DE10064837A1 - Production of a cylinder crankcase housing of an internal combustion engine of a vehicle comprises a cylinder having a running surface for a piston, and an aluminum bushing with inserted silicon particles - Google Patents
Production of a cylinder crankcase housing of an internal combustion engine of a vehicle comprises a cylinder having a running surface for a piston, and an aluminum bushing with inserted silicon particlesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zylinderkurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a cylinder crankcase Internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
In Zylinderkurbelgehäusen von Brennkraftmaschinen aus überwiegend aluminiumhaltigem Grundwerkstoff sind in bekannter Weise Zylinder mit entsprechenden Laufflächen für hin- und hergehende Arbeitskolben vorgesehen, wobei die Laufflächen mechanisch und thermisch hoch belastet werden. Es ist deshalb notwendig, die Laufflächen besonders verschleißfest auszulegen. Bei der Verwendung von Aluminium als Grundwerkstoff für das Zylinderkurbelgehäuse stellt sich das Problem, daß aufgrund der im Vergleich zu Stahl oder Gußeisen verringerten Warmfestigkeit der Grundwerkstoff selbst in der Regel keine ausreichend lange Betriebsdauer der Brennkraftmaschine gewährleistet. Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, zur Erzeugung einer verschleißfesten Zylinderlauffläche Graugußbuchsen mit Aluminium zu umgießen. Aufgrund der unterschiedlichen Schmelzpunkte von Grauguß und Aluminium kommt es aber in der Regel nicht zu stoffschlüssigen Verbindungen, so daß nicht zuletzt auch wegen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten beider Werkstoffe ein Festsitzen der Buchse über die bei Brennkraftmaschinen übliche Betriebsdauer hinweg nicht gewährleistet ist. Zudem ergeben sich durch das unterschiedliche spezifische Gewicht dieser Werkstoffe beim Gießvorgang Probleme bei der Positionierung und Ausrichtung der Buchse im Bezug auf die Abmessungen des umgebenden Zylinderkurbelgehäuses und auch im Hinblick auf die parallele Ausrichtung der Buchsen zueinander.Mostly in cylinder crankcases of internal combustion engines aluminum-containing base material are cylinders with in a known manner Appropriate treads for reciprocating piston provided the treads are subjected to high mechanical and thermal loads. It is therefore necessary to design the running surfaces to be particularly wear-resistant. When using That arises from aluminum as the base material for the cylinder crankcase Problem that due to the reduced compared to steel or cast iron Heat resistance of the base material itself is usually not long enough Operating time of the engine guaranteed. That's why it is have been proposed to produce a wear-resistant cylinder tread To cast cast iron bushings with aluminum. Because of the different As a rule, however, there is no melting point of gray cast iron and aluminum cohesive connections, so that not least because of the different Coefficient of thermal expansion of both materials stuck the bushing over the in the case of internal combustion engines, normal operating time is not guaranteed. moreover result from the different specific weights of these materials Casting problems related to positioning and alignment of the bushing the dimensions of the surrounding cylinder crankcase and also with regard to the parallel alignment of the sockets to each other.
Zur Verbesserung wurde in der DE 43 10 698 A1 bereits vorgeschlagen, statt einer Graugußbuchse eine Aluminiumbuchse vorzusehen. Diese wird als Rohteil aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt, dessen aus Aluminiumoxyd-Fasern gebildete Matrix in ihrem spezifischen Gewicht und hinsichtlich ihres Wärmeleitungsvermögens im wesentlichen dem Grundwerkstoff des Zylinderkurbelgehäuses entspricht. Ferner werden in die Aluminiumoxyd-Fasern verschleißfeste Partikel in Form von Silizium eingelagert. Die in dem Rohteil eingelagerten siliziumhaltigen Partikel tragen erheblich zur Steigerung der Verschleißfestigkeit der Lauffläche bei.For improvement, DE 43 10 698 A1 has already been proposed instead of one Gray cast iron bushing to provide an aluminum bushing. This is made from a blank Fiber composite material produced, the matrix formed from aluminum oxide fibers in their specific weight and with regard to their thermal conductivity in essentially corresponds to the base material of the cylinder crankcase. Further wear-resistant particles in the form of silicon are incorporated into the aluminum oxide fibers stored. The silicon-containing particles embedded in the unfinished part carry considerably to increase the wear resistance of the tread.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der obengenannten Art zu vereinfachen und zu verbessern, so daß Aluminiumbuchsen in Zylinderkurbelgehäusen aus einer Aluminiumlegierung kostengünstig in Großserie eingebaut werden können.The present invention has for its object the method of simplify and improve the above type, so that aluminum bushings in Cylinder crankcases made of an aluminum alloy inexpensive in large series can be installed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a method of the above. Kind of with the in Characteristics characterized claim 1 solved. Advantageous embodiments of the Invention are specified in the dependent claims.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Rohling für die Aluminiumbuchse im Schleuderguß oder Lost-Foam-Verfahren hergestellt wird.For this purpose, it is provided according to the invention that a blank for the aluminum bushing in Centrifugal casting or lost foam process is produced.
