DE102006016025A1 - Laufbuchsenkassette für eine Motorbohrung und Verfahren dafür - Google Patents

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Abstract

Es sind am Ort gegossene Zylinderbohrungs-Laufbuchsen zur Verwendung beim Guss von Motorzylinderblöcken offenbart, wobei mehrere Zylinderbohrungs-Laufbuchsen miteinander verbunden sind, um eine Kassette zu bilden, und wobei die Genauigkeit bei der Positionierung einer jeden Bohrungs-Laufbuchse in Bezug auf jede andere maximiert ist und deren Gewicht minimiert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft Zylinderbohrungs-Laufbuchsen und insbesondere am Ort gegossene Zylinderbohrungs-Laufbuchsen zur Verwendung beim Guss von Motorzylinderblöcken, wobei mehrere Zylinderbohrungs-Laufbuchsen miteinander verbunden sind, um eine Kassette zu bilden.
  • Typischerweise werden Motorzylinderblöcke aus Aluminiumdruckguss mit am Ort gegossenen Bohrungs-Laufbuchsen hergestellt. Viele bekannte Bohrungs-Laufbuchsen werden aus Gusseisen hergestellt, da die Verschleißbeständigkeit hoch ist und die Verschleißbeständigkeit für Aluminiumlegierungen, die zum Bilden von Motorblöcken verwendet werden, gering ist.
  • Bei der Herstellung eines Aluminiummotors mit am Ort gegossenen Bohrungs-Laufbuchsen umfasst beispielsweise ein Formzusammenbauverfahren typischerweise, dass ein Basiskern auf einer geeigneten Fläche angeordnet wird und separate Formelemente aufgebaut oder gestapelt werden, um solche Gussmerkmale, wie etwa Seiten, Enden, Täler, Wassermantel, Nockenöffnungen und Kurbelgehäuse, zu formen. Die Bohrungs-Laufbuchsen werden auf Trommelkernen angeordnet, so dass die Laufbuchse in einem Gussteil eingebettet ist, nachdem Metallschmelze in die Form hineingegossen worden ist. Abhängig von der Motorkonstruktion können auch zusätzliche Kerne vorhanden sein. Es werden in der Industrie verschiedene Konstruktionen für die Trommelkerne verwendet. Diese umfassen einzelne Trommelkerne, "V"-Paare von Trommelkernen, Trommel-Platten-Kerne und integrale Trommelkurbelgehäusekerne.
  • Das Motorblockgussteil muss auf eine Weise bearbeitet werden, dass neben anderen Dingen sichergestellt ist, dass die Zylinderbohrungen (die aus den Bohrungs-Laufbuchsen gebildet werden) eine gleichmäßige Wanddicke der Bohrungs-Laufbuchse aufweisen, und dass andere kritische Blockmerkmale genau bearbeitet sind. Dies erfordert es, dass die Laufbuchsen relativ zueinander richtig in dem Gussteil positioniert sind. Es ist auch erforderlich, dass der Block relativ zu der Bearbeitungsanlage optimal positioniert ist.
  • Es wäre erwünscht, eine Bohrungs-Laufbuchsenkassette herzustellen, bei der die Genauigkeit bei der Positionierung jeder Bohrungs-Laufbuchse in Bezug zu den anderen Bohrungs-Laufbuchsen maximiert ist und deren Gewicht minimiert ist.
