DE102007023224A1 - Verfahren der Herstellung eines Kurbelgehäuses und danach hergestelltes Kurbelgehäuse - Google Patents

Verfahren der Herstellung eines Kurbelgehäuses und danach hergestelltes Kurbelgehäuse Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren der Herstellung eines Kurbelgehäuses (1) vorgeschlagen mit mindestens einer Laufbuchse mit folgenden Schritten: (a) Herstellen des Kurbelgehäuses (1) aus einer Aluminiumlegierung mit mindestens einer Ausnehmung (2); (b) Einbringen eines pulverförmigen metallischen Werkstoffs in die Ausnehmung (2); (c) Bilden eines Laufbuchsenvorformlings (10) aus dem metallischen Werkstoff mittels heißisostatischem Pressen des Kurbelgehäuses (1) mit dem metallischen Werkstoff, derart, dass sich an Kontaktflächen (7, 8) der Ausnehmung (2) und dem metallischen Werkstoff eine intermetallische Verbindung zwischen der Aluminiumlegierung des Kurbelgehäuses (1) und dem metallischen Werkstoff einstellt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der Herstellung eines Kurbelgehäuses mit mindestens einer Laufbuchse nach dem Patentanspruch 1 und betrifft darüber hinaus ein nach dem Verfahren hergestelltes Kurbelgehäuse gemäß dem Patentanspruch 10.
  • Derartige Kurbelgehäuse werden für Brennkraftmaschinen eingesetzt, bei denen sich ein Hubkolben entlang der jeweiligen Laufbahn bewegt.
  • Aus Gründen der Verringerung der Masse einer damit ausgestatteten Brennkraftmaschine wird für das Kurbelgehäuse üblicherweise eine Aluminiumlegierung eingesetzt. Je nachdem, wie die Kolbenlaufbahn der Laufbuchse ausgebildet wird, werden der Art nach die Kurbelgehäuse unterschieden.
  • Ist der die Kolbenlaufbahn bildende Werkstoff der gleiche Werkstoff, der auch zur Bildung des Kurbelgehäuses verwendet wird, so wird von einem monolithischen Kurbelgehäuse gesprochen, bei dem aus Festigkeitsgründen eine übereutektische Aluminiumlegierung verwendet wird, beispielsweise AlSil7Cu4Mg. Der Kolben läuft mit seinen Kolbenringen direkt auf der aus dem genannten Grundwerkstoff des Kurbelgehäuses gebildeten Kolbenlaufbahn, die beispielsweise mittels eines Ätzverfahrens oder eines Hohnverfahrens ausgebildet wird. Die verwendete Legierung bestimmt daher die Festigkeit sowohl der Kolbenlaufbahn, als auch des Kurbelgehäuses. Das Kurbelgehäuse wird beispielsweise mittels eines Sandgießverfahrens oder Kokillengießverfahrens hergestellt, bei dem sich die Temperaturführung während des Gießens in den Zylinderbohrungen als aufwendig erweist und anschließend die Kolbenlauffläche mit den genannten Verfahren aufwendig freigelegt werden muss.
  • Bei einer weiteren Art von Kurbelgehäusen aus einer Aluminiumlegierung werden für die Bildung der Zylinderlaufbahn Laufbuchsen in das Kurbelgehäuse eingefügt. Dies kann durch unterschiedliche Herstellungsverfahren geschehen, wie beispielsweise des Umgießens einer Laufbuchse beim Gießen des Kurbelgehäuses, dem nachträglichen Einpressen einer Laufbuchse in eine Bohrung des Kurbelgehäuses oder auch dem Einsetzen der Laufbuchse. Zwischen dem Aluminiumwerkstoff des Kurbelgehäuses und dem Werkstoff der Laufbuchse stellt sich dabei keine intermetallische Verbindung ein, sondern eine kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung. Als Werkstoff für die Laufbuchse wird dabei häufig Grauguss verwendet, so dass der Laufbuchsenwerkstoff und der Kurbelgehäusewerkstoff unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen.
