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Title:
CASTING MOULD FOR PRODUCING A CAST PART FORMED FROM A LIGHT-METAL ALLOY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/248170
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a casting mould (1a) for producing a cast part formed from a light-metal alloy, in particular a housing for an electric drive for a motor vehicle. The casting mould (1a) expediently has at least one sand core (3a), which is formed and arranged in the casting mould (1a) in such a way that at least some parts of the at least one sand core (3a) can be completely surrounded in a circumferential direction by a light-metal melt with which the casting mould is filled for forming the cast part. A cast part incorporating for example a cooling channel can be advantageously produced. It is not necessary for a hole to be drilled for a channel to be formed. The invention also relates to a method for producing a cast part formed from a light-metal alloy, in particular a housing for an electric drive for a motor vehicle.

Inventors:
SCHNUBEL DIRK (DE)
KLAUS GERALD (DE)
LINKE THOMAS FREDERIK (DE)
Application Number:
PCT/IB2023/056449
Publication Date:
December 28, 2023
Filing Date:
June 22, 2023
Export Citation:
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Assignee:
NEMAK SAB DE CV (MX)
International Classes:
B22C9/02; B22C9/06; B22C9/08; B22C9/10; B22C9/24; B22C23/00; B22D15/02; B22D19/00; B33Y80/00
Domestic Patent References:
WO2021157242A12021-08-12
WO2021157242A12021-08-12
Foreign References:
CN105305704A2016-02-03
DE102013101942B32014-07-31
DE102018221826A12019-06-19
US20180221942A12018-08-09
EP3600718B12020-09-16
EP3810357B12021-12-15
EP2945760B12022-01-05
CN105305704A2016-02-03
DE102013101942B32014-07-31
DE102018221826A12019-06-19
Other References:
"Innovativer 3-D-Druck in Giessereien", GIESSEREI,, vol. 101, no. 10, 7 October 2014 (2014-10-07), pages 74 - 77, XP001596227
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Claims:
Gießform (1 -1 e) zur Herstellung eines aus einer Leichtmetalllegierung gebildeten Gussteils, insbesondere eines Gehäuses für einen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (1 -1 e) mindestens einen Sandkern (3; 3a; 3c) aufweist, der derart ausgebildet und in der Gießform (1 -1 e) angeordnet ist, dass der mindestens eine Sandkern (3; 3a; 3c) zumindest abschnittsweise in einer Umfangsrichtung vollständig von einer Leichtmetallschmelze, mit der die Gießform zur Bildung des Gussteils befüllt wird, umgeben werden kann. Gießform nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sandkern (3; 3a; 3c) zumindest bereichsweise gebogen ausgebildet ist, wobei ein Verhältnis einer Länge des Sandkerns (3; 3a; 3c) zu einer Sandkernquerschnittsgröße zwischen 5 und 60 beträgt, vorzugsweise zwischen 7,5 und 38, und wobei eine Sandkernquerschnittsgröße zumindest 1 ,6 mm beträgt. Gießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sandkern (3; 3a; 3c) länglich ausgebildet ist und vorzugsweise Stützelemente (14) aufweist, durch die der Sandkern (3; 3a; 3c) mit der Gießform (1 -1 e) oder einem anderen Sandkern verbunden ist, wobei in einer Sandkernlängsrichtung benachbarte Stützelemente (14) zwischen 60 mm und 200 mm voneinander beabstandet sind, vorzugsweise zwischen 90 mm und 150 mm, besonders bevorzugt zwischen 99 mm und 121 mm. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der der mindestens eine Sandkern (3; 3a; 3c) zumindest einen Verbindungsabschnitt (6, 7; 6a, 7a) aufweist, der zur Ausbildung einer formschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit der Gießform (1 -1 e) oder einem anderen Sandkern eingerichtet ist, wobei im Bereich eines Übergangs (9; 9c) von dem zumindest einen Verbindungsabschnitt zu der Gießform (1 -1 e) oder dem anderen Sandkern vorzugsweise Ausrichtungsschrägen und/oder Entlüftungskanäle (16) vorgesehen sind.

5. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sandkern (3; 3a; 3c) 3D-gedruckt ist und vorzugsweise zumindest einen Hohlraum (15) aufweist oder Bereiche umfasst, in die kein Bindemittel eingebracht ist.

6. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform einen weiteren Sandkern (25) umfasst, der 3D-gedruckt ist und einen Raum (26) aufweist, der zur Aufnahme eines Kühlelements (27) eingerichtet ist.

7. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der die Gießform (1 -1 e) einen zusätzlichen Sandkern (1 1 ; 11d) und/oder ein Dauerformeinsatzelement umfasst, wobei der zusätzliche Sandkern (11 ; 11d) als Elektromotorkern und das Dauerformeinsatzelement als Elektromotordauerformeinsatzelement ausgebildet ist, und zur Abbildung eines Aufnahmeraums in dem Gussteil, in den ein Stator und ein Rotor eines Elektromotors eingebracht werden können, vorgesehen ist.

8. Gießform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotorkern (1 1 ; 11 a) mehrteilig ausgebildet ist, wobei jeder Elektromotorkernteil (29, 30) eine Entformungsschräge (33) aufweist, die sich in einer Längsrichtung des Elektromotorkerns umlaufend über eine Mantelfläche (35) erstreckt, und/oder das Elektromotordauerformeinsatzelement eine Entformungsschräge aufweist, die sich in einer Längsrichtung des Elektromotordauerformeinsatzelements umlaufend über eine Mantelfläche erstreckt.

9. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (1 -1 e) derart ausgebildet ist, dass eine Normale (20) auf eine Schmelzefront (21 ) einer Leichtmetallschmelze, mit der die Gießform (1 -1 e) entgegen einer Wirkrichtung der Schwerkraft (22) befüllt wird, schräg zu einer Normalen (18) auf einen Bereich (19) der Gießform, in dem die Leichtmetallschmelze in Kontakt mit der Gießform kommt, angeordnet ist.

10. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (1 -1 e) ein Einsatzelement aufweist, das zur Beeinflussung von Strömungseigenschaften einer in die Gießform einströmenden Leichtmetallschmelze eingerichtet ist, wobei das Einsatzelement insbesondere als Gießfilter oder als Gießfilterkaskade ausgebildet ist.

11 . Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (1 -1 e) ein Einsatzelement aufweist, das zum Verbleib in einem mit der Gießform hergestellten Gussteil vorgesehen ist und vorzugsweise als Bauteil des elektrischen Antriebs, für den das Gussteil verwendbar ist, ausgebildet ist.

12. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (1 -1 e) ein aus einem anderen Material als Formsand gebildetes Einsatzelement aufweist, das zur Entfernung aus einem mit der Gießform hergestellten Gussteil vorgesehen ist.

13. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (1 -1 e) einen Bereich mit mehreren weiteren Sandkernen aufweist, wobei die weiteren Sandkerne bei Verwendung des Gussteils für einen elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs zur Abbildung eines Aufnahmegehäuses für Leistungselektronikkomponenten und/oder Getriebekomponenten des elektrischen Antriebs vorgesehen sind.

14. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform (1 -1 e) einen Bereich mit mehreren zusätzlichen Sandkernen aufweist, wobei die mehreren zusätzlichen Sandkerne bei Verwendung des Gussteils in einem Elektromotor eines Kraftfahrzeugs zur Abbildung von Kühlkanälen vorgesehen sind, die geregelt mit einem Kühlfluid durchströmbar sind.

15. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens ein Seitenteil (39) der Gießform (1 -1 e) ein Hohlraum (40) eingebracht ist, der einen zusätzlichen Speiser abbildet, wobei der Hohlraum (40) durch Durchgangskanäle (42) mit einem das Gussteil abbildenden Formhohlraum fluidisch verbunden ist.

16. Verfahren zur Herstellung eines aus einer Leichtmetalllegierung gebildeten Gussteils, insbesondere eines Gehäuses für einen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in einer Gießform angeordneter Sandkern (3; 3a; 3c) von einer Leichtmetallschmelze, mit der die Gießform zur Bildung des Gussteils befüllt wird, zumindest abschnittssweise in einer Umfangsrichtung vollständig von der Leichtmetallschmelze umgeben wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch den abschnittsweise in einer Umfangsrichtung vollständig von der Leichtmetallschmelze umgebenen Sandkern (3; 3a; 3c) ein abschnittsweise gebogener Kanal in dem Gussteil abgebildet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtmetallschmelze in einem Abstand von 3 bis 5 mm von einem in die Gießform (1 -1 e) eingebrachten Kühlelement (13; 27) mit einer Abkühlrate von mindestens 10 Kelvin pro Sekunde, vorzugsweise mindestens 13 Kelvin pro Sekunde, besonders bevorzugt mindestens 15 Kelvin pro Sekunde, abgekühlt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit einer Dauerform, die während einer Formfüllung bewegt wird, einstellbar ist.

Description:
GIEßFORM ZUR HERSTELLUNG EINES AUS EINER LEICHTMETALLLEGIERUNG GEBILDETEN GUSSTEILS

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Gießform zur Herstellung eines aus einer Leichtmetalllegierung gebildeten Gussteils, insbesondere eines Gehäuses für einen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines aus einer Leichtmetalllegierung gebildeten Gussteils, insbesondere eines Gehäuses für einen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug.

Gießformen, Sandkerne sowie Verfahren zur Herstellung von Leichtmetallgussteilen sind beispielsweise aus EP 3 600 718 B1 , EP 3 810 357 B1 , EP 2 945 760 B1 , CN 105 305 704 A, DE 10 2013 101942 B3, DE 10 2018 221826 A1 und WO 2021/157242 A1 bekannt.

Aus dem Stand der Technik ist außerdem bekannt, dass Kühlkanäle, das heißt Kanäle in einem Gussteil, die zur Führung eines Kühlmediums, das Wasser, Öl und/oder ein Wasser aufweisendes Kühlfluid umfassen kann, in das Gussteil gebohrt werden. Derartige Kanäle sind verfahrensbedingt ausschließlich gerade ausgebildet, wodurch nachteilig keinerlei Gestaltungsfreiheit besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießform der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die ein aus einer Leichtmetalllegierung gebildetes Gussteil herstellbar ist, in das bereits Kanäle eingebracht sind.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gießform zur Herstellung eines Gussteils zu schaffen, bei dem eine große konstruktive Gestaltungsfreiheit besteht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Gießform mindestens einen Sandkern aufweist, der derart ausgebildet und in der Gießform angeordnet ist, dass der mindestens eine Sandkern zumindest abschnittsweise in einer Umfangsrichtung vollständig von einer Leichtmetallschmelze, mit der die Gießform zu Bildung des Gussteils befüllt wird, umgeben werden kann.

Wird der mindestens eine Sandkern abschnittsweise vollständig in Umfangsrichtung von der Leichtmetallschmelze umgeben, wird in dem Gussteil ein Kanal abgebildet, dessen Kanalwände durch Erstarrung der den mindestens einen Sandkern umgebenden Leichtmetall-

ERSATZBLATT (REGEL 26) schmelze gebildet werden, während ein Hohlraum von dem mindestens einen Sandkern, der durch mechanische oder thermische Behandlung aus dem Gussteil entfernbar ist, abgebildet wird.

Der mindestens eine Sandkern kann länglich und/oder gebogen, beispielsweise mäanderförmig oder helixförmig, ausgebildet sein und mindestens zwei Endabschnitte aufweisen, die zur Abbildung einer Durchgangsöffnung, durch die Zugang zu dem Kanal in dem herzustellenden Gussteil besteht. Dazu können die Endabschnitte des Sandkerns mit der Gießform oder einem anderen Sandkern verbunden werden, beispielsweise durch eine Klemm-, Kleb- und/oder Steckverbindung.

Denkbar ist, dass zwei Verbindungsabschnitte vorgesehen sind, die keine Endabschnitte bilden.

Ein derart ausgebildeter Kanal in dem Gussteil kann bei Verwendung des Gussteils für einen elektrischen Antrieb als Kühlkanal vorgesehen sein, durch den ein Kühlfluid wie Öl, Wasser und/oder ein Wasser aufweisendes Kühlfluid hindurchgeführt wird.

Dadurch, dass eine erfindungsgemäße Gießform eine große konstruktive Gestaltungsfreiheit des Gussteils erlaubt, kann ein Verlauf des Kanals in dem Gussteil durch den abschnittsweise vollständig in Umfangsrichtung von der Leichtmetallschmelze umgebbaren Sandkern derart gestaltet werden, dass beispielsweise bei Verwendung des Gussteils für einen elektrischen Antrieb ein als Kühlkanal ausgebildeter Kanal an denjenigen Stellen vorbeigeführt wird, an denen eine besonders hohe thermische Belastung bei Verwendung des elektrischen Antriebs in einem Kraftfahrzeug auftritt. Dies ist beispielsweise im Bereich einer Statoraufnahme eines Elektromotors erforderlich.

Eine erfindungsgemäße Gießform kann als Dauerform, beispielsweise als Kokille, oder als Sandgussform ausgebildet sein.

Bei einer Dauerform wie einer Kokille sind Außenkonturen eines herzustellenden Gussteils abbildende äußere Gießformwände aus einem Metall gebildet, während Innenkonturen abbildende innere Gießformbereiche aus Sandkernen gebildet sind.

Eine Sandgussform ist eine Form, die bis auf Einsatzelemente wie Kühleisen vollständig aus Sand gebildet ist und einmalig zur Herstellung eines Gussteils verwendbar ist. Vorzugsweise ist eine Sandgussform selbsttragend.

Eine erfindungsgemäße Gießform ist für alle Gießverfahren verwendbar, bei denen eine Sandgussform oder eine Kokille verwendet werden, beispielsweise dem sogenannten CPS- Verfahren (Core Package System) mit Rollover oder dem sogenannten Rotacastverfahren.

