DE102004053362A1

DE102004053362A1 - Verstärktes Bauteil

Info

Publication number: DE102004053362A1
Application number: DE200410053362
Authority: DE
Inventors: Olaf Hildebrand
Original assignee: FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2006-05-04
Also published as: WO2006048111A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verstärktes Bauteil, insbesondere einen Zylinderkopf 1 für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Außenkontur 2 und einem im Inneren des Zylinderkopfes 1 angeordneten Skelett 3 aus einem ersten Werkstoff 4 aus Leichtmetall. Vorzugsweise wird ein aluminiumhaltiger Werkstoff eingesetzt. Im Skelett 3 sind Hohlräume 5 angeordnet, wobei diese Hohlräume 5 zumindest teilweise mit einem zweiten Werkstoff 10 zur Versteifung von Wänden 11 des Skeletts zumindest teilweise gefüllt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verstärktes Bauteil, insbesondere eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugs, vorzugsweise einen Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine, der eine Verstärkung aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauteils.

Bauteile insbesondere von Antriebssträngen eines Kraftfahrzeuges unterliegen oftmals hohen Belastungen. Aufgrund der Anforderung beispielsweise im Motorenbau, einerseits Gewichtseinsparungen zu verwirklichen, andererseits eine ausreichende Festigkeit insbesondere des Motors für hohe Drücke zu erzielen, ist es bekannt, Motoren aus Leichtmetall herzustellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Bauteil eine Gewichtseinsparung zu ermöglichen, wobei trotzdem eine hohe Steifigkeit des Bauteils gewährleistet bleibt.

Diese Aufgabe wird mit einem Bauteil mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 15 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

Ein erfindungsgemäßes Bauteil eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges weist eine Außenkontur und ein Skelett aus einem ersten Werkstoff auf, wobei ein zweiter eingegossener Werkstoff zumindest teilweise in einem Hohlraum angeordnet ist, den das Skelett aufweist.

Zum Antriebsstrang gehören insbesondere Bauteile wie Motor, Kupplung, Getriebe, Gelenkwellen, Ausgleichsgetriebe, Achswellen und Räder, ohne das diese Aufzählung abschließend ist. Ein Bauteil kann zum Beispiel ein Gehäuse sein bzw. Bestandteil eines Gehäuses sein. Auch kann es eine Außengestalt und/oder eine in einem Inneren einer Baugruppe angeordnete Innengestalt bilden. Beispielsweise kann es Bestandteil einer Pumpe eines Fahrzeuges sein.

Vorzugsweise ist der erste Werkstoff aus einem metallischen Werkstoff, welches eine geringere Dichte aufweist als der zweite Werkstoff. Der zweite Werkstoff ist vorzugsweise ebenfalls metallisch. Auch kann der erste Werkstoff ein Leichtmetall sein, insbesondere ein aluminiumhaltiger Werkstoff. Im übrigen kann der zweite Werkstoff auch ein Metallschaum oder eine Sintermetall sein. In diesem speziellen Falle ist insbesondere unter dem Begriff eines zweiten eingegossenen Werkstoffes die Fähigkeit des zweiten Werkstoffes zu verstehen, dass dieser einen Hohlraum füllen kann. Beispielsweise im Falle des Metallschaums kann der zweite Werkstoff auch zuerst beispielsweise in einer Pulverstruktur eingebracht und anschließend in seine Metallschaumstruktur verwandelt werden. Dieses soll ebenfalls unter die Definition des eingegossenen zweiten Werkstoffes fallen.

Der zweite Werkstoff verstärkt insbesondere die durch den ersten Werkstoff geschaffene Struktur des Bauteils, insbesondere das Skelett und/oder die Außenkontur.

Bevorzugt ist beispielsweise ein Bauteil, bei dem der erste Werkstoff ein aluminiumhaltiger Werkstoff ist, während der zweite Werksstoff ein Gussmaterial ist, z.B. GG- oder GGG-Guß.

Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Skelett zumindest abschnittsweise den zweiten Werkstoff als Füllung aufweist. Auch kann vorgesehen sein, dass das Skelett den zweiten Werkstoff zumindest abschnittsweise ummantelt. Dieses lässt sich beispielsweise dadurch erzielen, dass ein Hohlraum des Skeletts mit dem zweiten Werkstoff gefüllt wird. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der zweite Werkstoff zumindest abschnittsweise als Einlage im Skelett angeordnet ist. Dazu kann Material aus dem zweiten Werkstoff beispielsweise vorgeformt und als Inlay eingelegt werden, bevor der zweite Werkstoff oder ein dritter Werkstoff zusätzlich eingegossen wird. Dieses ermöglicht beispielsweise das Einlegen von vorgefertigtem Material mittels eines Kerns, welches zumindest teilweise durch den zweiten Werkstoff umschlossen und mit dem Skelett und insbesondere dem ersten Werkstoff verbunden wird. Das Inlay kann dabei zumindest teilweise erweichen. Auch besteht die Möglichkeit, ein Inlay aus einem Material zu verwenden, welches nach dem Eingießen des zweiten Werkstoffes entfernbar ist oder durch das Eingießen des zweiten Werkstoffes entfernt wird.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils vorgeschlagen. Hierbei wird eine Skelett des Bauteils aus einem ersten Werkstoff aus Leichtmetall hergestellt, in den ein vom ersten Werkstoff unterschiedlicher zweiter metallischer Werkstoff eingegossen wird. Der zweite Werkstoff wird derart eingegossen, dass er eine Verstärkung zumindest für das Skelett bildet. Das Skelett wird dadurch vorzugsweise gegenüber Zug- und/oder Druckkräften abgestützt.

In folgenden wird eine mögliche Ausgestaltung eines Bauteiles am Beispiel eines Zylinderkopfes beschrieben. Die diesbezüglichen Ausführungen sind jedoch nicht auf die Aus gestaltung des Bauteiles als Zylinderkopf beschränkt. Vielmehr können die an diesem Beispiel aufgezeigten Merkmale auch bei anderen Ausgestaltungen des Bauteils Anwendung finden.

Eine Weiterbildung sieht einen Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine vor. Dieser weist eine Außenkontur und ein im Inneren des Zylinderkopfes angeordnetes Skelett aus einem ersten Werkstoff aus Leichtmetall, insbesondere einem aluminiumhaltigen Werkstoff auf, wobei des Skelett Hohlräume für einen Flüssigkeitstransport durch den Zylinderkopf aufweist, und einen zweiten Werkstoff zur Versteifung von Wänden des Skeletts durch Abstützung von Wänden des Skeletts zumindest untereinander zur Aufnahme eines Zylinderbrennraum-Verbrennungsdruckes ausgestattet ist.