  • Folgerichtig und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist überraschenderweise eine Bohrungs-Laufbuchsenkassette entdeckt worden, bei der eine Genauigkeit bei der Positionierung einer jeden Bohrungs-Laufbuchse in Bezug auf die anderen Bohrungs-Laufbuchsen maximiert ist und deren Gewicht minimiert ist.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Bohrungs-Laufbuchsenkassette mindestens eine hohle Zylinderbohrungs-Laufbuchse, die ausgebildet ist, um in einen Motorzylinderblock gegossen zu werden und somit darin einen Kolbenzylinder zu bilden, wobei eine Innenwand der Bohrungs-Laufbuchse einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und einen im Wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser aufweist, wobei die Zylinderbohrungs-Laufbuchse aus einer Aluminiumlegierung gebildet ist, die auf das Gewicht bezogen im Wesentlichen umfasst: weniger als 14 % Silizium; ungefähr 2,0 bis 2,5 % Kupfer; ungefähr 0,25 bis 0,35 % Magnesium; ungefähr 0,4 bis 0,5 % Eisen; ungefähr 0,5 bis 0,73 % Mangan; ungefähr 0,015 bis 0,03 % Strontium; ungefähr 0,1 bis 0,25 % Titan; und einen Rest aus Aluminium, wobei das Gewichtsverhältnis von Mangan zu Eisen ungefähr 1,25 bis 1,45 beträgt.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst die Bohrungs-Laufbuchsenkassette mehrere hohle Zylinderbohrungs-Laufbuchsen, die in einem Brückenbereich miteinander verbunden sind, wobei die Bohrungs-Laufbuchsen ausgebildet sind, um in einen Motorzylinderblock gegossen zu werden und somit mehrere Kolbenzylinder darin zu bilden, wobei eine Innenwand einer jeden Bohrungs-Laufbuchse einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und einen im Wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser aufweist, wobei die Zylinderbohrungs-Laufbuchsen aus einer Aluminiumlegierung gebildet sind, die auf das Gewicht bezogen umfasst: weniger als 14 % Silizium; ungefähr 2,0 bis 2,5 % Kupfer; ungefähr 0,25 bis 0,35 % Magnesium; ungefähr 0,4 bis 0,5 % Eisen; ungefähr 0,5 bis 0,73 % Mangan; ungefähr 0,015 bis 0,03 % Strontium; ungefähr 0,1 bis 0,25 % Titan; und einen Rest aus Aluminium, wobei das Gewichtsverhältnis von Mangan zu Eisen ungefähr 1,25 bis 1,45 beträgt.
  • Die Erfindung stellt auch Verfahren zum Bilden einer Bohrungs-Laufbuchsenkassette bereit.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Bilden einer Bohrungs-Laufbuchsenkassette die Schritte, dass eine Aluminiumlegierung bereitgestellt wird, die auf das Gewicht bezogen umfasst: weniger als 14 % Silizium; ungefähr 2,0 bis 2,5 % Kupfer; ungefähr 0,25 bis 0,35 % Magnesium; ungefähr 0,4 bis 0,5 % Eisen; ungefähr 0,5 bis 0,73 % Mangan; ungefähr 0,015 bis 0,03 % Strontium; ungefähr 0,1 bis 0,25 % Titan; und einen Rest aus Aluminium, wobei das Gewichtsverhältnis von Mangan zu Eisen ungefähr 1,25 bis 1,45 beträgt; und dass die Zylinderbohrungs- Laufbuchsenkassette mit der Aluminiumlegierung gegossen wird, wobei die Bohrungs-Laufbuchsenkassette mehrere hohle Zylinderbohrungs-Laufbuchsen umfasst, die in einem Brückenbereich miteinander verbunden sind, wobei die Bohrungs-Laufbuchsen ausgebildet sind, um in einen Motorzylinderblock gegossen zu werden und somit mehrere Kolbenzylinder darin zu bilden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen ist:
  • 1 eine Perspektivansicht von einer Seite einer Bohrungs-Laufbuchsenkassette gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine schematische Explosionsansicht eines Motorzylinderblockwerkzeugs zum Gießen eines Zylinderblocks eines Motors, der eine in 1 dargestellte Bohrungs-Laufbuchsenkassette umfasst;
  • 3 eine Perspektivansicht eines Motorzylinderblocks vom Typ eines V-Sechszylinder, der die in den 1 und 2 dargestellte Bohrungs-Laufbuchsenkassette umfasst;
  • 4 eine schematische Schnittansicht einer Zylinderbohrungs-Laufbuchse von einem Nass-Typ; und
  • 5 eine schematische Schnittansicht einer Zylinderbohrungs-Laufbuchse von einem Trocken-Typ.
  • Die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschreiben und veranschaulichen verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen und zu verwenden, und sollen den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise einschränken. In Bezug auf die offenbarten Verfahren sind die dargestellten Schritte beispielhafter Natur und somit ist die Reihenfolge der Schritte nicht zwingend oder entscheidend.
