DE10044770A1

DE10044770A1 - Crankcases for reciprocating-piston internal combustion machine, has metallic-particle lattice forming pore labyrinth fixed between the outer wall of a housing and the wall of a cylinder liner

Info

Publication number: DE10044770A1
Application number: DE2000144770
Authority: DE
Inventors: Gerd Hoermansdoerfer; Reiner Kamieth
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-09-10
Filing date: 2000-09-10
Publication date: 2002-03-21
Anticipated expiration: 2020-09-11
Also published as: DE10044770B4

Abstract

A pore labyrinth lattice (6) made of metallic particles is fixed between the outer wall (3) of a housing and the wall of a cylinder liner (4) via e.g. melt-on surfaces or soldering points. The lattice forms a coolant flow path between the housing and cylinder walls. An Independent claim is also included for a crankcase production method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine. Derartige Kurbelgehäuse werden heutzutage in vielen Millionen Stück pro Jahr für die Verwendung in Kraftfahrzeugen benötigt. Zunächst wurden solche Kurbelgehäuse aus Grauguss her gestellt. Dieser Werkstoff ist leicht verfügbar, sehr preiswert, hat eine ausreichende Festig keit und lässt sich gut bearbeiten. Allerdings sind Kurbelgehäuse aus Grauguss relativ schwer.The invention relates to a crankcase for a reciprocating piston internal combustion engine. such Crankcases are used in millions of pieces per year these days needed in motor vehicles. Initially, such crankcases were made from gray cast iron posed. This material is readily available, very inexpensive and has sufficient strength and easy to edit. However, cast iron crankcases are relative heavy.

Im Zuge der Weiterentwicklung von Brennkraftmaschinen, insbesondere unter dem Aspekt der Verbrauchsreduzierung des Kraftfahrzeugs insgesamt, hat die Gewichtsreduzierung einen hohen Stellenwert erlangt. Nachdem Zylinderköpfe aus Aluminium-Legierungen immer grössere Verbreitung gefunden haben, ist mittlerweile ein Umschwung auch hin sichtlich des Kurbelgehäuses zu verzeichnen. Die bisher zum Teil noch benutzte gemischte Technik aus Grauguss-Kurbelgehäuse und Aluminium-Zylinderkopf bringt das Problem unterschiedlicher Wärmedehnung mit sich, da der lineare thermische Ausdehnungs koeffizient von Aluminium deutlich grösser ist als der von Grauguss. Andererseits gibt es für eine Umstellung des Kurbelgehäuses auf einen Aluminium-Werkstoff z. B. bei Diesel motoren Bedenken, weil hier ein wesentlich höheres Belastungsprofil besteht. Bei der Fabrikation entsprechender Motoren ist es jedoch sehr nachteilig, wenn zwei völlig unter schiedliche Fertigungstechnologien parallel zueinander angewandt werden müssen.In the course of the further development of internal combustion engines, especially from the aspect the overall reduction in consumption of the motor vehicle has the weight reduction is of great importance. After cylinder heads made of aluminum alloys have become increasingly widespread, there is now a change visible of the crankcase. The mixed one that has been used up to now Technology made of cast iron crankcase and aluminum cylinder head brings the problem different thermal expansion with it because of the linear thermal expansion coefficient of aluminum is significantly larger than that of gray cast iron. On the other hand, there is for a conversion of the crankcase to an aluminum material such. B. with diesel motors concerns because there is a much higher load profile here. In the Manufacturing appropriate motors, however, it is very disadvantageous if two are completely under different manufacturing technologies must be applied in parallel.

Es bestand daher die Aufgabe zur Schaffung eines aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium bzw. Magnesium und deren Legierungen herstellbaren Kurbelgehäuses mit Steifigkeitseigenschaften, welche eine Anwendung sowohl für Benzin- als auch Diesel motoren ermöglichen sollte.There was therefore the task of creating a light metal, in particular Aluminum or magnesium and their alloys that can be produced with the crankcase Stiffness properties, which is an application for both gasoline and diesel should enable motors.

