AT519596A1

AT519596A1 - Verfahren zur herstellung eines gegossenen, flüssigkeitsgekühlten zylinderkurbelgehäuses

Info

Publication number: AT519596A1
Application number: ATA50119/2017A
Authority: AT
Inventors: Ing Feichtinger Stefan; Ing Stefan Stocker-Reicher Dipl; Häusl Günter
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2018-08-15
Also published as: AT519596B1; WO2018148769A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gegossenen, flüssigkeitsgekühlten Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit mindestens zwei auf unterschiedliche Kurbelkröpfungen einer Kurbelwelle einwirkende Kolben, mit Zylinderräumen (4) zur Aufnahme der Kolben und mit einem Kurbelraum (7), in dem zwischen den Zylinderräumen (4) Hauptlagerwände (5) für die Hauptlager einer Kurbelwelle angeordnet sind, wobei das Zylinderkurbelgehäuse unter Verwendung von mehreren Kurbelraumkernsegmenten (2) gegossen wird, wobei die Kurbelraumkernsegmente (2) vor dem Gießvorgang ausgerichtet und miteinander verbunden werden. Um einfache, aber dennoch flexible Fertigung eines gegossenen Zylinderkurbelgehäuses zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass zumindest ein seitlicher Innenwandbereich (8) und zumindest ein seitlicher Außenwandbereich (9) des Zylinderkurbelgehäuses durch ein einziges Kurbelraumkernsegment (2) geformt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gegossenen, flüssigkeitsgekühlten Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit mindestens zwei auf unterschiedliche Kurbelkröpfungen einer Kurbelwelle einwirkende Kolben, mit Zylinderräumen zur Aufnahme der Kolben und mit einem Kurbelraum, in dem zwischen den Zylindern Hauptlagerbrücken für die Hauptlager einer Kurbelwelle angeordnet sind, wobei das Zylinderkurbelgehäuse unter Verwendung von mehreren Kurbelraumkernsegmenten gegossen wird, wobei die Kurbelraumkernsegmente vor dem Gießvorgang ausgerichtet und miteinander verbunden werden. Weiters betrifft die Erfindung eine Kernanordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines gegossenen, flüssigkeitsgekühlten Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit mindestens zwei auf unterschiedliche Kurbelkröpfungen einer Kurbelwelle einwirkende Kolben, mit mehreren als Kurbelraumkernsegmente ausgebildete Kurbelraumkerne. Ferner betrifft die Erfindung eine Hubkolben-Brennkraftmaschine, welche mit dieser Kernanordnung hergestellt ist.

Bei gegossenen Zylinderkurbelgehäusen ist es üblich, dass deren Innenräume beim Gießen durch eine Vielzahl an Gusskernen gebildet werden. Die Anzahl der Gusskerne ist ein maßgeblicher Faktor für den Bauaufwand eines Gussrohlings. Bei der Herstellung von herkömmlichen Hubkolben-Brennkraftmaschinen ist üblicherweise eine Vielzahl von Gusskernen erforderlich, was sich nachteilig auf die Fertigungskosten und die Fertigungsqualität auswirkt.

Aus der DE 195 18 417 Al ist ein gegossenes, flüssigkeitsgekühltes Zylinderkurbelgehäuse einer Hubkolben-Brennkraftmaschine bekannt, welches mindestens zwei Zylinderrohre und Kurbelräume sowie Zylinderräume aufweist, in denen zwischen den Zylinderrohren Hauptlagerbrücken für die Hauptlager einer Kurbelwelle und neben den Zylinderrohren Lagerbohrungen für eine Nockenwelle angeordnet sind. Zur Senkung der Herstellungskosten und zur Steigerung der Fertigungsqualität wird in der DE 195 18 417 Al ein einteiliger Kurbelraumkern für sämtliche Kurbelräume und Zylinderräume vorgeschlagen. Nachteilig ist, dass für unterschiedliche Zylinderzahl verschiedene Kernformen nötig sind, da jeder Kurbelraumkern für eine bestimmte Zylinderzahl ausgebildet ist. Weiters werden Innen- und Außenflächen des Zylinderkurbelgehäuses durch unterschiedliche Kerne gebildet, was die Anzahl der nötigen Kerne und somit den Herstellungsaufwand erhöht.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und eine einfache, aber dennoch flexible Fertigung eines gegossenen Zylinderkurbelgehäuses zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß erfolgt wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest ein seitlicher Innenwandbereich und zumindest ein seitlicher Außenwandbereich des Zylinderkurbelgehäuses durch ein einziges Kurbelraumkernsegment geformt wird.

Somit werden die Innenwandflächen und die Außenwandflächen des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich des Kurbelraumes und des Zylinderraumes durch ein einziges Kurbelraumkernsegment geformt. Dadurch kann die Zahl der Kerne eingeschränkt werden.

