichtmittel, wie z. B. ein Feuerfestkitt, an der Posi- tionierelement-Befestigungsstelle angebracht wird.

Vorzugsweise wird der Kernteil vor dem Umgießen mit dem Leichtmetall zur Vermeidung von Infiltration von Leichtmetall beim Umgießen mit einem Dichtmittel, z. B. Graphit, beschichtet.

Durch diese Beschichtung wird die äußere Porosität des Metall- schaum-Kernteils verringert. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das unerwünschte Eindringen des den Kernteil umgebenden flüssigen Leichtmetalls in den Metallschaum-Kernteil vermieden wird.

Um die Expansion des Metallschaum-Kernteils und des in ihm eingeschlossenen Gases möglichst gering zu halten, ist es von Vorteil, wenn der Kernteil vor dem Umgießen mit dem Leichtmetall erwärmt wird. Bei einer schnellen Erwärmung des Kernteils von Raumtemperatur auf ca. 700°C, welche beim Gießen auftritt, würde es zu einer sehr starken, schnellen Ausdehnung des Kernteils kommen, wodurch eine Leichtmetallfelge minderer Qualität entste- hen würde. Wenn dabei der Kernteil auf eine Temperatur zwischen 350° und 450° erwärmt wird, ist er noch ausreichend formstabil, so dass er auch maschinell erfasst und in die Gießform eingelegt werden kann.

Wenn nach dem Umgießen mit dem Leichtmetall und dessen Er- starrung die Entlüftungsöffnung im mit eingegossenen Entlüf- tungselement verschlossen wird, beispielsweise mit Kunstharz oder durch dichtes Einsetzen eines Stiftes, kann das Eindringen von Flüssigkeit, z. B. von Spritzwasser, bei Gebrauch der Leichte- tall-Gussfelge unterbunden werden.

Wenn während des Umgießen des Kernteils mit dem Leichtme- tall zumindest anfänglich die Ableitung des Gases durch Anlegen eines Unterdrucks an die Entlüftungsöffnung unterstützt wird, kann das expandierende Gas besonders verlässlich aus dem Inneren des Gießwerkzeugs abgeleitet werden.

Nachdem das im Metallschaum-Kernteil eingeschlossene Gas über die Entlüftungsöffnungen ausgetreten ist, kann es von Vor- teil sein, wenn gegen Ende des Gießens wieder ein Druck-z. B.

Umgebungsdruck-im Kernteil über die Entlüftungsöffnung aufge- baut wird, um einer Infiltration des Leichtmetalls in den Kern- teil entgegenzuwirken.

Damit der Metallschaum-Kernteil auf einfache Weise genau zwischen den übereinander angeordneten Formteilen des Gie$werk- zeugs positioniert wird, ist es von Vorteil, wenn das Positio- nierelement, insbesondere der Stift, zur klemmenden Fixierung des Kernteils an einem Formteil des Gießwerkzeugs herangezogen wird, wobei das Positionierelement in der Entlüftungsöffnung im Gieß- werkzeug befestigt wird. Somit wird der Kernteil über die Fixie- rung der Positionierelemente im Bereich der Entlüftungsöffnungen in Position gebracht und gehalten. Für diese Fixierung weist das Positionierelement vorzugsweise eine konische Mantelfläche auf, durch welche ein Selbstklemmungseffekt in der Entlüftungsöffnung erreicht werden kann.