Die beschriebene Aufgabe wird nach der Erfindung durch Zurverfügungstellung eines speziellen Kurbelgehäuses in Art eines Sandwichs gelöst, wobei separat gefertigte Zylin derlaufbüchsen fest in ein Gerüst aus untereinander verbundenen metallischen Partikeln eingebettet und diese wiederum fest mit einer äusseren Gehäusewandung verbunden sind. The described object is achieved according to the invention by providing a special crankcase solved in the manner of a sandwich, with separately manufactured Zylin the liners firmly in a framework made of interconnected metallic particles embedded and these are in turn firmly connected to an outer housing wall.

Im Prinzip ist die Verwendung separat gefertigter Zylinderlaufbüchsen für Hubkolben- Brennkraftmaschinen bekannt. Noch zur Zeit der Graugusstechnologie wurden Zylinder laufbüchsen als so genannte "nasse Büchsen" vor allem bei anspruchsvolleren Motoren verwendet. Diese Zylinderlaufbüchsen wurden unter Verwendung von metallischen Dicht ringen einzeln in den Motorblock eingesetzt. Nach langer Laufleistung und entsprechen dem Verschleiss konnten diese dann relativ leicht ausgetauscht werden. Der Begriff "nasse Büchsen" ergab sich durch den Umstand, dass diese direkt vom Kühlwasser umspült waren. Neben der Auswechselbarkeit lag ein Vorteil darin, dass für die Zylinderlaufbüchsen ein anderer, z. B. verschleissärmerer Werkstoff verwendet werden konnte als für den Motor block selbst. Ausserdem waren die losen Zylinderlaufbüchsen aufgrund der drehtechni schen Nacharbeit sehr masshaltig mit extrem gleichen Wandstärken herstellbar.In principle, the use of separately manufactured cylinder liners for reciprocating Internal combustion engines known. At the time of gray cast iron technology, cylinders became liners as so-called "wet cans" especially for more demanding engines used. These cylinder liners were made using metallic seals rings individually inserted in the engine block. After long mileage and conform the wear and tear could then be replaced relatively easily. The term "wet Büchsen "resulted from the fact that these were washed directly by the cooling water. In addition to the interchangeability, there was an advantage in that for the cylinder liners other, e.g. B. low-wear material could be used than for the engine block itself. In addition, the loose cylinder liners were due to the turning technology reworking can be made to a very large size with extremely the same wall thickness.

Im Zuge der technischen Entwicklung kam vor nicht so langer Zeit die Technologie auf, separat gefertigte Zylinderlaufbüchsen in Kurbelgehäuse aus Aluminium bzw. Aluminium legierungen mittels einer Eingiesstechnik zu integrieren. Dabei wurde wahlweise auf Eisen- oder Aluminium-Legierungen zurückgegriffen. Im Falle der Verwendung einer Legierung aus Aluminium-Silizium besteht dann eine elegante Methode zur Schaffung geeigneter Zylinderlaufflächen darin, diese Flächen nach dem Honen mittels einer Schwabbeltechnik partiell so zu vertiefen, dass dabei die Traganteile der harten Partikel in Gestalt feiner Silizium-Primärkristalle bzw. harter intermetallischer Phasen freigelegt werden. Diese weisen bessere Gleit- bzw. Verschleisseigenschaften auf als das Aluminium selbst. Aus serdem sind die oberflächlich gebildeten Mikrotaschen als Schmierölreservoir nutzbar. Die Herstellung und Verwendung derartiger eingegossener Zylinderlaufbüchsen ist z. B. in der DE 44 38 550 beschrieben.In the course of technical development, technology came up not so long ago, separately manufactured cylinder liners in crankcase made of aluminum or aluminum to integrate alloys using a casting technique. It was optionally on iron or aluminum alloys. In case of using an alloy aluminum-silicon is then an elegant method for creating suitable ones Cylinder running surfaces in it, these surfaces after honing using a buffing technique partially to deepen so that the load-bearing components of the hard particles are finer Silicon primary crystals or hard intermetallic phases are exposed. This have better sliding and wear properties than the aluminum itself In addition, the micro-pockets formed on the surface can be used as a lubricating oil reservoir. The Manufacture and use of such cast cylinder liners is such. B. in the DE 44 38 550 described.