Um eine hohe Variabilität beim Einsatz der Kerne für unterschiedliche Zylinderzahlen zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn pro Kurbelkröpfung oder pro Hauptlagerwand ein einziges Kurbelraumkernsegment vorgesehen wird, welches ein der Kurbel kröpf ung zugeordnetes Kurbelraumsegment des Kurbelraumes samt darin enthaltenen Hauptlagerwänden und zumindest einen der Kurbelkröpfung zugeordneten Zylinderraum -zumindest teilweise -, vorzugsweise zur Hälfte, formt.

Die einzelnen Kurbelraumkernsegmente werden entsprechend der Zylinder-, Hauptlagerwand- bzw. Kröpfungszahl des herzustellenden Zylinderkurbelgehäuses in Richtung der Kurbelwellenachse modulartig hintereinander aneinandergereiht, ausgerichtet und miteinander verbunden. Jedes einzelne Kurbelraumkernsegment ist so gestaltet, dass es den Kurbelraum, den halben Zylinderraum, die Hauptlagerwände, Ölkanäle und Kühlmittelkanäle im Bereich einer Kurbelkröpfung, insbesondere zwischen zwei benachbarten Hauptlagerwänden, ausbildet und formt.

Eine weitere Verringerung der Kernanzahl bei hoher Flexibilität lässt sich erzielen, wenn zumindest ein einer Kurbelkröpfung zugeordneter Außenwanddeckenbereich des Zylinderkurbelgehäuses mittels des Kurbelraumkernsegment geformt wird.

In einer eine einfache Fertigung ermöglichende Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein einem Zylinderraum umgebender Kühlmantel mittels eines Kühlkernsegmentes geformt wird, wobei vorzugsweise jedem Zylinderraum ein Kühlkernsegment zugeordnet wird. Die Kurbelraumkernsegmente und Kühlkernsegmente werden vor dem Gießvorgang ausgerichtet und miteinander verbunden.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand eines in den Figuren dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Darin zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kernanordnung in einer Schrägansicht,

Fig. 2 ein Kurbelraumkernsegment in einer Vorderansicht,

Fig. 3 ein Detail eines Kurbelraumkernsegmentes in einer Schrägansicht und Fig. 4 ein Kühlkernsegment in einer Schrägansicht.

Die Figuren zeigen eine Kernanordnung 1 für ein Zylinderkurbelgehäuse einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit V-förmig in zwei Reihen angeordneten Zylindern, welche Kernanordnung 1 mehreren Kurbelraumkernsegmente 2 aufweist, welche vor dem Gießvorgang in Richtung der - nicht weiter dargestellten -Kurbelwellenachse der zu gießenden Hubkolben-Brennkraftmaschine hintereinander gereiht, ausgerichtet und fest verbunden werden. Jedes Kurbelraumkernsegment 2 ist einer - nicht weiter ersichtlichen - Kurbelkröpfung der Kurbelwelle der Hubkolben-Brennkraftmaschine oder einer Hauptlagerwand 5 zugeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedes Kurbelraumkernsegment 2 einer in axialer Richtung mittig im Kurbelraumkernsegment 2 angeordneten Kurbelkröpfung und zwei an den axialen Enden angeordneten Hauptlagerwänden5 zugeordnet und durch die Zylinderachsen 4a der Zylinderräume 4 beinhaltende Motorquerebenen 3a, 3b in denen sich die Hauptlagerwände 5 befinden, begrenzt. Jedes Kurbelraumkernsegment 2 ist gestaltet, um die der Hauptlagerwand 5 zugeordneten Kurbelraumsegmente 6 des Kurbelraumes 7, sowie zumindest einen Zylinderraum 4 jeder Zylinderreihe samt den im Kurbelraumsegment 6 angeordneten Hauptlagerwänden 5, und gegebenenfalls auch Nockenlagerwände, zu formen, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.

Weiters ist jedes Kurbelraumkernsegment 2 so gestaltet, dass es die seitlichen Innenwandbereiche 8 und seitlichen Außenwandbereiche 9 des entsprechenden Kurbelraumsegmentes 6 des Zylinderkurbelgehäuses formt. Im Detail werden die Innenwandflächen 10 und die Außenwandflächen 11 an beiden Längsseiten des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich des Kurbelraumes 7 und des Zylinderraumes 4, sowie der einer Kurbelkröpfung zugeordnete Außenwanddeckenbereich 12 des Zylinderkurbelgehäuses durch jeweils ein einziges Kurbelraumkernsegment 2 geformt.

Wie aus Fig. 1 und 4 ersichtlich ist, wird zumindest ein einem Zylinderraum 4 umgebender Kühlmantel 13 mittels eines Kühlkernsegmentes 14 geformt, wobei jedem Zylinderraum 4 zumindest ein Kühlkernsegment 14 zugeordnet wird.

