DE10026290A1

DE10026290A1 - Zylinderkurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10026290A1
Application number: DE2000126290
Authority: DE
Inventors: Armin Bauder
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2020-05-27
Also published as: JP2003534919A; EP1283755A1; DE10026290B4; CN1434753A; CN1230614C; WO2001091947A1

Abstract

Bei einem Zylinderkurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine, wobei der Grundkörper 1 aus einem ersten Material A und die Zylinderwandungen 2 aus einem zweiten Material B bestehen, wird vorgeschlagen, dass zwischen den beiden Materialien A, B eine gitterartige Bewehrung 3 vorgesehen ist. Und bei einem Verfahren zur Herstellung dieses Zylinderkurbelgehäuses wird vorgeschlagen, dass die gitterartige Bewehrung 3 in eine Gussform für das Zylinderkurbelgehäuse eingesetzt wird, woraufhin dann die beiden Materialien A, B in die Gussform eingebracht werden. DOLLAR A Vorschlagsgemäß wird ein Zylinderkurbelgehäuse sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Zylinderkurbelgehäuses bereitgestellt, welche besonderes einfach und kostengünstig realisierbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zylinderkurbelgehäuse für eine Brenn kraftmaschine, wobei der Grundkörper aus einem ersten Material und die Zylinderwandungen aus einem zweiten Material bestehen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelge häuses.

Es ist bekannt, in Zylinderkurbelgehäusen aus untereutektischem Aluminium Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss einzugießen oder einzupressen, um die geforderte Verschleißfestigkeit sicherzustellen. Beim Eingießen oder Ein pressen der Zylinderlaufbuchsen tritt jedoch häufig das Problem auf, dass zwischen dem Zylinderkurbelgehäuse und den Zylinderlaufbuchsen eine nur unzureichende mechanische Verbindung zustande kommt.

Des weiteren ist es bekannt, bei Zylinderkurbelgehäusen aus übereutekti schem Aluminium verschleißfeste Zylinderlaufflächen durch galvanisches Beschichten oder durch Freilegen von eingelagerten Primärsiliziumpartikeln zu erhalten. Dies hat aber den Nachteil, dass die Zylinderlaufflächen nur ei ne äußerst dünne verschleißbeständige Schicht aufweisen, so dass an die Bearbeitung der Zylinderlaufflächen strengste Anforderungen gestellt werden müssen.

Außerdem ist es aus der Druckschrift DE 43 10 491 A1 bekannt, einen aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Hubkolben einer Brennkraftmaschine zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit mit einer zumindest teilweisen Laufflä chenbewehrung auszustatten. Dabei kann die Bewehrung als eine kunst harzgebundene Graphitschicht mit eingelagerten Metallpartikeln, eine dünne aufgeklebte Metallfolie oder eine verankerte Metallplatte ausgeführt sein.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zy linderkurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, welches einen leicht bearbeitbaren Grundkörper sowie verschleißfeste Zylinderlaufflächen aufweist und einfach sowie kostengünstig herstellbar ist. Außerdem soll auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Zylinderkurbelgehäuses bereit gestellt werden.

Gelöst wird der erste Teil der Aufgabe, indem zwischen den beiden Materia lien für den Grundkörper und die Zylinderwandungen eine gitterartige Be wehrung vorgesehen ist. Dadurch können diese beiden Materialien bei der Herstellung des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich der Bewehrung ineinan der fließen, so dass eine ideale Verankerung des zweiten Materials für die Zylinderwandungen in dem ersten Material für den Grundkörper realisiert ist. Gleichzeitig wird durch die gitterartige Bewehrung bei der Herstellung des Zylinderkurbelgehäuses verhindert, dass das weniger verschleißarme erste Material für den Grundkörper bis zu den stark verschleißbeanspruchten Zy linderlaufflächen vordringen kann.

Besteht die gitterartige Bewehrung aus einem gut wärmeleitfähigen Material, so ist in diesem Bereich zudem ein sehr guter Wärmefluss zwischen den beiden Materialien möglich, wodurch die thermische Belastung des Zylinder kurbelgehäuses wesentlich reduziert und eine hohe Lebensdauer sicherge stellt ist.

