DE102008014022A1 - Cylinder block manufacturing method for diesel engine of e.g. lorry, involves providing half shells against each other along common breaking surface, and screwing half shells with one another, during mounting of cylinder block - Google Patents

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Abstract

The method involves breaking a bearing shell (6) consisting of an iron material in a break level (E) laid via a bearing middle axis (12). A cylinder crank case is composed of casing upper and lower parts (2, 3). Half shells (7a, 7b) are provided against each other along a common breaking surface (B) in a form-fit manner, and are screwed with one another during mounting of a cylinder block. The bearing shell is embedded over a partial circumference in the casing upper part such that the remaining partial circumference of the bearing shell lies freely. An independent claim is also included for a cylinder block for an internal-combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblocks für eine Brennkraftmaschine, bei dem ein Lagerschalen für ein Kurbelwellenlager aufweisendes Zylinderkurbelgehäuse aus einem die Zylinder enthaltenden Gehäuseoberteil aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung und einem Gehäuseunterteil zusammengesetzt wird.The The invention relates to a method for producing a cylinder block for an internal combustion engine, in which a bearing shells for a crankshaft bearing having cylinder crankcase from an upper housing containing the cylinder an aluminum or magnesium alloy and a housing base is composed.

Die Erfindung betrifft ferner einen Zylinderblock für eine Brennkraftmaschine, mit einem mindestens zweiteiligen, aus einem die Zylinder enthaltenden Gehäuseoberteil aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung und einem Gehäuseunterteil zusammengesetzten Zylinderkurbelgehäuse, und mit in dem Zylinderkurbelgehäuse angeordneten, ringförmigen Lagerschalen für ein Kurbelwellenlager.The The invention further relates to a cylinder block for a Internal combustion engine, with at least two parts, one The cylinder-containing upper housing part of an aluminum or magnesium alloy and a housing base compound Cylinder crankcase, and with in the cylinder crankcase arranged, annular bearing shells for a Crankshaft bearings.

Ein derartiges Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblocks sowie ein derartiger Zylinderblock sind aus der EP 1 039 118 B1 und der EP 1 843 029 A2 bekannt.Such a method for producing a cylinder block and such a cylinder block are known from EP 1 039 118 B1 and the EP 1 843 029 A2 known.

Ziel der Erfindung ist ein Zylinderblock für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zu dessen Herstellung, bei dem das Zylinderkurbelgehäuse, vor allem für den Einsatz als Dieselbrennkraftmaschine, hohe Zünddrücke aufnehmen kann, wobei durch den Einsatz von Leichtmetall gegenüber Gehäusen aus Gusseisen eine Gewichtseinsparung erzielt werden soll.aim The invention is a cylinder block for an internal combustion engine and a method of manufacturing the same, in which the cylinder crankcase, especially for use as a diesel engine, can absorb high ignition pressures, whereby by the Use of light metal over housings Cast iron should be achieved a weight saving.

Hinsichtlich des eingangs genannten Herstellungsverfahrens wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die aus einem Eisenwerkstoff bestehenden Lagerschalen in einer durch die Lagermittelachse gelegten Ebene gebrochen werden, und dass bei der Montage des Zylinderblocks die durch den Bruch entstandenen Halbschalen entlang ihrer gemeinsamen Bruchfläche formschlüssig gegeneinander gesetzt und miteinander verschraubt werden.Regarding of the production process mentioned above is proposed according to the invention, that consisting of an iron material bearing shells in one be broken by the bearing center axis plane, and that at assemblage of the cylinder block the breakage caused by breakage Half-shells along their common fracture surface form-fitting set against each other and bolted together.

Hinsichtlich des eingangs genannten Zylinderblocks für eine Brennkraftmaschine wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Lagerschalen aus einem Eisenwerkstoff bestehen und sich jeweils aus Halbschalen zusammensetzen, die entlang einer gemeinsamen Bruchfläche formschlüssig gegeneinander gesetzt sind.Regarding of the aforementioned cylinder block for an internal combustion engine According to the invention, it is proposed that the bearing shells consist of a ferrous material and each consist of half-shells, the form-fitting along a common fracture surface are set against each other.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Darin zeigen:embodiments The invention will be explained below, wherein the Drawing reference is made. Show:

1 einen Schnitt durch ein zweiteilig aufgebautes Zylinderkurbelgehäuse im Bereich einer Lagerstelle der Kurbelwelle; 1 a section through a two-part cylinder crankcase in the region of a bearing point of the crankshaft;

2 ebenfalls einen Schnitt durch ein Zylinderkurbelgehäuse, hier bei einer zweiten Ausführungsform und 2 also a section through a cylinder crankcase, here in a second embodiment and

3 ebenfalls einen Schnitt durch ein Zylinderkurbelgehäuse, hier bei einer dritten Ausführungsform. 3 also a section through a cylinder crankcase, here in a third embodiment.

