具有至少一个通过铸芯形成的有孔金属体的铸造构件技术领域
本发明涉及一种铸造构件、特别是按照权利要求1的前序部分所述的
用于机动车的内燃机的铸造构件，以及一种用于这样的铸造构件的铸芯。
此外，本发明还涉及一种按照权利要求8的前序部分所述的用于制造这样
的铸造构件的方法以及一种用于制造用于这样的铸造构件的铸芯的方法。
背景技术
由DE102007023060A1已知一种气缸曲柄箱形式的铸造构件和一
种用于制造这样的铸造构件的方法，其中，气缸曲柄箱的设计为空腔的水
套的制造通过多个消失铸芯实现。更确切地说，这些铸芯就是相应的盐芯，
所述盐芯在前置的方法步骤中连接到用于引导相应的往复活塞的所谓的气
缸衬套上。在制造铸造构件时在将气缸衬套铸入之后，在接着的方法步骤
中，相应的由水溶性的盐构成的盐芯被相应地冲洗掉。通过消失的铸芯或
者说盐芯因此形成用于冷却气缸曲柄箱的水套的敞开的空腔。
发明内容
本发明的任务在于，创造一种铸造构件和一种铸芯以及一种用于制造
这样的铸造构件或者这样的铸芯的方法，借助于该铸造构件和铸芯以及这
样的方法能够实现在相应的通过铸芯形成的空腔中提高铸造构件的强度或
者刚性。
所述任务按照本发明通过一种具有权利要求1的特征的铸造构件以及
一种具有权利要求6的特征的铸芯来解决。此外，所述任务通过具有权利
要求8或10所述特征的用于制造铸造构件或者铸芯的方法来解决。本发明
的有利的实施方案连同适宜的进一步扩展方案在其余权利要求中给出。
为了创造如下的铸造构件，所述铸造构件在相应的空腔的区域中具有
改善的强度或者刚性，按照本发明规定，通过铸芯形成铸入在空腔中的有
孔金属体。为此使用如下的铸芯，所述铸芯由金属或金属合金连同盐、特
别是晶体盐浇铸或者类似地加工。作为金属或金属合金在此适合的特别是
铝或者铝合金、例如基于AlSi7的铝合金。然而在本发明的范围内所一同
包括的考虑是，也可以使用其它金属或者金属合金。
通过如下方式产生有孔金属体，即，(特别是在铸造构件的铸造过程
之后)将盐从消失铸芯溶出。在此，优选使用水溶性的盐，从而通过以水
冲洗能够将盐洗去。通过溶出的盐晶体或者盐粒于是形成海绵状的有孔金
属体的相应的孔。因此整体上形成如下的有孔金属体，借助于所述有孔金
属体至少部分地填充通过铸芯产生的空腔。通过所述对空腔的填充在该区
域中产生铸造构件的结构上的增强并且因此产生更高的刚性或强度。在此，
因此也可以达到在相应的铸造构件中的重量节省，因为通过借助于有孔金
属体来加固或者增强可以将包围空腔的相应壁相应地设计成更小的或者更
薄的尺寸。
在本发明的另外的有利的实施方案中，所述铸造构件具有向外敞开的
空腔的至少一个冲洗开口，通过所述冲洗开口能将盐从铸芯中冲洗出以用
于形成有孔金属体。换言之，按照本发明规定，将铸芯优选作为半成品(连
同还容纳在其中的盐)置入到铸造模具中并且通过以铸造构件的铸造材料
至少部分地包围浇铸(改铸，转铸，Umgieβen)或者补铸(铸成一体，
Angieβen)而形成相应的空腔。于是基本上事后才进行例如将相应的盐冲
洗掉。冲洗开口可以以这样的方式设计，即，所述冲洗开口在从铸造模具
取出铸造构件之后直接可使用，因此能够在铸造过程之后直接将盐洗去。
备选地，铸芯可以被完全包围浇铸，从而在能够将铸芯的盐洗出之前为了
部分地露出铸芯(并且因此为了制造冲洗开口)必须首先进行铸造构件的
(切屑)加工。
然而在本发明的范围内所一同包括的考虑是，在铸造过程之前也已经
可以将盐(至少部分地)从相应的铸芯中溶出。如以下还要描述的那样，
如果要使铸芯的外层粗糙化以用于改善与铸造构件的铸造材料的连接，或
者在紧接于铸造过程之后如果铸芯或者有孔金属体的个别部分区域不再能
够被冲洗，这例如是可想到的。
本发明的另一种有利的实施形式规定，在其中设置有有孔金属体的空
腔设计为用于引导介质、特别是用于机动车的内燃机的冷却介质。这样的