  • Aufgrund der Temperaturbelastung während des Betriebs der Brennkraftmaschine kommt es daher häufig zu einem Verzug der Laufbuchse während des Betriebs mit der Folge von Blow-by-Gasen und erhöhtem Ölverbrauch. Es ist auch bereits bekannt geworden, als Werkstoff für die Laufbuchsen Aluminiumlegierungen in der Form von beispielsweise AlSil7Cu4Mg zu verwenden, so dass zwar der Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkstoffs für die Laufbuchse und des Kurbelgehäuses einander ähneln, es aber im Betrieb der so ausgebildeten Brennkraftmaschine aufgrund des sich einstellenden inhomogenen Temperaturfeldes zu Ablösungserscheinungen der Laufbuchse in der Bohrung des Kurbelgehäuses kommen kann und sich die Überdeckung zwischen der Laufbuchse und dem Kurbelgehäuse verändert. Dies wiederum führt dazu, dass sich über den Umfang der Buchse der Wärmeübergang zwischen der Laufbuchse und dem Kühlmittelmantel ungleichmäßig einstellt und somit Zonen erhöhter Temperatur in der Laufbuchse entstehen mit der Folge von Unrundheiten und einer dadurch bedingten weiteren Verstärkung von Ablösungserscheinungen zwischen der Laufbuchse und dem Kurbelgehäuse und sich der geschilderte Effekt dadurch also weiter verstärkt.
  • Es sind auch bereits quasi-monolithische Kurbelgehäuse mit speziell behandelten Laufflächen bekannt geworden, die beispielsweise eine durch Plasmaspritzen, Laserbehandlung oder galvanisch hergestellte Beschichtung besitzen oder bei denen Vorformen oder sogenannte Preformen von dem Werkstoff zur Bildung des Kurbelgehäuses infiltriert werden. Diese Preformen sind einerseits teuer in der Herstellung der Preformen selbst und bedingen darüber hinaus eine aufwendige weitere Verarbeitung durch das Squeezcasting-Verfahren. Soll nun die Deckplatte des Kurbelgehäuses um den Zylinder herum weitgehend vollständig verschlossen sein, das Kurbelgehäuse also in der Closed-deck-Bauweise hergestellt werden, so scheidet ein durch das Squeezecasting ausgebildetes Kurbelgehäuse hierfür aus und damit auch ein quasi-monolithisches Kurbelgehäuse, wie es vorstehend erläutert wurde. Beim Infiltrieren der Preform kommt es darüber hinaus aufgrund der Nachspeisung zu einer Aufdickung der Gussteilwandstärke und damit zu einem unerwünschten Anstieg der Masse des fertigen Bauteils.
  • Wird die Kolbenlaufbahn durch einen chemischen Prozess hergestellt, wie er vorstehend bereits angesprochen wurde, so müssen die dabei verwendeten Chemikalien zugeführt und anschließend aufwendig entsorgt werden. Thermische Prozesse, wie beispielsweise das genannte Laserlegieren oder das Plasmaspritzen führen zu einem Freisetzen von Eigenspannungen im Kurbelgehäuse und damit zu thermischen Verzögen bei der Herstellung. Dies kann dazu führen, dass die zulässigen Toleranzen des fertig bearbeiteten Bauteils verändert werden müssen oder das Bauteil umkonstruiert werden muss.
  • Anhand der US 6,224,989 B1 ist ein Verfahren zur Fertigung eines Zylinderblocks und ein damit hergestellter Zylinderblock bekannt geworden, wonach ein Sintermetallkörper mit zylindrischer Form von dem den Zylinderblockkörper ergebenden flüssigen Werkstoff infiltriert wird und in die Poren des Sintermetallkörpers ein Metallpulverwerkstoff vorab eingebracht wird, um die Reaktion zwischen dem Sintermetallwerkstoff und dem Zylinderblockwerkstoff zu verstärken. Es handelt sich daher bei dem so geschaffenen Zylinderblock oder Kurbelgehäuse um ein quasi-monolithisches-Kurbelgehäuse, wie es vorstehend bereits erläutert wurde.
