本發(fā)明涉及砂芯、砂型、用于砂芯的制造方法以及用于鑄造用于壓縮或膨脹氣體的元件的殼體的方法?！坝糜趬嚎s或膨脹氣體的元件”可以表示例如壓縮機(jī)元件、鼓風(fēng)機(jī)元件、真空泵元件或膨脹器元件。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于鑄造用于壓縮或膨脹氣體的元件的殼體的砂芯，其中，所述砂芯包括具有用于完全或大部分形成所述殼體的內(nèi)表面或內(nèi)部空間的輪廓的部分芯。在此，“用于大部分形成殼體的內(nèi)表面或內(nèi)部空間的輪廓”是指殼體的內(nèi)表面的至少50％、優(yōu)選地至少60％、更優(yōu)選地至少70％、甚至更優(yōu)選地至少80％并且還更優(yōu)選地至少90％由部分芯的輪廓形成。

背景技術(shù)：

1、從現(xiàn)有技術(shù)中已知鑄造方法，其中熔融的鑄造材料，通常為灰鑄鐵或球墨鑄鐵，經(jīng)由澆道被澆注到砂型中的內(nèi)部中。

2、當(dāng)砂型中的型腔充滿這種熔融的鑄造材料時(shí)，鑄件至少部分地由型腔的表面形成。

3、在這種情況下，鑄件的外表面和內(nèi)表面或內(nèi)部空間都可以至少部分地由型腔的表面形成。

4、一種作為鑄件的用于壓縮或膨脹氣體的元件的殼體具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面通常具有復(fù)雜形狀，該復(fù)雜形狀還表現(xiàn)在定位在砂型中以形成內(nèi)表面的砂芯的一部分中。

5、用于制造用于殼體的砂芯的傳統(tǒng)工具，例如模型和模具，由于這種復(fù)雜的形狀而制造昂貴，而且修改和存儲(chǔ)也昂貴。

6、隨著時(shí)間的推移，這些傳統(tǒng)工具也容易磨損。

7、一些非常復(fù)雜的形狀甚至不能用傳統(tǒng)工具實(shí)現(xiàn)。

8、由于形狀復(fù)雜，砂芯的一部分通常必須由多種部件構(gòu)成，以便完全或大部分形成內(nèi)表面。

9、因此，這些部件必須設(shè)計(jì)成彼此相容，這可能會(huì)限制部件以及最終還限制砂芯的設(shè)計(jì)自由度。

10、此外，需要特定的工具來(lái)制造多個(gè)這些部件。

11、由多種部件構(gòu)建砂芯的這個(gè)部分也意味著

12、-一定的構(gòu)建時(shí)間；

13、-易碎部件損壞的一定風(fēng)險(xiǎn)；

14、-一定的構(gòu)建錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)；

15、-由于公差疊加導(dǎo)致的一定的尺寸不精確性；以及

16、-更多的廢料形成。

17、砂芯及其多種部件通常也是實(shí)心的，沒(méi)有內(nèi)部腔體，這使得砂芯的材料昂貴、重量大并且難以操縱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決上述缺點(diǎn)和/或其它缺點(diǎn)中的至少一個(gè)。

2、更具體地，本發(fā)明的目的是提供一種用于鑄造用于壓縮或膨脹氣體的元件的殼體的砂芯和方法，

3、該殼體與用于鑄造這種殼體的現(xiàn)有的砂芯或方法相比更便宜且制造更快、易于操縱和設(shè)計(jì)、并且尺寸精確。

4、此外，本發(fā)明的目的是提供一種用于制造砂芯的方法，該砂芯用于鑄造用于壓縮或膨脹氣體的元件的殼體，該方法比用于制造這種殼體的現(xiàn)有方法更快、更便宜、更靈活且更精確。

5、為此目的，本發(fā)明涉及一種用于鑄造用于壓縮或膨脹氣體的元件的殼體的砂芯，

6、其中，所述砂芯包括具有用于完全或大部分形成所述殼體的內(nèi)表面或內(nèi)部空間的輪廓的部分芯，

7、其特征在于，所述部分芯由一個(gè)整體式單塊結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

8、在此上下文中，“一個(gè)整體式單塊結(jié)構(gòu)”是指部分芯由單個(gè)連續(xù)或凝聚的材料塊構(gòu)成。換句話說(shuō)，部分芯的材料不會(huì)破碎成多個(gè)單獨(dú)的塊或部件。

