Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gussrads, wobei ein im Gussrad verbleibender Kern, der einen umlaufenden Kranz aufweist, in ein Gießwerkzeug mit zumindest einem unteren Formteil und einem oberen Formteil eingesetzt wird, die zum Schließen des Gießwerkzeugs relativ zueinander bewegt werden, wobei der Kern mittels zumindest eines Positionierelements in einer vorbestimmten Stellung im Gießwerkzeug positioniert wird, wobei ein Endbereich des Positionierelements kraft- bzw. reibschlüssig im umlaufenden Kranz des Kerns fixiert wird.

Die Erfindung betrifft weiters ein Gießwerkzeug zur Herstellung eines Gusswerkstücks, insbesondere eines Gussrads, mit zumindest einem unteren Formteil und einem oberen Formteil, die zum

Schließen des Gießwerkzeugs relativ zueinander bewegbar sind.

Aus der AT 409 728 B ist ein Verfahren zum Herstellen einer Rad- Gussfelge bekannt, bei dem ein vorgeformter Metallschaum-Kern- teil in ein Gießwerkzeug eingelegt wird, das ein Kokillenober ^¬ teil, ein Kokillenunterteil und seitliche Kernschieber aufweist. Der Kernteil wird mit Hilfe von Positionierelementen in der Position fixiert und anschließend mit einem Leichtmetall umgössen. Zum Ableiten von Gasen, die beim Umgießen des Kernteils austre ^¬ ten, weist das Gießwerkzeug bzw. das Positionierelement eine Entlüftungsöffnung auf. Die im Gussrad verbleibenden Positionierelemente sind am Kern fixiert. Zur Zentrierung des Kernteils im Gießwerkzeug treten die Positionierelemente mit dem beweglichen Kokillenoberteil in eine selbstklemmende Verbindung. Zu diesem Zweck weist das Positionierelement eine konische Mantelfläche auf, welche durch Anlage an einem eine Querschnittsverengung bildenden Absatz in der Entlüftungsöffnung des Kokillenoberteils die selbst klemmende Wirkung hervorruft. Diese Technik hat sich insbesondere dann als zweckmäßig erwiesen, den Kernteil mit Positionierelementen in der vorbestimmten Stellung zu halten, wenn die Positionierelemente an Rippen des Kernteils angebracht wer ^¬ den können, die von einem kreisringförmigen Außenteil radial nach innen abstehen. Bei dieser Ausführung können die in axialer Richtung von den Rippen vorspringenden Positionierelemente in der passenden Entlüftungsöffnung des Kokillenoberteils verklemmt werden. In vielen Fällen ist es jedoch nicht möglich, eine solche Verbindung vorzusehen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Kernteil keine radial nach innen vorstehende Rippen aufweist, an denen die Positionierelemente befestigt werden könnten. Demnach wäre es insbesondere wünschenswert, eine exakte Positionierung des Kerns auch dann zu ermöglichen, wenn der Kern keine in die Radspeichen ragenden Rippen aufweist.

Aus der DE 42 01 278 AI ist weiters eine Gießform zum Gießen einer hohlen Nockenwelle bekannt. Hierfür wird in der Gießform ein Gießkern angeordnet, welcher ein freies Ende aufweist. Zur Ab- stützung des freien Endes des Gießkerns ist eine Stütze vorgesehen. Die Stütze weist beidseits des Gießkerns Verankerungsabschnitte auf, welche zwischen Unterteil und Oberteil der Gießform verankert sind. Somit erstreckt sich die Stütze zwischen gegenüberliegenden Seiten des Gießwerkzeugs. Diese Ausführung ist jedoch lediglich zum Gießen andersartiger Formteile vorgesehen bzw. geeignet.

WO 2006/042350 AI und EP 1 792 674 AI offenbaren andersartige Positioniervorrichtungen .

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren bzw. ein Gießwerkzeug zur Herstellung eines Gussrads mit einem kranzförmigen Kern der eingangs angeführten Art zu schaffen, welches eine exakte Positionierung des Kerns im Gießwerkzeug bei größtmöglicher Freiheit für die Gestaltung des Kerns gewährleistet.

