DE102006055304A1 - Cast iron cylinder head or engine block contains feed channels for fuel, coolant and oil consisting of steel pipes which are enclosed by cast material without gap and bonded to it by mixed phase of steel and cast iron - Google Patents

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    • F02F1/36Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/40Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream 

Abstract

Cast iron cylinder head or engine block contains feed channels for fuel, coolant and oil. These consist of steel pipes (1) which are enclosed by cast material without a gap and bonded to it by a mixed phase of steel and cast iron. An independent claim is included for a method for producing the cylinder head or engine block comprising forming a core packet consisting of sand cores (7) and pipes in the desired shape of the channel;#casting iron around it in a mold; and#cooling the casting.

Description

Die Erfindung betrifft in Gusstechnik hergestellte Zylinderköpfe oder Zylinderkurbelgehäuse, die mehrere Führungskanäle für Flüssigkeiten, wie Kraftstoff, Kühlmittel oder Öl aufweisen, wobei die Führungskanäle beim Guss der Bauteile mit eingegossen werden.The The invention relates to cylinder heads made by casting or cylinder crankcase, which has multiple guide channels for liquids, such as fuel, coolant or oil, wherein the guide channels be poured during the casting of the components.

Es ist gängige Praxis die zahlreichen Führungs- und Versorgungskanäle, bspw. zum Kraftstoff- und Öltransport, in Zylinderköpfen (ZK) und Zylinderkurbelgehäusen (ZKG) durch Tieflochbohrtechnik in die gegossenen Bauteile herzustellen. Das Bohren der ausschließlich geraden Segmente und deren Verbindung stellen hohe Beschränkungen bei der geometrischen Auslegung der Gussteile dar. Dies führt zu Kompromissen hinsichtlich der funktionalen Optimierung von Zylinderkopf oder Zylinderkurbelgehäuse.It is common practice the numerous leadership and Supply channels, for example for fuel and oil transport, in cylinder heads (ZK) and cylinder crankcases (ZKG) by deep hole drilling technology in the cast components. The drilling of exclusively straight segments and their connection put high restrictions on the geometric design castings. This leads to compromises the functional optimization of cylinder head or cylinder crankcase.

Das Bohren von Kanälen ist beispielsweise aus der DE 30 10 635 C2 bekannt. Dazu werden in mehreren aufeinander folgenden, hochpräzise auszuführenden Arbeitsschritten zentrale Hauptführungskanäle und Nebenführungskanäle, die Abzweigungen zu den einzelnen Bedarfstellen bilden, in das Bauteil gebohrt.The drilling of channels is for example from the DE 30 10 635 C2 known. For this purpose, in several successive, highly precise work steps to be carried out, central main guide channels and secondary guide channels, which form branches to the individual points of need, are drilled into the component.

Insbesondere bei Kraftstoffrücklaufkanälen in Zylinderköpfen, welche bei Nutzfahrzeugmotoren über eine Gesamtlänge von bis zu 1 m gebohrt werden, muss rund um die Kanäle genug Material vorhanden sein, um den richtigen Verlauf des Bohrers während des Tieflochbohr-Vorgangs zu ermöglichen und ihn zu stabilisieren. Dieses Material wird im Betrieb des Motors nicht benötigt und stellt somit eine unnötige Gewichtserhöhung dar. Ähnlich aufwändig ist das Bohren des Hauptölkanals, mit den einzelnen Abzweigungen zu den einzelnen Bedarfstellen im Zylinderkurbelgehäuse.Especially in fuel return ducts in cylinder heads, which in commercial vehicle engines over a total length must be drilled up to 1 m, around the channels enough material will be present to keep the correct course of the drill during deep hole drilling process and stabilize it. This material is not needed in the operation of the engine and thus provides an unnecessary weight increase Similarly, the drilling of the main oil channel is with the individual branches to the individual needs in the Engine blocks.

Die DE 199 61 092 offenbart einen gekühlten Zylinderkopf, wobei wenigstens einer der Kühlmittelkanäle aus einem Rohr besteht, das vorgeformt ist und während des Gießens des Zylinderkopfs an Ort und Stelle mit eingegossen wird. Wenigstens einer der Kühlmittelkanäle im Zylinderkopf besteht aus einem beim Gießen des Zylinderkopfs in den Zylinderkopf eingegossenen Rohr, das sich etwa parallel zur Mittellinie der Kurbelwelle zwischen einer die Mittellinien der Zylinder enthaltenden Mittelebene und der Reihe von Auslassventilen und/oder der Reihe von Einlassventilen über mehrere Zylinder hinweg erstreckt.The DE 199 61 092 discloses a cooled cylinder head, wherein at least one of the coolant channels consists of a tube which is preformed and is cast in place during casting of the cylinder head. At least one of the coolant passages in the cylinder head consists of a pipe cast into the cylinder head during casting of the cylinder head, approximately parallel to the centerline of the crankshaft between a center plane containing the centerlines of the cylinders and the row of exhaust valves and / or the bank of intake valves across a plurality of cylinders extends.

Die DE 103 04 971 A1 betrifft ein gegossenes Zylinderkurbelgehäuse, das mindestens einen Führungskanal als Ölleitung aufweist, der in Form eines Rohres ausgebildet und beim Gießen mit eingegossen ist und Öl zu einem zu schmierenden Kurbelwellenlager und/oder Nockenwellenlager leitet. Die Führungskanäle sind jeweils gebogen. Die einzelnen separaten Führungskanäle, werden nach dem Guss durch einen mittels Bohren nachträglich eingebrachten Hauptölkanal miteinander verbunden.The DE 103 04 971 A1 relates to a cast cylinder crankcase, which has at least one guide channel as an oil line, which is formed in the form of a tube and molded during casting and directs oil to be lubricated crankshaft bearing and / or camshaft bearing. The guide channels are each bent. The individual separate guide channels are connected to each other after casting by a subsequently introduced by drilling main oil passage.

Beim Eingießen von Rohren als Führungskanal ergibt sich das Problem, dass sich die Rohre beim Umgießen mit der Metallschmelze durch thermische Ausdehnung aus ihrer Position verschieben oder verziehen. Dies ist insbesondere bei den relativ langen Medienversorgungen der Fall, die sich über die gesamte Längesachse des Motorblocks erstrecken. Häufig kommt es zu mangelhafter Anbindung des eingegossenen Rohrs zum Umgussmetall. Besonders nachteilig ist dabei die Bildung von Spalten, da hier der Wärmefluss behindert wird, oder potentielle Lecks für im Zylinderkurbelgehäuse oder Zylinderkopf geführte Flüssigkeiten entstehen.At the Pouring of pipes as a guide channel results The problem is that the pipes with the Umgeießen the molten metal due to thermal expansion from its position move or warp. This is especially true for the relative long media supplies the case, spread over the entire Longitudinal axis of the engine block extend. Often there is a lack of connection of the cast-in pipe to the casting metal. Particularly disadvantageous is the formation of columns, since here the heat flow is impeded, or potential leaks for guided in the cylinder crankcase or cylinder head Liquids arise.