Wird eine erfindungsgemäße Gießform als Dauerform zur Durchführung eines dynamischen Gießverfahrens, bei dem die Gießform während einer Formfüllung bewegt wird, verwendet, ist eine Bewegungsgeschwindigkeit während der Formfüllung einstellbar.

Eine Bewegungsgeschwindigkeit kann beispielsweise eine Verschwenkgeschwindigkeit sein, mit der eine Kippgießform bei einer Formfüllung um eine Schwenkachse gedreht wird.

Vorteilhaft wird ein effizientes Gießverfahren geschaffen, bei dem eine besonders schnelle Formfüllung bei gleichzeitiger Vermeidung von Turbulenzen während der Formfüllung möglich ist.

Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Gießform im Schwerkraftguss bzw. Niederdruckguss ist besonders bevorzugt.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines aus einer Leichtmetalllegierung gebildeten Gussteils ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in einer Gießform angeordneter Sandkern von einer Leichtmetallschmelze, mit der die Gießform zu Bildung des Gussteils befüllt wird, zumindest abschnittsweise in einer Umfangsrichtung vollständig von der Leichtmetallschmelze umgeben wird. Es wird ein Gießverfahren geschaffen, mit dem beispielsweise gebogene, längliche Kanäle, die ihrerseits wiederum Verzweigungen aufweisen können, entkonturnah herstellbar sind.

Zweckmäßigerweise ist der mindestens eine Sandkern zumindest bereichsweise gebogen ausgebildet, wobei ein Verhältnis einer Länge des Sandkerns zu einer Sandkernquerschnittsgröße zwischen 5 und 60 beträgt, vorzugsweise zwischen 7,5 und 38, wobei eine Sandkernquerschnittsgröße zumindest 1 ,6 mm beträgt.

Dadurch, dass der Sandkern zumindest bereichsweise gebogen ist, ist vorteilhaft ein Gussteil mit einem Kanal herstellbar, dessen Kanalgeometrie mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Bohrverfahren nicht herstellbar ist. Die Länge des mindestens einen Sandkerns ist der Abstand eines ersten Endabschnitts des Sandkerns, an dem der Sandkern mit der Gießform oder mit einem anderen Sandkern verbunden ist, zu einem dem ersten Endabschnitt abgewandten zweiten Endabschnitt, mit dem der Sandkern mit der Gießform oder einem anderen Sandkern verbunden ist. Dies bedeutet, dass die Länge des Sandkerns einer Länge des Kanals, den der Sandkern abbildet, entspricht, wobei die Länge durch Bestimmung eins Abstands von einer Eintrittsöffnung zu einer Austrittsöffnung des Kanals entlang einer Profilmittellinie des Kanals ermittelt wird.

Eine Sandkernquerschnittsgröße ist bei Betrachtung eines Sandkernquerschnitts der Abstand von zwei Punkten des Sandkernquerschnitts, die am weitesten voneinander entfernt sind.

Weist der Sandkern eine kreisrunde Querschnittsfläche auf, entspricht die Sandkernquerschnittsgröße dem Durchmesser.

Weist der Sandkern eine ovale Querschnittsfläche auf, entspricht die Sandkernquerschnittsgröße dem größeren der beiden Durchmesser.

Die Sandkernquerschnittsgröße kann über dessen Länge gleichbleibend sein oder Abschnitte mit verschiedenen Sandkernquerschnittsgrößen aufweisen. Weist der Sandkern Bereiche mit verschiedenen Sandkernquerschnittsgrößen auf, ist zur Verhältnisbildung die kleinste Sandkernquerschnittsgröße heranzuziehen.

Denkbar ist, dass zur Verhältnisbildung eine über die Länge des Sandkerns gemittelte Sandkernquerschnittsgröße verwendet wird.

Ein Sandkernquerschnitt kann rund, kreisrund, oval, mehreckig oder trapezförmig sein. Vorzugsweise ist der Sandkernquerschnitt in dem Bereich, der den Kanal abbildet, rund, oval oder viereckig mit abgerundeten Ecken.

Die Erfinder haben festgestellt, dass ein Sandkern, der ein erfindungsgemäßes Verhältnis einer Länge zu einer Sandkernquerschnittsgröße bei einer Sandkernquerschnittsgröße von zumindest 1 ,6 mm aufweist, hinreichend stabil ist, um sich bei Kontakt mit einer flüssigen Leichtmetalllegierung nur geringfügig zu verformen. Vorteilhaft wird eine Gießform geschaf- fen, mit der Gussteile endkonturnah herstellbar sind. Außerdem weisen diese Gussteile einen Kanal mit einer Kanallänge und -form auf, der bisher nicht herstellbar war.

Durch eine Sandkernquerschnittsgröße von mindestens 1 ,6 mm wird eine besonders gute Querschnittstabilität bei Kontakt zur Schmelze erreicht.

Die Erfinder haben außerdem festgestellt, dass ein solcher Sandkern mit mehreren voneinander verschiedenen Gießverfahren verwendbar ist, beispielsweise zur Verwendung im sogenannten Kernpaketverfahren mit Rollover, im Kokillen- oder sogar im Druckguss.

Beträgt das Verhältnis der Sandkernlänge zur Sandkernquerschnittsgröße des Sandkerns zwischen 5 und 60, kann in einem Gussteil, welches mit einer erfindungsgemäßen Gießform hergestellt ist, ein Kühlkanal geschaffen werden, der eine besonders homogene Kühlung des Gussteils bei dessen bestimmungsgemäßer Verwendung, insbesondere als Gehäuse für einen elektrischen Antrieb, ermöglicht. Vorteilhaft kann Materialermüdung durch eine Temperaturwechselbeanspruchung erheblich reduziert werden.

Beträgt das Verhältnis der Sandkernlänge zur Sandkernquerschnittsgröße des Sandkerns zwischen 7,5 und 38, kann neben einer besonders homogenen Kühlung gleichzeitig eine sehr schnelle Kühlung erfolgen. Temperaturspitzen, die beispielsweise bei bestimmungsgemäßer Verwendung eines mit einer erfindungsgemäßen Gießform hergestellten Gussteils in einem elektrischen Antrieb auftreten, können besonders schnell abgebaut werden. Eine Überhitzung des elektrischen Antriebs kann vorteilhaft verhindert werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Sandkern länglich ausgebildet und weist vorzugsweise Stützelemente auf, durch die der Sandkern mit der Gießform oder einem anderen Sandkern verbunden ist, wobei in einer Sandkernlängsrichtung benachbarte Stützelemente zwischen 60 mm und 200 mm voneinander beanstandet sind, vorzugsweise zwischen 90 mm und 150 mm, besonders bevorzugt zwischen 99 mm und 121 mm.

Durch die Verwendung von Stützelementen, die beispielsweise aus Sand gebildet sein können, ist ein geometrisch besonders komplexer und langer Kanal in dem Gussteil herstellbar. Durch die Stützelemente wird sichergestellt, dass der mindestens eine Sandkern, der bei Formfüllung der Gießform unmittelbaren Kontakt zu einer Leichtmetallschmelze hat, seine Form nahezu beibehält und sich durch Hitzeeinwirkung nur geringfügig verformt. Dadurch ist vorteilhaft ein endkonturnahes Gussteil mit besonders geringen Fertigungstoleranzen herstellbar.