Dies wird bei dem Verfahren der eingangs angeführten Art dadurch erzielt, dass ein freier Endbereich des Positionierelements, der von dem umlaufenden Kranz des Kerns absteht, beim Positionieren des Kerns im Gießwerkzeug auf einer vorzugsweise im Betrieb im Wesentlichen horizontal angeordneten Auflagefläche des unteren Formteils des Gießwerkzeugs aufgelegt wird, so dass der Kern un ^¬ ter der Wirkung der Schwerkraft in der vorbestimmten Stellung positioniert wird.

Zur Positionierung des Kerns im Gießwerkzeug wird demnach das Positionierelement auf die entsprechende Auflagefläche des unte- ren Formteils des Gießwerkzeugs aufgelegt. In dieser Stellung wird der Kern unter der Wirkung der Schwerkraft berührungsfrei zu den Formteilen des Gießwerkzeugs positioniert. Die Halterung des Kerns erfolgt somit insbesondere über das Eigengewicht des Kerns, so dass eine stabile Abstützung auf der Auflagefläche erzielt wird. Demnach ist es nicht erforderlich, zur Zentrierung des Kerns eine Klemmverbindung zwischen dem Positionierelement und dem zugehörigen Formteil des Gießwerkzeugs vorzusehen.

Zweckmäßigerweise wird das Positionierelement auf eine bezüglich seiner Betriebsstellung im Wesentlichen horizontal angeordnete Auflagefläche aufgelegt; je nach Ausführung wäre es jedoch auch denkbar, eine gegenüber der Horizontalen geneigte Auflagefläche vorzusehen, wobei jedoch darauf zu achten ist, dass der Kern durch die Schwerkraft in einer stabilen Lage relativ zu den Formteilen des Gießwerkzeugs gehalten wird.

Zur präzisen Positionierung des Kerns ist es günstig, wenn das Positionierelement beim Schließen des Gießwerkzeugs zwischen der Auflagefläche des unteren Formteils und einer korrespondierenden Anlagefläche des oberen Formteils eingeklemmt wird. Bei der Herstellung des Gusswerkstücks wird der Kern zunächst auf die Auflagefläche des unteren Formteils aufgelegt, bevor die Formteile zum Schließen des Gießwerkzeugs aufeinander zubewegt werden, wobei das Positionierelement zwischen den korrespondierenden Kon ^¬ taktflächen des Gießwerkzeugs eingeklemmt wird. Hierdurch wird der Kern gegen ein Verrutschen während des Gießvorgangs gesichert, so dass der Kern mit hoher Genauigkeit in der gewünschten Position im fertigen Gusswerkstück angeordnet wird.

Um den Kern in der vorbestimmten Stellung im Gießwerkzeug zu positionieren, ist es günstig, wenn ein aus dem Kern herausragen ^¬ der stiftförmiger , bügeiförmiger oder plattenförmiger Endbereich des Positionierelements auf die Auflagefläche des unteren Formteils aufgelegt wird. Bevorzugt wird der andere Endbereich des Positionierelements im Kern reibschlüssig und/oder kraftschlüs ^¬ sig fixiert. Die Form des vom Kern abstehenden Endbereichs bestimmt die Kontaktfläche mit der Auflagefläche des unteren

Formteils. Im Fall eines stiftförmigen Endbereichs des Positio ^¬ nierelements ist eine vergleichsweise kleine Kontaktfläche gegeben; demgegenüber kann mittels des plattenförmigen Endbereichs der Kontakt zwischen dem Positionierelement und der Auflagefläche erhöht werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein von einem umlaufenden Kranz des Kerns im Wesentlichen radial nach innen abstehender Endbereich des Positionierelements auf die Auflagefläche des unteren Formteils aufgesetzt wird. Beim Umgießen des Kerns mit einem Leichtmetall wird ein Gusswerkstück gebildet, welches den insbesondere kreisförmig umlaufenden Kranz einschließt. Dieses Verfahren ist insbesondere zur Herstellung eines Gussrades zweckmäßig, bei welchem der Kern im Wesentlichen vollständig in einem umlaufenden Felgenhorn angeordnet wird. Für die Ausbildung des Gussrades ist es dabei insbesondere auch von Vorteil, wenn der Kranz insbesondere radial nach innen vorstehende Taschen aufweist, welche sich gegebenenfalls in die Speichen des Gussrads erstrecken kön ^¬ nen .