Es ist Aufgabe der Erfindung Zylinderköpfen und/oder Zylinderkurbelgehäuse mit komplex verlaufenden Führungskanälen für Flüssigkeiten mit guter stoff- und formschlüssiger Anbindung bereit zu stellen, sowie ein Verfahren zur kostengünstigen und fehlerfreien Herstellung dieser Führungskanäle aufzuzeigen.It Object of the invention cylinder heads and / or cylinder crankcase with complex guide channels for Liquids with good material and form-fitting Connection to provide, as well as a method for cost-effective and error-free production of these guide channels show.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe ein gegossener Zylinderkopf und/oder ein Zylinderkurbelgehäuse vorgesehen, der/das mehrere eingegossene Kanäle umfasst, welche als Führungskanäle für Flüssigkeiten, wie Kraftstoff, Kühlmittel oder Öl, ausgebildet sind, wobei Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse aus Gusseisen und die Führungskanäle (1) aus Stahlrohren gebildet sind und die Führungskanäle (1) spaltfrei vom Umguss (3) umgeben und aus Mischphasen aus Stahl und Gusseisen metallurgisch an den Umguss (3) angebunden sind mit den Merkmalen des Anspruchs 1.According to the invention a cast cylinder head and / or a cylinder crankcase is provided to solve this problem, the / which includes a plurality of cast-in channels, which are formed as guide channels for liquids such as fuel, coolant or oil, wherein the cylinder head and / or cylinder crankcase made of cast iron and the Guide channels ( 1 ) are formed from steel tubes and the guide channels ( 1 ) gap-free from the encapsulation ( 3 ) and mixed phases of steel and cast iron metallurgically to the Umguss ( 3 ) are connected with the features of claim 1.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung ist ein Verfahren zur Herstellung von Führungskanälen für Flüssigkeiten, insbesondere für Kraftstoff, Kühlmittel oder Öl, in gegossenen Zylinderköpfen und/oder Zylinderkurbelgehäusen, umfassend die Schritte

  • – Herstellung von Gießkernpaketen (6) aus Sandkernen (7) und Stahlrohr in der Form zu bildender Führungskanäle (1)
  • – Einbringen der Gießkernpakete (6) in die Gießform für Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse
  • – Abgießen der Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse mit Gusseisen,
  • – geregeltes Abkühlen des Gusstückes dadurch gekennzeichnet, dass, die Führungskanäle (1) aus Stahlrohr spaltfrei vom Umguss (3) umgeben werden und Mischphasen aus Stahl und Gusseisen gebildet werden, die Stahlrohr und Umguss (3) metallurgisch verbinden mit den Merkmalen des Anspruchs 12.
A further solution according to the invention is a method for producing guide channels for liquids, in particular for fuel, coolant or oil, in cast cylinder heads and / or cylinder crankcases, comprising the steps
  • - manufacture of core packages ( 6 ) from sand cores ( 7 ) and steel pipe in the form of forming guide channels ( 1 )
  • - introduction of the core packages ( 6 ) in the mold for cylinder heads and / or cylinder crankcases
  • Casting the cylinder heads and / or cylinder crankcases with cast iron,
  • Controlled cooling of the casting, characterized in that the guide channels ( 1 ) made of tubular steel without gaps from the encapsulation ( 3 ) and Mischpha made of steel and cast iron, the steel pipe and the casting ( 3 metallurgically connect with the features of claim 12.

Für die erfindungsgemäßen Zylinderköpfe oder Zylinderkurbelgehäuse ist es dabei wesentlich, dass die Werkstoffe des eingegossenen Führungskanals und der Umgusswerkstoff von Zylinderkurbelgehäuse oder Zylinderkopf aufeinander abgestimmt sind. Somit ist vorgesehen, dass der Zylinderkopf oder das Zylinderkurbelgehäuse aus Gusseisen und die Führungskanäle aus Stahlrohren gebildet sind. Dabei sind die Führungskanäle erfindungsgemäß spaltfrei vom Umguss umgeben. Die Anbindung der eingegossenen Führungskanäle erfolgt metallurgisch form- und stoffschlüssig über Mischphasen aus Stahl und Gusseisen.For the cylinder heads according to the invention or Cylinder crankcase, it is essential that the Materials of the cast-in guide channel and the Umgusswerkstoff from cylinder crankcase or cylinder head to each other are coordinated. Thus, it is envisaged that the cylinder head or the cylinder crankcase made of cast iron and the guide channels are formed of steel tubes. Here are the guide channels according to the invention surrounded gap-free from the Umguss. The connection of the cast-in guide channels takes metallurgical form and material over Mixed phases of steel and cast iron.

Unter spaltfrei ist dabei zu verstehen, dass keine zusammenhängenden Bereiche der Ablösung, von Stahlrohr-Führungskanal und Gusseisen-Umguss auftreten. Dabei sind die bei Gießprozessen mitunter auftretenden Lunker oder Poren im Übergangsbereich zwischen Führungskanal und Umguss nicht als Spalt anzusehen. Lunker oder Poren unterhalb einer Fläche von 5 mm2 oder einer maximalen lateralen Ausdehnung unterhalb von 5 mm zählen in jedem Fall nicht zu Spalten im Sinne der Erfindung.Cleavage-free is to be understood as meaning that there are no contiguous areas of detachment, steel tube guide channel and cast iron encapsulation. The voids or pores that sometimes occur during casting processes in the transitional area between the guide channel and the encapsulation should not be regarded as a gap. Voids or pores below an area of 5 mm 2 or a maximum lateral extent below 5 mm count in each case not to columns in the sense of the invention.

Der Stahl des Stahlrohrs hat den Vorteil, dass Stahl unter den als eingegossener Führungskanal geeigneten Metalllegierungen eine vergleichsweise geringe thermische Ausdehnung unter den Gebrauchsmetallen aufweist. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass der Stahl eine geringere thermische Ausdehnung als das umgebende Gusseisen aufweist. Hierdurch wird beim Eingießen des Stahlrohrs erreicht, dass bei der Abkühlung nach dem Guss kein Wegschwinden der erhitzten Stahlrohre von dem umgebenden Gusseisen stattfindet. Stahl und Gusseisen weisen eine hervorragende chemische und physikalische Kompatibilität auf. Dabei ist durch den gegenüber dem Gusseisen höheren Schmelzpunkt des Stahls die Gefahr des Durchschmelzens beziehungsweise des vollständigen Aufschmelzens der Stahlrohre beim Eingießen verringert. Dennoch ist der Schmelzpunkt des Stahl nicht so hoch, dass ein oberflächliches Anschmelzen des Stahlrohrs verhindert würde.Of the Steel of the steel tube has the advantage that steel under the as cast Guide channel suitable metal alloys a comparatively has low thermal expansion among the service metals. It is particularly advantageous that the steel has a lower thermal Has expansion as the surrounding cast iron. This will when pouring the steel pipe achieved that during cooling after the casting no disappearance of the heated steel pipes of the surrounding cast iron takes place. Steel and cast iron have one excellent chemical and physical compatibility on. It is higher by the opposite of the cast iron Melting point of the steel the risk of melting down or the complete melting of the steel pipes during pouring reduced. Nevertheless, the melting point of the steel is not so high that a superficial melting of the steel tube would be prevented.

