DE10058428A1 - Zylinderlaufbuchse und Zylinderblock sowie Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents
Zylinderlaufbuchse und Zylinderblock sowie Verfahren zur Herstellung derselbenInfo
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Abstract
Die Zylinderlaufbuchse (30) ist in der Lage, fest an einem Aluminiumblock (33) zu haften. Die Zylinderlaufbuchse (30) ist aus Gusseisen hergestellt und in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet. In der Zylinderlaufbuchse (30) ist ein schlanker Abschnitt in einem mittleren Abschnitt vorgesehen und ein Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse (30) wird von dem schlanken Abschnitt zu beiden Endabschnitten allmählich größer gemacht. Eine Vielzahl an vorstehenden Zeilen (32) ist auf einer Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse (30) mit regelmäßigen Abständen dazwischen ausgebildet, die sich in Axialrichtung davon erstrecken. Mit dieser Konstruktion kann die Zylinderlaufbuchse (30) sicher in einem Zylinderblock (31) bleiben, sogar wenn eine äußere Kraft in der Axialrichtung auf die Zylinderlaufbuchse (30) einwirkt. In dem Zylinderblock (31) der vorliegenden Erfindung sind eine Vielzahl an Zylinderlaufbuchsen (30) mit gegossenem Aluminium umgeben.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Zylinderlaufbuchse und einen Zylinderblock, die in einem
Verbrennungsmotor eines Fahrzeuges verwendet werden, sowie
auf ein Verfahren zur Herstellung dieser.
Ein herkömmlicher Zylinderblock eines Verbrennungsmotors ist
in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Der Zylinderblock 1 enthält:
Zylinderlaufbuchsen 2, die aus Gusseisen hergestellt sind;
einen Aluminiumblock 3, der die Zylinderlaufbuchsen 2 umgibt;
sowie Wasserkanäle 4, durch die Kühlwasser eingeleitet wird.
Im Allgemeinen rufen Spannungsrisse beim Abkühlen und
Streustrukturen im Aluminium Defekte in Aluminiumgußteilen
hervor.
Im Fall des Zylinderblocks 1 ist die Konzentrationsrate an
Aluminium sehr hoch, wenn Aluminium abgekühlt wird, um fest
zu werden. Andererseits werden die Zylinderlaufbuchsen 2, die
aus Gusseisen gegossen worden sind, thermisch nicht
beeinflusst, so dass eine große verbleibende Spannung in den
Aluminiumabschnitten verbleibt.
In einem Abschnitt "A" (siehe Fig. 8), der zwischen den
benachbarten Zylinderlaufbuchsen 30 liegt, zieht sich das
Aluminium in die Richtungen der Pfeile zusammen. Wenn im
Abschnitt "A" ein innerer Defekt vorliegt, neigt der innere
Defekt dazu, einen Riss darin auszubilden. Wenn das Aluminium
abgekühlt wird und sich zusammenzieht arbeitet die
verbleibende Spannung, die durch die Kontraktion des
Aluminiums hervorgerufen wird an verschiedenen Abschnitten.
Die Spannung arbeitet besonders am Abschnitt "A" und am
Abschnitt "B", wenn die Zylinderlaufbuchsen 2 bearbeitet
werden, oder wenn Kolben in den Zylinderlaufbuchsen gleiten,
so dass die Risse dazu neigen, in den Abschnitten "A" und "B"
zu entstehen.
Um Rissbildungen zu vermeiden werden die Abschnitte "A" und
"B" dicker gemacht, jedoch macht diese Gegenmaßnahme den
Zylinderblock 1 größer und schwerer.
Zwischen dem Gusseisen der Zylinderlaufbuchsen 2 und dem
Aluminium des Aluminiumblocks 3 ist keine Legierung
ausgebildet, so dass die Zylinderlaufbuchsen 2 und der
Aluminiumblock 3 nicht fest haften können. Es gibt viele
winzige Spielräume dazwischen. Mit den winzigen Spielräumen
muss die Kühleffizienz des Kühlwassers niedriger sein.
Um die Zylinderlaufbuchsen 2 und den Aluminiumblock 3 fest
zusammenzubringen, sind viele Ringvorsprünge an der
Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchsen 2 ausgebildet.
Die Zylinderlaufbuchse 2, die die Ringvorsprünge hat, ist in
einer teilbaren Formeinheit, etc. gegossen.
Ein Beispiel der teilbaren Formeinheit ist in Fig. 9 gezeigt.
Die teilbare Formeinheit enthält eine untere Form 10 und eine
obere Form 12. Ein Kern 14 ist zwischen den Formen 10 und 12
eingelegt, so dass ein Gießraum zwischen einer
Außenumfangsseite des Kerns 14 und inneren Seiten der Formen
10 und 12 ausgebildet ist. Geschmolzenes Metall wird in den
Gießraum eingeführt. Es soll betont werden, dass das Symbol
"P.L" Teilflächen der Formen 10 und 12 bezeichnet.