Ist der mindestens eine Sandkern beispielsweise bereichsweise mäanderförmig oder helixförmig ausgebildet, können die Stützelemente ein Zusammensacken der Sandkerne bei der Formfüllung verhindern.

Werden Stützelemente verwendet, wird in Kontaktbereichen, in denen die Stützelemente an den mindestens einen Sandkern anliegen, jeweils eine zusätzliche Durchgangsöffnung in einen in dem Gussteil abgebildeten Kanal ausgebildet, die durch einen Stopfen verschließbar ist. Vorteilhaft ist durch Verwendung von den mindestens einen Sandkern abstützenden Stützelementen sowie durch Verwendung von Verschlussstopfen ein besonders langer Kanal mit komplexer Geometrie oder gebogenem Verlauf in dem Gussteil herstellbar.

Die Stützelemente sind vorzugsweise einstückig an den mindestens einen Sandkern angeformt und aus Formsand gebildet.

Die Erfinder haben festgestellt, dass zwischen 60 mm und 200 mm voneinander beabstande- te Stützelemente eine besonders gute Kernformstabilität bei einer Füllung einer erfindungsgemäßen Gießform bewirken, insbesondere bei Verwendung der Gießform im Schwerkraftoder Niederdruckguss.

Bei einem druckbeaufschlagten Gießverfahren wie Druckguss (HPDC; high pressure die casting) bieten trotz einer hohen mechanischen Belastung der Sandkerne bei einer Formfüllung zwischen 99 mm und 121 mm voneinander beabstandete Stützelemente eine besonders gute Kernformstabilität.

In Niederdruckgussverfahren mit sogenanntem Rollover hat sich bewährt, wenn zwischen 90 mm und 150 mm voneinander beabstandete Stützelemente verwendet werden.

Insgesamt ist eine erfindungsgemäße Gießform vorteilhaft zur Verwendung mit einer Vielzahl verschiedener Gießverfahren geeignet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der mindestens eine Sandkern zumindest einen Verbindungsabschnitt auf, der zur Ausbildung einer formschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit der Gießform oder einem anderen Sandkern eingerichtet sind, wobei im Bereich eines Übergangs von dem zumindest einen Verbindungs- abschnitt zu der Gießform oder dem anderen Sandkern vorzugsweise Ausrichtungsschrägen und/oder Entlüftungskanäle vorgesehen sind.

Es versteht sich, dass der mindestens eine Verbindungsabschnitt als Stützelement ausgebildet sein oder als solches wirken kann.

Durch die Ausrichtungsschrägen wird eine besonders genaue Positionierung des mindestens einen Sandkerns möglich, während durch die Entlüftungskanäle sichergestellt wird, dass Luft oder sogenanntes Kerngas aus dem abschnittsweise vollständig von einer Leichtmetall umgebenen mindestens einen Sandkern entweichen kann. Vorteilhaft ist eine endkonturnahe Herstellung eines Gussteils bei gleichzeitig fehlerfreier Gussteilqualität möglich.

Die Größe der Entlüftungskanäle beträgt zwischen 0,05 und 1 ,5 mm.

Denkbar ist, dass der mindestens eine Sandkern mehrere Verbindungsabschnitte aufweist, die zur Ausbildung einer formschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit der Gießform oder einem anderen Sandkern eingerichtet sind, wobei im Bereich eines Übergangs der Verbindungsabschnitte zu der Gießform oder dem anderen Sandkern vorzugsweise Ausrichtungsschrägen und/oder Entlüftungskanäle vorgesehen sind.

Insbesondere kann der mindestens eine Sandkern zwei Verbindungsabschnitte aufweisen, die an zwei Enden des mindestens einen Sandkerns, der länglich ausgebildet sein kann, angeordnet sind. Dadurch kann in einem mit der erfindungsgemäßen Gießform hergestelltem Gussteil beispielsweise ein Kanal mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung für ein Medium wie eine Kühlflüssigkeit geschaffen werden.

Weist der Sandkern genau einen Verbindungsabschnitt auf, kann ein sacklochartiger Kanal in einem mit der erfindungsgemäßen Gießform hergestelltem Gussteil geschaffen werden.

Zweckmäßigerweise ist der mindestens eine Sandkern 3D-gedruckt und weist vorzugsweise zumindest einen Hohlraum auf oder umfasst Bereiche, in die kein Bindemittel eingebracht ist. Ein Bindemittel ist in der Art eines Klebstoffs ausgebildet und bewirkt, dass eine Vielzahl von Sandkörnern zur Bildung des mindestens einen Sandkerns aneinander haften. Durch 3D- Druck, bei dem ein Sandkern schichtweise hergestellt wird, sind Sandkerne mit komplexer Geometrie wie Hinterschneidungen herstellbar, die nicht mit Kernschießmaschinen herstellbar sind. Geschossene Sandkerne erfordern außerdem zu deren Entformung aus einem Werkzeug einer Kernschießmaschine eine Entformungsschräge. Sandkerne mit zueinander senkrechten Wänden sind daher insbesondere durch 3D-Druck herstellbar.

Außerdem sind Sandkerne durch 3D-Druck herstellbar, die keine Entformungsschräge aufweisen, das heißt entformungsschrägenfrei sein.

Üblicherweise sind die Binderanteile in einem 3D-gedruckten Kern um ein Vielfaches höher als bei einem geschossenen Kern.

Dadurch, dass sich ein Bindemittel in einem Sandkern bei Kontakt mit einer Leichtmetallschmelze unter Bildung von sogenanntem Kerngas zersetzt, sind bindemittelfreie Bereiche oder zumindest ein Hohlraum erforderlich, in die bzw. in den das Kerngas hineinströmen kann. Vorteilhaft wird sichergestellt, dass Fehlstellen in dem herzustellenden Gussteil, die durch Kerngas verursacht werden, gar nicht erst gebildet werden.

Bei einem 3D-gedruckten Kern mit zumindest einem Hohlraum ist denkbar, dass dieser Hohlraum zu einer Seite hin offen ist und eine Öffnung von einem benachbarten Sandkern der Gießform abgedeckt ist.

Außerdem ist denkbar, dass der zumindest eine Hohlraum durch einen Entlüftungskanal entlüftet werden kann, das heißt, dass im Innern der Gießform gebildetes Kerngas durch den Hohlraum nach außerhalb der Gießform geführt werden kann.

Es versteht sich, dass eine Absaugvorrichtung vorgesehen sein kann, durch die das Kerngas aus der Gießform herausgesaugt wird.