Zweckmäßig ist die gitterartige Bewehrung als ein Drahtgewebe mit einer Maschenweite von ca. 0,1 bis 1,0 Millimetern ausgeführt. Das genaue Maß der Maschenweite sollte dabei auf die Viskositäten der beiden Materialien im geschmolzenen Zustand abgestimmt sein, damit die Materialien für das Grundgehäuse und die Zylinderwandungen gerade noch durch die Maschen des Drahtgewebes hindurch ineinander fließen können.

Besonders zweckmäßig weist die gitterartige Bewehrung auf der dem Grundkörper zugewandten Seite größere Öffnungen auf als auf der den Zy linderwandungen zugewandten Seite. Somit ist die Bewehrung auf den be vorzugten Fall abgestimmt, dass das Material für den Grundkörper im ge schmolzenen Zustand eine geringere Viskosität aufweist als das Material für die Zylinderwandungen.

Damit bei der Herstellung des Zylinderkurbelgehäuses keine Gießprobleme auftreten, lässt die gitterartige Bewehrung jeweils die stegartigen Bereiche zwischen benachbarten Zylinderwandungen frei, so dass diese stegartigen Bereiche ausschließlich aus dem zweiten Material für die Zyünderwandungen bestehen.

Des weiteren sind zur Vermeidung von Gießproblemen bei der Herstellung des Zylinderkurbelgehäuses im Grundkörper Stichkanäle und/oder Eingieß düsen zum Einbringen des zweiten Materials für die Zylinderwandungen vor gesehen.

Verfahrensgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem bei der Herstellung des Zylinderkurbelgehäuses die gitterartige Bewehrung in eine Gussform für das Zylinderkurbelgehäuse eingesetzt wird, woraufhin dann die beiden Materia lien in die Gussform eingebracht werden. Somit kann die Herstellung des Zy linderkurbelgehäuses einfach und kostengünstig erfolgen, da hierzu keine separaten Zylinderlaufbuchsen gefertigt und eingepasst werden müssen und auch keine aufwendige Bearbeitung der Zylinderlaufflächen zum Einsatz kommt.

Haben die beiden Materialen für den Grundkörper und die Zylinderwandun gen im geschmolzenen Zustand deutlich unterschiedliche Viskositäten, wo bei das erste Material für den Grundkörper im geschmolzenen Zustand eine geringere Viskosität aufweist als das zweite Material für die Zylinderwandun gen, so sollte zuerst das Material für den Grundkörper und dann das Material für die Zylinderwandungen in die Gussform eingebracht werden. Auf diese Weise wird selbst bei einem besonders hochviskosen zweiten Material ver hindert, dass dieses Material durch die Bewehrung hindurch in den Bereich des Grundkörpers gelangen kann, da nun lediglich die in der Gussform verbleibenden Hohlräume für die Zylinderwandungen ausgefüllt werden.

Natürlich können die beiden Materialien aber auch gleichzeitig in die Guss form eingebracht werden, sofern sich deren Viskositäten im geschmolzenen Zustand nicht zu stark voneinander unterscheiden.

Gemäß einer Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens wird das zweite Material für die Zylindermrandungen unter erhöhtem Druck in die Gussform eingebracht. Dadurch ist gewährleistet, dass das Drahtgewebe nicht an die Wand der Gussform gedrückt wird, so dass die Verschleißfestig keit der Zylindermrandungen nicht beeinträchtigt wird, und dass das zweite Material den Bereich zwischen dem Grundkörper beziehungsweise dem Drahtgewebe und der Gussform vollständig ausfüllt, so dass dort keine Luft einschlüsse verbleiben.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Zylinderkurbel gehäuse; und

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Zylinderkurbelgehäuse aus Fig. 1.