Durch einen derartigen Aufbau des Zylinderkopfes gelingt es, eine Versteifung und Stabilisierung eines Leichtmetallzylinderkopfes auch bei im Brennraum herrschenden Spitzendrücken von 180 Bar und mehr zu gewährleisten. Hierbei wird durch das Leichtmetall, insbesondere durch den aluminiumhaltigen Werkstoff eine Gewichtsersparnis bei der Konstruktion des Zylinderkopfes gewährleistet. Andererseits kann eine ausreichende Festigkeit und Versteifung der aus dem Leichtmetall hergestellten Geometrien erzielt werden. Vorzugsweise ist der zweite Werkstoff nicht aluminiumhaltig, sondern unterscheidet sich von dem ersten Werkstoff. Insbesondere weist der zweite Werkstoff eine höhere Dichte auf als der erste Werkstoff.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Skelett zumindest abschnittsweise den zweiten Werkstoff als Füllung aufweist. Dazu kann das Skelett, das beispielsweise durch die verschiedenen, im Zylinderkopf angeordneten Wände entstanden ist, durch den zweiten Werkstoff zumindest teilweise verfüllt sein. Insbesondere kann der zweite Werkstoff in dem Skelett so angeordnet werden, dass spezielle Hohlräume durch den zweiten Werkstoff verschlossen werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Skelett zumindest abschnittsweise den zweiten Werkstoff ummantelt. Dabei kann der zweite Werkstoff eine Beschichtung bilden, die vorzugsweise zumindest eine Dicke aufweist, die derjenigen einer Wandstärke des ersten Werkstoffes entspricht. Die Ummantelung kann dabei einseitig wie auch zweiseitig erfolgen.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der zweite Werkstoff zumindest abschnittsweise als Einlage im Skelett angeordnet ist. Dazu kann der zweite Werkstoff als Einlage vor geformt werden, bevor er im Skelett angeordnet wird. Eine Passgenauigkeit kann dabei dadurch hergestellt werden, dass beispielsweise durch Erwärmung bzw. Abkühlung des Skelettes bzw. der Einlage ein Dimensionsunterschied gefunden wird, der ein Einbringen der Einlage in das Skelett ermöglicht. Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der zweite Werkstoff in Form einer Einlage wie auch als Gießmaterial dem Skelett zugeführt wird. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass die Einlage oder das einzugießende Material zur Versteifung der Wände des Skelettes wiederum aus verschiedenen Werkstoffen bestehen. Dabei kann eine Einlage aus einem dritten Werkstoff bestehen, der durch den einzugießenden zweiten Werkstoff mit dem ersten Werkstoff des Skelettes fixiert und verbunden wird.

Vorteilhafterweise wird mit dem ersten Werkstoff ein Öldeck und/oder ein Wassermantel gebildet. Das Öldeck bzw. der Wassermantel weisen Hohlräume auf, die teilweise mit dem zweiten Werkstoff zumindest beschichtet, insbesondere gefüllt sind. Andere Bereiche des Öldecks bzw. des Wassermantels, insbesondere Hohlräume davon, sind frei vom zweiten Werkstoff. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Zylinderkopf ein Skelett aus Leichtmetall aufweist, wobei der zweite Werkstoff ein Öldeck im Zylinderkopf bildet. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der zweite Werkstoff als Einlage in das Skelett eingebracht wird. Diese Einlage weist die für ein Öldeck notwendigen Hohlräume und Führungen auf, die ein späteres Durchströmen mit Öl ermöglichen. Insbesondere kann die Einlage auch derart gestaltet sein, dass sie im Wesentlichen nur Führungen bzw. Leitungen innerhalb eines Öldecks bzw. Wassermantels bildet.

Vorzugsweise wird der zweite Werkstoff im Zylinderkopf derart angeordnet, dass ein Wassermantel und ein Öldeck stabilisiert werden, wobei der Wassermantel wie auch das Öldeck vollständig durch den ersten Werkstoff gebildet sind. Die Stabilisierung des Wassermantels wie auch des Öldecks sieht beispielsweise vor, dass eine Verbindung zwischen dem Wassermantel und dem Öldeck über den zweiten Werkstoff geschaffen wird. Dabei kann der zweite Werkstoff eine Versteifung zwischen einander gegenüberliegenden Wänden von Wassermantel und Öldeck ermöglichen.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Werkstoff eine durchgehende Wärmebrücke von einem Brennraum zu einer Außenkontur bildet. Dazu erstreckt sich beispielsweise das Leichtmetall bis zum Brennraum und bildet eine Kontur desselben. Der zweite Werkstoff wiederum stabilisiert insbesondere einen brennraumnahen Bereich des ersten Werkstoffes, wodurch die im Brennraum entstehenden Druckkräfte über das Zusammenwirken der Geometrien aus erstem Werkstoff und zweitem Werkstoff in den Zy linderkopf eingeleitet werden können. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der zweite Werkstoff einen Injektordom bildet. Dieser Injektordom ist mit dem ersten Werkstoff vorzugsweise kraft- und formschlüssig verbunden.