Dies hat den Vorteil, daß eine günstige Verteilung von den Siliziumpartikeln erzielt wird, die eine höhere Festigkeit bedingt.This has the advantage that a favorable distribution of the silicon particles is achieved which requires a higher strength.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Zylinderkurbelgehäuse zwei oder mehr Zylinder mit entsprechend zwei oder mehr Aluminiumbuchsen auf, wobei alle Aluminiumbuchsen für ein Zylinderkurbelgehäuse einstückig brillenförmig hergestellt werden.In a preferred development of the invention, the cylinder crankcase has two or more cylinders with two or more aluminum bushings, all of them Aluminum bushes for a cylinder crankcase made in one piece in the form of glasses become.
Zweckmäßigerweise werden die Aluminiumbuchsen beim Gießprozeß mit Druck verdichtet, wobei beim Gießprozeß zuerst eine Form entgegen der Schwerkraftrichtung mit Werkstoff gefüllt und anschließend die gefüllte Form in Schwerkraftrichtung bis zum Aushärten des Werkstoffes mit Druck beaufschlagt wird.The aluminum bushings are expediently subjected to pressure during the casting process compacted, with the casting process first a shape against the direction of gravity filled with material and then the filled form in the direction of gravity up to Curing of the material is pressurized.
Für eine besonders gute Verbindung (Formschluß) zwischen Buchse und Kurbelgehäuse wird bei dem Lost-Foam-Verfahren vor dem Gießen der Aluminiumbuchse eine dem Zylinderkurbelgehäuse zugewandte Oberfläche eines Buchsenstyroporkörpers (spätere Alu-Buchse) wenigstens teilweise mit einem Klebewerkstoff beschichtet, um so mittels anhaftender Styroporkügelchen an der daraus erstellten Alu-Buchse eine klar definierte Formstruktur zu erhalten. For a particularly good connection (positive locking) between the socket and The crankcase is used in the lost foam process before casting the Aluminum bushing a surface facing the cylinder crankcase Socket styrofoam body (later aluminum socket) at least partially with one Adhesive material coated so that styrofoam beads adhere to it created aluminum socket to obtain a clearly defined shape structure.
In einer besonders bevorzugten Ausbildung der Erfindung wird auf der Oberfläche der Aluminiumbuchse eine Struktur ausgebildet.In a particularly preferred embodiment of the invention, the Aluminum bush formed a structure.
Zum Herstellen einer besonders verschleißfesten Lauffläche wird auf der eine Innenwandung eines Zylinders bildenden Oberfläche der Aluminiumbuchse wenigstens teilweise eine tribologisch geeignete Oxydationsschicht aufgetragen.To produce a particularly wear-resistant tread, one is At least the inner wall of a cylinder-forming surface of the aluminum bushing partially applied a tribologically suitable oxidation layer.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt inFurther features, advantages and advantageous configurations of the invention result from the dependent claims, as well as from the following description of the Invention with reference to the accompanying drawings. This shows in
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zylinderkurbelgehäuses in Schnittansicht, Fig. 1 a preferred embodiment of a cylinder crankcase according to the invention in sectional view,
Fig. 2 das Zylinderkurbelgehäuses gemäß Fig. 1 in Aufsicht und Fig. 2, the cylinder crankcase according to FIG. 1 in supervision and
Fig. 3 einen Aluminiumbuchsen-Brillen-Verbund in Aufsicht. Fig. 3 is an aluminum socket-glasses composite in supervision.