  • Anhand der EP 0 670 441 B1 ist eine Gleitlagerung bekannt geworden, bei der ein Silizium-Formkörper durch eine Aluminiumlegierung infiltriert wird. Es handelt sich also bei dieser Vorgehensweise um ein dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Bildung quasi-monolithischer Kurbelgehäuse ähnliches Verfahren.
  • Anhand der DE 40 40 975 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Zylinderblocks bekannt geworden. Nach dem bekannten Verfahren wird auf eine Trägerhülse außen eine Beschichtung aufgebracht. Nach dem Gießvorgang um die Trägerhülse und die Beschichtung herum, wird die Trägerhülse mechanisch abgearbeitet und so eine harte Verschleißschicht freigelegt.
  • Anhand der DE 196 17 457 A1 ist ein Motorblock bekannt geworden, in dessen für den Durchsatz von Kühlmedium vorgesehenen Hohlräumen poröse Blöcke mit Hohlräumen vorgesehen sind, die nicht mehr entfernt werden müssen und durchströmt werden können.
  • Anhand der DE 102 25 744 B4 ist eine Zylinderlaufbuchse bekannt geworden. Nach dem Verfahren wird auf einen durch eine Spritztechnik hergestellten Formkörper ein durch einen Gießvorgang erzeugter Gusseisenkörper aufgetragen, der mit dem Formkörper zumindest partiell eine Verbindung eingeht.
  • Schließlich ist anhand der DE 1 458 095 ein Verfahren zum Angießen von Leichtmetall an Sinterkörpern aus Aluminiumpulver bekannt geworden, nach dem zwischen dem Sinterkörper und dem Leichtmetall eine Haftschicht angeformt wird.
  • Schließlich ist anhand der unveröffentlichten Patentanmeldung 10 2006 055 193.1 ein Verfahren zur Herstellung eines Kurbelgehäuses und ein danach hergestelltes Kurbelgehäuse bekannt geworden, nach dem in eine Bohrung eines Kurbelgehäuses aus einer Aluminiumlegierung eine Zylinderlaufbuchse aus einer übereutektischen Aluminiumlegierung eingefügt wird und durch heißisostatisches Pressen des Kurbelgehäuses und der Zylinderlaufbuchse eine intermetallische Verbindung zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Kurbelgehäuse erzeugt wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kurbelgehäuses mit mindestens einer Laufbuchse zu schaffen, welches die vorstehend erwähnten Probleme des Temperaturverzugs zwischen der Laufbuchse und dem Kurbelgehäuse vermeidet und den Wärmeübergang zwischen der Laufbuchse und dem Kurbelgehäuse verbessert und darüber hinaus das Problem des Ablösens der Laufbuchse und des Kurbelgehäuses voneinander beseitigt. Zudem soll ein nach dem Verfahren geschaffenes Kurbelgehäuse bereitgestellt werden.
  • Die Erfindung weist nun zur Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben. Darüber hinaus weist die Erfindung hinsichtlich des Kurbelgehäuses die Merkmale des Anspruchs 10 auf.
  • Die Erfindung sieht nun ein Verfahren vor der Herstellung eines Kurbelgehäuses mit mindestens einer Laufbuchse, wonach das Kurbelgehäuse aus einer Aluminiumlegierung hergestellt wird mit mindestens einer Ausnehmung und in die Ausnehmung ein pulverförmiger metallischer Werkstoff eingebracht wird und aus dem metallischen Werkstoff ein Laufbuchsenvorformling gebildet wird mittels heißisostatischem Pressen des Kurbelgehäuses mit dem metallischen Werkstoff, so dass sich an Kontaktflächen der Ausnehmung und dem metallischen Werkstoff eine intermetallische Verbindung zwischen der Aluminiumlegierung des Kurbelgehäuses und dem metallischen Werkstoff einstellt.