Eine andere teilbare Formeinheit ist in Fig. 10 gezeigt.
Die teilbare Formeinheit enthält eine unter Form 10, die
einen Inselabschnitt 10a hat, sowie eine obere Form 12, die
einen Inselabschnitt 12a hat. Ein Gießraum ist zwischen der
Außenumfangsseite der Inselabschnitte 10a und 12a und einer
Innenseite der unteren Form 10 ausgebildet. Geschmolzenes
Metall wird in den Gießraum eingeführt. Es soll betont
werden, dass die Symbole "P" und "L" Teilungsseiten der
Formen 10 und 12 bezeichnen.
Im Falle der teilbaren Formeinheit, die in Fig. 9 gezeigt
ist, sind Ringnuten, die den Ringvorsprüngen entsprechen, an
den Innenseiten der Formen 10 und 12 ausgebildet. Die
Ringvorsprünge können in der Zylinderlaufbuchse durch
Verwenden der teilbaren Formeinheit ausgebildet werden, und
die Zylinderlaufbuchse kann leicht aus den Formen
herausgenommen werden.
Jedoch werden viele Grate in einer Außenunfangsseite der
Zylinderlaufbuchse entlang der Teilungsseiten "P.L" gebildet.
Die Grate werden nämlich zwischen den Ringvorsprüngen
ausgebildet, so dass es schwierig ist, die Grate perfekt zu
beseitigen. Wenn die Grate beibelassen werden, arbeitet die
Restspannung an dem Aluminiumblock, der die
Zylinderlaufbuchsen umgibt und Risse neigen dazu, in dem
Aluminiumblock erzeugt zu werden.
Andererseits ist im Falle der teilbaren Formeinheit, die in
Fig. 10 gezeigt ist, ein Außendurchmesser der
Zylinderlaufbuchse nicht in der Axialrichtung festgelegt,
weil ein Winkel zum Ziehen der Zylinderlaufbuchse aus den
Formen erforderlich sein muss. Deshalb muss die gegossene
Zylinderlaufbuchse bearbeitet werden, um einen festen
Außendurchmesser zu haben und um die Ringvorsprünge
auszubilden.
Durch Formen der Ringvorsprünge in der Zylinderlaufbuchse
wird die Haftung zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem
Aluminiumblock verbessert. Jedoch ist die Kontraktionsrate
des Aluminiums in der Umfangsrichtung der Zylinderlaufbuchse
immer noch groß; die Kontraktionsrate des Aluminiums in der
Axialrichtung der Zylinderlaufbuchse ist nicht so groß. Daher
beschädigt die Restspannung noch den Aluminiumblock, wenn das
Aluminium abgekühlt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um die oben
beschriebenen Nachteile zu lösen. Es ist eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Zylinderlaufbuchse zu schaffen,
die in der Lage ist, fest an dem Aluminiumblock zu haften und
ein Verfahren zur Herstellung der Zylinderlaufbuchse zu
schaffen. Ein anderes Ziel ist es, einen harten, kompakten
Zylinderblock zu schaffen, der in der Lage ist, Risse zu
verhindern und das Gewicht und die Größe zu reduzieren, sowie
ein Verfahren zur Herstellung des Zylinderblocks.
Diese Aufgabe wird mittels einer Zylinderlaufbuchse gemäß
Anspruch 1, einem Herstellungsverfahren einer
Zylinderlaufbuchse gemäß Anspruch 4, einem Zylinderblock
gemäß Anspruch 6 sowie einem Verfahren zur Herstellung eines
Zylinderblocks gemäß Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Um die Aufgaben zu lösen, hat die vorliegende Erfindung
folgende Konstruktionen:
Die Zylinderlaufbuchse, die aus einem Gusseisen hergestellt und in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet ist, weist folgendes auf:
einen schlanken Abschnitt, der in einem mittleren Abschnitt der Zylinderlaufbuchse vorgesehen ist, wobei der Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse von dem schlanken Abschnitt aus zu beiden Endabschnitten der Zylinderlaufbuchse allmählich größer wird; und
eine Vielzahl an vorstehenden Zeilen, die auf einer Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse ausgebildet sind, die regelmäßig voneinander getrennt sind, wobei sie sich in deren Axialrichtung erstrecken.