Das dargestellte Zylinderkurbelgehäuse weist einen Grundkörper 1 aus ei nem leicht bearbeitbaren ersten Material A und darin angeordnete Zylinder wandungen 2 aus einem besonders verschleißarmen zweiten Material B auf. Das erste Material A ist eine Umschmelzlegierung, die im geschmolzenen Zustand eine erste Viskosität V_A aufweist, und das zweite Material B ist eine übereutektische Aluminiumlegierung, die im geschmolzenen Zustand eine zweite Viskosität V_B aufweist, wobei die erste Viskosität V_A geringer ist als die zweite Viskosität V_B.

Der Grundkörper 1 und die Zylinderwandungen 2 beziehungsweise das erste Material A und das zweite Material B sind mittels einer gitterartigen Beweh rung 3 aus einem engmaschigen Drahtgewebe voneinander getrennt. Dieses Drahtgewebe ist so ausgelegt, dass es die unterschiedlichen Viskositäten V_A, V_B der beiden Materialien A, B berücksichtigt, indem es zur Seite des ersten Materials A für den Grundkörper 1 größere Öffnungen aufweist als zur Seite des zweiten Materials B für die Zylinderwandungen 2. Zudem ist das Drahtgewebe so geformt, dass es die stegartigen Bereiche 4 zwischen be nachbarten Zylindermrandungen 2 freilässt und dort lediglich eine Einsatte lung 5 aufweist.

Damit zwischen den beiden Materialien A, B ein guter Wärmeübergang mög lich ist, besteht das Drahtgewebe aus einem gut wärmeleitfähigen Material C, wie zum Beispiel Stahl und gehen die beiden Materialien A, B im Bereich der gitterartigen Bewehrung 3 ohne Lufteinschlüsse ineinander über.

Für die Herstellung des dargestellten Zylinderkurbelgehäuses wird zunächst die gitterartige Bewehrung 3 in eine Gussform eingesetzt und werden dar aufhin die Materialien A, B für den Grundkörper 1 und die Zylinderwandun gen 2 im geschmolzenen Zustand auf der jeweiligen Seite der Bewehrung 3 in die Gussform eingebracht. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das zweite Mate rial B für die Zylinderwandungen 2 leicht zeitversetzt und/oder mit leicht hö herem Gießdruck in die Gussform eingebracht wird, um im Bereich der Be wehrung 3 ein gutes Ineinanderfließen der beiden Materialien A, B zu errei chen. Das Einbringen des ersten Materials A erfolgt im Bereich der Lager stuhlwände des Grundkörpers 1 und das Einbringen des zweiten Materials B erfolgt über Stichkanäle und/oder Eingießdüsen im Bereich des Kurbelhau ses des Grundkörpers 1.

Claims

1. Zylinderkurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine, wobei der Grund körper aus einem ersten Material und die Zylinderwandungen aus ei nem zweiten Material bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Materialien (A, B) eine gitterartige Beweh rung (3) vorgesehen ist.

2. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gitterartige Bewehrung (3) aus einem gut wärmeleitfähigen Material besteht.

3. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass die gitterartige Bewehrung (3) als ein Drahtgewebe mit einer Maschenweite von ca. 0,1 bis 1,0 Millimetern ausgeführt ist.

4. Zylinderkurbelgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die gitterartige Bewehrung (3) so ausgestaltet ist, dass sie auf der dem Grundkörper (1) zugewandten Seite größere Öff nungen aufweist als auf der den Zylinderwandungen (2) zugewandten Seite.

5. Zylinderkurbelgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die gitterartige Bewehrung (3) die stegartigen Be reiche (4) zwischen benachbarten Zylinderwandungen (2) frei lässt.

6. Zylinderkurbelgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass im Grundkörper (1) Stichkanäle und/oder Eingieß düsen zum Einbringen des zweiten Materials (B) für die Zylinderwan dungen (2) vorgesehen sind.

7. Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gitterartige Bewehrung (3) in eine Gussform für das Zylinderkurbelgehäuse einge setzt wird, woraufhin dann die beiden Materialien (A, B) in die Gussform eingebracht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst das erste Material (A) für den Grundkörper (1) und dann leicht zeitversetzt das zweite Material (B) für die Zylinderwandungen (2) in die Gussform eingebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material (B) unter leicht erhöhtem Druck in die Gussform einge bracht wird.