Für eine genaue Abstandseinstellung zwischen dem oberen und dem unteren Formteil des Gießwerkzeugs und im Speziellen für eine genaue Verbindung zwischen den Entlüftungsöffnungen und den Po- sitionierelementen ist es von Vorteil, wenn der Kernteil mit Hilfe mehrerer Positionierelemente am oberen, beweglichen Form- teil des Gießwerkzeugs bei dessen Niederfahren auf den auf einer zeitweiligen Unterlage liegenden Kernteil bis zum Erreichen von den Abwärtshub des Gießwerkzeug-Formteils begrenzenden Anschlägen fixiert wird. Die Hub-begrenzenden Anschläge für den oberen Formteil sollten hierbei in ihrer Höhe eher in Richtung eines leichten Eindrückens der Positionierelemente in den Metallschaum- Kernteil ausgelegt sein, da dies keine Nachteile mit sich bringt und andererseits eine zuverlässige Verbindung zwischen den Posi- tionierelementen und den Entlüftungsöffnungen bewirkt. Tests ha- ben dabei ergeben, dass bei üblichen Fertigungstoleranzen für die Positionierelemente und Entlüftungsöffnungen ein Eindrücken der Positionierelemente in den Kernteil von höchstens 0,5-1 mm zu gewärtigen ist.

Damit bei der fertigen Gussfelge optisch kein nachteiliger Eindruck aufgrund von sichtbaren Entlüftungsöffnungen entsteht, ist es günstig, wenn die Ableitung des Gases durch eine Anzahl von Entlüftungsöffnungen im Bereich der Rückseite der Gussfelge durchgeführt wird.

Das erfindungsgemäße Gießwerkzeug der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Formteil zumindest eine Entlüftungsöffnung vorgesehen ist. Diese Entlüf- tungsöffnung ermöglicht es vorteilhafterweise den im Metall- schaum-Kernteil eingeschlossenen Gasen bei Erwärmung des Kernteils während des Gießens aus der Gießform zu entweichen und somit den Einschluss dieser Gase in der zu fertigenden Rad-Guss- felge zu vermeiden.

Wenn die Entlüftungsöffnung im oberen, beweglichen Formteil des Gießwerkzeugs vorgesehen ist, kann das nach oben strömende Gas besonders einfach abgeleitet werden ; überdies kann die Ent- lüftungsöffnung vorteilhafterweise beim Herunterfahren des oberen Formteils des Gießwerkzeugs mit einem gegebenenfalls im Metall- schaumkern vorgesehenen Positionierelement automatisch in Ver- bindung gebracht werden.

Für eine selbstklemmende Verbindung zwischen dem Positio- nierelement und der Entlüftungsöffnung, wodurch der Metallschaum- Kernteil automatisch präzise in der einzugießenden Lage gehalten wird, ist es günstig, wenn die Entlüftungsöffnung einen inneren Absatz aufweist.

Wenn zumindest ein den Abwartshub des beweglichen Gießwerk- zeug-Teils begrenzender Anschlag vorgesehen ist, erfolgt eine zuverlässige Fügung zwischen dem Positionierelement und der Ent- lüftungsöffnung in der gewünschten exakten Position.

Erfindungsgemäß wird auch ein Metallschaum-Kernteil vorge- sehen, der gekennzeichnet ist durch zumindest ein zur Gas-Ablei- tung vorgesehenes Positionierelement mit einer Entlüftungsöffnung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie je- doch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Im Ein- zelnen zeigen in der Zeichnung : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer teilweise aufge- brochenen Leichtmetall-Gussfelge mit einem Metallschaum-Kernteil ; Fig. 2 einen Schnitt durch diese Leichtmetall-Gussfelge ge- mäß der Linie II-II in Fig. 1 ; Fig. 3 einen Schnitt der Leichtmetall-Gussfelge gemäß der Linie III-III in Fig. 1 ; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht auf die Rückseite eines Metallschaum-Kernteils samt Positionierelementen in Form von Stiften ; Fig. 5 einen Querschnitt eines Teils eines Gießwerkzeugs mit einem darin eingebrachten Metallschaum-Kernteil samt einge- schäumen Positionierelement vor dem Gießen ; Fig. 6 in einem entsprechenden Querschnitt einen in das Gießwerkzeug eingebrachten Metallschaum-Kernteil mit einem ein- geschraubten Positionierelement vor dem Gießen ; Fig. 7 eine schematische Ansicht eines Gießwerkzeugs für die Herstellung einer Leichmetallfelge unter Einlegen eines Metall- schaum-Kernteils, der auf einer vorübergehend eingeschwenkten Unterlage liegt ; und Fig. 8 eine Draufsicht auf den unteren Teil der vorüberge- hend in das Gießwerkzeug eingeschwenkten Unterlage ohne Kernteil.