  • 1 veranschaulicht eine Bohrungs-Laufbuchsenkassette 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. So wie es hierin verwendet wird, bedeutet "Kassette" beispielsweise eine Aufnahme, eine Kartusche, einen Zylinder und mehrere verbundene Aufnahmen, Kartuschen oder Zylinder. In einer Ausführungsform wird die Bohrungs-Laufbuchsenkassette 10 unter Verwendung von Hochdruckguss gegossen. Jedes herkömmliche Gussverfahren, wie beispielsweise etwa Guss mit permanenter oder halbpermanenter Form, kann verwendet werden, ohne vom Schutzumfang und Gedanken der Erfindung abzuweichen.
  • In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Bohrungs-Laufbuchsenkassette 10 drei Bohrungs-Laufbuchsen 12. Die drei Bohrungs-Laufbuchsen 12 sind allein zu Darstellungszwecken gezeigt, da mehr oder weniger Bohrungs-Laufbuchsen 12 wie beschrieben verwendet werden können. Jede der Bohrungs-Laufbuchsen 12 ist mit mindestens einer weiteren Bohrungs-Laufbuchse 12 in einem Brückenbereich 14 verbunden. Eine Längsachse L der Bohrungs-Laufbuchsen 12 ist mit der Längsachse L jeder anderen Bohrungs-Laufbuchse 12 im Wesentlichen ausgerichtet. Ausgerichtet, so wie es hierin verwendet wird, bedeutet, dass die Längsachsen L der Bohrungs-Laufbuchsen 12 im Wesentlichen parallel zueinander liegen und im Wesentlichen geradlinig in einer Querrichtung ange ordnet sind. Obwohl der Brückenbereich 14 so gezeigt ist, dass er sich über die gesamte Länge der Bohrungs-Laufbuchsen 12 erstreckt, ist zu verstehen, dass der Brückenbereich 14 über nur einen Teil der Länge der Bohrungs-Laufbuchsen 12 gebildet sein kann, oder dass mehrere Brückenbereiche 14 zwischen benachbarten Bohrungs-Laufbuchsen 12 wie gewünscht verwendet werden können. Jede Bohrungs-Laufbuchse 12 ist hohl und weist eine darin ausgebildete, sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung 16 auf.
  • Die Bohrungs-Laufbuchsenkassette 10 ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Die Aluminiumlegierung kann beispielsweise diejenige sein, die in U.S. Patent Anmeldenummer 2004/0265163 offenbart ist, deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme vollständig mit eingeschlossen ist.
  • Überraschenderweise sind auch günstige Ergebnisse unter Verwendung einer Aluminiumlegierung gefunden worden, die Elementkonzentrationen in den folgenden Bereichen aufweist. Ein Siliziumgehalt von weniger 14 Prozent, typischerweise ungefähr 10,75 Prozent bis 11,25 Prozent, mit einem Ziel von 11 Prozent; Kupfer typischerweise im Bereich von ungefähr 2 bis 2,5 Prozent, mit einem Ziel von 2,25 Prozent; ein Bereich von ungefähr 0,25 bis 0,35 Prozent Magnesium ist bevorzugt, mit einem Ziel von 0,3 Prozent; Eisen typischerweise zwischen ungefähr 0,4 und 0,5 Prozent, mit einem Ziel von 0,45 Prozent; Mangan im Bereich von ungefähr 0,5 bis 0,73 Prozent, mit einem Ziel von 0,58 Prozent; Strontium typischerweise zwischen 0,015 Prozent und 0,030 Prozent, mit einem Ziel von 0,022 Prozent; und ein Maximalwert von 0,25 Prozent ist für Titan vorgesehen, mit einem Punkt im unteren Bereich von ungefähr 0,10 Prozent und einem Ziel von 0,15 Prozent. Ein gewünschtes Verhältnis von Mangan zu Eisen liegt im Bereich von ungefähr 1,25 bis 1,45, mit einem Ziel von 1,35. Es ist erwünscht, dass jegliche anderen vorhandenen Elemente, wie etwa zufällige Verunreinigungen, in einer Konzentration von weniger oder gleich ungefähr 0,05 Prozent vorhanden sind. Jedoch ist erwünscht, dass jegliches Calcium oder Phosphor weniger als 0,04 Prozent beträgt. Der Rest der Legierung ist Aluminium, mit Ausnahme von zufälligen Verunreinigungen. Zufällige Verunreinigungen, wie sie hierin verwendet werden, können auch Elemente umfassen, die in einem oder mehreren der Bestandteile der Aluminiumlegierung vorhanden sind.