In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Gießform einen weiteren Sandkern, der 3D- gedruckt ist und einen Raum aufweist, der zur Aufnahme eines Kühlelements eingerichtet ist. Durch Verwendung eines aus einem Metall gebildeten Kühlelementes, eines sogenannten Kühleisens, kann im Bereich des Kühlelements die Erstarrung einer Leichtmetallschmelze vorteilhaft beeinflusst werden, das heißt im Bereich um das Kühlelement wird ein feinkörniges Gussgefüge ausgebildet, das besonders gute mechanische Eigenschaften aufweist. Außerdem wird insbesondere bei Aluminiumbasisschmelzen verhindert, dass im Bereich des Kühlelements eine durch Ausgasen von Wasserstoff gebildete Porosität in einem herzustellenden Gussteil entsteht. Diese sogenannte Wasserstoffporosität bewirkt insbesondere bei dünnwandigen Kanälen eine Undichtigkeit beim Hindurchführen eines flüssigen Mediums, beispielsweise einer Kühlflüssigkeit. Bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Gießform sind Abkühlraten zwischen 10 und 15 Kelvin pro Sekunde in einem Bereich, der sich in dem herzustellenden Gussteil in einem Abstand zwischen 3 und 5 mm zu dem Kühlelement befindet, möglich, wodurch die vorgenannten Eigenschaften erreichbar sind.

Die Erfinder haben erkannt, dass eine Abkühlrate im vorgenannten Bereich zwischen 10 und 15 Kelvin pro Sekunde und der vorgenannte Abstand von dem Kühlelement ausreichend große sind, um die erforderlichen Gussteileigenschaften zu erreichen. Ferner wurde erkannt, dass eine höhere Abkühlrate nicht erforderlich, sondern eher hinderlich ist, da dies zur Lunkerbildung führen kann.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Gießform einen zusätzlichen Sandkern und/oder ein Dauerformeinsatzelement, wobei der zusätzliche Sandkern als Elektromotorkern und das Dauerformeinsatzelement als Elektromotordauerformeinsatzelement ausgebildet ist, und zur Abbildung eines Aufnahmeraums in dem Gussteil, in den ein Stator und ein Rotor eines Elektromotors eingebracht werden können, vorgesehen ist.

Ein Dauerformeinsatzelement ist ein mehrfach verwendbares Einsatzelement, welches nach Herstellung eines Gussteils erneut zur Herstellung eines weiteren Gussteils in eine Gießform einsetzbar ist. Ein solches Dauerformeinsatzelement kann beispielsweise im Kokillenguss oder einem anderen Gießverfahren, bei dem Dauerformen verwendet werden, benutzt werden.

Der Elektromotorkern oder das Elektromotordauerformeinsatzelement, der bzw. das insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildet sein kann, kann beispielsweise liegend in der Gießform angeordnet sein, so dass beispielsweise bei einem Schwerkraftgießverfahren eine Metallschmelze nicht in Längsrichtung an diesem aufsteigt, sondern den Elektromotorkern oder den Elektromotordauerformeinsatzelement in Umfangsrichtung aufsteigend umströmt. Die Erfinder haben festgestellt, dass ein Aufsteigen der Schmelze an dem Elektromotorkern oder dem Elektromotordauerformeinsatzelement in Längsrichtung nicht erforderlich ist, um eine porenfreie, einen Aufnahmeraum mit darin eingebrachten Kühlkanälen begrenzende Wandung in dem Gussteil zu erhalten.

Die erfindungsgemäße Gießform ist zur Herstellung eines Gehäuses für einen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug geeignet, dessen Elektromotor entweder als Innenläufer oder als Außenläufer ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist der Elektromotorkern mehrteilig ausgebildet, wobei jeder Elektromotorkernteil eine Entformungsschräge aufweist, die sich in einer Längsrichtung des Elektromotorkerns umlaufend über eine Mantelfläche des Elektromotorkerns erstreckt, und/oder das Elektromotordauerformeinsatzelement weist eine Entformungsschräge auf, die sich in einer Längsrichtung des Elektromotordauerformeinsatzelements umlaufend über eine Mantelfläche erstreckt.

Eine Entformungsschräge ist bei einen geschossenen Sandkern erforderlich, damit eine Entnahme aus einem üblicherweise zweiteiligen Kernschießwerkzeug möglich ist. Je nach Kernkomplexität beträgt eine Entformungsschräge bei einem geschossenen Sandkern zwischen 0,5 und 2 Grad.

Vorzugsweise ist der Elektromotorkern zweiteilig und rotationssymmetrisch ausgebildet, beispielsweise kegelstumpfförmig oder zylinderförmig, wobei jeder Elektromotorkernteil rotationssymmetrisch ist.

Ist der Elektromotorkern zweiteilig ausgebildet, können die beiden Elektromotorkernteile in Kernlängsrichtung hintereinander angeordnet sein und in einer Kontaktebene unter Bildung eines bündigen Übergangs zur Bildung des Elektromotorkerns aneinander anliegen. Jeder der beiden Elektromotorkernteile kann in Längsrichtung des Elektromotorkerns gleich groß sein. Denkbar ist, dass die beiden Elektromotorkernteile verschieden groß sind, insbesondere in Längsrichtung des Elektromotorkerns.

Jede der Entformungsschrägen der Elektromotorkernteile kann entweder von einem äußeren Ende des Elektromotorkernteils zur Kontaktebene hin abfallen oder ansteigen.

Es wird ein Elektromotorkern geschaffen, der zwei Entformungsschrägen aufweist, die sich beispielsweise jeweils über eine Hälfte des gesamten Elektromotorkerns erstrecken. Vorteilhaft ist eine Abbildung der Entformungsschräge in dem mit der erfindungsgemäßen Gießform hergestellten Gussteil, die eine Abweichung des Aufnahmeraumes für den Stator und den Rotor von einer Zylinderform bewirkt, nur halb so groß wie sie bei einem einteiligen Kern wäre. Dadurch wird ein Aufwand für eine mechanische Bearbeitung, durch die ein zylinderförmiger Aufnahmeraum für den Stator und den Rotor geschaffen wird, erheblich reduziert. Selbiges gilt analog für das Elektromotordauerformeinsatzelement, welches jedoch einstückig oder wie der Elektromotorkern mehrteilig ausgebildet sein kann. Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Gießform mit einem solchen Elektromotorkern oder einem Elektromotordauerformeinsatzelement wird eine endkonturnahe Fertigung eines Gussteils möglich.

Es versteht sich, dass eine weitere Reduktion des Bearbeitungsaufwandes durch einen drei-, vier- oder fünfteiligen Elektromotorkern oder ein solches Elektromotordauerformeinsatzelementmöglich ist.

Denkbar ist, dass ein Mantelflächenabschnitt des Elektromotorkerns oder des Elektromotordauerformeinsatzelements von mindestens einem Kühlelement gebildet ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Gießform derart ausgebildet, dass eine Normale auf eine Schmelzefront einer Leichtmetallschmelze, mit der die Gießform entgegen einer Wirkrichtung der Schwerkraft, befüllt wird, schräg zu einer Normalen auf einen Bereich der Gießform, in dem die Leichtmetallschmelze in Kontakt mit der Gießform kommt, angeordnet ist. Eine Schmelzefront kann im Schwerkraftguss oder Niederdruckguss bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Gießform, die als Dauerform wie eine Kokille oder als Sandgussform ausgebildet sein kann, entgegen einer Wirkungsrichtung der Schwerkraft in der Gießform aufsteigen, das heißt die Normale auf die Schmelzefront ist parallel und entgegen der Wirkungsrichtung der Schwerkraft angeordnet.