Zur exakten Positionierung des Kerns im Gießwerkzeug ist es von Vorteil, wenn eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandet am umlaufenden Kranz des Kerns fixierten Positionierelementen auf entsprechenden Auflageflächen des unteren Formteils aufgelegt werden. Um den Kern gleichmäßig am unteren Formteil abzustützen ist es insbesondere günstig, wenn die

Positionierelemente in im Wesentlichen regelmäßigen Winkelabständen am umlaufenden Kranz angeordnet sind. Selbstverständlich können die Positionierelemente jedoch an beliebigen Stellen, d.h. ohne eine zwingend vorgegebene gleichmäßige Aufteilung, am Kern positioniert werden. Beim Einsetzen des Kerns in das Gieß ^¬ werkzeug werden die Positionierelemente auf die passenden Aufla ^¬ geflächen des unteren Formteils aufgelegt.

Um nachteilige Auswirkungen durch die im Gusswerkstück verblei ^¬ benden Positionierelemente zu vermeiden, ist es von Vorteil, wenn ein aus dem fertiggestellten Gusswerkstück ragendes Ende des Positionierelements entfernt, insbesondere abgeschnitten oder -gedreht wird.

Zur Vermeidung von Korrosion, welche bei früheren Verfahren an den Austrittspunkten der Positionierelemente auftreten konnte, ist es von Vorteil, wenn das Gusswerkstück zumindest im Bereich des abgeschnittenen Endes des Positionierelements lackiert bzw. gepulvert wird. Bei einer bevorzugten Ausführung wird das gesamte Gusswerkstück abschließend lackiert, um die Korrosionsgefahr weitestgehend auszuschalten.

Beim Gießwerkzeug der eingangs angeführten Art wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass der untere Formteil eine kreisförmig umlaufende Erhebung mit einer

Auflagefläche aufweist, auf welcher ein freier Endbereich eines mit einem umlaufenden Kranz eines Kerns verbundenen Positionierelements auflegbar ist, so dass der Kern berührungsfrei zu den Formteilen im Gießwerkzeug positionierbar ist. Demnach sind mit dem erfindungsgemäßen Gießwerkzeug dieselben Vorteile wie mit dem erläuterten Verfahren erzielbar, so dass zwecks Vermeidung von Wiederholungen auf vorstehende Äußerungen verwiesen wird.

Zur Herstellung eines Gusswerkstücks mit einem kreisförmig umlaufenden Abschnitt, insbesondere zur Herstellung eines Gussrads, ist es günstig, wenn die kreisförmig umlaufende Erhebung als Abschnitt von eine Kavität einschließenden Begrenzungsflächen ausgebildet ist. Die Form des fertigen Gusswerkstücks wird durch die von den Begrenzungsflächen eingeschlossene Kavität festgelegt .

Zur stabilen Positionierung des Kerns in der vorbestimmten Stellung ist es von Vorteil, wenn die Auflagefläche im Betrieb im Wesentlichen horizontal angeordnet ist. Die Anordnung der Auflagefläche stellt sicher, dass der Kern unter der Wirkung der Schwerkraft berührungsfrei zumindest zum unteren Formteil gehalten wird. Dies kann je nach Ausführung prinzipiell auch durch eine unter einem flachen Winkel geneigte Auflagefläche erreicht werden .

Um den Kern in der vorbestimmten Stellung gegen ein seitliches Verrutschen zu sichern, ist es günstig, wenn das obere Formteil und/oder das untere Formteil eine Nut aufweisen. Vorzugsweise entspricht die Form der Nut der äußeren Kontur des in die Nut eingelegten Positionierelements, so dass das Positionierelement beim Umgießen des Kerns mit einem Leichtmetall nicht seitlich ausweichen kann

Um den Kern beim Umgießen mit einem Leichtmetall eine unerwünschte Verschiebung in eine beliebige Raumrichtung zu verhindern, ist es von Vorteil, wenn die Nut (en) des oberen und unteren Formteils in einer geschlossenen Stellung des Gießwerkzeugs derart ausgebildet ist bzw. sind, dass das vom Kern abste ^¬ hende Positionierelement in der bzw. in den Nut (en) eingeklemmt ist. Das in der Nut eingeklemmte Positionierelement kann auch unter hohen Belastung nicht aus der vorgegebenen Stellung ausweichen, so dass der Kern mit hoher Präzision in der gewünschten Stellung im Gusswerkstück angeordnet wird.