9、通過(guò)將部分芯設(shè)計(jì)成一個(gè)整體式單塊結(jié)構(gòu)，部分芯不再需要由多種部件構(gòu)建。

10、因此，這種由一個(gè)整體式單塊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的部分芯優(yōu)于由多個(gè)部件構(gòu)成的部分芯的優(yōu)點(diǎn)除其他之外包括：

11、-更短的生產(chǎn)時(shí)間；

12、-降低的在操縱期間(例如在運(yùn)輸所述部分芯時(shí)或在組裝所述砂芯時(shí))損壞部分芯的風(fēng)險(xiǎn)；

13、-沒(méi)有構(gòu)建錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)；

14、-沒(méi)有通過(guò)由多種部件組裝所述部分芯導(dǎo)致的公差疊加，并且因此具有更高的尺寸精度；以及

15、-更少形成廢料。

16、此外，不再需要將部分芯的多種部件設(shè)計(jì)成彼此相容，這增加了部件的設(shè)計(jì)自由度，并且最終也增加了砂芯的設(shè)計(jì)自由度。此外，不需要大量特定工具來(lái)制造每個(gè)部件。

17、例如，通過(guò)使用增材生產(chǎn)技術(shù)制造部分芯，可以為部分芯的整體式單塊結(jié)構(gòu)提供復(fù)雜的幾何形狀。

18、在根據(jù)本發(fā)明的砂芯的優(yōu)選實(shí)施例中，所述整體式單塊結(jié)構(gòu)包括用于操縱所述整體式單塊結(jié)構(gòu)的裝置。

19、這增加了部分芯的操縱的容易性，其結(jié)果是：

20、-能夠降低在將所述部分芯放置在所述砂芯和/或砂型中時(shí)的不準(zhǔn)確組裝的風(fēng)險(xiǎn)或損壞所述部分芯的風(fēng)險(xiǎn)；

21、-部分芯能夠更容易地被清潔；以及

22、-部分芯的視覺(jué)檢查更容易，從而降低所述部分芯中的質(zhì)量問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。

23、在根據(jù)本發(fā)明的砂芯的隨后優(yōu)選實(shí)施例中，所述砂芯包括具有用于至少部分地形成所述殼體的外表面的第二輪廓的第二部分芯。

24、這樣，在殼體的鑄造過(guò)程期間，殼體的外表面也可以至少部分地由砂芯形成。

25、優(yōu)選地，在這種情況下，整體式單塊結(jié)構(gòu)和第二部分芯借助于至少一個(gè)芯間連接件而整體地彼此連接。

26、這樣，整體式單塊結(jié)構(gòu)和第二部分芯一起形成整體結(jié)構(gòu)，該整體結(jié)構(gòu)甚至比整體式單塊結(jié)構(gòu)本身更大。

27、因此，一方面，由整體式單塊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的部分芯和另一方面第二部分芯能夠在組裝砂芯時(shí)相對(duì)于彼此精確地定位，并且在砂芯被置于砂模中時(shí)以及在殼體的鑄造期間能夠相對(duì)于彼此保持精確地定位。

28、在根據(jù)本發(fā)明的砂芯的隨后的優(yōu)選實(shí)施例中，砂芯包括具有腔體的中空結(jié)構(gòu)，該中空結(jié)構(gòu)構(gòu)造成使得在殼體的鑄造期間，腔體不能被用于形成殼體的鑄造材料接近。

29、在這種情況下，由整體式單塊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的部分芯和砂芯的第二部分芯或其它部分芯兩者都可以被設(shè)計(jì)為中空結(jié)構(gòu)。