Bei der oben beschriebenen Technologie ist vor allem eine Werkstofftrennung beabsichtigt. Diese wird durch Verwendung unterschiedlicher Aluminium-Legierungen realisiert. Die Zylinderlaufbüchse ist dann mit dünner und gleichmässiger Wandstärke herstellbar. Sie wird danach in eine geeignete Gussform (z. B. Kokille) für das Kurbelgehäuse eingelegt und in eine für den Guss optimale Legierung eingegossen. Das dabei praktizierte Verfahren erfordert jedoch bestimmte Mindestwandstärken für die die jeweilige Zylinderlaufbüchse umschliessende Hülle. Wegen des heute angestrebten engen Zylinderabstandes wachsen dann die aus den Wandstärken der Zylinderlaufbüchse und des Gusses resultierenden Aussendurchmesser so zusammen, dass zwischen ihnen ein Kanal für den so genannten Wassermantel nicht mehr gebildet werden kann. In dieser Erstreckungsrichtung ist das aus mehreren aneinander gereihten Zylindern gebildete Ensemble dadurch verhältnismässig steif, während quer zu dieser Erstreckungsrichtung die Steifigkeit niedriger ist. Dadurch kommt es bei Erwärmung oder Abkühlung zu einer anisotropen Ausdehnung und Formabwei chung der Zylinderwände. Bei der Lösung der weiter oben beschriebenen Aufgabe muss daher diese Problematik entsprechende Berücksichtigung finden.With the technology described above, a material separation is primarily intended. This is achieved by using different aluminum alloys. The The cylinder liner can then be manufactured with a thin and uniform wall thickness. she is then placed in a suitable mold (e.g. mold) for the crankcase and cast in an alloy that is optimal for casting. The procedure practiced however requires certain minimum wall thicknesses for the respective cylinder liner enclosing shell. Growing because of the narrow cylinder spacing sought today then those resulting from the wall thickness of the cylinder liner and the casting Outside diameter so together that between them a channel for the so-called Water jacket can no longer be formed. In this direction it is over several ensembles formed in a row are therefore relatively stiff, while the stiffness is lower transversely to this direction of extension. Because of that comes anisotropic expansion and shape deviation when heated or cooled cylinder walls. When solving the task described above must therefore take this problem into account.

Das mit der Erfindung vorgeschlagene Kurbelgehäuse nach Art eines Sandwichs ist im Prinzip aus drei Schichten aufgebaut. Dabei repräsentiert die mittlere Schicht den Bereich des bisherigen Wassermantels. Sie ist aus metallischen Partikeln (z. B. Granulat) geeigneter Grösse gebildet, welche untereinander z. B. durch Sintern fest verbunden sind und mit ihrem Porenvolumen einen für das flüssige Kühlmittel durchströmbaren Raum bilden. Wegen der grossen Oberfläche und der guten Wärmeleitfähigkeit dieses Gerüsts, sowie der darin erzwungenen turbulenten Strömung ist eine optimale Wärmeübertragung ge währleistet.The crankcase proposed with the invention in the manner of a sandwich is in Principle made up of three layers. The middle layer represents the area of the previous water jacket. It is more suitable from metallic particles (e.g. granulate) Formed size, which z. B. are firmly connected by sintering and with their pore volume form a space through which the liquid coolant can flow. Because of the large surface and the good thermal conductivity of this scaffold, as well The turbulent flow forced therein ensures optimal heat transfer guaranteed.