  • Eine gießbare Schmelze wird typischerweise vorbereitet, indem ein Aluminiumbarren mit geeigneten Vorlegierungen auf Aluminiumbasis wie etwa Al-25Fe, Al-50Cu, Al-20Mn, Al-50Si und reines Magnesiummetall zu einer gewünschten Zusammensetzung wie oben beschreiben geschmolzen werden. Es ist zu verstehen, dass andere Verfahren verwendet werden können, um die gießbare Schmelze herzustellen, ohne vom Schutzumfang und Gedanken der Erfindung abzuweichen. Selten-Erden-Zusätze können über eine Mischmetall-Vorlegierung oder als reine Metalle oder als Selten-Erden-Aluminium-Vorlegierungen hergestellt werden. Derartige Zusätze können an der Anfangscharge vorgenommen werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Zusätze vorgenommen werden, nachdem die Schmelze mit einem Flussmittel behandelt und/oder entgast worden ist, wenn eine derartige Verarbeitung verwendet wird.
  • Die Schmelze wird in einem geeigneten Ofen, wie etwa beispielsweise einem kernlosen Induktionsofen, einem Widerstandsofen, einem Flammofen, oder einem gasbefeuerten Tiegel- oder Muldenofen aus Ton-Graphit oder Siliziumcarbid vorbereitet. Ein Flussmittel ist nur mit schmutzigen oder schlackenreichen Chargenmaterialien erforderlich. Gewöhnlich ist keine spezielle Ofenatmosphäre notwendig. Das Schmelzgut kann bei Umgebungsluft geschmolzen werden. Sobald sie geschmolzen ist, wird die Schmelze unter Verwendung üblicher Aluminiumgusspraxis entgast, wie etwa Spülen der Schmelze mit trockenem Argon oder Stickstoff über einen Drehentgaser. Der Entgasungsvorgang kann auch ein Halogengas, wie etwa Chlor oder Fluor, oder Halogensalze enthalten, um das Entfernen von Verunreinigungen zu erleichtern. Die Schmelze wird vorzugsweise auf eine ruhige Weise behandelt, um Turbulenz und Wasserstoffgasaufnahme zu minimieren.
  • Sobald das Metall entgast und gereinigt worden ist, wird es mit Strontium oder einem Selten-Erden-Mischmetall behandelt, um eine eutektische Siliziummodifikation zu bewirken. Ein bevorzugtes Verfahren ist es, Al-10Sr- oder Al-90Sr-Vorlegierungen zu verwenden, die während der letzten Stufen des Entgasens in das Metall eingetaucht werden, vorausgesetzt, dass kein Halogenmaterial verwendet wird. Das Gasniveau der Schmelze wird über irgendeines der üblicherweise im Handel erhältlichen Verfahren bewertet, wie etwa der Test mit reduziertem Druck oder ein AlSCAN.TM.-Instrument.
  • Eine Schmelzenüberhitzung ist von weniger als 70 °C (150 Grad Fahrenheit) bis gut über 370 °C (700 Grad Fahrenheit) mit Erfolg verändert worden. Es ist erwünscht, die Zylinderbohrungs-Laufbuchsenkassetten 10 aus den betreffenden Legierungen bei einer Gießtemperatur von ungefähr 630 °C (1170 Grad Fahrenheit) bis zu ungefähr 680 °C (1250 Grad Fahrenheit) zu gießen. Gießtemperaturen von ungefähr 630 °C (1170 Grad Fahrenheit) bis 650 °C (1200 Grad Fahrenheit) sind bevorzugt. Niedrigere Niveaus an Überhitzung werden empfohlen, um Mikroporosität zu minimieren. Jedoch haben höhere Niveaus an Überhitzung zu einer Verfeinerung der intermetallischen Verbindungen (intermetallics) in der Mikrostruktur geführt. Somit kann dieses Verfahren unter bestimmten Umständen verwendet werden.
  • In der hierin beschriebenen Ausführungsform wird Hochdruckguss verwendet. Jedoch kann das Metall in eine geeignete Form gegossen werden, die durch irgendeine Anzahl von bekannten Formherstellungspraktiken hergestellt worden ist, wie etwa die Herstellung von Formen mit gebundenem Sand, Metallformen oder permanente Formen oder Modellausschmelzformen. Sandformen können Metallabschreckeinrichtungen [engl. metall chills] enthalten, um eine gerichtete Erstarrung zu erleichtern oder die Mikrostruktur des Gussteils zu verfeinern, wenn dies erwünscht ist.