In Fig. 1 ist eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht einer Leichtmetall-Gussfelge 1 in einer Verbundstruktur mit einem Metallschaum-Kernteil 2 gezeigt, der in ein Leichtme- tall, z. B. Aluminium, eingegossen ist. Der Metallschaum-Kernteil 2 weist im gezeigten Beispiel von einem kreisringförmigen Fel- genhorn-Außenteil 3 radial nach innen stehende Speichen bzw.

Rippen 4 auf.

In Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine Speiche bzw. Rippe 6 der Leichtmetall-Gussfelge 1 gezeigt. Hingegen ist in Fig. 3 ein Schnitt an einer Stelle der Leichtmetall-Gussfelge 1 zwischen benachbarten Speichen bzw. Rippen 6 gezeigt. Somit ist in diesem Bereich nur der kreisringförmige Außenteil 3 des Metallschaum- Kernteils 2 ersichtlich.

In Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht auf die Rückseite des Metallschaum-Kernteils 2 gezeigt. Hierbei sind an der Rück- seite der Rippe 4 Positionierelemente 7 ersichtlich, welche eine konische Mantelfläche aufweisen. Die Positionierelemente 7 dienen zur genauen Ausrichtung des Kernteils 2 im Gießwerkzeug 8 (s.

Fig. 5 und 6).

Mit Hilfe des sehr leichten Metallschaum-Kernteils 2 kann das Gesamtgewicht der Gussfelge 1 wesentlich verringert werden.

Jedoch würden bei der Herstellung derartiger Leichtmetallfelgen mit Metallschaum-Kernteilen 2 Probleme hinsichtlich einer homo- genen Struktur der den Kernteil 2 umhüllenden Leichtmetallschale 5 auftreten : Da die im Metallschaum-Kernteil 2 eingeschlossenen Gase beim Erhitzen des Kernteils 2 expandieren, entweichen diese Gase zumindest teilweise aus dem Kernteil 2, und sie würden ohne weitere Maßnahmen eine starke Lunkerbildung in der Leichtmetall- schale 5 verursachen, wodurch eine ausreichende Festigkeit der Leichtmetallfelge 1 nicht mehr gegeben ist.

Da die Positionierelemente 7 ohnedies mit dem oberen beweg- lichen Formteil 9 des Gießwerkzeugs 8 (nachstehend Kokillenober- teil 9 genannt) zur Zentrierung des Kernteils 2 in der Kokille 8 in Verbindung treten, können sie mit Vorteil zugleich zum Ablei- ten der aus dem Kernteil 2 bei dessen Erwärmung beim Umgießen austretenden Gase eingesetzt werden. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist hierfür im Inneren des Positionierelements 7 eine Entlüf- tungsbohrung 10 vorgesehen, über welche die aus dem Kernteil 2 austretenden Gase in eine dazu fluchtende Entlüftungsöffnung 11 im Kokillenoberteil 9 eintreten und somit in die Atmosphäre ab- geleitet werden können. Um eine einfache, selbstklemmende Ver- bindung zwischen dem Kokillenoberteil 9 und dem Metallschaum- Kernteil 2 zu erreichen, um den Kernteil 2 in seiner zum Eingie- gen gewünschten Position zu halten, weist das Positionierelement 7 eine konische Mantelfläche 12 auf, welche durch Anlage an einem eine Querschnittsverengung bildenden Absatz 13 in der Entlüf- tungsöffnung 11 eine selbstklemmende Wirkung hervorruft.

Das Positionierelement 7 ist bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform im Kernteil 2 mit Hilfe eines Abschlussflansches 14 teilweise eingeschäumt und muss daher nicht nachträglich mit dem Kernteil 2 in Verbindung gebracht werden.

