DE10026290B4

DE10026290B4 - Zylinderkurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10026290B4
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: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2020-05-27
Also published as: CN1230614C; JP2003534919A; EP1283755A1; CN1434753A; WO2001091947A1; DE10026290A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses für eine Brennkraftmaschine, wobei ein Grundkörper (1) aus einem ersten Material (A) und Zylinderwandungen (2) aus einem zweiten Material (B) bestehen, und wobei zwischen den beiden Materialien (A, B) eine gitterartige Bewehrung (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, 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.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines, Zylinderkurbelgehäuses mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, in Zylinderkurbelgehäusen aus untereutektischem Aluminium Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss einzugießen oder einzupressen, um die geforderte Verschleißfestigkeit sicherzustellen. Beim Eingießen oder Einpressen 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 übereutektischem Aluminium verschleißfeste Zylinderlaufflächen durch galvanisches Beschichten oder durch Freilegen von eingelagerten Primärsiliziumpartikeln zu erhalten. Dies hat aber den Nachteil, dass die Zylinderlaufflächen nur eine 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 Laufflächenbewehrung auszustatten. Dabei kann die Bewehrung als eine kunstharzgebundene Graphitschicht mit eingelagerten Metallpartikeln, eine dünne aufgeklebte Metallfolie oder eine verankerte Metallplatte ausgeführt sein.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zylinderkurbelgehäuse 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 bereitgestellt werden.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinder-Kurbelgehäuses mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Dadurch können diese beiden Materialien bei der Herstellung des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich der Bewehrung ineinander 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 Zylinderlaufflächen 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 Zylinderkurbelgehäuses wesentlich reduziert und eine hohe Lebensdauer sichergestellt 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 Zylinderwandungen zugewandten Seite. Somit ist die Bewehrung auf den bevorzugten Fall abgestimmt, dass das Material für den Grundkörper im geschmolzenen 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 Zylinderwandungen bestehen.

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

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 Materialien in die Gussform eingebracht werden. Somit kann die Herstellung des Zylinderkurbelgehäuses 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 Zylinderwandungen im geschmolzenen Zustand deutlich unterschiedliche Viskositäten, wobei das erste Material für den Grundkörper im geschmolzenen Zustand eine geringere Viskosität aufweist als das zweite Material für die Zylinderwandungen, 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 verhindert, 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 Gussform 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 Zylinderwandungen unter erhöhtem Druck in die Gussform eingebracht. Dadurch ist gewährleistet, dass das Drahtgewebe nicht an die Wand der Gussform gedrückt wird, so dass die Verschleißfestigkeit der Zylinderwandungen 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 Lufteinschlüsse verbleiben.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:
1 Einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Zylinderkurbelgehäuse; und
2 eine Draufsicht auf das Zylinderkurbelgehäuse aus 1.
Das dargestellte Zylinderkurbelgehäuse weist einen Grundkörper 1 aus einem leicht bearbeitbaren ersten Material A und darin angeordnete Zylinderwandungen 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 Bewehrung 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 benachbarten Zylinderwandungen 2 freilässt und dort lediglich eine Einsattelung 5 aufweist.
Damit zwischen den beiden Materialien A, B ein guter Wärmeübergang möglich 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 daraufhin 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 Material B für die Zylinderwandungen 2 leicht zeitversetzt und/oder mit leicht höherem Gießdruck in die Gussform eingebracht wird, um im Bereich der Bewehrung 3 ein gutes Ineinanderfließen der beiden Materialien A, B zu erreichen. Das Einbringen des ersten Materials A erfolgt im Bereich der Lagerstuhlwände des Grundkörpers 1 und das Einbringen des zweiten Materials B erfolgt über Stichkanäle und/oder Eingießdüsen im Bereich des Kurbelhauses des Grundkörpers 1.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses für eine Brennkraftmaschine, wobei ein Grundkörper (1) aus einem ersten Material (A) und Zylinderwandungen (2) aus einem zweiten Material (B) bestehen, und wobei zwischen den beiden Materialien (A, B) eine gitterartige Bewehrung (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, 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.
Verfahren nach Anspruch 1, 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.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material (B) unter leicht erhöhtem Druck in die Gussform eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als gitterartige Bewehrung (3) ein gut wärmeleitfähiges Material verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als gitterartige Bewehrung (3) ein Drahtgewebe mit einer Maschenweite von ca. 0,1 bis 1,0 Millimetern verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gitterartige Bewehrung (3) so ausgestaltet wird, dass sie auf der dem Grundkörper (1) zugewandten Seite größere Öffnungen aufweist als auf der den Zylinderwandungen (2) zugewandten Seite.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die gitterartige Bewehrung (3) stegartige Bereiche (4) zwischen benachbarten Zylinderwandungen (2) frei gelassen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Grundkörper (1) Stichkanäle und/oder Eingießdüsen zum Einbringen des zweiten Materials (B) für die Zylinderwandungen (2) ausgebildet werden.