  • Zylinderbohrungs-Laufbuchsenkassetten 10 der vorliegenden Erfindung können durch bekannte Präzipitations- oder Ausscheidungshärtungsmechanismen für Aluminiumlegierungen wärmebehandelt werden, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Beispielsweise besteht ein T5-Tempern aus einem künstlichen Altern des Gussteils bei einer Zwischentemperatur, typischerweise von 150 °C (300 Grad Fahrenheit) bis 230 °C (450 Grad Fahrenheit) bis zu 12 Stunden oder mehr.
  • Anspruchsvollere Gussanwendungen können das T6-Tempern mit Spitzenfestigkeit erfordern, das aus einer Lösungsbehandlung bei einer Temperatur nahe aber niedriger als die Solidustemperatur der Legierung besteht, für Zeiten, die typischerweise in einem Bereich von 4 bis 12 Stunden liegen, aber abhängig vom Anfangsstadium der Mikrostruktur in dem Gussteil mehr oder weniger betragen könnten. Das Gussteil wird von der Lösungstemperatur in einem geeigneten Abschreckfluid, wie etwa Wasser, Öl oder Polymer, oder sich schnell bewegender Luft abgeschreckt. Ein derartiges Abschrecken kühlt das wärmebehandelte Gussteil durch das kritische Temperaturregime, gewöhnlich 450 °C (850 Grad Fahrenheit) bis 230 °C (450 Grad Fahrenheit), hindurch schnell ab. Sobald es abgekühlt ist, ruht das Gussteil gewöhnlich für 1 Stunde bis 24 Stunden bei Raumtemperatur und wird dann wieder auf eine Zwischentemperatur erhitzt, ähnlich wie beim T5-Tempern.
  • Bei Anwendungen, bei denen eine Abmessungsstabilität von größter Wichtigkeit ist, wird das T7-Tempern vorgeschrieben werden. Dieses ist ähnlich wie das T6-Tempern, mit der Ausnahme, dass der Zyklus der künstlichen Alterung entweder bei höheren Temperaturen oder längeren Zeitdauern oder beidem vorgenommen wird, um einen etwas weicheren Zustand aber mit größerer Abmessungsstabilität zu erzielen. Das Gussteil der Zylinderbohrungs-Laufbuchsenkassette ist nun bereit, bearbeitet zu werden.
  • Um einen Zylinderblock 20 eines Motors zu bilden, wie er in 3 dargestellt ist, wird die Bohrungs-Laufbuchsenkassette 10 in einem Motorzylinderblockwerkzeug 22 angeordnet, wie es in 2 gezeigt ist. Ein Dorn 24 des Werkzeugs 22 ist für jede Bohrungs-Laufbuchse 12 vorgesehen und nimmt darauf die Bohrungs-Laufbuchse 12 auf. Der Dorn 24 wird in die Öffnung 16 einer jeweiligen Bohrungs-Laufbuchse 12 eingesetzt. Das Gießen des Motorzylinderblocks 20 wird unter Verwendung irgendeines herkömmlichen Gussverfahrens bewerkstelligt.
  • Wie es in 3 dargestellt ist, wird die Bohrungs-Laufbuchsenkassette 10 zu dem Motorzylinderblock 20 geformt. Die Öffnung 16 einer jeden Zylinderbohrungs-Laufbuchse 12 bildet einen einzigen Zylinder des Motorzylinderblocks 20. Nur drei der sechs Zylinder, oder ein Zweig des "V" in dem V-6-Motorzylinderblock 20 ist in 3 sichtbar. Das Gussteil des Motorzylinderblocks 20 erfordert typischerweise eine beträchtliche Bearbeitung. Beispielsweise muss eine große Anzahl von Schraubenlöchern 28 für die Anbringung von Zylinderköpfen (nicht gezeigt) gebohrt und mit einem Gewinde versehen werden. Die ebene Kopffläche 30, auf der der Zylinderkopf aufliegen muss, muss bearbeitet werden. Die Wände einer jeden Zylinderbohrungs-Laufbuchse 12 müssen ebenfalls maschinell endverarbeitet werden. Zusätzliche Bearbeitungsvorgänge sind erforderlich, um die Produktion des Motorzylinderblocks 20 für den Einbau in einen Fahrzeugmotor abzuschließen.