Bei Formfüllung der Gießform mit einer Schmelze wird Formluft von der Schmelze verdrängt und ein das herzustellende Gussteil abbildender Formhohlraum wird mit der Schmelze befüllt.

Dadurch, dass die Normale auf die Schmelzefront schräg zu einer Normalen auf einen Bereich der Gießform ist, in dem die Schmelze in Kontakt mit der Gießform kommt, wird vorteilhaft eine sich mit einer Richtungskomponente entgegen einer Wirkungsrichtung der Schwerkraft erstreckende Schräge ausgebildet, entlang der die aus der Gießform zu evakuierende Formluft abgeleitet werden kann. Fehlstellen in dem herzustellenden Gussteil aufgrund von Formlufteinschlüssen werden vorteilhaft verhindert.

Es versteht sich, dass sich die Orientierung der beiden Normalen, die auf die Schmelzefront bzw. die auf einen Bereich der Gießform, zueinander verändern lässt, in dem eine Ausrichtung der Gießform bei einer Formfüllung im Gravitationsfeld der Erde verändert wird. Dies ist nicht ausschließlich, jedoch insbesondere für eine Auslegung eines sogenannten Rotacast- Prozesses erforderlich. Eine derartige Ausbildung der Gießform ist insbesondere in denjenigen Gießformbereichen relevant, in denen Verstärkungs- oder Kühlrippen in dem herzustellenden Gussteils vorgesehen sind, das heißt längliche und schmale Vertiefungen, oder zylinderförmige Vorsprünge, die zur Aufnahme von Schrauben zur Anbringung von Anbauteilen an ein Bauteil, das aus dem Gussteil hergestellt wird, vorgesehen sind.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Gießform ein Einsatzelement auf, das zur Beeinflussung von Strömungseigenschaften einer in die Gießform einströmenden Leichtmetallschmelze eingerichtet ist, wobei das Einsatzelement insbesondere als Gießfilter oder als Gießfilterkaskade ausgebildet ist. Der Gießfilter kann schwammartig und aus einer Keramik gebildet sein. Der Gießfilter kann eine Porosität zwischen 10 und 60 ppi (pores per inch) aufweisen, vorzugsweise zwischen 25 und 55 ppi, besonders bevorzugt zwischen 40 ppi und 50 ppi.

Durch Verwendung eines Gießfilters oder einer Gießfilterkaskade kann bei einer Formfüllung der Gießform eine Homogenisierung eines Leichtmetallschmelzeflusses erreicht werden, das heißt Verwirbelungen, die zu Gießfehlern wie Oxideinschlüssen führen können, werden vorteilhaft verhindert.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Gießform ein Einsatzelement auf, das zum Verbleib in einem mit der Gießform hergestellten Gussteil vorgesehen ist und vorzugsweise als Bauteil des elektrischen Antriebs, für den das Gussteil verwendbar ist, ausgebildet ist. Ein solches Bauteil kann beispielsweise eine Heizspirale sein, die in eine Wand des Gussteils eingegossen wird und bei Verwendung des Gussteils in einem elektrischen Fahrzeug zum Vorwärmen nutzbar ist. Ein solches Bauteil kann außerdem ein Verstärkungselement sein, beispielsweise für einen Sandkern oder einen Lagersitz, das eine hohe mechanische Stabilität und/oder ein erheblich besseres tribologisches Verhalten ermöglicht.

Denkbar ist, dass Einsatzelemente als Sensoren ausgebildet sind.

Zweckmäßigerweise weist die Gießform ein aus einem anderen Material als Formsand gebildetes Einsatzelement auf, das zur Entfernung aus einem mit der Gießform hergestellten Gussteil vorgesehen ist. Ein solches Einsatzelement kann beispielsweise zur Abbildung eines Kanals mit einem besonders kleinen Querschnitt von weniger als 6 mm, vorzugsweise zwischen 1 und 4 mm, vorgesehen sein. Damit das Einsatzelement vollständig aus dem Gussteil entfernbar ist, kann es hohl ausgebildet sein.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Gießform einen Bereich mit mehreren weiteren Sandkernen auf, wobei die weiteren Sandkerne bei Verwendung des Gussteils für einen elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs zur Abbildung eines Aufnahmegehäuses für Leistungselektronikkomponenten und/oder Getriebekomponenten des elektrischen Antriebs vorgesehen sind.

Bei einem elektrischen Antrieb sind Leistungselektronikkomponenten beispielsweise Stromwandler oder Inverter. Vorteilhaft wird eine Gießform geschaffen, durch die beispielsweise ein Gehäuse für einen elektrischen Antrieb herstellbar ist, an das weitere Bauteilaufnahmeräume einstückig angeformt sind. Vorteilhaft ist ein Montageschritt, bei dem ein solcher Bauteilaufnahmeraum an das Gehäuse angebracht wird, nicht erforderlich.

Die Erfinder haben das technische Vorurteil überkommen, wonach einzelne Komponenten eines elektrischen Antriebs an ein Gehäuse angeflanscht werden müssen und festgestellt, dass deren Einbringung in einen einstückig an das Gehäuse angeformten Bauteilaufnahmeraum vorteilhaft ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Gießform einen Bereich mit mehreren zusätzlichen Sandkernen auf, wobei die mehreren zusätzlichen Sandkerne bei Verwendung des Gussteils in einem Elektromotor eines Kraftfahrzeugs zur Abbildung von Kühlkanälen vorgesehen sind, die geregelt mit einem Kühlfluid durchströmbar sind. Ein solcher Bereich kann zur Abbildung eines Thermal Management Systems, zur Steuerung des Kälte- bzw. Wärmehaushalts, in das Gehäuse eines Elektromotors als Teil des Gussbauteils integriert werden. Das System erlaubt es, z.B. auch in Verbindung mit einer Wärmepumpe, entstehende Abwärme von Elektromotor und Leistungselektronik dort nutzbar zu machen, wo ein Bedarf besteht, um beispielsweise das Kraftfahrzeug zu beheizen oder um eine Antriebsbatterie vor- oder aufzuwärmen. Durch Einbringung von Kühlkanälen in ein Gussteil, die durch eine Regelungseinrichtung geregelt von einem Kühlfluid durchströmbar sind, ist deren Verlegung bei einer Motormontage vorteilhaft nicht erforderlich. Mögliche Fehlstellen werden verhindert, ein Motormontageaufwand erheblich reduziert und Leitungslänge sowie damit einhergehend Gewicht verringert.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist in wenigstens ein Seitenteil der Gießform ein Hohl- raum eingebracht ist, der einen zusätzlichen Speiser abbildet, wobei der Hohlraum durch Durchgangskanäle mit einem das Gussteil abbildenden Formhohlraum fluidisch verbunden ist. Üblicherweise befindet sich der Speiser im sogenannten Schwerkraftguss zur Erstarrung einer Leichtmetallschmelze, mit der eine Gießform befüllt wurde, oberhalb des Gussteils und dessen Speiserhälse sind lediglich an einer Oberseite des Gussteils an dieses angebunden. Zwar ist eine Speisung des gesamten Gussteils dadurch möglich, jedoch können großvolumi- ge Gussteilbereiche, die beispielsweise durch dünne Wände, die zwischen 1 und 4 mm dick sind, und die durch diese Wände mit dem Speiser fluidisch verbunden sind, nicht hinreichend gespeist werden, so dass diese Gussteilbereiche besonders anfällig für Lunkerbildung sind. Durch eine Anbindung eines zusätzlichen Speisers an eine Seite des Gussteils sind insbesondere Gussteile mit großen Abmessungen und bereichsweise geringen Wandstärken defektfrei, insbesondere lunkerfrei, herstellbar. Es versteht sich, dass der zusätzliche Speiser an den oberhalb des Gussteils angeordneten Speiser, der als Hauptspeiser wirkt, fluidisch angebunden ist, das heißt ein den Hauptspeiser abbildender Hohlraum in der Gießform und ein den zusätzlichen Speiser abbildender Hohlraum durch Durchgangskanäle miteinander verbunden sind.