Der zweite Werkstoff wird insbesondere hinsichtlich der Eigenschaften angepasst an den ersten Werkstoff ausgewählt. Als zweiter Werkstoff ist beispielsweise ein Gussmaterial, ein Stahl, ein Sinterwerkstoff und/oder ein Metallschaum einsetzbar. Auch können zwei oder mehr Werkstoffe zusätzlich zum ersten Werkstoff im Zylinderkopf Verwendung finden. Beispielsweise kann eine Einlage aus einem ersten Material, beispielsweise einem Metallschaum, in das Skelett eingelegt werden. Anschließend wird dieses erste Material durch ein gießfähiges Material im Skelett mit dem ersten Werkstoff fixiert und verbunden. Beispielsweise kann als Gussmaterial Grauguss Verwendung finden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteiles wie zum Beispiel eines Zylinderkopfes, insbesondere eines oben beschriebenen Zylinderkopfes vorgeschlagen, bei dem ein Skelett des Zylinderkopfes aus einem Werkstoff aus Leichtmetall hergestellt wird, in dem ein vom ersten Werkstoff unterschiedlicher zweiter Werkstoff derart eingeführt wird, dass bei Nutzung des Zylinderkopfes der zweite Werkstoff des Skelett gegenüber einem wirkenden Zylinderinnenraumdruck abstützt. Vorzugsweise wird dazu der zweite Werkstoff in das Skelett eingegossen. Dabei kann der ersten Werkstoff zumindest während des Eingießens des zweiten Werkstoffes gekühlt werden. Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass vor dem Eingießen des zweiten Werkstoffes der erste Werkstoff beschichtet wird. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass aufgrund von Temperaturunterschieden bzw. unterschiedlichen Dehnungskoeffizienten Materialrisse bzw. Lunker auftreten können. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der zweite Werkstoff zuerst nur teilweise eingegossen wird, um eine Bildung einer Beschichtung auf dem Werkstoff zu erzielen. Ist dieses erfolgt, kann der zweite Werkstoff weiter in den ersten Werkstoff vergossen werden, so dass auf der Beschichtung eine weitere Beschichtung, insbesondere ein Verfüllen erfolgen kann.

Weiterhin ist vorgesehen, dass der erste Werkstoff mit einem isolierenden Material versehen wird, bevor der zweite Werkstoff eingebracht wird. Beispielsweise ist vorgesehen, dass der erste Werkstoff, insbesondere ein zu füllender Hohlraum, eine isolierende Materialschicht aufweist, die entweder aufgetragen oder ebenfalls eingegossen ist. Die isolierende Materialschicht kann beispielsweise eine Keramik aufweisen. Die Keramik kann beispielsweise in gießfähiger Form eingebracht und im Skelett verteilt werden. Eine Trä gerflüssigkeit für die Keramik wird beispielsweise anschließend über Wärmezufuhr verdampft.

Weiterhin kann ein Befüllen eines Hohlraumes, insbesondere mit GG, unterstützt werden, indem das Skelett vor dem Vergießen stark abgekühlt wird. Hierzu kann beispielsweise eine Kühlflüssigkeit und/oder ein Kühlgas durch das Skelett hindurchströmen. Beispielsweise weist das Skelett hierfür geeignete Hohlräume auf. Dieses sind insbesondere Hohlräume, die im Zylinderkopf später einen Wassermantel bilden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein Material zuerst eingegossen wird, so dass dieses Material eine dünne Isolierschicht bildet. Erst nach einem Aushärten dieser dünnen Isolierschicht wird eine Restbefüllung vorgenommen, wobei diese Restbefüllung mit dem zweiten Werkstoff oder aber mit einem dritten Werkstoff erfolgend kann.