  • Der in die Ausnehmung des Kurbelgehäuses eingebrachte pulverförmige metallische Werkstoff geht an den Kontaktflächen der Ausnehmung und dem metallischen Werkstoff durch das heißisostatische Pressen eine intermetallische Verbindung ähnlich einem Diffusionsschweißvorgang nahe der Lösungsglühtemperatur ein. Dies sorgt dafür, dass sich zwischen der aus dem Laufbuchsenvorformling gebildeten Laufbuchse und dem Kurbelgehäuse beim Betrieb der Brennkraftmaschine ein Wärmeübergang einstellt, der dem Wärmeübergang eines monolithischen Kurbelgehäuses entspricht, da keine Grenzschicht beziehungsweise kein Luftspalt zwischen dem Kurbelgehäusewerkstoff und dem Laufflächenwerkstoff existiert. Dadurch kann eine sehr gute Kühlwirkung des das Kurbelgehäuse durchströmenden Kühlfluids erreicht werden. Auch führt dies dazu, dass die Breite eines Stegs zwischen zwei benachbarten Laufbuchsen im Kurbelgehäuse gegenüber den vorstehend beschriebenen bekannten Kurbelgehäusen deutlich verringert werden kann. Dieser Steg ist ein thermisch hoch belasteter Bereich des Kurbelgehäuses und kann aufgrund der intermetallischen Verbindung zwischen dem metallischen Werkstoff und der Aluminiumlegierung des Kurbelgehäuses zur Stegkühlung angebohrt werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass Kühlfluid zwischen die Laufbuchse und das Kurbelgehäuse eintreten kann. Bei einem heterogenen Kurbelgehäuse aus einer Aluminiumlegierung mit eingesetzter Laufbuchse kann bei dünnen Wandstärken des Stegs eine Stegbohrung dazu führen, dass der Fügespalt zwischen dem Kurbelgehäuse und der Buchse durch die Bohrung verletzt wird und somit Kühlmittel in den Fügespalt treten kann mit entsprechend negativen Folgen aufgrund von Verzugserscheinungen der Laufbuchse. Zwischen der erfindungsgemäß gebildeten Laufbuchse und dem Werkstoff des Kurbelgehäuses entsteht durch den einem Diffusionsschweißvorgang ähnlichem Ausbilden einer intermetallischen Verbindung zwischen der Aluminiumlegierung des Kurbelgehäuses und dem metallischen Werkstoff der Laufbuchse kein solcher Fügespalt.
  • Die in dem Kurbelgehäuse ausgebildete Ausnehmung wird nach einer Weiterbildung der Erfindung rohrstückförmig ausgebildet, weist also eine solche hohle Form auf, die beispielsweise durch einen rohrstückförmigen Stempel bei der Herstellung des Kurbelgehäuses erreicht wird und somit die Ausnehmung hohl ausgebildet ist und eine einer negativen Rohstückform entsprechende Form besitzt.
  • In diese rohrstückförmige Ausnehmung kann der pulverförmige metallische Werkstoff für die Ausbildung der Laufbuchse eingebracht werden und der sich so ergebende Laufbuchsenvorformling die Form eines Zylinders ausbildet, aus der über eine spanende und/oder spanlose und/oder chemische Fertigbearbeitung die Kolbenlaufbahn herausgearbeitet werden kann.
  • In diese Ausnehmung kann statt eines pulverförmigen metallischen Werkstoffs auch eine beispielsweise mittels eines Pressvorgangs aus dem pulverförmigen metallischen Werkstoff vorgeformte Buchse eingebracht werden. Diese Buchse entspricht dabei in Form und Abmessungen der im Kurbelgehäuse ausgebildeten Ausnehmung und erleichtert aufgrund der Möglichkeit der Vorformung der Buchse den Vorgang der Befüllung der Ausnehmung.