Es ist somit vorgesehen, dass beim Gießen ein geringer Teil des Stahls aufschmilzt und mit flüssigem Eisen ohne Spaltbildung dicht verschmilzt. So wird auch eine Spaltbildung während des Abkühlens auf Raumtemperatur vermieden. Die Geometrie des Gussteils weist im Bereich des Stahlrohres eine gleichmäßige Materialanhäufung auf, um lokales Erweichen oder Aufschmelzen des Stahls oder zu schnelles Abkühlen (Abschrecken) der Schmelze an der Stahlrohroberfläche zu vermeiden. Auch bei zu schnellem Abkühlen des schmelzflüssigen Gusseisens im Bereich des kalten Stahlrohrs kann es zu einer Spaltbildung oder zu einer unerwünschten Weißerstarrung des Gusseisens kommen. Eine genaue Abstimmung der Materialanhäufung des Umgusses im Bereich der Stahlrohre, mit der Stahlrohrgeometrie, beziehungsweise deren Durchmesser und Wanddicke und mit der Gießtemperatur ist erforderlich.It is thus intended that when casting a small part of the steel melts and with liquid iron without gap formation tightly merged. So is also a gap formation during cooling to room temperature avoided. The geometry of the casting has a uniform in the area of the steel tube Material accumulation on to local softening or melting of steel or too fast cooling (quenching) of the steel To avoid melt on the steel pipe surface. Also with too fast cooling of the molten one Cast iron in the area of the cold steel pipe can lead to a gap formation or to an undesirable whiteness of the Cast iron come. An exact vote of the material accumulation of the encapsulation in the area of the steel pipes, with the tubular steel geometry, or their diameter and wall thickness and with the casting temperature is required.

Für einen besonders festen Stoffschluss ist die Bildung von Mischphasen aus Stahl und Gusseisen von Vorteil. Dabei muss sichergestellt werden, dass ein teilweises Aufschmelzen des Stahl stattfindet. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird das Stahlrohr vor dem Einguss mit Sn oder einer Sn-Legierung behandelt, welche Schmelzpunkt-absenkend wirkt, so dass sich nach dem Guss Sn-haltige Mischphasen ausbilden.For a particularly strong adhesion is the formation of mixed phases made of steel and cast iron advantageous. It must be ensured that a partial melting of the steel takes place. In preferred Embodiment of the invention, the steel pipe before the sprue with Sn or a Sn alloy treated, which melting point-lowering acts, so that form after the casting Sn-containing mixed phases.

Die Erfindung wird anhand von schematischen Zeichnungen und Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert.The The invention will be described with reference to schematic drawings and exemplary embodiments explained in more detail below.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts aus einem Zylinderkopf (2) mit Führungskanälen (1) und Wasserräumen (4) 1 shows a cross section of a section of a cylinder head ( 2 ) with guide channels ( 1 ) and water rooms ( 4 )

2 einen abgegossenen und in 2 Ebenen angeschnittenen Zylinderkopf (2) mit Führungskanälen (1), mit Krümmung (5) und Kühlwasserräumen (4) sowie eine Trennstelle (8) zwischen benachbarten Segmenten (1a) und (1b) 2 a cast-off and split in 2 levels cylinder head ( 2 ) with guide channels ( 1 ), with curvature ( 5 ) and cooling water spaces ( 4 ) as well as a separation point ( 8th ) between adjacent segments ( 1a ) and ( 1b )

3 ein zusammengesetztes Kernpaket (6) aus mehreren Gießkernen (11) mit eingesetzten Stahlrohren die aus Segmenten 1a, 1b und 1c bestehen, Sandkernen (7), einer Beabstandung (12) 3 a composite core package ( 6 ) from several casting cores ( 11 ) with inserted steel tubes from segments 1a . 1b and 1c sand cores ( 7 ), a spacing ( 12 )

4 Schliffbilder des Übergangs zwischen Stahlrohr (1) und Umguss (3) eingegossenen Führungskanal für ein erfindungsgemäß gegossenes Bauteil (a) mit Mischphasen (10) und ein herkömmliches Bauteil (b) mit einem Spalt (9) 4 Micrographs of the transition between steel pipe ( 1 ) and casting ( 3 ) cast guide channel for a cast according to the invention component (a) with mixed phases ( 10 ) and a conventional component (b) with a gap ( 9 )

5 zwei parallel verlaufende Stahlrohre (1), die jeweils in drei Segmente (1a), (1b) und (1c) unterteilt und über Sandkerne (7) oder Rohrmanschette (13) verbunden sind. 5 two parallel steel tubes ( 1 ), each divided into three segments ( 1a ) 1b ) and ( 1c ) and sand cores ( 7 ) or pipe sleeve ( 13 ) are connected.

Die thermische Ausdehnung des Stahls muss bei der Auslegung von den Stahlrohren für die Führungskanäle berücksichtigt werden. Beim Einguss beträgt die thermische Ausdehnung unmittelbar nach der Formfüllung ca. 11,5 mm/m, bei Annahme einer mittleren Temperatur des Stahlrohres von 1000°C. Die Temperaturverteilung über das gesamte Stahlrohr ist während des Gießens sehr unterschiedlich, so dass räumlich und zeitlich unterschiedliche Ausdehnungen und Spannungsverteilungen vorliegen. Um diese Ausdehnungen der Stahlrohre ohne Verformung aufzunehmen, sind besondere Vorkehrungen zu treffen.The thermal expansion of the steel must be taken into account when designing the steel pipes for the guide channels. At the pouring, the thermal expansion immediately after the mold filling is approx. 11.5 mm / m, assuming a mean temperature of the steel pipe of 1000 ° C. The temperature distribution over the entire steel tube is very different during the casting, so that spatially and temporally different Extensions and stress distributions exist. To accommodate these expansions of the steel tubes without deformation, special precautions must be taken.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung werden für den Einguss des Stahlrohrs Dehnfugen vorgesehen indem zumindest einer oder alle der Führungskanäle (1) in mehrere getrennte Segmente (1a, 1b, 1c) aus Stahlrohr unterteilt sind. Die Übergänge zwischen den einzelnen Segmenten sind so ausgestaltet, dass sie beim Einguss des Führungskanals zumindest einen Teil der Dehnung des Stahls aufnehmen können. Die einzelnen Segmente bilden dann im gegossenen Bauteil, Zylinderkurbelgehäuse oder Zylinderkopf, für die zu transportierenden Flüssigkeiten durchgängige Führungskanäle.In a preferred embodiment of the invention expansion joints are provided for the sprue of the steel tube by at least one or all of the guide channels ( 1 ) into several separate segments ( 1a . 1b . 1c ) are divided from steel tube. The transitions between the individual segments are designed so that they can absorb at least part of the elongation of the steel at the sprue of the guide channel. The individual segments then form in the cast component, cylinder crankcase or cylinder head, for the liquids to be transported through continuous guide channels.