Zur Formgebung der Leichtmetallfelge 1 setzt sich das Gieß- werkzeug aus dem Kokillenoberteil 9, einem Kokillenunterteil 15 und seitlichen Kernschiebern 16 (nur einer ist in Fig. 5 gezeigt) zusammen ; beispielsweise können als Kernschieber 16 vier vier- telkreisförmige Einzelteile vorliegen, welche beim Schließen der Kokille 8 von außen radial nach innen zur Anlage an dem Kokil- lenunterteil 15 verschoben werden.

Da sich zu Beginn des Eingießen des flüssigen Leichtme- talls, beispielsweise einer Aluminium-Silizium-Legierung, der Metallschaum-Kernteil 2 sehr stark erwärmt (wobei dieser bis auf ca. 350 bis 450°C vorgewärmt wird, um eine gewisse Formstabilität zu erhalten, welche zum Einlegen des Kernteils 2 in die Kokil- lenform 8 notwendig ist), da das flüssige Leichtmetall eine Tem- peratur von ca. 700°C aufweist, erfolgt eine starke Expansion der im Kernteil 2 eingeschlossenen Gase. Diese Gase werden durch die Entlüftungsöffnungen 11 und die Positionierelemente bzw. Zen- trierstifte 7 abgeleitet. An die Entlüftungsöffnungen 11 kann dabei ein Rohr-bzw. Schlauchsystem angeschlossen sein, um das Ableiten der Gase mit Hilfe einer Pumpe (nicht gezeigt) zu un- terstützen : Um auch ein anfängliches Eindringen dieser Gase in der Leichtmetallschale 5 (s. Fig. 2) sicher zu unterbinden, kann an der Entlüftungsöffnung 11 ein Unterdruck angelegt werden, um das Austreten des expandierenden Gases aus dem Kernteil 2 über die Entlüftungsöffnung 11 zu erleichtern.

Gegen Ende des Gießvorgangs, wenn sich die Temperaturen des Metallschaum-Kernteils 2 und des flüssigen Leichtmetalls ange- passt haben, ist die Gefahr, dass Gase aus dem Kernteil 2 in das Leichtmetall 5 austreten und Lunker verursachen, nicht mehr so groß, jedoch besteht die Gefahr, dass aufgrund der porösen Struktur des Kernteils 2 Leichtmetall 5 in den Kernteil 2 ein- tritt. Um dem entgegenzuwirken, kann über die Entlüftungsöffnun- gen 11 ein Gegendruck (zumindest wie der Umgebungsdruck) angelegt werden und somit das Infiltrieren von Leichtmetall in den Kern- teil 2 erschwert werden.

Weiters ist es möglich, auf dem Kernteil 2 eine Dichtungs- Beschichtung vorzusehen, beispielsweise aus Graphit, Al203 oder Wasserglas, um die Porosität der Außenfläche des Kernteils 2 zu verringern und auch einer Infiltration von Leichtmetall in den Kernteil 2 entgegenzuwirken.

Bei der Herstellung von Kernteilen 2 mit eingeschäumten Po- sitionierelementen 7, wie in Fig. 5 gezeigt, können Probleme hinsichtlich der großen Wärmedehnungen des Kernteils 2 bei dessen Fertigung auftreten, die Positionierelemente 7 können nach Ab- kühlen nur schwer aus der Gießform zu lösen sein. Insofern kann eine gesonderte, nachträgliche Anbringung der Positionierelemente 7 nach dem Schäumen des Kernteils 2 doch vorteilhaft sein.

In Fig. 6 ist nun eine Ausführungsform gezeigt, in der das Positionierelement 7 mittels eines Gewindeabschnitts 17 in den ansonsten fertigen Kernteil 2 eingeschraubt wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Fertigung des Metallschaum-Kernteils 2 für sich einfacher wird, jedoch muss der Kernteil 2 zum Anbringen der Positionierelemente 7"nachbehandelt"werden.