Die Zylinderlaufbuchse, die aus einem Gusseisen hergestellt und in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet ist, weist folgendes auf:
einen schlanken Abschnitt, der in einem mittleren Abschnitt der Zylinderlaufbuchse vorgesehen ist, wobei der Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse von dem schlanken Abschnitt aus zu beiden Endabschnitten der Zylinderlaufbuchse allmählich größer wird; und
eine Vielzahl an vorstehenden Zeilen, die auf einer Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse ausgebildet sind, die regelmäßig voneinander getrennt sind, wobei sie sich in deren Axialrichtung erstrecken.
Da der Außendurchmesser des mittleren schlanken Abschnittes
kürzer als derjenige anderer Abschnitte ist, kann die
Zylinderlaufbuchse sicher in einem Zylinderblock bleiben,
sogar wenn eine äußere Kraft in Axialrichtung, die
beispielsweise durch einen Kolben aufgebracht wird, etc., an
der Zylinderlaufbuchse arbeitet. Die Haftung zwischen der
Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock kann nämlich
verbessert werden.
Die vorstehenden Zeilen, die sich in der Axialrichtung
erstrecken, verbessern die Festigkeit der Zylinderlaufbuchse.
Deshalb kann die Zylinderlaufbuchse dünner und leichter sein.
Die Kontraktion des Aluminiums in der Umfangsrichtung, die
auftritt, wenn der Zylinderblock geformt wird, kann durch die
vorstehenden Zeilen gleichförmig begrenzt werden, so dass die
Restspannung in dem zusammengezogenen Aluminium gleichmäßig
reduziert werden kann. Durch Reduzieren der Restspannung kann
eine Rißbildung im Aluminiumblock verhindert werden. Deshalb
kann der Aluminiumblock dünner sein; der kompakte und leichte
Zylinderblock kann nämlich verwirklicht werden. Wenn sich das
Aluminium zusammenzieht, werden die vorstehenden Zeilen durch
das Aluminium fest zusammengedrückt, so dass die Haftung
zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock
verbessert werden kann. Des weiteren kann die Kontaktfläche
zwischen den zweien größer sein, so dass die Kühleffizienz
des Kühlwassers verbessert werden kann.
In der Zylinderlaufbuchse kann eine kreisförmige Nut in der
Außenumfangsseite des schlanken Abschnittes ausgebildet sein.
Mit dieser Konstruktion gelangt das Aluminium mit der
ringförmigen Nut in Eingriff, so dass die Zylinderlaufbuchse
der äußeren Kraft in Axialrichtung widerstehen kann.
In der Zylinderlaufbuchse kann die Außenumfangsseite der
Zylinderlaufbuchse eine gegossene Oberfläche sein. Da die
Gussseite eine rauhe Oberfläche ist, kann die Haftung
zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock
verbessert werden.
Das Verfahren zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse der
vorliegenden Erfindung weist die folgenden Schritte auf:
Vorsehen eines Kerns, der durch Verfestigen von Gußsand mit Bindern in einer der Formen hergestellt wird;
Kombinieren der anderen Form, die einen Inselabschnitt hat, mit der einen Form, um den Inselabschnitt in einen Innenraum des Kerns einzusetzen, und um einen Gießraum zwischen einer Außenumfangsseite des Inselabschnittes und einer Innenumfangsseite des Kerns auszubilden; und
Füllen des Gießraumes mit geschmolzenem Metall, wobei der Kern folgendes aufweist:
einen schlanken Abschnitt, der in einem mittleren Abschnitt des Kerns vorgesehen ist, wobei der Innendurchmesser des Kerns von dem schlanken Abschnitt aus zu beiden Endabschnitten des Kerns allmählich größer wird; und
eine Vielzahl an Nuten, die in einer Innenumfangsseite des Kerns mit regelmäßigen Trennungen ausgebildet sind und sich in der Axialrichtung davon erstreckt.
Vorsehen eines Kerns, der durch Verfestigen von Gußsand mit Bindern in einer der Formen hergestellt wird;
Kombinieren der anderen Form, die einen Inselabschnitt hat, mit der einen Form, um den Inselabschnitt in einen Innenraum des Kerns einzusetzen, und um einen Gießraum zwischen einer Außenumfangsseite des Inselabschnittes und einer Innenumfangsseite des Kerns auszubilden; und
Füllen des Gießraumes mit geschmolzenem Metall, wobei der Kern folgendes aufweist:
einen schlanken Abschnitt, der in einem mittleren Abschnitt des Kerns vorgesehen ist, wobei der Innendurchmesser des Kerns von dem schlanken Abschnitt aus zu beiden Endabschnitten des Kerns allmählich größer wird; und
eine Vielzahl an Nuten, die in einer Innenumfangsseite des Kerns mit regelmäßigen Trennungen ausgebildet sind und sich in der Axialrichtung davon erstreckt.