Vorzugsweise werden der erste und der zweite Werkstoff derart ausgewählt, dass sie eine Verbindung in einer Randschicht eingehen, insbesondere in Form einer Schweißverbindung. Dazu kann das Leichtmetall während einer Befüllung mit dem zweiten Werkstoff beispielsweise auf einer von dem zu befüllenden Hohlraum abgewandten Seite mit einem Fluid durchströmt werden, was eine Temperatursenkung an dieser abgewandten Seite im Leichtmetall erzeugt. Dadurch gelingt es, zu vermeiden, dass die Skelettstruktur soweit erweicht, dass sie ihre Form verliert. Insbesondere kann beispielsweise ein Aufschmelzen einer Randschicht des ersten Werkstoffes derart erfolgen, dass sich kleine Hohlräume bzw. Aufwertungen ergeben. Diese können wiederum dazu genutzt werden, das sie mit dem zweiten Werkstoff eine kraftschlüssige Verbindung eingehen.

Vorzugsweise wird in einem Aluminium-Zylinderkopf ein Graugussmaterial vergossen, um einen kraftübertragenen Einsatz in einem Inneren des Zylinderkopfes zu erzeugen. Der Aluminium-Zylinderkopf ist dabei beispielsweise selbst ein gegossenes Bauteil, kann jedoch auch ein bearbeitetes Bauteil sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in der nachfolgenden Zeichnung anhand eines Beispieles eines Zylinderkopfes als Bauteil beschrieben. Die dort dargestellten wie auch erläuterten Merkmale sind jedoch nicht auf die jeweilige Ausgestaltung beschränkt. Vielmehr können diese auch mit anderen Ausgestaltungen wie auch mit weiter oben beschriebenen Merkmalen zu Weiterbildungen kombiniert werden. Es zeigen:
1: Eine schematische Ansicht eines ersten Zylinderkopfes mit einer skelettartigen Struktur aus einem ersten Werkstoff und einer Befüllung mit einem zweiten Werkstoff sowie
2: eine zweite schematische Ansicht eines Zylinderkopfes mit einer skelettartigen Struktur aus einem ersten Werkstoff, die teilweise mit einem zweiten Werkstoff vergossen ist.
1 zeigt einen Ausschnitt von einem ersten Zylinderkopf 1 mit einer Außenkontur 2. Der erste Zylinderkopf 1 weist ein Skelett 3 aus einem ersten Werkstoff 4 auf. Das Skelett 3 bildet verschiedenste Hohlräume 5. Dadurch weist der erste Zylinderkopf 1 beispielsweise ein erstes Öldeck 6 und ein zweites Öldeck 7 auf. Die Öldecks 6, 7 können getrennt voneinander im ersten Zylinderkopf 1 angeordnet sein. Auch können die Öldecks 6, 7 Verbindungen aufweisen, durch die ein Ölfluid hindurchströmen kann. Weiterhin weist der erste Zylinderkopf einen ersten Wassermantel 8 und einen zweiten Wassermantel 9 auf. Der erste Wassermantel 8 kann mit dem zweiten Wassermantel 9 verbunden sein. Beide Wassermäntel 8, 9 können jedoch auch getrennt voneinander mit einem Kühlfluid durchströmt werden. Öldecks 6, 7 wie auch Wassermäntel 8, 9 werden vorzugsweise durch das Skelett 3 gebildet. Im Skelett 3 ist ein Teil der Hohlräume 5 teilweise oder vollständig mit einem zweiten Werkstoff 10 gefüllt. Der zweite Werkstoff 10 ist vorzugsweise in das Skelett 3 eingegossen worden. Dazu können im Skelett 3 zusätzlich Kerne eingelegt gewesen sein, so dass auch der zweite Werkstoff 10 wiederum Hohlräume 5 aufweisen kann. Der zweite Werkstoff 10 stabilisiert insbesondere einander gegenüberliegende Wände 11 des Skelettes 3. Des weiteren führt der zweite Werkstoff 10 zu einer Versteifung des Skelettes und damit des ersten Zylinderkopfes 1. Der zweite Werkstoff 10 kann ebenso wie das Skelett 3 Anschlussflächen 12 aufweisen, die beispielsweise zum Anschluss von anderen Flächen, insbesondere Fluidanschlüssen, oder anderen Bauteilen oder Bauelementen nutzbar sind. Des weiteren kann der zweite Werkstoff 10 eine Führung 13 innerhalb des Skelettes 3 bilden. Auch kann der zweite Werkstoff 10 zur Befestigung, beispielsweise einer Verschraubung