有孔金属体因此具有如下特性：一方面非常良好地用于稳定空腔、然而另
一方面表现足够的通流性，从而使介质、例如用于机动车的内燃机的冷却
水或者类似物可以循环。
在本发明的其它实施方案中，所述有孔金属体和铸造构件具有或者带
有至少基本上相同的特性或者带有不同的特性、特别是不同的热膨胀系数
的材料或者合金。如果所述两种相应的合金具有至少基本上相同的特性或
者这两种合金至少基本上是相同的，则得到的优点是，有孔金属体特别良
好地集成到铸造构件中。在此，特别是例如可以避免在铸造构件中的应力
或类似情况，并且可以保证在金属体和铸造构件之间的良好的连接。另一
方面有利的是，铸造构件或金属体的合金是不同的。由此，(特别是如果
所述两种合金具有不同的热膨胀)，则例如实现了金属体特别有利地夹紧
在铸造构件空腔之内。
上述关于按照本发明的铸造构件所述的优点同样适用于按照权利要求
6所述的铸芯。
在本发明的另外的实施方案中，在铸芯之内设有具有不同的金属成分
或盐成分的区域。通过相应地改变金属含量或盐含量可以产生有孔性、相
应的孔的尺寸或类似方面的相应变化，以便由此影响例如金属体和铸造构
件的刚性和强度。
上述关于按照本发明的铸造构件和所属的铸芯所描述的优点同样适用
于按照权利要求8所述的用于制造铸造构件的方法。
在此，在本发明中的有利的实施方案中规定，在铸入到铸造构件的铸
造材料中之前处理铸芯的外层。在此，例如可以设有铸芯的相应的外罩，
在所述外罩中例如比中间的区域中设置更少的盐或者更多的盐。也可以对
铸芯的外皮或外层进行粗糙化或者纹理化，以便实现铸芯或金属体更好地
夹紧在铸造构件的铸造材料内部。例如也可行的是，铸芯的外层通过如下
方式粗糙化，即，在铸造所述铸造构件之前已经在该外层区域内将相应的
盐溶出。
上述关于按照本发明的铸造构件或者所属的铸芯以及相应的用于制造
铸造构件的方法所提到的优点同样适用于按照权利要求10所述的用于制
造消失的铸芯的方法。
附图说明
本发明的其它优点、特征和细节由以下对优选的实施例的描述以及借
助附图得出；图中：
图1a、1b示出用于呈机动车的内燃机的曲柄箱形式的铸造构件的铸芯
的俯视图或者透视剖视图，借助于所述铸芯能产生用于内燃机的相应气缸
的水套形式的空腔，并且所述铸芯通过对金属、特别是铝合金连同盐进行
共同铸造而形成；以及
图2a、2b示出呈用于机动车的内燃机的曲柄箱形式的铸造构件的示意
性俯视图和沿着通过图2a中的线IIb-IIb所代表的剖切平面的示意性剖视
图，其中，能看出的是，通过铸芯形成的水套形式的空腔通过有孔金属体
填充，所述有孔金属体通过将盐从铸芯中冲洗出而形成。
具体实施方式
在图1a和1b中以示意性俯视图或透视剖视图示出铸芯10，借助于所
述铸芯在用于制造如图2a和2b中示出的呈用于机动车的内燃机的气缸曲
柄箱形式的铸造构件12的铸造过程中产生连接在该铸造构件上的空腔14，
所述空腔按照以下还要更详细描述的方式形成用于内燃机的相应的气缸
16的水套。
首先，在一种相应的方法中，消失的铸芯10通过对金属、特别是铝或
铝合金连同盐进行铸造而产生。为此，在相应的铸造过程中金属熔体与盐
混合并且浇铸。然而其它制造过程也是可行的。
作为合金适合的是例如基于AlSi7的铝合金。自然也可应用多种其它
合金、特别是铝基合金。同样也可应用纯金属。作为盐适合的特别是水溶
性的盐，所述盐按照简单的方式、例如可以在相应的水浴中或者通过冲洗
按照以下还更详细描述的方式从铸芯去除。
在一种在制造铸芯10之后的用于制造铸造构件12的方法中，为了形
成水套或空腔14将消失的铸芯10置于到相应的铸造模具中并且接着至少
部分地铸入到铸造构件12的铸造材料中。作为铸造材料原则上可应用所有
常见的纯金属或合金。在本发明情况下应用铝基合金，该铝基合金在压铸
方法中被加工用于制造铸造构件12。这里所使用的铸芯10(在所述铸芯中