Durch Füllen des Gießraumes mit geschmolzenem Metall kann die
Zylinderlaufbuchse in den Gießraum gegossen werden. Da
Komponenten des Binders mutieren und durch Wärme des
geschmolzenen Metalls aufbrechen, nachdem der Kern aus den
Formen herausgenommen wurde, kann die Zylinderlaufbuchse
leicht aus den Formen herausgenommen werden.
Bei dem Verfahren kann ein kreisförmiger Vorsprung in der
Innenumfangsseite des schlanken Abschnittes des Kerns
ausgebildet werden. Mit diesem Kern kann die
Zylinderlaufbuchse, die die kreisförmige Nut in dem schlanken
Abschnitt hat, hergestellt werden.
In dem Zylinderblock der vorliegenden Erfindung sind eine
Vielzahl an Zylinderlaufbuchsen der vorliegenden Erfindung
von Aluminium umgeben.
Das Verfahren des Zylinderblocks der vorliegenden Erfindung
weist die folgenden Schritte auf:
Vorsehen einer Vielzahl an Zylinderlaufbuchsen der vorliegenden Erfindung in einer Form; und
Umgeben der Zylinderlaufbuchsen mit gegossenem Aluminium.
Vorsehen einer Vielzahl an Zylinderlaufbuchsen der vorliegenden Erfindung in einer Form; und
Umgeben der Zylinderlaufbuchsen mit gegossenem Aluminium.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun
beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Teilfrontansicht einer Zylinderlaufbuchse
eines Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine Draufsicht der Zylinderlaufbuchse ist;
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Kerns ist;
Fig. 4 eine erläuternde Ansicht der Metallformen zur
Herstellung des Kerns ist;
Fig. 5 eine erläuternde Ansicht der Gießformen zur
Herstellung der Zylinderlaufbuchse ist;
Fig. 6 eine erläuternde Ansicht eines Zylinderblocks
ist;
Fig. 7 eine Schnittansicht des herkömmlichen
Zylinderblocks ist;
Fig. 8 eine Draufsicht des herkömmlichen
Zylinderblocks ist;
Fig. 9 eine erläuternde Ansicht ist, die das
Verfahren zur Herstellung der herkömmlichen
Zylinderlaufbuchse in der Teilungsformeinheit zeigt;
Fig. 10 eine erläuternde Ansicht ist, die das
Verfahren zur Herstellung einer herkömmlichen
Zylinderlaufbuchse in einer anderen teilbaren Formeinheit
zeigt; und
Fig. 11 eine erläuternde Ansicht ist, die einen
hinterschnittenen Abschnitt zeigt.
Nun werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine geschnittene Teilfrontansicht einer
Zylinderlaufbuchse eines Ausführungsbeispieles der
vorliegenden Erfindung; Fig. 2 ist eine Draufsicht davon.
Die Zylinderlaufbuchse 30 ist aus Gusseisen hergestellt und
in einer zylindrischen Gestalt geformt. In der
Zylinderlaufbuchse 30 ist ein schlanker Abschnitt, dessen
Außendurchmesser kürzer als derjenige anderer Abschnitte ist,
in einem mittleren Abschnitt ausgebildet, und der
Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse 30 wird allmählich
vom mittleren, schlanken Abschnitt aus zu beiden
Endabschnitten hin größer. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel beträgt die Länge der Zylinderlaufbuchse
30 120 mm; der Außendurchmesser der Endabschnitte beträgt
96 mm; eine Differenz zwischen dem Außendurchmesser des
schlanken Abschnittes und desjenigen der Endabschnitte
beträgt 0,2 mm. Die Zylinderlaufbuchse 30 hat vorzugsweise
eine gleichmäßige Dicke. Es soll betont werden, dass der
Durchmesserunterschied nicht darauf begrenzt ist.
Eine Vielzahl an vorstehenden Zeilen 32 sind auf einer
Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse 30 ausgebildet, mit
regelmäßigen Abständen, wobei sie sich in der Axialrichtung
der Zylinderlaufbuchse erstrecken.
Die Anzahl und Höhe der vorstehenden Zeilen 32 ist nicht
begrenzt.
Eine kreisförmige Nut 34 wird vorzugsweise in der
Außenumfangsseite des schlanken Abschnittes der
Zylinderlaufbuchse 30 ausgebildet. Jede vorstehende Zeile 32
wird durch die kreisförmige Nut 34 geteilt. Die Tiefe der
kreisförmigen Nut 34 ist nicht begrenzt. Die kreisförmige Nut
34 kann mit Nuten zwischen den vorstehenden Zeilen 30 in
Verbindung stehen.
Eine rauhe Gussoberfläche liegt an der Außenumfangsseite der
Zylinderlaufbuchse 30 bloß.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung der
Zylinderlaufbuchse 30 erläutert. Zuerst wird ein Kern, der in
dem Verfahren verwendet wird, erläutert.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Kerns 36. Eine äußere
Gestalt der Zylinderlaufbuchse 30 wird durch eine Gestalt des
Kerns 36 definiert.