Die im Folgenden beschriebenen Zylinderblöcke eignen sich vor allem für Dieselmotoren, die mit hohen Zünddrücken und entsprechenden Belastungen auf das Kurbelwellenlager arbeiten. Das Zylinderkurbelgehäuse 1 des Dieselmotors ist zweiteilig aufgebaut mit einem Gehäuseoberteil 2 und einem Gehäuseunterteil 3. Das Gehäuseoberteil 2 ist oben plangeschliffen, wodurch sich dort eine Anlagefläche 4 für den Zylinderkopf oder die Zylinderkopfplatte ergibt. Die einzelnen Zylinder als Laufflächen für die Kolben der Brennkraftmaschine sind nicht dargestellt, da die 1 bis 3 keine Schnitte durch die Zylinderebene der Brennkraftmaschine, sondern durch die Ebene eines der Lagerstühle des Zylinderblocks zeigen. Bei fertig montiertem Zylinderblock befindet sich in jedem Lagerstuhl ein Lager mit der Lagermittelachse 12 für die hier ebenfalls nicht dargestellte Kurbelwelle. Für deren ruhigen Lauf besitzt z. B. ein Reihenmotor regelmäßig einen Lagerstuhl und damit eine Lagerstelle mehr, als die Anzahl der Arbeitszylinder beträgt. Der hier beschriebene Zylinderblock eignet sich vor allem für großvolumige Dieselmotoren, wie sie z. B. als Sechs- oder Achtzylinderaggregate in schweren Lastkraftwagen und Trucks zum Einsatz kommen.The cylinder blocks described below are particularly suitable for diesel engines that operate with high ignition pressures and corresponding loads on the crankshaft bearing. The cylinder crankcase 1 The diesel engine is constructed in two parts with an upper housing part 2 and a housing lower part 3 , The upper housing part 2 is ground flat top, which gives it a contact surface 4 for the cylinder head or the cylinder head plate results. The individual cylinders as running surfaces for the pistons of the internal combustion engine are not shown, as the 1 to 3 show no sections through the cylinder plane of the internal combustion engine, but through the plane of one of the bearing blocks of the cylinder block. When the cylinder block is completely assembled, a bearing with the bearing center axis is located in each bearing block 12 for the crankshaft, also not shown here. For their quiet running z. B. a series engine regularly a bearing block and thus a bearing more than the number of working cylinders. The cylinder block described here is especially suitable for large-volume diesel engines, as they are for. B. as six- or eight-cylinder units in heavy trucks and trucks are used.

1 zeigt in der Ebene des Lagerstuhls eine innen kreisrunde Lagerschale 6, deren Lagermittelachse 12 in einer Ebene E liegt. Diese Ebene E liegt in etwa dort, wo sich auch die Verbindungsebene zwischen dem Gehäuseoberteil 2 und dem mit dem Gehäuseoberteil 2 verschraubten Gehäuseunterteil 3 befindet. Die Ebene E kann aber auch tiefer als die Verbindungsebene liegen. 1 shows in the plane of the bearing block an inner circular bearing shell 6 , the central bearing axis 12 lies in a plane E. This level E is located approximately where the connection plane between the upper housing part 2 and with the housing top 2 screwed housing base 3 located. The plane E can also be lower than the connection plane.

Die Lagerschale 6 besteht aus einem Eisenwerkstoff, z. B. Grauguss, und sie ist ursprünglich einteilig, d. h. im Wesentlichen ringförmig. In fertig montiertem Zustand hingegen, d. h. bei in den Zylinderblock eingesetzter Kurbelwelle, ist die Lagerschale 6 zweigeteilt und besteht aus einer oberen Halbschale 7a und einer unteren Halbschale 7b. Die Halbschalen 7a, 7b sind miteinander verschraubt. Dies kann über entsprechend in dem Gehäuseoberteil 2 vorgesehene Schraubbohrungen 9 geschehen. Die Bohrungen 9 können außerdem dazu herangezogen werden, um die Gehäuseteile 2, 3 miteinander zu verschrauben.The bearing shell 6 consists of a ferrous material, eg. B. gray cast iron, and it is originally in one piece, that is substantially annular. In the assembled state, however, ie when inserted in the cylinder block crankshaft, the bearing shell 6 divided into two parts and consists of an upper half shell 7a and a lower half shell 7b , The half-shells 7a . 7b are bolted together. This can be done in accordance with in the upper housing part 2 provided screw holes 9 happen. The holes 9 can also be used to the housing parts 2 . 3 screw together.