Der durchströmbare Raum wird nach aussen bzw. zur Seite hin durch eine massive Gehäusewandung begrenzt und zum Zylinder hin durch die jeweiligen Zylinderlauf büchsen. Beide Wandungsarten sind ihrerseits fest mit dem Partikelgerüst verbunden, z. B. über Anschmelzpunkte. Auf diese Weise wird trotz sehr dünner Wandstärken eine extrem steife Struktur mit homogener Ausdehnungscharakteristik gebildet, welche noch den Vorteil einer hohen inhärenten Schalldämmung mit sich bringt.The flowable space is outward or sideways through a massive Housing wall limited and towards the cylinder by the respective cylinder barrel bushings. Both types of wall are in turn firmly connected to the particle structure, for. B. about melting points. In this way, despite very thin wall thicknesses, an extreme rigid structure with homogeneous expansion characteristics, which still has the advantage high inherent sound insulation.

Im Prinzip ist das zu Grunde liegende Konzept eines durchströmbaren Blocks aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 196 17 457 bekannt. In der Schrift werden die Vorge hensweisen zur Herstellung eines derartigen Blocks sowie die unterschiedlichen Partikel formen und geeignete Legierungen ausführlich erläutert. Auf die genannte Schrift wird hier ausdrücklich Bezug genommen. Allerdings wird dort lediglich das mehr- oder allseitige Umgiessen der gesinterten Partikelmatrix vorgeschlagen. Das Einbringen vorgefertigter Zylinderlaufbüchsen ist nicht Gegenstand der genannten Anmeldung.In principle, the underlying concept of a flowable block is from the German published application DE 196 17 457 known. In the scriptures, the pre How to make such a block and the different particles shapes and suitable alloys explained in detail. The scripture mentioned here expressly referred. However, there is only the multi-sided or all-sided Pouring the sintered particle matrix proposed. The introduction of prefabricated Cylinder liners are not the subject of the aforementioned application.

Erst durch den Rückgriff auf vorgefertigte Zylinderlaufbüchsen sind die oben zum Teil beschriebenen Problemkreise lösbar. Die Zylinderlaufbüchsen können für den erfindungs gemässen Aufbau des Kurbelgehäuses extrem dünn ausgelegt werden. Dadurch sind selbst bei engen Zylinderabständen noch Pfade für das flüssige Kühlmittel erzeugbar. Das in sich z. B. durch Sintern verbundene Partikelgerüst ist über Kontaktstellen rund herum mit der äusseren Oberfläche der Zylinderlaufbüchsen verbunden. Die so gebildete Einheit ist extrem steif und lässt anisotrope Ausdehnungsbewegungen nicht zu. Ausserdem ist eine optimale Wärmeabfuhr an das die zwischen den Partikeln gebildeten Fliesswege durchströmende flüssige Kühlmittel gewährleistet. Die massive äussere Wandung des Kurbelgehäuses, welche mit dem Partikelgerüst fest verbunden ist, schliesst dieses nach allen anderen Seiten hin ab und sorgt für eine zusätzliche mechanische Versteifung. Dabei können die Wandstärken gegenüber üblichen Ausführungen dünner gewählt sein, weil die feste Verbindung mit dem Partikelgerüst in jedem I = all eine höhere Struktursteifigkeit zur Folge hat.Only through the use of prefabricated cylinder liners are some of the above problem areas described solvable. The cylinder liners can for the Invention are designed to be extremely thin in accordance with the construction of the crankcase. This means yourself at narrow cylinder distances, paths for the liquid coolant can still be generated. That in itself z. B. particle structure connected by sintering is around contact points with the outer surface of the cylinder liners connected. The unit thus formed is extremely stiff and does not allow anisotropic expansion movements. In addition, there is one optimal heat dissipation to the flow paths formed between the particles flowing liquid coolant guaranteed. The massive outer wall of the Crankcase, which is firmly connected to the particle structure, closes it on all other sides and provides additional mechanical stiffening. there the wall thicknesses can be chosen to be thinner than conventional designs because the firm connection with the particle structure in every I = all a higher structural rigidity Consequence.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der einzigen Zeichnungsfigur näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to the single drawing figure become.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Kurbelge häuses 1 für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine von der Kupplungsseite her gesehen. Es wurde eine teilweise aufgebrochen bzw. geschnitten gezeichnete Darstellungsweise ange wandt. Dabei wurden die Dimensionierungen rein aus zeichnerischen Gründen gewählt. Fig. 1 shows a schematic embodiment of an inventive crankcase 1 for a reciprocating internal combustion engine seen from the clutch side. A partially broken or cut drawing was used. The dimensions were chosen purely for graphic reasons.