Der Kern 36 wird durch Verfestigen von Gusssand mit
Bindemitteln hergestellt. Der Kern 36 weist folgendes auf:
einen schlanken Abschnitt, dessen Innendurchmesser kürzer als
derjenige der anderen Abschnitte ist, wobei er in einem
mittleren Abschnitt des Kerns 36 vorgesehen ist, wobei ein
Innendurchmesser des Kerns 36 von dem schlanken Abschnitt zu
beiden Endabschnitten hin allmählich größer gemacht wird; und
eine Vielzahl an Nuten 38, die auf einer Innenumfangsseite
des Kerns 36 mit regelmäßigen Abständen ausgebildet ist und
sich in dessen Axialrichtung erstreckt.
Ein kreisförmiger Vorsprung 40 ist an der Innenumfangsseite
des schlanken Abschnittes des Kerns 36 ausgebildet und ragt
radial einwärts vor.
Eine Metallform zur Herstellung des Kerns 36 ist in Fig. 4
gezeigt.
Eine bewegliche Form 42 hat einen konkaven Abschnitt 44, der
eine äußere Gestalt des Kerns 36 definiert, sowie einen
Inselabschnitt 42a, der in dem konkaven Abschnitt 44
vorsteht, um eine Innenumfangsseite einer unteren Hälfte des
Kerns 36 zu definieren.
Eine feststehende Form 46 hat einen Inselabschnitt 46a, der
so vorsteht, dass er in den konkaven Abschnitt 44 der unteren
beweglichen Form 42 gelangt und eine Innenumfangsseite einer
oberen Hälfte des Kerns 36 definiert.
Vorstehende Zeilen (nicht gezeigt), die die Nuten in der
Innenumfangsseite des Kerns 36 definieren, sind in den
Außenumfangsseiten der Inselabschnitte 42a und 46a
ausgebildet. Kreisförmige Stufenabschnitte sind an vorderen
Enden der Inselabschnitte 42a und 46a ausgebildet, um eine
kreisförmige Nut 47 zu bilden, die dem kreisförmigen
Vorsprung 40 entspricht.
Das Bezugszeichen 48 steht für einen Einlass.
Gusssand und die Bindemittel, die wärmeaushärtendes Harz
enthalten, werden in einen Raum eingegeben, der zwischen
einer Innenumfangsseite des konkaven Abschnittes 44 und den
Außenumfangsseiten der Inselabschnitte 42a und 46a
ausgebildet ist; anschließend werden die metallischen Formen
42 und 46 erhitzt, um die Bindemittel chemisch zu verfestigen
und den Kern 36 auszubilden.
Es soll betont werden, dass sogar wenn Grate zwischen den
Kontaktseiten der Inselabschnitte 42a und 46a gebildet
werden, diese Grate auf dem kreisförmigen Vorsprung 40 des
Kerns 36 gebildet werden, der radial einwärts vorsteht. Die
Grate können einfach durch Einsetzen eines
Entfernungswerkzeuges in den Kern 36 beseitigt werden. Sogar
wenn irgendwelche Vorsprünge zwischen den benachbarten Nuten
38 gebildet werden, können die Grate, die auf dem
kreisförmigen Vorsprung 40 gebildet werden, einfach entfernt
werden.
Formen zum Gießen der Zylinderlaufbuchse 30 mit dem Kern 36
sind in Fig. 5 gezeigt.
Eine untere Form 50 hat einen konkaven Abschnitt 52, in dem
der Kern 36 untergebracht wird. Der Kern 36 ist fest in dem
konkaven Abschnitt 52 eingepasst.
Eine obere Form 54 hat einen Inselabschnitt 54a, der in den
konkaven Abschnitt 52 gelangt, um einen Gießraum 56 zu
bilden, in dem die Zylinderlaufbuchse 30 gegossen wird,
zwischen einer Außenumfangsseite des Inselabschnittes 54a und
der Innenumfangsseite des Kerns 36.
Geschmolzenes Metall wird in den Gießraum 56 eingeführt, um
die Zylinderlaufbuchse 30 zu gießen.
Die gegossene Zylinderlaufbuchse 30 wird zusammen mit dem
Kern 36 aus den Formen 50 und 54 herausgenommen. Komponenten
der Bindemittel des Kerns 36 werden durch die Wärme des
geschmolzenen Metalls umgewandelt und aufgebrochen, wenn der
Kern 36 aus den Formen 50 und 54 herausgenommen wird, so dass
die Zylinderlaufbuchse 30 einfach herausgenommen werden kann.