Zur Ausbildung einer die Form des fertigen Gusswerkstücks abbildenden Kavität im Gießwerkzeug ist es von Vorteil, wenn Dichtflächen zwischen dem oberen und unteren Formteil vorgesehen sind, wobei die Auflagefläche als Abschnitt der Dichtfläche des unteren Formteils ausgebildet ist. Demnach weist die Dichtfläche des unteren Formteils die insbesondere im Betrieb horizontal angeordnete Auflagefläche auf, wodurch die Positionierung des Kerns im Gießwerkzeug erheblich erleichtert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll noch weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen in der Zeichnung :

Fig. 1 einen Querschnitt eines Ausschnitts eines Gießwerkzeugs, das einen von einem Leichtmetall umgossenen Kern aufnimmt;

Fig. 2a eine Frontansicht des Kerns, wobei an einem umlaufenden Kranz bügeiförmige Positionierelemente befestigt sind;

Fig. 2b das in Fig. 2a mit einem Kreis veranschaulichte Detail in demgegenüber vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine Schnittansicht des Kerns gemäß der Linie C-C in Fig. 2b;

Fig. 4a eine Ansicht eines Teils des Kerns, der gemäß einer wei- teren Ausführung mit einem einen plattenförmigen Endbereich aufweisenden Positionierelement verbunden ist;

Fig. 4b das in Fig. 4a mit einem Kreis veranschaulichte Detail in demgegenüber vergrößertem Maßstab;

Fig. 5a eine Ansicht eines Teils des Kerns, der gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einem stiftförmigen Positionierelement verbunden ist; und

Fig. 5b das in Fig. 5a mit einem Kreis veranschaulichte Detail in demgegenüber vergrößertem Maßstab.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Gießwerkzeugs 1 zur Herstellung eines Gusswerkstücks 2 gezeigt. Bei der gezeigten Ausführung wird eine Leichtmetall-Felge bzw. ein Gussrad 2' für ein Kraftfahrzeug hergestellt. Im Gießwerkzeug 1 ist ein Kern 3 aufgenommen, der eine geringere Dichte als eine Leichtmetalllegierung aufweist, mit welcher der Kern 3 zur Ausbildung des

Gussrads 2' umgössen wird. Der Kern 3 wird aus einem Presskörper, beispielsweise aus porösem Silikatmaterial, insbesondere aus Vermiculit, vorgeformt; der Kern 3 kann alternativ aus einem Metallschaum oder jedem anderen beliebigen Material bestehen. Durch die Aufnahme des eine vergleichsweise geringe Dichte aufweisenden Kerns 3 im Gussrad 2' kann eine Gewichtseinsparung erzielt werden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Gießwerkzeug 1 als Kokille mit einem oberen Formteil 4 und einem unteren Formteil 5 ausgebildet. Zudem weist das Gießwerkzeug 1 beispielsweise vier in Umfangsrichtung aneinander anschließende Kernschieber 6 auf. Zum Schließen des Gießwerkzeugs 1 wird der obere Formteil 4 auf den unteren Formteil 5 zubewegt, wobei die seitlichen Kernschieber 6 radial nach innen bis zur Anlage am unteren Formteil 5 verschoben werden. Um den Kern 3 in einer vorbestimmten Stellung im Gießwerkzeug 1 zu positionieren, ist ein Positionierelement 7 vorgesehen, welches mit dem Kern 3 verbunden ist. Das Positionierelement 7 ermöglicht es, den Kern 3 beim Einsetzen in das Gießwerkzeug 1 berührungsfrei zu den Formteilen 4, 5 anzuordnen, bevor der Kern 3 mit der Leichtmetalllegierung umgössen wird. Beim Einleiten der Leichtmetalllegierung wird der Kern 3 allseitig von der Leichtmetalllegierung umgössen. Bei bekannten Verfahren zur Herstellung von Gussrädern 2 wurde zur Zentrierung des Kerns 3 im Gießwerkzeug 1 häufig eine selbstklemmende Verbindung zwischen dem Positionierelement 7 und dem oberen Formteil 4 hergestellt. Der gezeigte Kern 3 weist allerdings eine vergleichsweise kurze Erstreckung in axialer Richtung auf, so dass sich der Kern 3 nicht unterhalb des oberen Formteils 4 erstreckt. Demnach ist es bei dieser Ausführung nicht möglich, eine Positionierung des Kerns 3 über eine selbstklemmende Verbindung mit dem oberen Formteil 4 vorzunehmen.