Zunächst wird die noch einstückige Lagerhülse 6 wird bei der Ausführungsform nach 1 gießtechnisch in das aus einer Aluminium- oder einer Magnesiumlegierung bestehende Gehäuseoberteil 2 eingebettet. Die Herstellung kann dadurch erfolgen, dass die Lagerschale 6 in der Gießform festgelegt wird, und sodann das Gießen des Leichtmetalls erfolgt. Hierbei erfährt die einstückige Lagerschale 6 eine feste Verankerung in dem Gussmaterial des Gehäuseoberteils 2. Diese Verankerung bzw. gießtechnische Einbettung erfasst die Lagerschale 6 nur über einen Teilumfang, nämlich die dem Gussteil zugewandte Hälfte. Auf diese Weise ragt nach Abschluss des Verbundgusses der nicht von dem Leichtmetall umschlossene Teil der noch einstückigen Lagerschale 6 aus dem Gussmaterial heraus, d. h. er liegt frei.First, the one-piece bearing sleeve 6 becomes in the embodiment after 1 casting technology in the existing of an aluminum or a magnesium alloy housing top 2 embedded. The preparation can be done by the bearing shell 6 is set in the mold, and then the casting of the light metal takes place. Here, learns the one-piece bearing shell 6 a firm anchoring in the casting material of the housing top 2 , This anchoring or casting embedding covers the bearing shell 6 only over a partial circumference, namely the half facing the casting. In this way, after completion of the composite casting, the part of the still one-piece bearing shell which is not surrounded by the light metal protrudes 6 out of the casting material, ie it is exposed.

In einem nächsten Verfahrensschritt erfolgt ein gezieltes Brechen der Lagerschale 6 in der durch die Lagermittelachse 12 definierten Bruchebene E. Diese Ebene E befindet sich außerhalb der von dem Leichtmetallguss umschlossenen Umfangshälfte der Lagerschale 6, so dass an der freiliegenden Umfangshälfte geeignete Werkzeuge zum Brechen der Lagerschale 6 angesetzt werden können. Das Brechen führt zur Trennung der bis dahin einstückigen Lagerschale 6 in die obere, im Gehäuseoberteil 2 verankerte Halbschale 7a sowie die freie untere Halbschale 7b.In a next process step, a targeted breaking of the bearing shell takes place 6 in the through the central axis of the bearing 12 Defined fracture plane E. This plane E is located outside of the enclosed by the light metal casting peripheral half of the bearing shell 6 , so that on the exposed half of the circumference suitable tools for breaking the bearing shell 6 can be recognized. The breaking leads to the separation of the hitherto integral bearing shell 6 in the upper, in the upper housing part 2 anchored half shell 7a as well as the free lower half shell 7b ,

Nach Einbau der Kurbelwellenlagerung sowie der Kurbelwelle wird die freie Halbschale 7b wieder an die gießtechnisch gebundene Halbschale 7a angesetzt. Die Halbschalen gelangen so entlang ihrer gemeinsamen Bruchfläche B formschlüssig gegeneinander, und werden dann miteinander verschraubt. Da die Lagerschale 6 aus einem Eisenwerkstoff wie z. B. Grauguss besteht, ist ein Brechen mit exakt definierbarem Bruchverhalten und anschließender Fügung durch Gegeneinandersetzen der unregelmäßigen Bruchflächen sichergestellt.After installation of the crankshaft bearing and the crankshaft, the free half shell 7b again to the casting-technically bound half shell 7a stated. The half-shells thus reach each other along their common fracture surface B in a form-fitting manner, and are then screwed together. Because the bearing shell 6 from a ferrous material such. B. gray cast iron, a break is ensured with exactly definable fracture behavior and subsequent joining by opposing the irregular fracture surfaces.

Die Ausführungsform nach 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach 1 dadurch, dass in diesem Fall die Lagerschale 6 in das Gehäuseunterteil 3 des Zylinderblocks eingegossen wird. Das Gehäuseunterteil 3 besteht, ebenso wie das Gehäuseoberteil 2, aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung. Das gezielte Brechen der Lagerschale 6 in der Bruchebene E sowie die weitere Montage des Zylinderblocks erfolgt analog wie zu 1 beschrieben.The embodiment according to 2 differs from the embodiment according to 1 in that in this case the bearing shell 6 in the lower housing part 3 of the cylinder block is poured. The lower housing part 3 exists, as well as the upper housing part 2 , made of aluminum or magnesium alloy. The targeted breaking of the bearing shell 6 in the fracture plane E and the further assembly of the cylinder block is analogous to how 1 described.