dienen und eine entsprechende Oberfläche 14, insbesondere eine Gewindeoberfläche, aufweisen, zum Beispiel für Gewindeeinsätze insbesondere für Zylinderkopfschrauben, für einen Injektor und/oder anderes. Auch kann in den zweiten Werkstoff 10 beispielsweise eine Zündvorrichtung eingelassen werden, eine Einspritzvorrichtung oder Ähnliches. Insbesondere wird der zweite Werkstoff 10 so im Skelett 3 angeordnet, dass der zweite Werkstoff 10 eine zumindest kreuzförmige und damit stabilisierende Geometrie einnimmt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass der zweite Werkstoff 10 bis zu einem nicht näher dargestellten Brennraum 15 reicht. Dadurch kann beispielsweise der zweite Werkstoff 10 direkt einen Druck aus dem Brennraum 15 aufnehmen und ihn an die Struktur des Skeletts 3 überleiten. Aufgrund der durch den zweiten Werkstoff 10 erzielten Versteifung des Skeletts 3 gelingt dadurch eine verbesserte Druckaufnahme im Zylinderkopf 1.
2 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines zweiten Zylinderkopfes 16. Im Folgenden werden die zum ersten Zylinderkopf 1 gleichartigen Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der zweite Zylinderkopf 16 weist wiederum ein Skelett 3 mit verschiedensten Hohlräumen 5 auf. Die Hohlräume werden durch den ersten Werkstoff 4 gebildet. Der zweite Werkstoff 10 weist neben den darin gebildeten Hohlräumen 5 geschlossene wie auch offene Kanäle 17 auf. Durch die Kanäle 17 können ein oder mehrere Fluide durchströmen. Weiterhin weist der zweite Zylinderkopf 16 eine erste Einlage 18 auf. Die erste Einlage 18 besteht beispielsweise aus GG und wird gemäß dieser Ausgestaltung als Strukturelement ohne eine dichtende Funktion eingesetzt. Das bedeutet, dass die erste Einlage 18 eingesetzt wird, die umgebene Struktur des Skeletts 3 stabilisiert und eine Anbindung an das Material des zweiten Werkstoffes 10 während eines Vergießvorganges desselben erhält. Vorzugsweise ist die erste Einlage 18 auch in der Lage, formschlüssig mit dem Skelett 3 verbunden werden zu können. Gemäß einer Weiterbildung ist der zweite Zylinderkopf 16 derart konstruiert, dass der zweite Werkstoff 10 an einem Injektorbereich 19 endet. Auf diese Weise kann eine untere pilzartige Geometrie, die einem Brennraum gegenüberstehen würde, entfallen. Dadurch kann der erste Werkstoff 4 bis zum Brennraum reichen, was insbesondere einen verbesserten Wärmetransport bei entsprechender Materialauswahl des ersten Werkstoffes 4 ermöglicht. Bevorzugt wird dabei ein aluminiumhaltiger Werkstoff verwendet. Gemäß dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass direkt über dem Brennraum, nur getrennt durch den ersten Werkstoff 4, die Wassermäntel 8, 9 verlaufen. Um zu vermeiden, dass bei einem Einsetzen einer Einlage und/oder bei einem Vergießen des zweiten Werkstoffes 10 zu große Spannungen auftreten, insbesondere Brüche oder Ähnliches, kann das Skelett 3 beispielsweise entsprechende Ausgleichsfugen oder Ähnliches aufweisen. Dieses ermöglicht dem ersten Werkstoff 4 eine relative Beweglichkeit zum Ausgleich von durch Wärmeeinfluss oder Druckeinfluss entstandene Dehnungen oder Schrumpfungen. Weiterhin kann bei Vergießen des zweiten Werkstoffes 10 vorgesehen werden, dass freie Bereiche mittels Kerne oder Ähnlichem vorgesehen werden, die später bei einem Betrieb des Zylinderkopfes in einem Motor eine Ausgleichsbewegung zwischen dem ersten Werkstoff 4 und dem zweiten Werkstoff 10 zulassen. Im Übrigen kann eine ersten Einlage 18 wie auch weitere Einlagen bzw. Kanäle 17 im zweiten Material dadurch gestaltet werden, dass entsprechende Kerne eingelegt werden, die beispielsweise mit den Kernen für ein Öldeck und/oder einen Wassermantel verbunden sind.