Bevorzugt werden die Segmente (1a, 1b, 1c) eines jeweiligen Führungskanals (1) an deren Trennstellen (8) durch kurze Kanalstücke aus Gusseisen überbrückt. Diese kurzen Kanalstücke im Gusseisen können beispielsweise durch Umgießen von Sandkernen mit dem Gusseisen gebildet werden.Preference is given to the segments ( 1a . 1b . 1c ) of a respective guide channel ( 1 ) at their separation points ( 8th ) bridged by short channel pieces of cast iron. These short channel pieces in cast iron can be formed, for example, by casting sand cores with the cast iron.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass mehrere benachbart verlaufende eingegossene Führungskanäle (1) über Verbindungskanäle im Gusseisen miteinander in Verbindung stehen.A further embodiment provides that a plurality of adjacent cast-in guide channels ( 1 ) communicate with each other via connecting channels in the cast iron.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Trennstellen zwischen benachbarten Segmenten sieht kurze Rohrmanschetten oder Hülsen aus Stahl vor, die beidseitig die jeweiligen zu verbindenden Enden der Segmente überlappen. Vor dem Guss sind die benachbarten Stahlrohr-Segmente in die jeweilige Rohrmanschette eingeschoben. Die Rohrmanschette bildet dabei eine äußere Umhüllung der Trennstelle oder Dehnungsfuge zwischen den benachbarten Segmenten. Die Passung ist dabei lediglich so dicht bzw. fest, dass ein Eindringen der Schmelze aus Gusseisen verhindert wird, aber ein Verschieben der Stahlrohr-Segmente durch die thermische Ausdehnung beim Guss innerhalb der Rohrmanschette noch möglich ist. Durch diese Anordnung können die thermischen Spannungen beim Einguss des Stahlrohrs wirkungsvoll abgebaut werden. Da auf die Verwendung von Sandkernen oder dergleichen verzichtet wird, entfällt auch das spätere unter Umständen diffizile Entfernen von Kernsand aus dem Führungskanal- bzw. Rohrinneren. Durch den Umguss wird die Rohrmanschette metallurgisch an den Umguss angebunden und die zuvor verschiebbare Verbindungsstelle fest fixiert. Bevorzugt sind Rohrmanschette und Stahlrohr aus demselben Material.A Another preferred embodiment of the separation points between adjacent Segments provides short pipe collars or sleeves made of steel, which overlap on both sides of the respective ends of the segments to be joined. Before casting, the adjacent steel tube segments are in the respective Pipe sleeve inserted. The pipe sleeve forms an outer Enclosing the separation point or expansion joint between the neighboring segments. The fit is just so tight or that prevents penetration of the melt of cast iron but moving the steel tube segments through the thermal Expansion during casting within the pipe sleeve still possible is. By this arrangement, the thermal stresses be effectively degraded during the pouring of the steel tube. Up there the use of sand cores or the like is dispensed with, The later may also be omitted difficult removal of core sand from the guide channel or pipe inside. Through the Umuss the pipe sleeve becomes metallurgical attached to the Umguss and the previously movable connection point firmly fixed. Preference is given to pipe sleeve and steel pipe from the same Material.

Der Platzbedarf für die thermische Ausdehnung ist abhängig von der Länge des jeweiligen Segments. Die Länge der Dehnungsfugen sowie der Rohrmanschetten ist dementsprechend auszulegen.Of the Space required for the thermal expansion depends of the length of the respective segment. The length the expansion joints and the pipe sleeves is accordingly interpreted.

Gegebenenfalls können an die Rohrmanschetten Anschlussöffnungen oder Anschlussstutzen für Verzweigungen, wie Querkanäle zu den entsprechenden Bedarfsstellen vorgesehen sein. Es ist ebenso möglich, dass die Rohrmanschetten als Querverbindungsteile für zwei parallel verlaufende Stahlrohre ausgebildet sind, wodurch ein Verbindungskanal zwischen zwei parallel verlaufenden Führungskanälen gebildet wird.Possibly can connect to the pipe cuffs connection openings or connecting branch for branches, such as cross channels be provided for the appropriate needs. That `s how it is possible that the pipe sleeves as cross-connection parts are designed for two parallel steel tubes, whereby a connecting channel between two parallel guide channels is formed.

In den Zylinderköpfen oder Zylinderkurbelgehäusen verlaufen die Führungskanäle (1) bevorzugt in etwa parallel zur Hauptachse von Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse. Bevorzugt ist mindestens einer der Führungskanäle im Zylinderkurbelgehäuse an einem oder beiden seiner Enden in Richtung auf den Zylinderkopf oder seitlich nach außen gebogen, so dass die Medienzu- oder Abführung über den angrenzenden Zylinderkopf oder angeschlossene Aggregate erfolgen kann. Bevorzugt liegt die Krümmung (5) im Bereich von 65 bis 105°. Besonders günstig ist es, wenn im Bereich der Krümmung keine getrennten Stahlrohr-Segmente aneinander grenzen und auch keine Verzweigungsstellen des Kanalsystems vorliegen. Hierdurch wird die bevorzugte laminare Strömung der transportierten Flüssigkeit nicht durch Turbulenzbildung gestört.In the cylinder heads or cylinder crankcases, the guide channels ( 1 ) Preferably approximately parallel to the main axis of the cylinder head and / or cylinder crankcase. Preferably, at least one of the guide channels in the cylinder crankcase is bent at one or both of its ends in the direction of the cylinder head or laterally outwards, so that the media supply or discharge can take place via the adjacent cylinder head or connected units. Preferably, the curvature ( 5 ) in the range of 65 to 105 °. It is particularly favorable if no separate steel tube segments adjoin one another in the region of the curvature and no branching points of the channel system are present. As a result, the preferred laminar flow of the transported liquid is not disturbed by turbulence.

Bevorzugt weisen die Führungskanäle (1) aus Stahlrohr eine zunderfreie und glatte innere Oberfläche auf. Dies ist insbesondere für eine trubulenzfreie Flüssigkeitsströmung von Bedeutung. Besonders bevorzugt ist die innere Stahloberfläche blank und weist eine Rautiefe unterhalb 100 μm auf.Preferably, the guide channels ( 1 ) made of tubular steel on a scale-free and smooth inner surface. This is particularly important for a turbulence-free liquid flow of importance. Particularly preferably, the inner steel surface is bare and has a surface roughness below 100 microns.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung verläuft mindestens ein Teil der Führungskanäle (1) oder mindestens eines seiner Segmente (1a, 1b, 1c) durch einen Kühlwasserraum (4). 1 zeigt eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung in Form eines Ausschnitts aus einem Zylinderkopfs. Hier verlaufen 2 parallele Führungskanäle (1) als Kraftstoffrücklaufkanäle und schneiden dabei mehrere Wasserräume (4). Innerhalb des dargestellten Ausschnitts weisen die Führungskanäle keine Segmentierung auf.In a further embodiment according to the invention, at least a part of the guide channels ( 1 ) or at least one of its segments ( 1a . 1b . 1c ) through a cooling water space ( 4 ). 1 shows a particularly advantageous embodiment in the form of a section of a cylinder head. Here run 2 parallel guide channels ( 1 ) as fuel return channels and thereby cut several water spaces ( 4 ). Within the section shown, the guide channels have no segmentation.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der mindestens eine Führungskanal (1) einen in der Längsachse eines Zylinderkurbelgehäuses verlaufender Hauptölkanal bildet, der Abzweigungen zu Kurbelwellen- und/oder Nockenwellenlager aufweist und die Lager mit Öl versorgt.A further embodiment provides that the at least one guide channel ( 1 ) forms a running in the longitudinal axis of a cylinder crankcase main oil passage having branches to crankshaft and / or camshaft bearing and supplies the bearings with oil.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Führungskanälen für Flüssigkeiten, insbesondere für Kraftstoff, Kühlmittel oder Öl, in gegossenen Zylinderköpfen und/oder Zylinderkurbelgehäusen, sieht zumindest die folgenden Verfahrensschritte vor:

  • – Herstellung von Gießkernpaketen (6) aus Sandkernen (7) und Stahlrohr in der Form zu bildender Führungskanäle (1)
  • – Einbringen der Gießkernpakete (6) in die Gießform für Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse
  • – Abgießen der Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse mit Gusseisen,
  • – geregeltes Abkühlen des Gusstückes dadurch gekennzeichnet, dass, die Führungskanäle (1) aus Stahlrohr spaltfrei vom Umguss (3) umgeben werden und Mischphasen aus Stahl und Gusseisen gebildet werden, die Stahlrohr und Umguss (3) metallurgisch verbinden.
The inventive method for the production of guide channels for liquids, in particular for fuel, coolant or oil, in cast cylinder heads and / or Zylinderkurbelgehäu sen, provides at least the following procedural steps:
  • - manufacture of core packages ( 6 ) from sand cores ( 7 ) and steel pipe in the form of forming guide channels ( 1 )
  • - introduction of the core packages ( 6 ) in the mold for cylinder heads and / or cylinder crankcases
  • Casting the cylinder heads and / or cylinder crankcases with cast iron,
  • Controlled cooling of the casting, characterized in that the guide channels ( 1 ) made of tubular steel without gaps from the encapsulation ( 3 ) and mixed phases of steel and cast iron are formed, the steel pipe and the casting ( 3 metallurgically connect.

Die Herstellung der Gießkernpakete erfolgt zweckmäßigerweise in mehreren Schritten, wobei zunächst das Stahlrohr, bzw. die Rohrsegmente mit Verbindungs- oder Stützkernen versehen werden. Um die richtige Positionierung von Stahlrohren zu ermöglichen und sie während des Giessens zu fixieren, werden sie somit in Sand eingebettet oder vor dem Schiessen von Sandkernen in die Kernbüchse eingelegt. So kann eine optimale Positionierung und Stabilität der Stahlrohre während des Gießens gewährleistet werden.The Production of Gießkernpakete is advantageously carried out in several steps, wherein first the steel pipe, or provide the pipe segments with connecting or supporting cores become. To enable the correct positioning of steel pipes and to fix them during the casting, they become thus embedded in sand or before shooting sand cores in the Core box inserted. So can an optimal positioning and stability of steel pipes during casting be guaranteed.

Hierbei erfolgt erforderlichenfalls auch das Zusammenschieben oder -stecken der Rohrsegmente mithilfe von Rohrmanschetten (10). Die Passung, welche ein Eindringen der Schmelze aus Gusseisen verhindert, aber noch ein Verschieben der Stahlrohr-Segmente durch die thermische Ausdehnung beim Guss innerhalb der Rohrmanschette zulässt, ist vergleichsweise fest und lässt auch komplexer zusammengesetzte Rohrkonstruktionen zu. Dies ist insbesondere der Fall wenn die Rohrkonstruktion noch zusätzlich mit Sandkernen (7) verstärkt wird.If necessary, the pushing or pushing together of the pipe segments by means of pipe collars ( 10 ). The fit, which prevents ingress of the melt of cast iron, but still allows a displacement of the steel tube segments by the thermal expansion during casting within the pipe sleeve, is relatively strong and allows more complex composite pipe structures. This is especially the case if the pipe construction is additionally reinforced with sand cores ( 7 ) is strengthened.

Es ist ebenfalls möglich Segmente (1a, 1b, 1c) mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder unterschiedlichen Stahlrohr-Wanddicken einzusetzen. Bei der Verbindung der einzelnen Segmente untereinander lässt sich das Prinzip der verschiebbar gesteckten Verbindung wie bei den Rohrmanschetten übernehmen. So kann ein Segment geringeren Durchmessers in eines mit größerem Durchmesser gesteckt werden, wobei die Passung nur so fest ausgelegt ist, dass sich beim Umguss thermische Ausdehnungen durch Verschiebung der Segmente gegeneinander ausgleichen können. Die Überlappung liegt, ebenso wie bei den Rohrsegmenten, bevorzugt im Bereich von einigen mm, insbesondere zwischen 3 und 15 mm.It is also possible segments ( 1a . 1b . 1c ) with different diameters and / or different steel tube wall thicknesses. When connecting the individual segments with each other, the principle of displaceable inserted connection as in the pipe collars can take. Thus, a segment of smaller diameter can be plugged into a larger diameter, the fit is only designed so tight that can compensate for thermal expansion by displacement of the segments against each other during encapsulation. The overlap is, as in the pipe segments, preferably in the range of a few mm, in particular between 3 and 15 mm.

5 zeigt zwei parallel verlaufende Stahlrohre (1), die jeweils in drei Segmente 1a, 1b, und 1c unterteilt sind. Die Segmente und die parallelen Stahlrohre sind über Sandkerne (7) miteinander verbunden. Die Segmente werden durch in den Sandkernen (7) eingebettete Distanzhalter getrennt. 5 shows two parallel steel tubes ( 1 ), each in three segments 1a . 1b , and 1c are divided. The segments and the parallel steel tubes are over sand cores ( 7 ) connected with each other. The segments are cut through in the sand cores ( 7 ) embedded spacers separately.

Die Distanzhalter sind aus leicht deformierbarem Material, so dass sie beim Guss der thermischen Ausdehnung der Stahlrohr-Segmente nachgeben können. Darüber hinaus muss das Material so weit feuerfest und dicht sein, dass es das Eindringen der Schmelze an Gusseisen verhindert. Geeignete Materialien sind beispielsweise Filze aus anorganischen Fasern, spezielle elastische Sandkerne oder dergleichen.The Spacers are made of easily deformable material, allowing them yield during casting of the thermal expansion of the steel tube segments can. In addition, the material must be so far be fireproof and tight, that it penetrates the melt Cast iron prevents. Suitable materials are, for example Felts of inorganic fibers, special elastic sand cores or the like.

3 zeigt ein zusammengesetztes Kernpaket (6) aus mehreren Gießkernen (11) und mit eingesetzten Stahlrohren gemäß 5. Die Sandkerne (7) bilden dabei Stütz- und Fixierpunkte für die Stahlrohre. Das Kernpaket entspricht der Hälfte einer Anordnung für einen Zylinderkopf eines 6-Zylinder Reihenmotors für Nutzfahrzeuge. Die Beabstandung (12) der Gießkerne (11) zu den Stahlrohrsegmenten (1a, 1b, 1c) ist hier so gewählt, dass die Materialanhäufung des Gusseisens beim Umguss ein optimales Anschmelzen der Stahlrohroberfläche und die Bildung eines festen Mischgefüges zulässt. Die Spaltbildung wird hierdurch verhindert. 3 shows a composite core package ( 6 ) from several casting cores ( 11 ) and with inserted steel tubes according to 5 , The sand cores ( 7 ) form support and fixation points for the steel tubes. The core package corresponds to half an arrangement for a cylinder head of a 6-cylinder inline engine for commercial vehicles. The spacing ( 12 ) of the casting cores ( 11 ) to the steel tube segments ( 1a . 1b . 1c ) is chosen here so that the material accumulation of the cast iron during encapsulation allows an optimal melting of the steel pipe surface and the formation of a solid mixed structure. The gap formation is thereby prevented.