Alle nebensächlichen Details wurden weggelassen, um die wesentlichen Merkmale besser hervortreten zu lassen. Es ist ein Flansch 2 für den Anbau eines Getriebes angedeutet. Eine Wandung 3 schliesst das Kurbelgehäuse nach aussen hin ab. Der einzig sichtbare Zylinder wurde unter Verwendung einer vorgefertigten Zylinderlaufbüchse 4 erstellt. Diese ist an ihrem oberen Ende mit einem verstärkten Rand 5 versehen, um eine breitere Anlagefläche für eine Zylinderkopfdichtung zu schaffen. Zwischen der äusseren Wandung 3 des Gehäu ses und der Wandung der Zylinderlaufbüchse 4 befindet sich ein Partikelgerüst 6, welches in sich und mit den es einschliessenden Wandungen zu einem festen Körper verbunden ist. Es ist auf Grund seiner offenzelligen Struktur von einem flüssigen Kühlmittel durchströmbar. Die Zeichnungsfigur wird noch vervollständigt durch einen in der Zylinderlaufbüchse hin- und hergehenden Kolben 7, welcher mittels eines Kolbenbolzens 9 mit einem Pleuel 8 drehbar verbunden ist. Die Rotationsachse einer nicht eingezeichneten Kurbelwelle ist durch ein Mittelpunktskreuz 10 angedeutet.All minor details have been left out in order to better emphasize the essential features. A flange 2 for the attachment of a gear is indicated. A wall 3 closes off the crankcase from the outside. The only visible cylinder was created using a prefabricated cylinder liner 4 . This is provided at its upper end with a reinforced edge 5 in order to create a wider contact surface for a cylinder head gasket. Between the outer wall 3 of the housing and the wall of the cylinder liner 4 there is a particle structure 6 , which is connected to itself and to the walls enclosing it to form a solid body. Due to its open-cell structure, a liquid coolant can flow through it. The drawing figure is completed by a piston 7 reciprocating in the cylinder liner, which is rotatably connected to a connecting rod 8 by means of a piston pin 9 . The axis of rotation of a crankshaft, not shown, is indicated by a center cross 10 .

Für die Herstellung des erfindungsgemässen Kurbelgehäuses werden unterschiedliche Wege vorgeschlagen. Ein Weg besteht darin, die vorgefertigten Zylinderlaufbüchsen mit einem Ende in Aufnahmebohrungen einer Gussform z. B. aus Keramik einzustecken und die zwischen der Gussform und den Wandungen der Zylinderlaufbüchsen gebildeten Hohl räume mit den Partikeln (z. B. Granulat) aufzufüllen. Die gesamte Einheit kann dann in einem Induktionsofen so weit erhitzt werden, dass die Partikel beginnen, oberflächlich anzuschmelzen. Dies kann nur gelingen, wenn für die Partikel ein Werkstoff mit niedrigerer Schmelztemperatur als die der Zylinderlaufbüchsen verwendet wird oder wenn die Zylin derlaufbüchsen gekühlt werden. Der Prozess muss derart gewählt werden, dass einerseits ein Anschmelzen und eine innige Verbindung zwischen den Partikeln untereinander und zu den Zylinderlaufbüchsen zu Stande kommt. Andererseits darf der Anschmelzprozess nicht zu weit getrieben werden, damit die offenzellige Struktur des Partikelgerüsts erhalten bleibt.Different are used for the production of the crankcase according to the invention Suggested ways. One way is to use the prefabricated cylinder liners one end in receiving bores of a mold z. B. made of ceramic and the hollow formed between the mold and the walls of the cylinder liners fill rooms with the particles (e.g. granules). The entire unit can then be in an induction furnace so far that the particles begin to appear superficially to melt. This can only be achieved if the particles have a lower material Melting temperature than that of the cylinder liners is used or when the Zylin the liners are cooled. The process must be chosen in such a way that, on the one hand a melting and an intimate connection between the particles and each other the cylinder liners comes into being. On the other hand, the melting process must not are pushed too far to maintain the open-cell structure of the particle structure.