Claims

Bauteil eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges mit einer Außenkontur und mit einem Skelett aus einem ersten Werkstoff, wobei ein zweiter eingegossener Werkstoff zumindest teilweise in einem Hohlraum angeordnet ist, den das Skelett aufweist.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Bestandteil eines Gehäuses ist.
Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil zu einem Getriebe oder einer Pumpe gehört.
Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil zu einem Motor gehört.
Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Zylinderkopf ist.
Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) einer Verbrennungskraftmaschine die Außenkontur (2) und das im Inneren des Zylinderkopfes (1) angeordnete Skelett (3) aus dem ersten Werkstoff (4) aus Leichtmetall, insbesondere einem aluminiumhaltigen Werkstoff, aufweist, wobei das Skelett (3) Hohlräume (5) für einen Flüssigkeitstransport durch den Zylinderkopf (1) hat, und der zweite Werkstoff (10) eine Versteifung von Wänden (11) des Skeletts (3) durch Abstützung der Wände des Skeletts zumindest untereinander zur Aufnahme eines Zylinderbrennraum-Verbrennungsdruckes bildet.
Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff (4) ein Öldeck (6) und/oder einen Wassermantel (8) bildet.
Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff (10) ein Öldeck bildet.
Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff (10) einen Injektordom bildet.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Skelett (3) zumindest abschnittsweise den zweiten Werkstoff (10) als Füllung aufweist.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Skelett (3) zumindest abschnittsweise den zweiten Werkstoff (10) ummantelt.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff (10) zumindest abschnittsweise als Einlage im Skelett (3) angeordnet ist.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff (4) eine durchgehende Wärmebrücke von einem innerem Bereich, insbesondere eines Brennraumes (15) eines Zylinderkopfes (1), zu der Außenkontor (2) bildet.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff (10) metallisch ist und vorzugsweise aus einer Gruppe stammt, die Gußmaterial, Stahl, Sinterwerkstoff und/oder Metallschaum umfaßt.
Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines zu einem Antriebsstrang zugehörigen Bauteiles, vorzugsweise eines Zylinderkopfes (1), mit den Merkmalen des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Skelett (3) des Bauteiles (1) aus einem ersten Werkstoff (4) aus Leichtmetall hergestellt wird, in den ein vom ersten Werkstoff (4) unterschiedlicher zweiter metallischer Werkstoff (10) eingegossen wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff (10) derart eingeführt wird, dass bei Nutzung des Bauteils der zweite Werkstoff (10) das Skelett (3) gegenüber einer wirkenden Zug- und/oder Druckkraft abstützt.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff (4) zumindest während des Eingießens des zweiten Werkstoffes (10) gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Eingießen des zweiten Werkstoffes (10) der erste Werkstoff (4) beschichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff (10) zuerst nur teilweise eingegossen wird zur Bildung einer Beschichtung auf dem ersten Werkstoff (4).