Die in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte bevorzugte Ausführungsform eines Zylinderkurbelgehäuses 10 aus Aluminium weist in entsprechenden Zylindern 12 eingegossene Aluminiumbuchsen 14 auf. Die Aluminiumbuchsen 14 sind als ein einstückiger oder mehrstückiger Buchsen-Brillen-Verbund 16 hergestellt, wie aus Fig. 3 ersichtlich, und in das Zylinderkurbelgehäuse 10 eingegossen. Durch den Buchsen- Brillen-Verbund 16 erzielt man eine geringere Anfälligkeit gegen mechanische Deformation und erreicht gleichzeitig eine einfachere Herstellbarkeit und Montage.The schematically illustrated in Fig. 1 and 2, preferred embodiment of a cylinder block 10 of aluminum 12 has cast aluminum sockets 14 in respective cylinders. The aluminum bushings 14 are produced as a one-piece or multi-piece bush-spectacle composite 16 , as can be seen from FIG. 3, and are cast into the cylinder crankcase 10 . The socket-spectacle composite 16 results in less susceptibility to mechanical deformation and, at the same time, simplifies manufacture and assembly.
Die erfindungsgemäßen Brillensysteme 16 sind bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung mit eingelagerten Siliziumpartikeln im Schleuderguß oder Lost-Foam-Verfahren hergestellt. Eine zusätzliche Verschleißfestigkeit erzielt man durch Druckbeaufschlagung der Gußform während des Aushärtens des eingegossenen Aluminiumwerkstoffes. Auch der feste Sitz der Aluminiumbuchsen 14 in Form des Buchsen-Brillen-Verbundes 16 innerhalb des Zylinderkurbelgehäuses 10 verbessert sich wesentlich.The glasses systems 16 according to the invention are preferably produced from an aluminum alloy with embedded silicon particles in a centrifugal casting or lost foam process. Additional wear resistance is achieved by pressurizing the mold while the cast aluminum material is hardening. The tight fit of the aluminum bushings 14 in the form of the bushing-spectacle composite 16 within the cylinder crankcase 10 also improves significantly.
Bei dem "Lost-Foam-Verfahren" wird zuerst ein Styropormodell der einzelnen Buchsen oder des gesamten Brillenverbandes erstellt. Danach werden durch Kleberauftragung am Styropormodell Styroporkügelchen haftend an der äußeren Oberfläche aufgebracht. In the "lost foam process", a styrofoam model of the individual bushes is used first or the entire association of glasses. Then apply glue on the styrofoam model, styrofoam beads adhered to the outer surface.
Dann wird mittels Lost-Foam-Gießverfahren das Styropor vergast und durch Aluminium ersetzt. Bei der Erstellung von Einzelbuchsen werden diese anschließend zu dem Brillenverbund zusammen geklebt.Then the styrofoam is gasified using lost foam casting and aluminum replaced. When creating individual sockets, these then become the Glasses bonded together.
Das Schleudergießen erfolgt in einer rotierenden Trommel. Auch hierbei werden entweder Einzelbuchsen hergestellt, die nachträglich miteinander verbunden werden, oder es wird sofort der Brillenverband gegossen. Hierzu ist eine entsprechende Sandkernform oder ein Wachsmodell vorgesehen. In einer Form können ggf. mehrere Brillenverbände gleichzeitig gegossen werden. Centrifugal casting takes place in a rotating drum. Here too either individual bushings are manufactured which are subsequently connected to each other, or the bandage of glasses is poured immediately. There is a corresponding one Sand core shape or a wax model provided. If necessary, several can be in one form Glasses bandages can be cast at the same time.
1010
Zylinderkurbelgehäuse
cylinder crankcase
1212
Zylinder
cylinder
1414
Aluminiumbuchse
aluminum bushing
1616
Buchsen-Brillen-Verbund
Jacks glasses composite
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000164837 DE10064837A1 (en) | 2000-12-23 | 2000-12-23 | Production of a cylinder crankcase housing of an internal combustion engine of a vehicle comprises a cylinder having a running surface for a piston, and an aluminum bushing with inserted silicon particles |
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DE2000164837 DE10064837A1 (en) | 2000-12-23 | 2000-12-23 | Production of a cylinder crankcase housing of an internal combustion engine of a vehicle comprises a cylinder having a running surface for a piston, and an aluminum bushing with inserted silicon particles |
Publications (1)
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DE10064837A1 true DE10064837A1 (en) | 2002-06-27 |
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Family Applications (1)
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DE2000164837 Ceased DE10064837A1 (en) | 2000-12-23 | 2000-12-23 | Production of a cylinder crankcase housing of an internal combustion engine of a vehicle comprises a cylinder having a running surface for a piston, and an aluminum bushing with inserted silicon particles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10064837A1 (en) |
Citations (3)
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- 2000-12-23 DE DE2000164837 patent/DE10064837A1/en not_active Ceased
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