30、設(shè)計(jì)具有中空結(jié)構(gòu)的砂芯的優(yōu)點(diǎn)除其他之外包括：

31、-降低的砂芯的重量；

32、-降低的砂芯的材料成本；以及

33、-減少的氣體形成，因此減少的在殼體的鑄造期間所需的脫氣。

34、因?yàn)椴糠中居梢粋€(gè)可能大(bulky)的整體式單塊結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所以限制部分芯的重量以優(yōu)化該部分芯的操縱的容易性是重要的，特別是在用于鑄造大的殼體的砂芯中的部分芯的情況下。

35、在這種情況下，將整體式單塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成中空結(jié)構(gòu)因此在部分芯的操縱的容易性方面提供了特定的優(yōu)點(diǎn)，特別是在部分芯大且重量重時(shí)。

36、本發(fā)明還涉及一種用于鑄造用于壓縮或膨脹氣體的元件的殼體的砂型，其中砂型包含根據(jù)前述實(shí)施例中的任一項(xiàng)的砂芯。

37、不言而喻，這種砂模具有與根據(jù)本發(fā)明的砂芯的上述實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。

38、本發(fā)明還涉及一種用于制造砂芯的方法，該砂芯用于鑄造用于壓縮或膨脹氣體的元件的殼體，

39、其特征在于：所述砂芯借助于增材生產(chǎn)技術(shù)制造。

40、用增材生產(chǎn)技術(shù)制造砂芯優(yōu)于用減材生產(chǎn)技術(shù)制造砂芯的優(yōu)點(diǎn)除其他之外包括：

41、-在所述砂芯的制造期間不需要處置被移除或切割的材料；

42、-由于最佳和重復(fù)設(shè)計(jì)或消除釋放角而減小的機(jī)加工余量，導(dǎo)致

43、-減少的加工時(shí)間；

44、-降低的成本；以及

45、-減少的材料和能量消耗；

46、-消除使用特殊的工具和難以修改工具，例如芯盒、模板和模具；

47、-例如以快速、靈活和尺寸精確的方式以更大設(shè)計(jì)自由度為砂芯提供復(fù)雜幾何形狀；

48、-中空幾何形狀；

49、-具有排氣通道和/或孔的幾何形狀，所述砂芯能夠沿所述排氣通道和/或孔被清理掉多余的砂；

50、-用于殼體的如下幾何形狀，所述幾何形狀具有通過(guò)所述殼體中的冷卻護(hù)套和/或油通道的對(duì)于流體的優(yōu)化流動(dòng)行為；

51、-具有允許容易且安全地操縱和運(yùn)輸所述砂芯的特征的幾何形狀；和/或

52、-具有例如由于穩(wěn)定的夾持或消除或減少公差累積而便于所述殼體的鑄造過(guò)程和機(jī)加工過(guò)程的特性的幾何形狀。

53、在靈活性方面，增材生產(chǎn)技術(shù)允許砂芯的設(shè)計(jì)以迭代的方式被快速且準(zhǔn)確地調(diào)整和優(yōu)化，而不需要修改標(biāo)準(zhǔn)工具。

54、在這種情況下，砂芯優(yōu)選地是上述實(shí)施例之一。

55、不言而喻，使用根據(jù)本發(fā)明的方法制造的砂芯具有與根據(jù)本發(fā)明的砂芯的上述實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。

56、最后，本發(fā)明涉及一種用于鑄造用于壓縮或膨脹氣體的元件的殼體的方法，

57、其特征在于，該方法包括以下步驟：

58、-將熔融的鑄造材料澆注到根據(jù)上述實(shí)施例的任一個(gè)的砂芯的表面上；

59、-緊貼(against)所述砂芯的表面凝固所述鑄造材料以形成所述殼體，其中所述殼體的內(nèi)表面或內(nèi)部空間完全或大部分由所述整體式單塊結(jié)構(gòu)的輪廓形成。

60、不言而喻，根據(jù)上述實(shí)施例的任一個(gè)的砂芯的優(yōu)點(diǎn)也適用于根據(jù)本發(fā)明的該方法。

61、在這種情況下，殼體的外表面也優(yōu)選地至少部分地由砂芯形成。

62、這樣，在殼體的鑄造期間，殼體的內(nèi)表面或內(nèi)部空間以及殼體的外表面的至少一部分兩者都可以由相同的砂芯形成。