Um eine gute Dichtfläche zwischen den Positionierelementen 7 und dem Kernteil 2 zu erreichen, weist dieser an jeder Positio- nierelement-Stelle ein Plateau 18 auf, welches nach dem Gießen des Kernteils 2 nachbehandelt wird, um eine plane Oberfläche im Bereich des Plateaus 18 zu erhalten.

Um zu verhindern, dass expandierendes Gas im Bereich des Gewindeabschnitts 17 in das Leichtmetall 5 austritt bzw. dass Leichtmetall 5 im Bereich des Gewindes 17 in den Metallschaum- Kernteil 2 eintritt, ist ein Dichtmittel 19 zwischen dem Plateau 18 des Kernteils 2 und dem Positionierelement 7 vorgesehen. Die- ses-an sich bekannte-Dichtmittel 19 beruht auf einer kerami- schen Basis und hat feuerfeste Eigenschaften, wobei wesentlich ist, dass es beim Aushärten nicht ausgast, da hierdurch wiederum Lunker im Leichtmetall 5 entstehen würden.

In Fig. 7 ist eine schematische Ansicht des GieSwerkzeugs 20 gezeigt. Oberhalb des Kokillenunterteils 15 ist auf einer ver- schwenkbaren unteren Platte 21 der Vorrichtung 20 eine teller- förmige Kernteil-Unterlage 22 federnd gelagert, um etwaige Ungleichheiten beim Niederfahren des Kokillenoberteils 9 auf diese Unterlage 22 zu, um den darauf liegenden Kernteil 2 (in Fig. 7 nicht gezeigt) aufzunehmen, auszugleichen. An der Teller- Unterlage 22 sind säulenförmige Anschläge 22'vorgesehen, welche dazu dienen, beim Aufnehmen des Kernteils den erwünschten Abstand zum Kokillenoberteil 9, der mittels einer Trägerplatte 23 nach unten geschoben wird, einzustellen. Bei der Auslegung der Höhe der Anschläge 22'wird ein Maß eingestellt bei dem eher ein Ein- drücken bzw. leichtes Nachgeben der Positionierelemente bzw.

Stifte 7 in Richtung des Kernteils 2 erreicht wird, um eine zu- verlässige Fixierung der Positionierelemente 7 in den Entlüf- tungsöffnungen 11 des Kokillenoberteils 9 zu erreichen (vgl.

Fig. 5 und 6).

In einem am Kokillenoberteil 9 angeflanschten Endbereich 24 sind in herkömmlicher Weise Auswurfstifte 25 vorgesehen, welche zum Trennen der Leichtmetall-Gussfelge vom Kokillenoberteil 9 dienen.

In Fig. 8 ist eine Draufsicht auf die Teller-Unterlage 22 mit den Anschlägen 22'gezeigt. Hierbei ist ersichtlich, dass der Teller 22 Vertiefungen 26 aufweist, welche zur Positionierung der Rippen 4 des Metallschaum-Kernteils 2 (vgl. Fig. 1) dienen.

Die Verwendung von Entlüftungselementen-die vorzugsweise direkt durch die Positionierelemente 7 realisiert sind-kann dann unterbleiben, wenn der Metallschaum-Kernteil 2 zumindest teilweise direkt an das Gießwerkzeug 8 grenzt, d. h. bei der fer- tigen Felge 1 außen zugänglich ist ; es genügt dann die Entlüf- tungsöffnung 11 im Gießwerkzeug 8 an dieser Stelle, so dass das expandierende Gas aus dem Kernteil 2 direkt entweichen kann.

Weiters ist es selbstverständlich denkbar, dass abhängig von der Form der Felge 1 anstatt eines einstückigen Metallschaum- Kernteils 2 auch mehrere gesonderte Metallschaum-Kernteile ver- wendet werden, die mit jeweils zumindest einer Entlüftungsöffnung in Verbindung stehen.