  • Bekanntlich umfasst der Motorzylinderblock 20 zahlreiche in diesem ausgebildete Durchgänge und Strömungskanäle für eine Kühlmittelströmung. Die 4 und 5 veranschaulichen eine Anordnung der Bohrungs-Laufbuchse vom Nass-Typ 30 und eine Anordnung der Bohrungs-Laufbuchse vom Trocken-Typ 40, die beide bei der hierin beschriebenen Erfindung verwendet werden können. Bei der Anordnung der Bohrungs-Laufbuchse vom Nass-Typ 30 bildet eine Außenwand 32 der Bohrungs-Laufbuchse 12' eine Innenwand eines Kühlmittelkanals 34 des Zylinderblocks 20'. Eine umgossene Fläche 36 stellt eine Abdichtung zwischen der Öffnung 16' und dem Kühlmittelkanal 34 bereit. Ein Dichtungsmaterial 38 kann auch in dem umgossenen Bereich 36 oder einem anderen Übergangsbereich zwischen der Öffnung 16' und dem Kühlmittelkanal 34 angeordnet sein. Jedes herkömmliche Dichtungsmaterial, das der in einem Motorzylinderblock 20 während des Betriebs erzeugten Wärme standhalten kann, kann wie gewünscht verwendet werden. Es ist anzumerken, dass das Potenzial für eine Leckage zwischen dem Kühlmittelkanal 34 und der Öffnung 16 vorhanden ist.
  • Bei der Anordnung der Bohrungs-Laufbuchse vom Trocken-Typ 40 wird eine Außenwand 42 der Bohrungs-Laufbuchse 12'' in den Motorzylinderblock 20'' gegossen. Der Kühlmittelkanal 44 wird in den Motorzylinderblock 20'' benachbart zu dem gewünschten, zu kühlenden Bereich gebildet, wobei aber noch ein Abschnitt des Motorzylinderblocks zwischen der Außenwand 42 und der Bohrungs-Laufbuchse 12'' erhalten bleibt. Die Anordnung der Laufbuchse vom Trocken-Typ 40 wirkt einer Leckage von Kühlmittel in die Öffnung 16'' der Bohrungs-Laufbuchse 12'' entgegen. Obwohl sowohl die Anordnung der Bohrungs-Laufbuchse vom Nass-Typ 30 als auch die Anordnung der Bohrungs-Laufbuchse vom Trocken-Typ 40 mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind günstigere Ergebnisse unter Verwendung der Anordnung der Bohrungs-Laufbuchse vom Trocken-Typ 40 erhalten worden.
  • Die Bohrungs-Laufbuchsenkassetten 10 der vorliegenden Erfindung erleichtern eine Ausrichtung der Bohrungs-Laufbuchsen 12 und anschließend der Kolbenzylinder. Zusätzlich können Bohrungsdurchmesser maximiert werden, was zu einer verbesserten Packung und zu einem maximierten Hubraum führt. Die Masse wird ebenfalls reduziert, wodurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit maximiert wird.
  • Zusammengefasst sind am Ort gegossene Zylinderbohrungs-Laufbuchsen zur Verwendung beim Guss von Motorzylinderblöcken offenbart, wobei mehrere Zylinderbohrungs-Laufbuchsen miteinander verbunden sind, um eine Kassette zu bilden, und wobei die Genauigkeit bei der Positionierung einer jeden Bohrungs-Laufbuchse in Bezug auf jede andere maximiert ist und deren Gewicht minimiert ist.

Claims (20)

  1. Am Ort gegossene Zylinderbohrungs-Laufbuchsenkassette, umfassend: mindestens eine hohle Zylinderbohrungs-Laufbuchse, die ausgebildet ist, um in einen Motorzylinderblock gegossen zu werden und somit darin einen Kolbenzylinder zu bilden, wobei eine Innenwand der Bohrungs-Laufbuchse einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und einen im Wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser aufweist, wobei die Zylinderbohrungs-Laufbuchse aus einer Aluminiumlegierung gebildet ist, die auf das Gewicht bezogen im Wesentlichen umfasst: weniger als 14 % Silizium; ungefähr 2,0 bis 2,5 % Kupfer; ungefähr 0,25 bis 0,35 % Magnesium; ungefähr 0,4 bis 0,5 % Eisen; ungefähr 0,5 bis 0,73 % Mangan; ungefähr 0,015 bis 0,03 % Strontium; ungefähr 0,1 bis 0,25 % Titan; und einen Rest aus Aluminium, wobei das Gewichtsverhältnis von Mangan zu Eisen ungefähr 1,25 bis 1,45 beträgt.