Die Dicke der Stahlrohrwandung, die Materialanhäufung von Umguss im Bereich der Führungskanäle, beziehungsweise die Geometrie des Gussteils, sowie der Gießprozess werden bevorzugt so aufeinander abgestimmt, dass die Wandung des Stahlrohrs beim Umgießen bis maximal 40% ihrer Dicke aufschmilzt. Besonders bevorzugt liegt diese Dicke im Bereich von 5 bis 25%. Der aufgeschmolzene Bereich entspricht im Wesentlichen einem Bereich veränderten Gefüges und von Mischphasen.The Thickness of the steel pipe wall, the accumulation of material of the encapsulation in the field of management channels, respectively the geometry of the casting, as well as the casting process preferably coordinated so that the wall of the steel pipe melted up to a maximum of 40% of its thickness melts. More preferably, this thickness is in the range of 5 to 25%. The melted area corresponds essentially to a changed area Structure and mixed phases.

Die fertig zusammengebauten Gießkernpakete werden in die Gießform für Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse eingebracht und hierauf mit Gusseisen abgegossen.The Ready assembled core packages are placed in the mold for cylinder heads and / or cylinder crankcases introduced and then poured with cast iron.

Die Abkühlung des Gussteils ist geregelt und langsam durchzuführen.The Cooling of the casting is regulated and slow to perform.

Einen mit einem Kernpaket gemäß 3 abgegossenen Zylinderkopf zeigt 2. Der Zylinderkopf ist in zwei Ebenen geöffnet, um die Führungskanäle (1) frei zu legen und anzuschneiden. Der untere der beiden Führungskanäle (1) zeigt eine Krümmung (5) auf, die in Richtung seitlich nach außen verläuft. Die Führungskanäle verlaufen teilweise durch den Kühlwasserraum (4). Der Übergangsbereich bzw. die Trennstelle (8) zwischen den Segmenten 1a und 1b wird durch Gusseisen gebildet; die Stahlrohrsegmente stoßen hier nicht nahtlos und bündig aneinander.One with a core package according to 3 Dismantled cylinder head shows 2 , The cylinder head is open in two planes to the guide channels ( 1 ) to clear and to cut. The lower of the two guide channels ( 1 ) shows a curvature ( 5 ), which extends laterally outwards. The guide channels run partly through the cooling water space ( 4 ). The transition region or the separation point ( 8th ) between the segments 1a and 1b is made by cast iron; The steel tube segments do not collide seamlessly and flush here.

Der Vergleich der Anbindung von Stahlrohr zu Umguss zwischen einem erfindungsgemäß eingegossenen Führungskanal und einem nach herkömmlichen Methoden eingegossenen Führungskanal zeigt 4. Beim herkömmlichen Bauteil b) ist deutlich ein Spalt (9) zwischen dem Material des Stahlrohrs (1) und dem Gusseisen (3) zu erkennen. Eine metallurgische Anbindung über die Bildung von Mischphasen ist auch nicht im Ansatz zu erkennen. Im erfindungsgemäßen Bauteil a) ist kein Spalt erkennbar. Vielmehr sind Stahl (1) und Gusseisen (3) über eine Mischphase (10) metallurgisch miteinender verbunden. Die schwarz abgebildeten Phasen des Gusseisens erstrecken sich unter Bildung von Mischphasen mit unterschiedlicher Tiefe in den Bereich des Stahls. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um Kohlenstoffausscheidungen bzw. Graphit.The comparison of the connection of steel pipe to casting between a cast according to the invention guide channel and cast according to conventional methods guide channel shows 4 , In conventional component b) is clearly a gap ( 9 ) between the material of the steel tube ( 1 ) and the cast iron ( 3 ) to recognize. A metallurgical connection via the formation of mixed phases is also not recognizable in the beginning. In the component a) according to the invention, no gap is discernible. Rather, steel ( 1 ) and cast iron ( 3 ) over a mixed phase ( 10 ) connected metallurgically miteinender. The black-colored phases of the cast iron extend into the area of the steel with the formation of mixed phases with different depths. These are essentially carbon precipitates or graphite.

Für einen zuverlässigen Dauerbetrieb und eine hohe Durchsastzleistung der Führungskanäle ist eine glatte und korrosions- bzw. zunderfreie innere Oberfläche der eingegossenen Stahlrohre von Bedeutung. Im Falle der Herstellung von Führungskanälen durch Umguss von Sandkernen verbleiben auf der Oberfläche in der Regel eine Zunderschicht und eine anhaftende Sandschicht. Diese wird üblicherweise durch Sandstrahlen entfernt. Dieser Prozessschritt soll aber bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise eingespart werden. Dabei ergibt sich beim Einguss der Stahlrohre dennoch das Problem, der Zunderbildung bzw. der Entfernung der Zunderschicht.For a reliable continuous operation and a high Durchzastzleistung the guide channels is a smooth and corrosive or scale-free inner surface of the cast-in steel tubes significant. In the case of the production of guide channels By casting sand cores remain on the surface usually a scale layer and an adherent layer of sand. This is usually removed by sandblasting. This Process step but should in the inventive Procedure be saved. This results in the sprue the steel pipes still the problem of scale formation or removal the scale layer.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher vorgesehen, dass die Stahlrohre beim Guss evakuiert oder unter einem leichten Überdruck aus sauerstofffreier Atmosphäre gehalten werden. Hierdurch wird der Zutritt von Luftsauerstoff unterbunden. Dies kann beispielsweise durch Evakuierung oder Schutzgas-Spülung beim Gießen erfolgen. Bevorzugt wird die entsprechende Atmosphäre jedoch vor dem Gießen eingestellt und dann nur noch gehalten. So werden die Stahlrohre bevorzugt vor dem Guss evakuiert oder unter einen leichten Überdruck aus sauerstofffreier Atmosphäre gesetzt und hieruaf gasdicht verschlossen.In a further embodiment of the invention Method is therefore provided that the steel pipes evacuated during casting or under a slight overpressure of oxygen-free Atmosphere are kept. This will give you access prevented by atmospheric oxygen. This can be done, for example, by evacuation or inert gas flushing when pouring done. Prefers However, the appropriate atmosphere will be before pouring set and then just kept. So the steel pipes are preferred evacuated before casting or under a slight overpressure made of oxygen-free atmosphere and thus gastight locked.

Eine weitere Variante zur Verhinderung der Zunderbildung sieht vor die innere Oberfläche der Stahlrohre vor dem Guss mit Reduktionsmitteln zu beschichten. Dabei können die beschichteten Stahlrohre beim Umguss offen oder auch gasdicht verschlossen werden. Die Reduktionsmittel sind bevorzugt ausgewählt aus Metalllegierungen auf der Basis von Al, Mg und/oder Zn und/oder organischen Amin-, Harnstoff- oder Hyrdazin-Verbindungen. Die Beschichtung enthält ferner gegebenenfalls Beschichtungshilfsstoffe, die insbesondere eine gute Haftung sicherstellen sollen.A Another variant to prevent the formation of scale provides for inner surface of steel pipes before casting with reducing agents to coat. The coated steel tubes can to be opened open or gas-tight during the encapsulation. The reducing agents are preferably selected from metal alloys on the Based on Al, Mg and / or Zn and / or organic amine, urea or hyrdazine compounds. The coating also optionally contains Coating aids, which in particular ensure good adhesion should.