Insbesondere im Bereich eines Aufnahmeraums für einen Stator und einen Rotor des elektrischen Antriebs kann ein Gussteilbereich unterhalb einer dünnen Wand, die darin eingebrachte Kühlkanäle begrenzen kann, gespeist werden. Zum Ausschuss des Gussteils führende Lunker entstehen nicht.

Zweckmäßigerweise weist die Gießform ein Entlüftungsmittel auf, das einen Entlüftungskanal begrenzt und einen inneren Gießformwandabschnitt, bildet. Der innere Gießformwandabschnitt begrenzt einen Hohlraum, der bei einer Formfüllung mit einer Schmelze zur Bildung eines Gussteils gefüllt wird.

Ein Entlüftungsmittel kann insbesondere bei Dauerformen vorteilhaft sein. Das Entlüftungsmittel kann Entlüftungsdüsen umfassen, die insbesondere an einem einem Gießformhohlraum zugewandten Ende eines Entlüftungskanals angeordnet sind. Die Entlüftungsdüsen können beispielsweise Entlüftungsschlitze aufweisen.

Beispielsweise können besonders große Entlüftungskanäle geschaffen werden, die selbst bei schneller Formfüllung eine hinreichende Gießformentlüftung ermöglichen und keine Abweichung von einer abzubildenden Gussteilgeometrie erfordern, da das Entlüftungsmittel einen Formwandabschnitt bildet. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten, sich auf die Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform zur Herstellung eines Gehäuses für einen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform zur Herstellung eines Gehäuses für einen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 3 ein Detail einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform zur Herstellung eines Gehäuses für einen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform zur Herstellung eines Gehäuses für einen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 5 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform zur Herstellung eines Gehäuses für einen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 6 eine besondere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gießform zur Herstellung eines Gehäuses für einen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug.

Eine in Fig. 1 a in einer perspektivischen Draufsicht und in Fig. 1 b im Querschnitt entlang eines Schnitts A-A aus Fig. 1 a ausschnittsweise gezeigte Sandgussform 1 mit einem Basissandkern 2 umfasst einen gebogenen Sandkern 3 mit einer ovalen Querschnittsfläche 4. Der Sandkern 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel derart in der Sandgussform 1 angeordnet, dass ein einen Kanal abbildender Abschnitt 5, der zwischen zwei Verbindungsabschnitten 6, 7 angeordnet ist, vollständig von einer Leichtmetallschmelze, mit der die Sandgussform 1 zur Herstellung eines Gussteils befüllbar ist, umgeben werden kann (gestrichelter helixförmiger Pfeil 8). Jeder der Verbindungsendabschnitte 6, 7 ist durch eine Steckverbindung mit der Sandgussform 1 verbunden, wobei beispielsweise an einem Übergang 9 des Verbindungsendabschnitts 6 zu dem Basissandkern 2 eine Kanaleintrittsöffnung in dem Gussteil ausgebildet werden kann. Der Basissandkern 2 weist ferner einen Einfüllkanal 10 auf, durch die eine Leichtmetallschmelze in die Sandgussform 1 einströmen kann. Denkbar ist, dass ein in Fig. 1 nicht gezeigter Gießfilter in dem Einfüllkanal 10 oder im Bereich des Einfüllkanals 10 angeordnet ist.

Der in einem Gussteil herzustellende Kanal wird in diesem Ausführungsbeispiel durch den gebogenen Sandkern 3 abgebildet, wobei ein Kanalwände abbildender Hohlraum insbesondere von einem in Fig. 1 b ausschnittsweise im Querschnitt gezeigten, in Fig. 1 a aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassenen Elektromotorkern 11 begrenzt ist. Der Elektromotorkern 11 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, wobei Mantelflächenabschnitte 12 von aus Gusseisen gebildeten Kühlelementen 13 gebildet werden. Durch den Elektromotorkern 1 1 wird in dem Gussteil ein Aufnahmeraum abgebildet, in dem insbesondere ein Stator und ein Rotor eines elektrischen Antriebs angeordnet werden können.

Ein in Fig. 1c in einer perspektivischen Draufsicht gezeigter Sandkern 3 unterscheidet sich von demjenigen in Fig. 1 a und 1 b gezeigten dadurch, dass der Sandkern 3 einen einzigen Verbindungsabschnitt 7 aufweist und ein in Fig. 1c nicht mit einem Bezugszeichen versehenes freies Ende.

Durch den in Fig. 1 c gezeigten Sandkern 3 kann ein sacklochartiger Kanal in ein Gussteil eingebracht werden, das mit der Gießform 1 hergestellt wird.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in Fig. 1 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe a beigefügt ist.

Eine in Fig. 2a in einer perspektivischen Ansicht, in Fig. 2b in einer Draufsicht und in Fig. 2c in einer geschnittenen Seitenansicht entlang des Schnitts A-A aus Fig. 2b ausschnittsweise gezeigte Sandgussform 1 a unterscheidet sich von derjenigen in Fig. 1 gezeigten dadurch, dass ein in Draufsicht hufeisenförmiger Sandkern 3a ein zusätzliches Stützelement 14 aufweist, welches zwischen zwei Verbindungsabschnitten 6a, 7a angeordnet ist. Das Stützelement 14 ist aus Formsand gebildet und einstückig an den Sandkern 3a angeformt.

Der in Draufsicht hufeisenförmige Sandkern 3a ist in diesem Ausführungsbeispiel 3D-ge- druckt und weist einen Hohlraum 15 sowie Entlüftungskanäle 16 auf, durch die sogenanntes Kerngas aus dem Sandkern 3a bei Füllung der Sandgussform mit einer Leichtmetallschmelze aus der Sandgussform 1 a herausgeführt werden kann. Dies kann insbesondere bei solchen Sandkernen vorteilhaft sein, die einen hohen Binderanteil aufweisen und die bei Füllung eines Formhohlraums mit einer Leichtmetallschmelze abschnittsweise vollständig von der Leichtmetallschmelze umgeben werden.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in Fig. 1 und 2 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe b beigefügt ist.