Wird für z. B. für die Zylinderlaufbüchsen eine eutektische Legierung aus Aluminium und Silizium verwendet, so ist deren Schmelztemperatur bei etwa 577°C ohnehin gegenüber Reinaluminium um etwa 83 K abgesenkt. Die Verwendung von Reinaluminium für das Par tikelgerüst wäre dann ohne weitere Massnahmen problematisch. Dieses Problem kann dadurch abgeschwächt werden, dass z. B. für die Zylinderlaufbüchsen eine übereutektische Legierungszusammensetzung gewählt wird, welche statt eines Schmelzpunkts einen höher reichenden Schmelzbereich besitzt. Eine andere Problemlösung besteht darin, für die Partikel eine niedrig schmelzende Aluminium-Legierung heranzuziehen. Hier kommt z. B. eine Aluminium-Magnesium-Legierung in Frage, für welche in der Literatur ein eutektischer Schmelzpunkt bei 437°C angegeben wird. Auch eine Zulegierung von Kupfer oder ande rer den Schmelzpunkt senkender Metalle kann ins Auge gefasst werden, ferner auch der Übergang auf eine Drei- oder Mehrstoff-Legierung.Is for z. B. for the cylinder liners a eutectic alloy made of aluminum and Silicon used, their melting temperature at about 577 ° C is in any case opposite Pure aluminum reduced by approximately 83 K. The use of pure aluminum for the Par particle framework would then be problematic without further measures. This problem can are weakened by the fact that z. B. a hypereutectic for the cylinder liners Alloy composition is chosen, which instead of a melting point a higher has a sufficient melting range. Another problem solving is for Particles to use a low-melting aluminum alloy. Here comes z. B. an aluminum-magnesium alloy in question, for which in the literature a eutectic Melting point at 437 ° C is specified. Also an alloy of copper or other metals lowering the melting point can be envisaged, as can the Transition to a three or multi-component alloy.

Zur erfolgreichen Durchführung des beschriebenen Prozess-Schrittes kann es erforderlich sein, die Aussenflächen der Zylinderlaufbüchsen mechanisch aufzurauhen, z. B. durch Sandstrahlen, und zusätzlich zu reinigen bzw. zu entfetten. Unter Umständen ist es empfehlenswert, die beteiligten Flächen der Zylinderlaufbüchsen bzw. der Partikel zu ver kupfern oder oberflächlich zu aktivieren. Insbesondere ist es erforderlich, die oberflächlich vorhandene oder sich bildende Oxidhaut der zum Einsatz kommenden Aluminium- Legierungen unter Kontrolle zu haben. Dies kann möglicherweise die Anwendung eines Schutzgases, z. B. Stickstoff, während des Sinterprozesses erforderlich machen. Derartige Vorgehensweisen sind jedoch aus verwandten Technologien bekannt und können ohne weiteres auf den beschriebenen Prozess-Schritt übertragen werden.It may be necessary to successfully carry out the process step described be to mechanically roughen the outer surfaces of the cylinder liners, e.g. B. by Sandblasting, and additionally to clean or degrease. Maybe it is it is recommended to ver the surfaces of the cylinder liners or the particles involved to activate copper or superficial. In particular, it is necessary to be superficial existing or forming oxide skin of the aluminum used Having alloys under control. This may possibly be the application of a Protective gas, e.g. B. nitrogen, required during the sintering process. such However, procedures are known from related technologies and can be done without further transferred to the process step described.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird der zuvor erhaltene Block aus Zylinderlaufbüchsen und dem fest verbundenen Partikelgerüst zu allen erforderlichen Seiten hin mit einer geeigneten Aluminium-Gusslegierung umgossen. Hierbei ist wiederum eine innige Verbin dung dieses Gusses mit den äusseren Kontaktpunkten des Partikelgerüsts zu gewährleisten. Auf der anderen Seite muss sichergestellt sein, dass der Guss nicht mehr als im Prinzip oberflächlich in das Partikelgerüst eindringt, damit das Porenlabyrinth nicht verschlossen wird.In a further process step, the block previously obtained is made from cylinder liners and the firmly connected particle structure with all necessary sides suitable cast aluminum alloy. Here again is an intimate connection ensure this casting with the outer contact points of the particle structure. On the other hand, it must be ensured that the casting is no more than in principle penetrates superficially into the particle structure so that the pore labyrinth is not closed becomes.