盐还处于金属之内)的基本的优点在于，所述铸芯在压铸方法中可以相应
地以高的铸造压力来加工。然而也可行是，在其它铸造方法、例如低压铸
造方法或者砂型铸造方法中使用铸芯10。
在本实施例中，在铸造过程之后紧接着将盐从铸芯10中冲洗出。为此，
铸造构件12具有至少一个向外的冲洗开口18，从而形成并且填充空腔14
的铸芯10相应地可以被冲洗介质(当前为水)施加作用。在相应的在水浴
之内的或者通过直接加载水流/水射流的冲洗过程中，然后将盐从铸芯10
中冲洗出，从而整体上产生有孔金属体20，所述有孔金属体特别是在图2b
中可看出。然而如所表示的那样理论上也可行的是，在铸造过程中使用已
经至少部分地去除盐或者经冲洗的金属体20。然而在当前的压铸方法中在
金属体20的孔中的盐粒确保使得铸芯10不萎缩。
该金属体20在本实施方式下完全填充相应的空腔14，所述空腔形成
用于气缸曲柄箱形式的铸造构件12的水套。然而也可行的是，金属体20
仅填充空腔14的一部分。这点例如通过如下方式实现，即设置组合的铸芯
10，在该组合的铸芯中一部分由前述的金属和盐的组合形成以及例如由如
下材料形成另一部分，所述材料在铸造过程之后例如通过冲洗或类似方法
可以完全被去除。所述材料例如可以是盐。
因此，从整体上可看出，在图1a和1b中所示的铸芯10是如下半成品，
所示半成品当前利用铸造构件12的相应的金属熔体包围铸造并且接着为
了形成有孔金属体20而被冲洗。
在此，有孔金属体20产生如下优点，在空腔14的区域中明显地提高
铸造构件12的强度和刚性。这点例如对铸造构件12的静力学和动力学特
性有好处。此外，可以将铸造构件12的邻接于空腔14的区域的尺寸设计
得较小，这是因为金属体20有助于铸造构件12的加固。
铸芯10的或有孔金属体20的和铸造构件12的金属或者由具有至少基
本上相同特性的材料或者由具有不同特性、特别是不同的热膨胀系数的材
料制成。如果金属体20和铸造构件12的材料相互匹配或者是相同的，则
例如产生特别有利的铸造以及在金属体20和铸造构件12之间产生特别有
利的连接。此外，即使在热波动时，热膨胀和其它材料特性基本上是相同
的，从而例如可以在铸造构件12内部不产生应力或者类似情况。另一方面
可以，如果将不同的合金或纯金属用于金属体20和铸造构件12，则有利
的是，相应地得到不同的材料特性、例如不同的热膨胀。这点例如在如下
情况下是有利的：金属体20应在热膨胀的情况下在铸造构件12中被卡住
或抓住。
此外，可以在铸芯10之内设有具有不同金属成分或盐成分的区域。由
此例如可以调节金属体20的有孔性，以便在整体上改变铸造构件12在空
腔14的区域中的刚性或强度。
此外，也可以在置入到用于制造铸造构件12的铸造模具之前已经至少
部分地将盐从铸芯10中冲洗出。例如可行的是，铸芯10的外层在铸入到
铸造构件的铸造材料中之前通过如下方式粗糙化，即，所述外层已经被去
除盐。因此在铸造构件12的铸造材料和铸芯10或金属体20的金属之间产
生特别良好的连接。此外也可行的是，给铸芯10配设皮层或外皮，该皮层
或外皮例如是无盐的。由此同样在铸芯10和铸造构件12之间实现特别有
利的连接。
如果金属体20(如在本实施方式下)设置在形成水套的空腔14内部，
该金属体的有孔性的变化(例如通过调整铸芯10的金属含量或盐含量)则
可以有针对性地影响冷却介质通过水套/空腔14的通流性。
因此在整体上可看出，当前提供了一种铸造构件12和一种铸芯10以
及提出一种所属的方法，借助于该方法首先可以在铸造构件12之内形成相
应的空腔14，其中，相应地在铸造构件12之内得到改善的刚性值或强度
值。此外有孔金属体20特别适合用于铸造构件12中，该铸造构件必须被
介质、特别是冷却介质所穿流。在此，金属体20并不明显地阻碍冷却介质。
在此，水套/空腔14也可以仅部分地配设有一个或多个金属体20、例如特
别是在曲柄箱的相应的板条区域中。