Es soll betont werden, dass die Formen 50 und 54
Grünsandformen sind.
Ein Zylinderblock wird durch die folgenden Schritte
hergestellt: Bereitstellen einer Vielzahl an
Zylinderlaufbuchsen 30 in Formen; Umhüllen der
Zylinderlaufbuchsen 30 mit gegossenem Aluminium. Das Umhüllen
der Zylinderlaufbuchsen 30 mit Aluminium kann durch eine
bekannte konventionelle Art und Weise ausgeführt werden.
Der Zylinderblock 31, der durch das Verfahren des
vorliegenden Ausführungsbeispieles gegossen wird, ist in Fig.
6 gezeigt. Es soll angemerkt werden, dass das Bezugszeichen
33 für einen Aluminiumblock steht; das Bezugszeichen 35 steht
für Wasserkanäle, durch die das Kühlwasser strömt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die hervorstehenden
Zeilen auf der Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse 30
ausgebildet und erstrecken sich in der axialen Richtung
davon, so dass die Festigkeit der Zylinderlaufbuchse 30 hoch
sein kann. Der Zylinderblock 31 wird an einem Motorkopf bzw.
Zylinderkopf (nicht gezeigt) durch Schrauben befestigt. Die
Festigkeit der Zylinderlaufbuchse in der Axialrichtung ist
hoch, so dass eine Deformation verhindert werden kann. Ferner
kann die Zylinderlaufbuchse 30 dünner und leichter sein.
Die Kontraktion des Aluminiums in der Umfangsrichtung, die
auftritt, wenn der Zylinderblock gebildet wird, kann
gleichmäßig durch die vorstehenden Zeilen begrenzt werden, so
dass die verbleibende Spannung in dem zusammengezogenen
Aluminium gleichmäßig reduziert werden kann. Durch Reduzieren
der verbleibenden Spannung kann die Rissbildung im
Aluminiumblock verhindert werden. Deshalb kann der
Aluminiumblock dünner sein; nämlich der kompakte und leichte
Zylinderblock kann realisiert werden. Wenn sich das Aluminium
zusammenzieht, werden die vorstehenden Zeilen fest durch das
Aluminium gequetscht, so dass die Haftung zwischen der
Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock verbessert werden
kann. Ferner kann die Kontaktfläche zwischen den beiden
breiter sein, so dass die Kühleffizienz des Kühlwassers
verbessert werden kann.
Da die äußere Gestalt der Zylinderlaufbuchse 30 den schlanken
Abschnitt hat, wird die Zylinderlaufbuchse 30 sogar dann,
wenn eine äußere Kraft in der Axialrichtung auf die
Zylinderlaufbuchse 30 einwirkt, wenn die Innenumfangsseite
der Zylinderlaufbuchse bearbeitet wird, oder wenn ein Kolben
in der Zylinderlaufbuchse 30 gleitet, durch den
Aluminiumblock gehalten. Deshalb kann die Haftung zwischen
der Zylinderlaufbuchse 30 und dem Aluminiumblock verbessert
werden und die Zylinderlaufbuchse 30 wird nicht aus dem
Aluminiumblock herausgestoßen.
In der Zylinderlaufbuchse 30 ist die kreisförmige Nut 34 in
der Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse 30 ausgebildet.
Mit dieser Konstruktion steht das Aluminium mit der
kreisförmigen Nut 34 in Eingriff, so dass die
Zylinderlaufbuchse 30 der äußeren Kraft in der Axialrichtung
widerstehen kann.
In der Zylinderlaufbuchse 30 steht die rauhe Gussseite an der
Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse 30 ohne Bearbeiten
der Seite bloß, so dass die Haftung zwischen der
Zylinderlaufbuchse 30 und dem Aluminiumblock 33 verbessert
werden kann.
Es werden keine Grate in den mittleren Abschnitten der Innen-
und Außenumfangsseiten der Zylinderlaufbuchse 30 ausgebildet.
Ungleich der herkömmlichen Zylinderlaufbuchse kann die
Zylinderlaufbuchse fest an dem Aluminiumblock haften, ohne
viele Ringvorsprünge zu bilden. Deshalb kann die
Zylinderlaufbuchse ohne Bearbeiten der Innen- und
Außenumfangsseiten hergestellt werden, so dass die
Herstellungseffizienz verbessert werden kann und die
Herstellungskosten reduziert werden können.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die
Zylinderlaufbuchse 30, die den äußeren schlanken Abschnitt
und die vorstehenden Zeilen, die sich in der Axialrichtung
erstrecken, hat, in den Formen 50 und 54 mit dem Kern 36
gegossen werden.