Ein anderer Vorschlag zur Herstellung des erfindungsgemässen Kurbelgehäuses besteht darin, die Zylinderlaufbüchsen mit ihrem unteren Rand fest in ein verhältnismässig dünn wandiges äusseres Gehäuse aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung einzugiessen. Der dann relativ breite Wassermantel zwischen dieser Gehäusewandung und den Zylinder laufbüchsen wird danach mit metallischen Partikeln einer niedriger schmelzenden Legie rung aufgefüllt und die ganze Einheit ähnlich wie zuvor mittels eines Induktionsofens so weit erhitzt, dass ein Anschmelzen der beteiligten Komponenten an den jeweiligen Kontaktpunkten erfolgt und auf diese Weise ein einziger fester Körper entsteht. Die Vorgehensweise bezüglich der Vorbereitung und des Ablaufs der Herstellung kann anson sten der obigen Beschreibung entlehnt werden. Die endgültige Bearbeitung des Kurbel gehäuses erfolgt in bekannter Weise durch dreh- bzw. frästechnische Nacharbeit. Dies betrifft zum Beispiel die Dichtflächen zum Zylinderkopf hin, die Lagerstellen für die Kurbelwelle und z. B. die Vielzahl von erforderlichen Bohrungen, Gewinden und der gleichen.Another proposal for the production of the crankcase according to the invention exists in that the cylinder liners with their lower edge firmly in a relatively thin to cast in a walled outer housing made of aluminum or an aluminum alloy. The then relatively wide water jacket between this housing wall and the cylinder The liner is then covered with metallic particles of a lower melting alloy filled and the whole unit similarly as before by means of an induction furnace far heated that a melting of the components involved on the respective Contact points occur and in this way a single solid body is created. The Procedure regarding the preparation and the sequence of manufacture can otherwise borrowed from the description above. The final machining of the crank housing is done in a known manner by turning or milling rework. This affects, for example, the sealing surfaces towards the cylinder head, the bearing points for the Crankshaft and z. B. the variety of required holes, threads and the same.

Im Prinzip ist eine Herstellung des erfindungsgemässen Kurbelgehäuses auch mittels einer Löttechnik realisierbar. Derartige Löttechniken sind z. B. für Aluminium und dessen Legie rungen Stand der Technik. Im Grunde ist die Entscheidung für oder gegen ein bestimmtes Herstellungsverfahren eng mit der entsprechenden Wirtschaftlichkeit verknüpft.In principle, the crankcase according to the invention can also be produced by means of a Soldering technology possible. Such soldering techniques are e.g. B. for aluminum and its alloy State of the art. Basically, the decision for or against a particular one Manufacturing process closely linked to the corresponding economy.