Vor dem Gussvorgang wird eine der Kröpfungszahl der zu gießenden Hubkolben-Brennkraftmaschine entsprechende Anzahl an Kurbelraumkernsegmenten 2 in Richtung der Kurbelwellenachse hintereinander angereiht, ausgerichtet und zu einer Kurbelraumkerneinheit 15 miteinander verbunden. Genauso wird eine der Zylinderraumzahl der zu gießenden Hubkolben-Brennkraftmaschine entsprechende Anzahl an Kühlkernsegmenten 14 auf die Kurbelraumkernsegmente 2 aufgesetzt, ausgerichtet und mit dieser zu einer Zylinderkurbelgehäusekerneinheit 16 verbunden. Diese kann dann dem Gussvorgang in bekannter Weise unterzogen werden.

Kurbelraum 7, Nockenwellenraum, Kühlmäntel 13 und Außenform des Zylinderkurbelgehäuses werden durch eine Kernanordnung 1 mit sich wiederholenden Kernmodulen gebildet, welche durch die Kurbelraumkernsegmente 2, die Kühlkernsegmente 14 gebildet werden. Somit können die Kernmodule verwendet werden um Zylinderkurbelgehäuse mit unterschiedlicher Zylinderanzahl herzustellen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines gegossenen, flüssigkeitsgekühlten Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit mindestens zwei auf unterschiedliche Kurbelkröpfungen einer Kurbelwelle einwirkende Kolben, mit Zylinderräumen (4) zur Aufnahme der Kolben und mit einem Kurbelraum (7), in dem zwischen den Zylinderräumen (4) Hauptlagerwände (5) für die Hauptlager einer Kurbelwelle angeordnet sind, wobei das Zylinderkurbelgehäuse unter Verwendung von mehreren Kurbelraumkernsegmenten (2) gegossen wird, wobei die Kurbelraumkernsegmente (2) vordem Gießvorgang ausgerichtet und miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein seitlicher Innenwandbereich (8) und zumindest ein seitlicher Außenwandbereich (9) des Zylinderkurbelgehäuses durch ein einziges Kurbelraumkernsegment (2) geformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandflächen (10) und die Außenwandflächen (11) des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich des Kurbelraumes (7) und des Zylinderraumes (4) durch ein einziges Kurbelraumkernsegment (2) geformt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass pro Kurbel kröpf ung oder pro Hauptlagerwand (5) ein einziges Kurbelraumkernsegment (2) vorgesehen wird, welches ein der Kurbelkröpfung zugeordnetes Kurbelraumsegment (6) des Kurbelraumes samt darin enthaltener Hauptlagerwand (5) und zumindest einen der Kurbel kröpf ung zugeordneten Zylinderraum (4) - zumindest teilweise -, vorzugsweise zur Hälfte, formt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein einer Kurbel kröpf ung oder Hauptlagerwand (5) zugeordneter Außenwanddeckenbereich (12) des Zylinderkurbelgehäuses mittels des Kurbelraumkernsegment (2) geformt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein einem Zylinderraum (4) umgebender Kühlmantel (13) mittels eines Kühlkernsegmentes (14) geformt wird, wobei vorzugsweise jedem Zylinderraum (4) ein Kühlkernsegment (14) zugeordnet wird.
6. Kernanordnung (1) zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines gegossenen, flüssigkeitsgekühlten Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit mindestens zwei auf unterschiedliche Kurbelkröpfungen einer Kurbelwelle einwirkende Kolben, mit mehreren Kurbelraumkernsegmenten (2), nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein seitlicher Innenwandbereich (8) und zumindest ein seitlicher Außenwandbereich (9) des Zylinderkurbelgehäuses durch ein einziges Kurbelraumkernsegment (2) geformt ist.
7. Kernanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandflächen (10) und die Außenwandflächen (11) des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich des Kurbelraumes (7) und des Zylinderraumes (4) durch ein einziges Kurbelraumkernsegment (2) geformt sind.
8. Kernanordnung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass pro Kurbel kröpf ung oder pro Hauptlagerwand (5) ein einziges Kurbelraumkernsegment (2) vorgesehen ist, welches ein der Kurbel kröpf ung zugeordnetes Kurbelraumsegment (6) des Kurbelraumes (7) samt darin enthaltener Hauptlagerwand (5) und zumindest einen der Kurbel kröpf ung zugeordneten Zylinderraum (4) - zumindest teilweise -, vorzugsweise zur Hälfte, formt.
9. Kernanordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein einer Kurbelkröpfung zugeordneter Außenwanddeckenbereich (12) des Zylinderkurbelgehäuses mittels des Kurbelraumkernsegments (2) geformt ist.
10. Kernanordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein einem Zylinderraum (4) umgebender Kühlmantel (13) mittels eines Kühlkernsegmentes (14) geformt ist, wobei vorzugsweise jedem Zylinderraum (4) ein Kühlkernsegment (14) zugeordnet ist.
11. Hubkolben-Brennkraftmaschine, welche mit der Kernanordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10 hergestellt ist.