In dem herkömmlichen in Fig. 10 gezeigten Beispiel kann die
Zylinderlaufbuchse, die den äußeren schlanken Abschnitt hat,
aufgrund eines Ziehwinkels nicht gegossen werden.
Im herkömmlichen Beispiel, das in Fig. 9 gezeigt ist, können
die vorstehenden Zeilen, die in der Außenumfangsseite
ausgebildet sind und sich in der Axialrichtung erstrecken,
aufgrund der hinterschnittenen Abschnitte nicht gleichmäßig
gebildet werden. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, sind die Nuten,
die in der Innenumfangsseite der Form gebildet sind, in Zonen
"X" hinterschnitten, so dass das gegossene Produkt nicht aus
der Form herausgezogen werden kann.
Die Zylinderlaufbuchse 30 ist in der Lage, fest an einem
Aluminiumblock 33 zu haften. Die Zylinderlaufbuchse 30 ist
aus Gusseisen hergestellt und in einer zylindrischen Gestalt
ausgebildet. In der Zylinderlaufbuchse 30 ist ein schlanker
Abschnitt in einem mittleren Abschnitt vorgesehen und ein
Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse 30 wird von dem
schlanken Abschnitt zu beiden Endabschnitten allmählich
größer gemacht. Eine Vielzahl an vorstehenden Zeilen 32 ist
auf einer Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse 30 mit
regelmäßigen Abständen dazwischen ausgebildet, die sich in
Axialrichtung davon erstrecken. Mit dieser Konstruktion kann
die Zylinderlaufbuchse 30 sicher in einem Zylinderblock 31
bleiben, sogar wenn einen äußere Kraft in der Axialrichtung
auf die Zylinderlaufbuchse 30 einwirkt. In dem Zylinderblock
31 der vorliegenden Erfindung sind eine Vielzahl an
Zylinderlaufbuchsen 30 mit gegossenem Aluminium umgeben.
Claims (11)
1. Zylinderlaufbuchse (30), die aus einem Gusseisen
hergestellt und in einer zylindrischen Gestalt geformt ist,
gekennzeichnet durch:
einen schlanken Abschnitt, der in einem mittleren Abschnitt der Zylinderlaufbuchse (30) vorgesehen ist, wobei sich der Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse (30) vom schlanken Abschnitt zu den beiden Endabschnitten der Zylinderlaufbuchse (30) allmählich vergrößert; und
eine Vielzahl an vorstehenden Zeilen (32), die auf einer Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse (30) mit regelmäßigen Abständen ausgebildet sind und sich in deren Axialrichtung erstrecken.
einen schlanken Abschnitt, der in einem mittleren Abschnitt der Zylinderlaufbuchse (30) vorgesehen ist, wobei sich der Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse (30) vom schlanken Abschnitt zu den beiden Endabschnitten der Zylinderlaufbuchse (30) allmählich vergrößert; und
eine Vielzahl an vorstehenden Zeilen (32), die auf einer Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse (30) mit regelmäßigen Abständen ausgebildet sind und sich in deren Axialrichtung erstrecken.
2. Zylinderlaufbuchse (30) gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass eine kreisförmige Nut (34) in der
Außenumfangsseite des schlanken Abschnittes ausgebildet ist.
3. Zylinderlaufbuchse (30) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Außenumfangsseite der
Zylinderlaufbuchse (30) eine Gussoberfläche ist.
4. Verfahren zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse (30),
das die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen eines Kerns (36), der durch Verfestigen von Gusssand mit Bindemitteln in einer Form (50) von Formen (50, 54) hergestellt wird;
Kombinieren der anderen Form (54), die einen Inselabschnitt (54a) hat, mit der einen Form (50), um den Inselabschnitt (54a) in einen Innenraum des Kerns (36) einzusetzen und einen Gießraum (56) zwischen einer Außenumfangsseite des Inselabschnittes (54a) und einer Innenumfangsseite des Kerns (36) zu bilden; und
Füllen des Gießraumes (56) mit geschmolzenem Metall, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (36) folgendes aufweist:
einen schlanken Abschnitt, der in einem mittleren Abschnitt des Kerns (36) vorgesehen ist, wobei ein Innendurchmesser des Kerns (36) von dem schlanken Abschnitt zu beiden Endabschnitten des Kerns (36) hin allmählich größer gemacht wird; und
eine Vielzahl an Nuten (38), die auf einer Innenumfangsseite des Kerns (36) mit regelmäßigen Abständen ausgebildet sind, die sich in der Axialrichtung davon erstrecken.