Mit der Erfindung wird ferner die Anwendung der zu Grunde liegenden Idee in Gestalt eines "gebauten" Kurbelgehäuses vorgeschlagen. In diesem Fall besteht die äussere Gehäusewandung aus Blech. Bei dünner Wandstärke kann es entsprechend den Anforderungen tiefgezogen sein oder wahlweise ein- oder mehrteilig aus so genannten "tailored blanks" unterschiedlicher Wandstärke bestehen. Je nach Bedarf sind dann z. B. partiell dickwandigere Formstücke anfügbar oder können eingelegt und während des Sinterprozesses mit dem Partikelgerüst fest verbunden werden.With the invention, the application of the underlying idea is also in the form of a "built" crankcase proposed. In this case there is the exterior Housing wall made of sheet metal. If the wall thickness is thin, it can correspond to the Requirements can be deep-drawn or optionally one or more parts from so-called "Tailored blanks" of different wall thicknesses exist. Depending on your needs, z. B. partially thick-walled fittings can be added or inserted and during the Sintering process with the particle structure.

Das erfindungsgemässe Endprodukt stellt in jedem Fall ein Kurbelgehäuse extremer Steifigkeit mit isotroper Ausdehnungscharakteristik dar. Gleichzeitig besitzt es heraus ragende Wärmeübertragungseigenschaften, welche die homogene Temperaturverteilung des gesamten Blocks begründen. Vorteilhaft ist ferner die inhärente Dämpfung von Schall. Dies kommt insbesondere bei Dieselmotoren den Forderungen der Konstrukteure entgegen.In any case, the end product according to the invention makes a crankcase more extreme Stiffness with isotropic expansion characteristics. At the same time it has out excellent heat transfer properties, which the homogeneous temperature distribution of the justify entire blocks. The inherent damping of sound is also advantageous. This meets the demands of the designers, particularly in the case of diesel engines.

Claims

1.crankcase for a reciprocating machine which can be cooled with a liquid or a gas, in particular for a reciprocating piston internal combustion engine, made of a light metal, in particular of aluminum and / or magnesium and their alloys, with one or more cylinders, with an outer housing wall, between Housing wall and the respective cylinder wall, a flow path for the coolant exists and this flow path is formed as a pore labyrinth in a framework of metallic particles that are inextricably linked to one another, characterized in that this particle framework has both the outer wall of the housing and the wall of the respective cylinder is inseparably connected (e.g. via melting surfaces or points, or soldering points) and prefabricated cylinder liners are used as the cylinder wall.

2. Crankcase according to claim 1, characterized in that the outer tub The crankcase is made of sheet metal.

3. Crankcase according to claim 1 or 2, characterized in that for the Metallic particles used material has a lower melting temperature than the material for the cylinder liners.

4. Crankcase according to claim 2, characterized in that for the Metallic particles used material has a lower melting temperature than the material for the cylinder liners and / or the housing wall.

5. A method for producing a crankcase according to claim 1 or 3, characterized characterized in that the prefabricated cylinder liners with at least one end side in a mold, which in principle encloses the water jacket, which contains the water coat representing space to an intended degree with the metallic Particles is filled, then the particles using a selectable method be permanently connected to each other and to the cylinder liners (e.g. by soldering or partial melting), the unit of form thus formed removed and then using a mold for the crankcase in a light metal or a light metal alloy is cast.

6. A method for producing a crankcase according to claim 1 or 3, characterized characterized that the prefabricated cylinder liners in only one - their preferably lower mold-releasing mold for the crankcase and when casting in this end area with the wall of the crankcase below Cut-out of the area representing the water jacket, non-detachable metallic are connected, then the area representing the water jacket into one intended degree is filled with the metallic particles and then by means of a selectable process the particles with each other and both with the wall of the housing as well as the cylinder are non-detachably metallic (e.g. by Soldering or partial melting).

7. A method for producing a crankcase according to claim 2 or 4, characterized characterized that the prefabricated cylinder liners with the made of sheet metal Housing walls are connected by means of a joining process (e.g. welding), then the area representing the water jacket to an intended degree the particles are filled and then the Particles with each other and with both the wall of the housing and the cylinder be inseparably metallic (e.g. by soldering or partial melting).