Um eine exakte Positionierung des hier dargestellten Kerns 3 in der vorbestimmten Stellung zu erreichen, wird das Positionierelement 7 beim Positionieren des Kerns 3 im Gießwerkzeug 1 auf einer Auflagefläche 8 des unteren Formteils 5 aufgelegt. Der Kern 3 wird somit unter der Wirkung der Schwerkraft berührungsfrei zu den Formteilen 4, 5 in der vorbestimmten Stellung gehalten. Die Auflagefläche 8 ist bezogen auf eine Betriebsstellung des Gießwerkzeugs 1 horizontal angeordnet. Das untere Formteil 5 weist eine kreisförmig umlaufende Erhebung 9 auf, deren Sattel ^¬ fläche die Auflagefläche 8 umfasst. Die Erhebung 9 weist Flanken 10, 11 auf, die radial nach außen bzw. radial nach innen an die horizontale Auflagefläche 8 anschließen. Die Auflagefläche 8 und die in radialer Richtung gesehen innere Flanke 10 der Erhebung 9 sind als Abschnitte von Dichtflächen 12 zwischen den korrespondierend geformten Formteilen 4, 5 ausgebildet. Die in radialer Richtung gesehen äußere Flanke 11 ist entsprechend der Gestalt des fertiggestellten Felgenbetts konkav gekrümmt. Die Flanke 11 bildet somit einen Abschnitt von Begrenzungsflächen 13, die eine die Form des Gussrads 2' abbildende Kavität 14 einschließen. Die Auflagefläche 8 des unteren Formteils 5 weist eine Nut 16 auf, in welche das Positionierelement 7 eingesetzt ist. Beim Schließen des Gießwerkzeugs 1 wird das Positionierelement 7 zwischen der Auflagefläche 8 des unteren Formteils 5 und einer zugewandten Anlagefläche des oberen Formteils 4 eingeklemmt, um den Kern 3 allseitig gegen ein Verrutschen zu sichern.

Aus Fig. 1 ist weiters ersichtlich, dass das auf der Auflagefläche 8 aufliegende Ende des Positionierelements 7 aus dem fertig ^¬ gestellten Gussrad 2' ragt. Nach dem Umgießen des Kerns 3 wird das vorragende Ende des Positionierelements 7 abgeschnitten. Zur Vermeidung von Korrosion wird das Gussrad 2 ' anschließend zumindest im Bereich des abgeschnittenen Endes des Positionierelements 7 lackiert; zweckmäßigerweise wird das gesamte Gussrad 2' mit einer Lackierung versehen.

In den Fig. 2a und 2b ist eine Ausführung des Kerns 3 gezeigt, welche einen kreisförmig umlaufenden Kranz 17 vorsieht, der radial nach innen abstehende Taschen 18 aufweist. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung sind insgesamt vier über den Umfang des Kranzes 3 verteilte Positionierelemente 7 vorgesehen, die reib- bzw. kraftschlüssig am Kranz 17 fixiert sind. Die freien Endbereiche der Positionierelemente 7 stehen vom Kranz 17 radial nach innen ab. Beim Einsetzen des Kerns 3 in das Gießwerkzeug 1 werden die aus dem Kern 3 herausragenden Endbereiche der Positionierelemente 7 jeweils auf eine entsprechende Auflagefläche 8 des unteren Formteils 5 aufgelegt. Gemäß den Fig. 2a und 2b ist das Positionierelement 7 bügeiförmig umgebogen, wobei die freien Enden der Schenkel des bügeiförmigen Positionierelements 7 im Kranz 17 des Kerns 3 fixiert sind.

Fig. 4a und 4b zeigt eine alternative Ausführung des Positionierelements 7, welches einen plattenförmigen Endbereich aufweist, der auf die Auflagefläche 8 aufgelegt wird.

Bei den in Fig. 5a und 5b gezeigten Ausführungen ist ein stift- förmiges Positionierelement 7 vorgesehen. Die Fixierung des Po ^¬ sitionierelements 7 im Kern 3 kann auf bekannte Weise form- bzw. kraftschlüssig erfolgen. Für eine reibschlüssige Verbindung weist das Positionierelement 7 zweckmäßigerweise ein zugespitz ^¬ tes Ende auf, das in den vorgeformten Kern 3 geschoben wird.