  2. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung ungefähr 10,75 bis 11,25 Gew.-% Silizium umfasst.
  3. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrungs-Laufbuchse durch Hochdruckguss hergestellt ist.
  4. Am Ort gegossene Zylinderbohrungs-Laufbuchsenkassette, umfassend: mehrere hohle Zylinderbohrungs-Laufbuchsen, die in einem Brückenbereich miteinander verbunden sind, wobei die Bohrungs-Laufbuchsen ausgebildet sind, um in einen Motorzylinderblock gegossen zu werden und somit mehrere Kolbenzylinder darin zu bilden, wobei eine Innenwand einer jeden Bohrungs-Laufbuchse einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und einen im Wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser aufweist, wobei die Zylinderbohrungs-Laufbuchsen aus einer Aluminiumlegierung gebildet sind, die auf das Gewicht bezogen umfasst: weniger als 14 % Silizium; ungefähr 2,0 bis 2,5 % Kupfer; ungefähr 0,25 bis 0,35 % Magnesium; ungefähr 0,4 bis 0,5 % Eisen; ungefähr 0,5 bis 0,73 % Mangan; ungefähr 0,015 bis 0,03 % Strontium; ungefähr 0,1 bis 0,25 % Titan; und einen Rest aus Aluminium, wobei das Gewichtsverhältnis von Mangan zu Eisen ungefähr 1,25 bis 1,45 beträgt.
  5. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung ungefähr 10,75 bis 11,25 Gew.-% Silizium umfasst.
  6. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung ungefähr 11 Gew.-% Silizium umfasst.
  7. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie bis zu 0,04 Gew.-% Calcium umfasst.
  8. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie bis zu 0,04 Gew.-% Phosphor umfasst.
  9. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung ungefähr 2,25 Gew.-% Kupfer umfasst.
  10. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung ungefähr 0,3 Gew.-% Magnesium umfasst.
  11. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung ungefähr 0,45 Gew.-% Eisen umfasst.
  12. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung ungefähr 0,058 Gew.-% Mangan umfasst.
  13. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung ungefähr 0,022 Gew.-% Strontium umfasst.
  14. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung ungefähr 0,15 Gew.-% Titan umfasst.
  15. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der Bohrungs-Laufbuchsen im Wesentlichen parallel liegen.
  16. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der Bohrungs-Laufbuchsen in einer Querrichtung im Wesentlichen geradlinig angeordnet sind.
  17. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrungs-Laufbuchse durch Hochdruckguss hergestellt ist.
  18. Bohrungs-Laufbuchsenkassette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrungs-Laufbuchsen von einer Anordnung der Bohrungs-Laufbuchse vom Trocken-Typ sind.
  19. Verfahren zum Bilden einer Bohrungs-Laufbuchsenkassette für einen Motorzylinderblock, um mehrere Kolbenzylinder darin zu bilden, mit den Schritten, dass: eine Aluminiumlegierung bereitgestellt wird, die auf das Gewicht bezogen umfasst: weniger als 14 % Silizium; ungefähr 2,0 bis 2,5 % Kupfer; ungefähr 0,25 bis 0,35 % Magnesium; ungefähr 0,4 bis 0,5 % Eisen; ungefähr 0,5 bis 0,73 % Mangan; ungefähr 0,015 bis 0,03 % Strontium; ungefähr 0,1 bis 0,25 % Titan; und einen Rest aus Aluminium, wobei das Gewichtsverhältnis von Mangan zu Eisen ungefähr 1,25 bis 1,45 beträgt; und dass die Zylinderbohrungs-Laufbuchsenkassette mit der Aluminiumlegierung gegossen wird, wobei die Bohrungs-Laufbuchsenkassette mehrere hohle Zylinderbohrungs-Laufbuchsen umfasst, die in einem Brückenbereich miteinander verbunden sind, wobei die Bohrungs-Laufbuchsen ausgebildet sind, um in einen Motorzylinderblock gegossen zu werden und somit mehrere Kolbenzylinder darin zu bilden.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gussschritt ein Hochdruckguss ist.
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