  • Das Kurbelgehäuse weist die bereits erwähnte rohrstückförmige Ausnehmung auf, so dass radial innerhalb der Ausnehmung ein das Kurbelgehäuse ausbildender Werkstoff vorgesehen ist. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es nun vorgesehen, dass eine innerhalb des Laufbuchsenvorformlings angeordnete Bohrung des Kurbelgehäuses nach dem heißisostatischen Pressen zur Freilegung der Oberfläche des Laufbuchsenvorformlings insbesondere spanend bearbeitet wird, also beispielsweise mittels eines einfachen und kostengünstigen Bohrvorgangs freigelegt wird und damit das innerhalb der Laufbuchsenvorformlings vorhandene Werkstoff des Kurbelgehäuses entfernt wird und die Kolbenlaufbahn an der so gebildeten Laufbuchse herausgearbeitet werden kann durch beispielsweise Freilegungshonen.
  • Das heißisostatische Pressen findet bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens während einer Zeitdauer von bis zu vier Stunden in einem Temperaturbereich von 400 bis 600 Grad Celsius und einem Druck im Bereich von 400 bis 1400 bar statt. Dabei wird der pulverförmige metallische Werkstoff zu einem homogenen Werkstoff gesintert und der Werkstoff des Kurbelgehäuses ebenfalls so weit erwärmt, dass sich eine intermetallische Verbindung zwischen dem Aluminiumwerkstoff des Kurbelgehäuses und dem metallischen Pulver, das die Laufbuchse bildet, einstellt. Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens findet das heißisostatische Pressen in einem Druckbereich von 800 bis 1400 bar statt, da sich in diesem Druckbereich eine sehr gute Anbindung zwischen dem Aluminiumwerkstoff des Kurbelgehäuses und dem metallischen Pulver einstellt und der Laufbuchsenvorformling eine sehr gute Dichte besitzt. In einem ebenfalls bevorzugten Druckbereich von 800 bis 1050 bar stellt sich zwi schen der Anbindung und der Dichte und den Kosten für die Durchführung des Verfahrens ein optimales Verhältnis ein.
  • Das heißisostatische Pressen findet beispielsweise unter Argonatmosphäre in einem Autoklaven statt und die Ausnehmung wird vor dem heißisostatischen Pressen gasdicht verschlossen, beispielsweise verschweißt. Da die Deckplatte des so gebildeten Kurbelgehäuses ohnehin im Zuge der weiteren Bearbeitung spanend bearbeitet wird, kann damit auch gleichzeitig eine zum Verschließen der Ausnehmung eingesetzte ringförmige Platte oder kreisscheibenförmige Platte entfernt werden.
  • Bei dem zur Bildung der Laufbuchse eingesetzten metallischen Werkstoff kann es sich um eine metallische Legierung mit einem Siliziumanteil von mindestens 15 Gewichtsprozent handeln. Die Legierung kann dabei eine Aluminiumlegierung oder eine Titanlegierung sein mit dem vorstehend erwähnten Siliziumanteil von mindestens 15 Prozent. Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann der Siliziumanteil von 15 bis 35 Gewichtsprozent betragen, vorzugsweise 25 bis 35 Gewichtsprozent und weiter vorzugsweise etwa 15 bis 17 Gewichtsprozent Siliziumanteil in der Legierung.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein Kurbelgehäuse mit einer Laufbuchse geschaffen, die einerseits widerstandsfähig gegen Verschleiß ist und darüber hinaus beispielsweise den in die motorische Verbrennung eingehenden Anteil an Schmierstoff der Brennkraftmaschine verringert, da der im Laufbuchsenwerkstoff nach dem heißisostatischen Pressen verbliebene Mikrolunkeranteil deutlich verringert ist, der zur Einlagerung von Schmierstoff in die Lunker beitragen könnte. Auch für den Herstellvorgang des Kurbelgehäuses entstehen große Vorteile. Im Gegensatz zu monolithischen Kurbelgehäusen aus einer übereutektischen Legierung muss der Werkstoff für das Kurbelgehäuse nicht als Kompromiss zwischen Eignung als Laufflächenwerkstoff und Konstruktionswerkstoff mit hohen mechanischen Festigkeiten ausgewählt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es daher, eine untereutektische Legierung zur Bildung des Kurbelgehäuses mit höherer mechanischer Festigkeit einzusetzen. Bei dieser untereu tektischen Legierung kann es sich beispielsweise um AlSi9Cu3 oder AlSi7MgCu0.5 handeln, die die Gießbarkeit durch gutes Speisungsvermögen verbessern und somit schon zur Vermeidung von Lunkern beitragen und die Gefahr von Warmrissen reduzieren. Der vorstehend erwähnte erhöhte Anteil an Silizium in der Legierung zur Bildung der Laufbuchse verbessert die tribologischen Eigenschaften der Laufbahn, indem einerseits die Reibung vermindert wird, andererseits der Verschleiß reduziert wird und die Schmierung zwischen der Kolbenlaufbahn und dem Kolben verbessert wird.