Ein Ausschnitt einer in im Querschnitt schematisch gezeigten Sandgussform 1 b umfasst eine tiefe, schmale Ausnehmung 17 in einem Seitenteil der Sandgussform 1 b, die zur Abbildung einer Verstärkungsrippe eines mit der Sandgussform herstellbaren Gussteils eingerichtet ist. Eine Normale 18 auf einen oberen Sandgussformwandabschnitt 19 im Bereich der Ausnehmung 17 ist schräg angeordnet zu einer Normalen 20 auf eine Schmelzefront 21 einer Leichtmetallschmelze, die für eine Formfüllung der Sandgussform in diesem Ausführungsbeispiel entgegen einer Wirkrichtung 22 der Schwerkraft in der Sandgussform 1 b aufsteigt.

Der Sandgussformwandabschnitt 19 bildet eine schiefen Ebene aus, entlang der von der Schmelzefront 21 beim Aufsteigen in der Sandgussform 1 b verdrängte Formluft 23 entlang eines Pfeils 24 gleiten kann. Vorteilhaft wird keine Formluft in der Ausnehmung eingeschlossen, ein zum Ausschuss des Gussteils führender Gießfehler vorteilhaft verhindert.

Denkbar ist, dass durch den Sandgussformwandabschnitt ein Entlüftungskanal hindurchgeführt ist, um Formluft direkt aus der Sandgussform 1 b hinauszuführen.

Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in Fig. 1 bis 3 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe c beigefügt ist.

Bei einer in Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht ausschnittsweise gezeigten Sandgussform 1 c ist ein Seitenwandkern 25 3D-gedruckt und weist einen Durchgangskanal 26 auf, in den ein aus Gusseisen gebildetes Kühlelement 27 eingebracht ist. Dadurch, dass der Seitenwandkern 25 3D-gedruckt ist, ist der Durchgangskanal derart ausbildbar, dass das Kühlelement 27 von außerhalb der Sandgussform 1 c in den Seitenwandkern 25 eingebracht und kraftschlüssig gehalten werden kann. Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in Fig. 1 bis 4 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe d beigefügt ist.

Bei einer in Fig. 5a in einer perspektivischen Draufsicht ausschnittsweise gezeigten Sandgussform 1d ist ein zweiteiliger Elektromotorkern 1 1d liegend in der Sandgussform 1 d angeordnet, wobei liegend bedeutet, dass eine die Sandgussform 1d befüllende Leichtmetallschmelze den im Wesentlichen zylindrischen Elektromotorkern 1 1d in Umfangsrichtung beispielsweise entgegen einer Wirkrichtung 22d der Schwerkraft umströmt und nicht in Längsrichtung entlang einer Zylinderachse 28.

Zwei Elektromotorkernteile 29, 30, die durch eine Steckverbindung miteinander verbunden sind und in einer Kontaktebene 31 aneinander anliegen, bilden den Elektromotorkern 11 d und umfassen in einer in Fig. 5b gezeigten perspektivischen Detailansicht auf den Elektromotorkern 11 d Ausnehmungen 32, die zur Aufnahme von in Fig. 1 b mit Bezugszeichen 13 bezeichneten Kühlelementen vorgesehen sind.

Obwohl denkbar ist, dass der Elektromotorkern 3D-gedruckt ist, ist er in diesem Ausführungsbeispiel als geschossener Sandkern ausgebildet.

Jeder Elektromotorkernteil 29, 30 weist eine Entformungsschräge 33 auf, die sich in Umfangsrichtung 34 umlaufend über eine Mantelfläche 35 erstreckt und in Richtung eines Pfeils 36 abfällt.

Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen, wo gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in Fig. 1 bis 5 bezeichnet sind und der betreffenden Bezugszahl jeweils der Buchstabe e beigefügt ist.

Eine in Fig. 6a in einer perspektivischen Ansicht, in Fig. 6b in einer Draufsicht und in Fig. 6c in einer geschnittenen Seitenansicht im Schnitt A-A aus Fig. 6b gezeigte Sandgussform 1 e umfasst einen Hohlraum 37, der einen Hauptspeiser eines mit der Sandgussform 1 e herstellbaren Gussteils abbildet, und der bei Erstarrung des Gussteils oberhalb des Gussteils angeordnet ist. Durch Durchgangskanäle 38 besteht eine fluidische Verbindung des Hohlraums 37 zu einem in Fig. 6 nicht gezeigten, das Gussteil abbildenden Formhohlraum. In einen mehrteiligen Seitenwandkern 39 der Sandgussform 1 e ist ein Hohlraum 40 eingebracht, der einen zusätzlichen, seitlich an das hergestellte Gussteil angebrachten Speiser abbildet und der fluidisch durch mehrere Durchgangskanäle 41 mit dem den Hauptspeiser abbildenden Hohlraum 37 verbunden ist.

Eine fluidische Verbindung des den zusätzlichen Speiser abbildenden Hohlraums 40 mit dem das Gussteil abbildenden Formhohlraum ist durch Durchgangskanäle 42 sichergestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nicht alle Durchgangskanäle 42 mit einem Bezugszeichen versehen.

Denkbar ist, dass eine Gießform (1 -1 e) zur Herstellung eines Gehäuses für einen elektrischen Antrieb vorgesehen ist und einen Bereich mit mehreren weiteren Sandkernen aufweist, der zur Abbildung eines Aufnahmegehäuses für Leistungselektronikkomponenten und/oder Getriebekomponenten eines elektrischen Antriebs eingerichtet ist.

Außerdem kann eine Gießform (1 -1 e) mehrere zusätzliche Sandkerne aufweisen, die bei Verwendung des Gussteils in einem Elektromotor eines Kraftfahrzeugs zur Abbildung von Kühlkanälen vorgesehen sind, die geregelt mit einem Kühlfluid durchströmar sind.

Ferner ist denkbar, dass eine Gießform (1 -1 e) ein Einsatzelement aufweisen kann, das zum Verbleib in einem mit der Gießform hergestellten Gussteil eingerichtet ist. Dies kann beispielsweise ein Bauteil eines elektrischen Antriebs sein, zu dessen Herstellung das Gussteil benutzt wird.

Es versteht sich, dass sämtliche mögliche Kombinationen von Merkmalen der in Fig. 1 bis 6 gezeigten Merkmale denkbar sind. Beispielsweise kann eine in Fig. 6 gezeigte Sandgussform eine Ausnehmung 17 gemäß Fig. 3 aufweisen.

Es versteht sich außerdem, dass eine erfindungsgemäße Gießform als Dauergießform ausgebildet sein kann. Eine Dauergießform kann beispielsweise eine Kokille oder eine Druckgussform sein, in die Sandkerne eingebracht sind.