Auch die Außenseite der Stahlrohre kann eine Beschichtung erhalten, welche die Ausbildung der metallurgischen Verbindung verbessern soll. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Oberfläche der Stahlrohre vor dem Einguss mit Sn oder einer Sn-Legierung und/oder mit einer Schlichte umfassend Na-Borat, K-Al-Fluorid und/oder Zr-Fluorid zu beschichten.Also the outside of the steel tubes can receive a coating, which improve the formation of the metallurgical bond should. A further embodiment of the invention provides the surface the steel pipes before the casting with Sn or a Sn alloy and / or with a size comprising Na borate, K-Al fluoride and / or Zr fluoride to coat.

Diese Stoffe wirken teils als Flussmittel und verbessern die Benetzung des Stahls durch das flüssige Gusseisen und teils als Schmelzpunkt-erniedrigend für Stahl.These Some substances act as fluxes and improve wetting of the steel through the molten cast iron and partly as melting point-degrading for steel.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 3010635 C2 [0003] - DE 3010635 C2 [0003]
  • - DE 19961092 [0005] - DE 19961092 [0005]
  • - DE 10304971 A1 [0006] - DE 10304971 A1 [0006]

Claims (22)

Gegossener Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse, der/das mehrere eingegossene Kanäle umfasst, welche als Führungskanäle für Flüssigkeiten, insbesondere Kraftstoff, Kühlmittel oder Öl, ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse aus Gusseisen und die Führungskanäle (1) aus Stahlrohren gebildet sind, wobei die Führungskanäle (1) spaltfrei vom Umguss (3) umgeben und aus Mischphasen aus Stahl und Gusseisen metallurgisch an den Umguss (3) angebunden sind.Cast cylinder head and / or cylinder crankcase, which comprises a plurality of cast-in channels, which are formed as guide channels for liquids, in particular fuel, coolant or oil, characterized in that the cylinder head and / or cylinder crankcase made of cast iron and the guide channels ( 1 ) are formed from steel tubes, wherein the guide channels ( 1 ) gap-free from the encapsulation ( 3 ) and mixed phases of steel and cast iron metallurgically to the Umguss ( 3 ) are connected. Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischphasen aus Stahl und Gusseisen Sn enthalten.Cylinder head and / or cylinder crankcase after Claim 1, characterized in that the mixed phases of steel and cast iron Sn included. Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer oder alle der Führungskanäle (1) in mehrere getrennte Segmente (1a, 1b, 1c) aus Stahlrohr unterteilt sind.Cylinder head and / or cylinder crankcase according to claim 1 or 2, characterized in that at least one or all of the guide channels ( 1 ) into several separate segments ( 1a . 1b . 1c ) are divided from steel tube. Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (1a, 1b, 1c) eines Führungskanals (1) an deren Trennstellen (8) über Kanalstücke im Gusseisen überbrückt werden, so dass ein durchgängiger Führungskanal (1) gebildet wird.Cylinder head and / or cylinder crankcase according to claim 3, characterized in that the segments ( 1a . 1b . 1c ) of a guide channel ( 1 ) at their separation points ( 8th ) are bridged over channel pieces in the cast iron, so that a continuous guide channel ( 1 ) is formed. Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere benachbart verlaufende eingegossene Führungskanäle (1) über Verbindungskanäle im Gusseisen miteinander in Verbindung stehen.Cylinder head and / or cylinder crankcase according to claim 4, characterized in that a plurality of adjacent running cast guide channels ( 1 ) communicate with each other via connecting channels in the cast iron. Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskanäle (1) in etwa parallel zur Hauptachse von Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse verlaufen.Cylinder head and / or cylinder crankcase according to one of the preceding claims, characterized in that the guide channels ( 1 ) extend approximately parallel to the main axis of the cylinder head and / or cylinder crankcase. Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Führungskanäle eine Krümmung (5) im Bereich von 65 bis 105° aufweist.Cylinder head and / or cylinder crankcase according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the guide channels has a curvature ( 5 ) in the range of 65 to 105 °. Zylinderkopf und/oder Zylinderkurbelgehäuse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskanäle (1) aus Stahlrohr eine zunderfreie und glatte innere Oberfläche aufweisen.Cylinder head and / or cylinder crankcase according to one of the preceding claims, characterized in that the guide channels ( 1 ) made of tubular steel have a scale-free and smooth inner surface. Zylinderkurbelgehäuse nach einem der vorangegangenen dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Führungskanäle (1) oder mindestens eines seiner Segmente (1a, 1b, 1c) durcheinen Kühlwasserraum (4) des Zylinderkurbelgehäuses (2) verläuft.Cylinder crankcase according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the guide channels ( 1 ) or at least one of its segments ( 1a . 1b . 1c ) through a cooling water space ( 4 ) of the cylinder crankcase ( 2 ) runs. Zylinderkurbelgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Führungskanäle (1) einen Hauptölkanal bildet, der Abzweigungen zu Kurbelwellen- und/oder Nockenwellenlager aufweistCylinder crankcase according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one of the guide channels ( 1 ) forms a main oil passage having branches to crankshaft and / or camshaft bearing Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Führungskanäle (1) eine Kraftstoffleitung, insbesondere einen Kraftstoffrücklaufkanal bildet.Cylinder head according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one of the guide channels ( 1 ) forms a fuel line, in particular a fuel return passage. Verfahren zur Herstellung von Führungskanälen für Flüssigkeiten, insbesondere für Kraftstoff, Kühlmittel oder Öl, in gegossenen Zylinderköpfen und/oder Zylinderkurbelgehäusen, umfassend die Schritte – Herstellung von Gießkernpaketen (6) aus Sandkernen (7) und Stahlrohr in der Form zu bildender Führungskanäle (1) – Einbringen der Gießkernpakete (6) in die Gießform für Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse – Abgießen der Zylinderköpfe und/oder Zylinderkurbelgehäuse mit Gusseisen, – geregeltes Abkühlen des Gusstückes dadurch gekennzeichnet, dass, die Führungskanäle (1) aus Stahlrohr spaltfrei vom Umguss (3) umgeben werden und Mischphasen aus Stahl und Gusseisen gebildet werden, die Stahlrohr und Umguss (3) metallurgisch verbinden.Method for producing guide channels for liquids, in particular for fuel, coolant or oil, in cast cylinder heads and / or cylinder crankcases, comprising the steps - production of core packages ( 6 ) from sand cores ( 7 ) and steel pipe in the form of forming guide channels ( 1 ) - introduction of the core packages ( 6 ) in the casting mold for cylinder heads and / or cylinder crankcases - casting of the cylinder heads and / or cylinder crankcases with cast iron, - controlled cooling of the casting, characterized in that, the guide channels ( 1 ) made of tubular steel without gaps from the encapsulation ( 3 ) and mixed phases of steel and cast iron are formed, the steel pipe and the casting ( 3 metallurgically connect. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der Gießkernpakete mehrere Segmente (1a, 1b, 1c) aus Stahlrohr über Sandkerne und/oder über verschiebbar angebrachte Rohrmanschetten (13) miteinander zu einem Führungskanal (1) verbunden werden.A method according to claim 12, characterized in that in the manufacture of Gießkernpakete several segments ( 1a . 1b . 1c ) of tubular steel over sand cores and / or slidably mounted pipe collars ( 13 ) with each other to a guide channel ( 1 ) get connected. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Segmente (1a, 1b, 1c) mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder unterschiedlichen Stahlrohr-Wanddicken gewählt werden.Method according to claim 12, characterized in that segments ( 1a . 1b . 1c ) are selected with different diameters and / or different steel tube wall thicknesses. Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Herstellen von Gießkernpaketen (6) aus Sandkernen (7) und Stahlrohr, zunächst mehrere gleichsinnig verlaufende Stahlrohre oder Segmente (1a, 1b, 1c) über Sandkerne (7) miteinander verbunden werden.A method according to claim 12, 13 or 14, characterized in that in the manufacture of core cores ( 6 ) from sand cores ( 7 ) and steel pipe, first several steel tubes or segments running in the same direction ( 1a . 1b . 1c ) over sand cores ( 7 ). Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Herstellen von Gießkernpaketen (6) aus Sandkernen (7) und Stahlrohr, mehrere gleichsinnig verlaufende in Segmente unterteilte Stahlrohre zwischen den Segmenten über Sandkerne miteinander verbunden werden.A method according to claim 12, 13 or 14, characterized in that in the manufacture of core cores ( 6 ) from sand cores ( 7 ) and steel tube, a plurality of corotating segmented steel tubes are connected between the segments via sand cores. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlrohre beim Guss evakuiert oder unter einen leichten Überdruck aus sauerstofffreier Atmosphäre gesetzt werden.Method according to one of claims 12 to 16, characterized in that the steel pipes be evacuated during casting or placed under a slight overpressure from an oxygen-free atmosphere. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlrohre vor dem Guss evakuiert oder unter einen leichten Überdruck aus sauerstofffreier Atmosphäre gesetzt und gasdicht verschlossen werden.Method according to one of claims 12 to 16, characterized in that the steel pipes evacuated before the casting or under a slight overpressure of oxygen-free Atmosphere set and sealed gas-tight. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass innere Oberfläche der Stahlrohre vor dem Guss mit Reduktionsmitteln beschichtet wird.Method according to one of claims 12 to 18, characterized in that inner surface of the steel pipes coated with reducing agents before casting. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsmittel ausgewählt werden aus Metalllegierungen auf der Basis von Al, Mg und/oder Zn und/oder organischen Amin-, Harnstoff- oder Hyrdazin-Verbindungen sowie Beschichtungshilfsstoffen.Method according to claim 19, characterized that the reducing agents are selected from metal alloys based on Al, Mg and / or Zn and / or organic amine, Urea or hyrdazine compounds and coating aids. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Stahlrohrwandung in der Weise auf die Geometrie des Gussteils und den Gießprozess abgestimmt wird, dass dessen Wandung beim Umgießen bis zu 40% ihrer Dicke aufschmilzt.Method according to one of claims 12 to 20, characterized in that the thickness of the Stahlrohrwandung in the On the geometry of the casting and the casting process is tuned that the wall when pouring until to 40% of its thickness melts. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite der Stahlrohre mit Sn oder einer Sn-Legierung und/oder mit einer Schlichte umfassend Na-Borat, K-Al-Fluorid und/oder Zr-Fluorid beschichtet wird.Method according to one of claims 12 to 21, characterized in that the outside of the steel pipes comprising Sn or Sn alloy and / or a size Na borate, K-Al fluoride and / or Zr fluoride is coated.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008059832A1 (en) * 2008-12-01 2010-06-17 Audi Ag Method for the production of a cylinder head of a combustion engine by a casting core arrangement, comprises directly securing casting cores on casting core holder and casting the cylinder head
DE102013101249A1 (en) * 2013-02-08 2014-08-14 Neue Halberg-Guss Gmbh Casting and casting
DE102013019817A1 (en) * 2013-11-26 2015-05-28 Daimler Ag Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle
DE102014002767A1 (en) 2014-02-25 2015-08-27 Daimler Ag Bearing housing for at least one camshaft of an internal combustion engine
EP2927456A1 (en) 2014-04-04 2015-10-07 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Fluid passage of engine
DE102015210417A1 (en) * 2015-06-08 2016-12-22 Robert Bosch Gmbh Internal combustion engine with a high-pressure fuel accumulator and method for producing an engine block for an internal combustion engine with a high-pressure fuel storage
GB2491148B (en) * 2011-05-24 2017-02-08 Gm Global Tech Operations Llc Internal combustion engine assembly including a cylinder head with internal fuel rail