  • Im Gegensatz zu den Verfahren für die Herstellung quasi-monolithischer Kurbelgehäusen, bei denen Preformen verwendet werden, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass sich damit sowohl Closed-deck als auch Open-deck-Lösungen des Kurbelgehäuses realisieren lassen, also Kurbelgehäuse mit Deckplatten, die um die Zylinderbohrung herum weitgehend geschlossen sind, als auch solche Kurbelgehäuse, bei denen der die Zylinder umfassende Kühlmittelmantel nach oben hin offen ist. Das erfindungsgemäß eingesetzte heißisostatische Pressen sorgt darüber hinaus dafür, dass die Gusseigenspannungen im Kurbelgehäuse verringert werden und auch keine Eigenspannungen in der Laufbuchse entstehen, wie dies beim Laserlegieren oder Plasmaspritzen der Fall ist. Auch erfordert das erfindungsgemäße Verfahren keinen Einsatz von Chemikalien, wie dies beispielsweise beim galvanischen Auftrag einer Laufflächenbeschichtung der Fall ist.
  • Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur eine schematische Schnittansicht durch ein Kurbelgehäuse gemäß einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung.
  • Ein Kurbelgehäuse 1 aus einer untereutektischen Aluminiumlegierung AlSi9Cu3 weist eine Ausnehmung 2 auf, in die bei der dargestellten Ausführungsform ein metallisches Pulver aus einer Aluminiumlegierung mit 17 Gewichtsprozent Siliziumanteil, also beispielsweise AlSil7Cu4Mg, eingefüllt worden ist. Die Ausnehmung 2 ist so ausgebildet, dass das eingefüllte metallische Pulver eine rohrstück förmige Konfiguration einnimmt, wobei es zu diesem Zweck leicht verdichtet werden kann.
  • An dem der späteren Deckplatte des Kurbelgehäuses 1 entsprechenden oberen Ende 3 wird die Ausnehmung 2 über eine ringförmige Scheibe 4 verschlossen, damit während des Vorgangs des heißisostatischen Pressens die Ausnehmung 2 gasdicht verschlossen ist. Radial außerhalb der Ausnehmung 2 ist in schematischer Weise ein Kühlmittelmantel 5 vorgesehen. Radial innerhalb der Ausnehmung 2 ist ein das Kurbelgehäuse 1 ausbildender Werkstoff 6 vorgesehen, so dass die Ausnehmung 2 sowohl radial außen als auch radial innen vom Werkstoff des Kurbelgehäuses 1 umgeben ist. Das mit metallischem Pulver in der Ausnehmung 2 versehene Kurbelgehäuse 1 wird dann einem heißisostatischen Pressvorgang unterzogen, bei dem das in der Ausnehmung 2 angeordnete Pulver versintert und sich im Kontaktflächenbereich 7 und 8 sowie an der unteren Stirnfläche 9 der Ausnehmung 2 eine intermetallische Verbindung zwischen dem in der Ausnehmung 2 angeordneten und die Laufbuchse ausbildenden Werkstoff und dem Werkstoff des Kurbelgehäuses 1 einstellt. Auf diese Weise wird in der Ausnehmung 2 ein Laufbuchsenvorformling 10 ausgebildet, der durch eine weitere mechanische Bearbeitung zur Laufbuchse fertigbearbeitet werden kann.