Bereitstellen eines Kerns (36), der durch Verfestigen von Gusssand mit Bindemitteln in einer Form (50) von Formen (50, 54) hergestellt wird;
Kombinieren der anderen Form (54), die einen Inselabschnitt (54a) hat, mit der einen Form (50), um den Inselabschnitt (54a) in einen Innenraum des Kerns (36) einzusetzen und einen Gießraum (56) zwischen einer Außenumfangsseite des Inselabschnittes (54a) und einer Innenumfangsseite des Kerns (36) zu bilden; und
Füllen des Gießraumes (56) mit geschmolzenem Metall, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (36) folgendes aufweist:
einen schlanken Abschnitt, der in einem mittleren Abschnitt des Kerns (36) vorgesehen ist, wobei ein Innendurchmesser des Kerns (36) von dem schlanken Abschnitt zu beiden Endabschnitten des Kerns (36) hin allmählich größer gemacht wird; und
eine Vielzahl an Nuten (38), die auf einer Innenumfangsseite des Kerns (36) mit regelmäßigen Abständen ausgebildet sind, die sich in der Axialrichtung davon erstrecken.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
ein kreisförmiger Vorsprung (40) an der Innenumfangsseite des
schlanken Abschnittes des Kerns (36) ausgebildet ist.
6. Ein Zylinderblock (31), der eine Vielzahl an
Zylinderlaufbuchsen (30) aufweist, die aus Gusseisen
hergestellt werden, die in zylindrischen Gestalten gebildet
sind und mit Aluminium umgeben werden, dadurch
gekennzeichnet, dass:
jede der Zylinderlaufbuchsen (30) folgendes aufweist:
einen schlanken Abschnitt, der in einem mittleren Abschnitt der Zylinderlaufbuchse (30) vorgesehen ist, wobei sich der Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse (30) vom schlanken Abschnitt zu den beiden Endabschnitten der Zylinderlaufbuchse (30) allmählich vergrößert; und
eine Vielzahl an vorstehenden Zeilen (32), die auf einer Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse (30) mit regelmäßigen Abständen gebildet sind und sich in deren Axialrichtung erstrecken.
jede der Zylinderlaufbuchsen (30) folgendes aufweist:
einen schlanken Abschnitt, der in einem mittleren Abschnitt der Zylinderlaufbuchse (30) vorgesehen ist, wobei sich der Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse (30) vom schlanken Abschnitt zu den beiden Endabschnitten der Zylinderlaufbuchse (30) allmählich vergrößert; und
eine Vielzahl an vorstehenden Zeilen (32), die auf einer Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse (30) mit regelmäßigen Abständen gebildet sind und sich in deren Axialrichtung erstrecken.
7. Zylinderblock gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass eine kreisförmige Nut (34) in der Außenumfangsseite
eines jeden schlanken Abschnittes ausgebildet ist.
8. Zylinderblock gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Außenumfangsseite einer jeden Zylinderlaufbuchse
(30) eine Gussoberfläche ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblocks (31), das
die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen einer Vielzahl an Zylinderlaufbuchsen (30) in einer Form, wobei die Zylinderlaufbuchsen (30) aus Gusseisen hergestellt und in zylindrischen Gestalten ausgebildet sind; und
Umhüllen der Zylinderlaufbuchsen (30) mit gegossenem Aluminium, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Zylinderlaufbuchsen (30) folgendes aufweist:
einen schlanken Abschnitt, der in einem mittleren Abschnitt der Zylinderlaufbuchse (30) vorgesehen ist, wobei sich der Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse (30) vom schlanken Abschnitt zu den beiden Endabschnitten der Zylinderlaufbuchse (30) hin allmählich vergrößert; und
eine Vielzahl an vorstehenden Zeilen (32), die auf einer Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse (30) mit regelmäßigen Abständen ausgebildet sind und sich in deren Axialrichtung erstrecken.
Bereitstellen einer Vielzahl an Zylinderlaufbuchsen (30) in einer Form, wobei die Zylinderlaufbuchsen (30) aus Gusseisen hergestellt und in zylindrischen Gestalten ausgebildet sind; und
Umhüllen der Zylinderlaufbuchsen (30) mit gegossenem Aluminium, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Zylinderlaufbuchsen (30) folgendes aufweist:
einen schlanken Abschnitt, der in einem mittleren Abschnitt der Zylinderlaufbuchse (30) vorgesehen ist, wobei sich der Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse (30) vom schlanken Abschnitt zu den beiden Endabschnitten der Zylinderlaufbuchse (30) hin allmählich vergrößert; und
eine Vielzahl an vorstehenden Zeilen (32), die auf einer Außenumfangsseite der Zylinderlaufbuchse (30) mit regelmäßigen Abständen ausgebildet sind und sich in deren Axialrichtung erstrecken.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
eine ringförmige Nut (34) in der Außenumfangsseite eines
jeden schlanken Abschnittes ausgebildet ist.
11. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Außenumfangsseite einer jeden Zylinderlaufbuchse (30)
eine Gussoberfläche ist.
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