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3010635C2 (en) 1979-03-21 1987-07-30 Cummins Engine Co., Inc., Columbus, Ind., Us
DE19961092A1 (en) 1999-01-11 2000-07-20 Ford Global Tech Inc Stroke piston combustion engine has coolant ducts in cast cylinder head and cylinder block with at least one duct formed by pipe cast at the same time
DE10304971A1 (en) 2002-11-26 2004-06-17 Horst Henkel Cast cylinder block-crankcase for motor vehicle internal combustion engine has separate lubricant ducts cast into block- crankcase

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1151901B (en) * 1957-11-05 1963-07-25 Schmidt Gmbh Karl Pipes to be poured into castings such as oil pipes in machine parts
RU725326C (en) * 1977-08-29 1993-11-15 Отделение Института химической физики АН СССР Method of producing double-layer pipes
DE3243377A1 (en) * 1982-11-24 1984-08-23 GMB Giesserei & Maschinenbau Bodan AG, Romanshorn CASTING PIECE WITH MOLDED CHANNEL
DE4341040A1 (en) * 1993-12-02 1995-06-08 Bruehl Eisenwerk Engine block with cast-in channel arrangement and method for its production
DE4414095A1 (en) * 1994-04-22 1995-10-26 Alcan Gmbh Method for connecting two metal workpieces to form a composite component
US6807946B2 (en) * 2001-12-25 2004-10-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel supply device for internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3010635C2 (en) 1979-03-21 1987-07-30 Cummins Engine Co., Inc., Columbus, Ind., Us
DE19961092A1 (en) 1999-01-11 2000-07-20 Ford Global Tech Inc Stroke piston combustion engine has coolant ducts in cast cylinder head and cylinder block with at least one duct formed by pipe cast at the same time
DE10304971A1 (en) 2002-11-26 2004-06-17 Horst Henkel Cast cylinder block-crankcase for motor vehicle internal combustion engine has separate lubricant ducts cast into block- crankcase

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008059832A1 (en) * 2008-12-01 2010-06-17 Audi Ag Method for the production of a cylinder head of a combustion engine by a casting core arrangement, comprises directly securing casting cores on casting core holder and casting the cylinder head
DE102008059832B4 (en) * 2008-12-01 2012-05-24 Audi Ag Method for casting a cylinder head
GB2491148B (en) * 2011-05-24 2017-02-08 Gm Global Tech Operations Llc Internal combustion engine assembly including a cylinder head with internal fuel rail
DE102013101249A1 (en) * 2013-02-08 2014-08-14 Neue Halberg-Guss Gmbh Casting and casting
DE102013019817A1 (en) * 2013-11-26 2015-05-28 Daimler Ag Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle
DE102014002767A1 (en) 2014-02-25 2015-08-27 Daimler Ag Bearing housing for at least one camshaft of an internal combustion engine
EP2927456A1 (en) 2014-04-04 2015-10-07 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Fluid passage of engine
DE102015210417A1 (en) * 2015-06-08 2016-12-22 Robert Bosch Gmbh Internal combustion engine with a high-pressure fuel accumulator and method for producing an engine block for an internal combustion engine with a high-pressure fuel storage

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