  • Zu diesem Zweck kann ein nicht näher dargestelltes Bohrwerkzeug in die Bohrung 11 eingeführt werden, welches im Bereich 6 den Werkstoff des Kurbelgehäuses spanend entfernt und gleichzeitig dabei einen radial innen liegenden Mantelflächenbereich des Laufbuchsenvorformlings 10 freilegt. An dem Laufbuchsenvorformling 10 kann dann die fertige Kolbenlauffläche durch einen weiteren spanenden Formgebungsvorgang, beispielsweise durch einen Freilegungshohnvorgang hergestellt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich nun dadurch aus, dass die vorstehend beschriebenen Nachteile des monolithischen, heterogenen und quasimonolithischen Kurbelgehäuses vermieden werden und sich zwischen der Laufbuchse und dem Kurbelgehäuse ein einem monolithischen Kurbelgehäuse entsprechender Wärmeübergang einstellt ohne Ablösungserscheinungen bezie hungsweise sich verändernder Überdeckung zwischen der Laufbuchse und dem Kurbelgehäuse.
  • Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.
  • 1
    Kurbelgehäuse
    2
    Ausnehmung
    3
    oberes Ende
    4
    Scheibe
    5
    Kühlmittelmantel
    6
    Werkstoff des Kurbelgehäuses
    7
    Kontaktfläche
    8
    Kontaktfläche
    9
    untere Stirnfläche
    10
    Laufbuchsenvorformling
    11
    Bohrung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6224989 B1 [0009]
    • - EP 0670441 B1 [0010]
    • - DE 4040975 A1 [0011]
    • - DE 19617457 A1 [0012]
    • - DE 10225744 B4 [0013]
    • - DE 1458095 [0014]

Claims (10)

  1. Verfahren der Herstellung eines Kurbelgehäuses (1) mit mindestens einer Laufbuchse mit folgenden Schritten: (a) Herstellen des Kurbelgehäuses (1) aus einer Aluminiumlegierung mit mindestens einer Ausnehmung (2); (b) Einbringen eines pulverförmigen metallischen Werkstoffs in die Ausnehmung (2); (c) Bilden eines Laufbuchsenvorformlings (10) aus dem metallischen Werkstoff mittels heißisostatischem Pressen des Kurbelgehäuses (1) mit dem metallischen Werkstoff derart, dass sich an Kontaktflächen (7, 8) der Ausnehmung (2) und dem metallischen Werkstoff eine intermetallische Verbindung zwischen der Aluminiumlegierung des Kurbelgehäuses (1) und dem metallischen Werkstoff einstellt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) rohrstückförmig ausgebildet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus einem pulverförmigen metallischen Werkstoff vorgeformte Buchse in die Ausnehmung (2) eingebracht wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine innerhalb des Laufbuchsenvorformlings (10) angeordnete Bohrung (11) des Kurbelgehäuses (1) nach dem heißisostatischen Pressen zur Freilegung der Oberfläche des Laufbuchsenvorformlings (10) insbesondere spanend bearbeitet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Laufbuchsenvorformling (10) eine Laufbahn durch spanende und/oder spanlose und/oder chemische Fertigbearbeitung ausgebildet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das heißisostatische Pressen während einer Zeitdauer von bis zu 4 Stunden bei einer Temperatur im Bereich von 400 bis 600 Grad Celsius und einem Druck im Bereich von 400 bis 1400 bar durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) vor dem heißisostatischen Pressen gasdicht verschlossen, insbesondere verschweißt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Werkstoff eine Legierung mit einem Siliziumanteil von mindestens 15 Gewichtsprozent ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung eine Aluminiumlegierung oder Titanlegierung ist.
  10. Kurbelgehäuse hergestellt nach einem der Verfahren gemäß der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (1) mindestens eine zylindrisch ausgebildete Laufbuchse besitzt, die zumindest im Kontaktflächen (7, 8) mit dem Werkstoff des Kurbelgehäuses (1) damit eine intermetallische Verbindung aufweist und der Werkstoff des Kurbelgehäuses (1) eine untereutektische Legierung, insbesondere AlSi9Cu3 oder AlSi7MgCu0,5 ist.
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