Bei der Ausführungsform nach 3 besteht das Gehäuseunterteil 3 nicht aus Leichtmetall, sondern insgesamt aus einem gegossenen Eisenwerkstoff. Die Lagerschale 6 ist hierbei materialgleicher Bestandteil des hergestellten Gussteils. Wiederum liegt ungefähr die Hälfte der Lagerschale 6 frei, so dass dieser Teil der Lagerschale mittels eines geeigneten Werkzeuges gezielt in der Ebene E unter Abtrennung der Halbschale 7b gebrochen werden kann.In the embodiment according to 3 consists of the lower housing part 3 not of light metal, but of cast iron as a whole. The bearing shell 6 here is the same material component of the cast part produced. Again, about half of the bearing shell lies 6 free, so that this part of the bearing shell by means of a suitable tool targeted in the plane E with separation of the half shell 7b can be broken.

Soweit in Bezug auf das zweiteilige Zylinderkurbelgehäuse Aluminiumwerkstoffe oder Magnesiumwerkstoffe eingesetzt werden, sind geeignete Legierungen AlSi8Cu3, AlSi6Cu4, AlSi10Mg(Cu) oder AlSi7Mg(Cu). Soweit für hochbelastete Bereiche Eisenwerkstoffe eingesetzt werden, etwa für die Lagerschalen 6 und das Gehäuseunterteil 3 bei der Variante gemäß 3, eignen sich z. B. Graugusswerkstoffe und Werkstoffe aus Kugelgraphitguss.As far as aluminum materials or magnesium materials are used in relation to the two-piece cylinder crankcase, suitable alloys are AlSi8Cu3, AlSi6Cu4, AlSi10Mg (Cu) or AlSi7Mg (Cu). Insofar as ferrous materials are used for heavily loaded areas, for example for the bearing shells 6 and the lower housing part 3 in the variant according to 3 , z. B. gray cast iron materials and materials made of nodular cast iron.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • - EP 1843029 A2 [0003] - EP 1843029 A2 [0003]

Claims (8)

Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblocks für eine Brennkraftmaschine, bei dem ein Lagerschalen (6) für ein Kurbelwellenlager aufweisendes Zylinderkurbelgehäuse aus einem die Zylinder enthaltenden Gehäuseoberteil (2) aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung und einem Gehäuseunterteil (3) zusammengesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem Eisenwerkstoff bestehenden Lagerschalen (6) in einer durch die Lagermittelachse (12) gelegten Ebene (E) gebrochen werden, und dass bei der Montage des Zylinderblocks die durch den Bruch entstandenen Halbschalen (7a, 7b) entlang ihrer gemeinsamen Bruchfläche (B) formschlüssig gegeneinander gesetzt und miteinander verschraubt werden.Method for producing a cylinder block for an internal combustion engine, in which a bearing shell ( 6 ) for a crankshaft bearing having cylinder crankcase from a housing containing the cylinder upper part ( 2 ) of an aluminum or magnesium alloy and a housing lower part ( 3 ), characterized in that the existing of an iron material bearing shells ( 6 ) in a through the bearing center axis ( 12 ) plane (E) are broken, and that during assembly of the cylinder block, the half shells ( 7a . 7b ) are set against each other along their common fracture surface (B) and screwed together. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (6) durch Verbundgießen derart über einen Teilumfang in das Gehäuseoberteil (2) eingebettet wird, dass die spätere Bruchebene (E) sowie der restliche Teilumfang der Lagerschale (6) freiliegt.Method according to claim 1, characterized in that the bearing shell ( 6 ) by composite casting in such a way over a partial extent in the upper housing part ( 2 ), that the subsequent fracture plane (E) and the remaining partial circumference of the bearing shell ( 6 ) is exposed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseunterteil (3) aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung gegossen wird, wobei die Lagerschale (6) durch Verbundgießen derart über einen Teilumfang in das Gehäuseunterteil (3) eingebettet wird, dass die spätere Bruchebene (E) sowie der restliche Teilumfang der Lagerschale (6) freiliegt.A method according to claim 1, characterized in that the housing lower part ( 3 ) is cast from an aluminum or magnesium alloy, wherein the bearing shell ( 6 ) by composite casting over such a partial extent in the housing lower part ( 3 ), that the subsequent fracture plane (E) and the remaining partial circumference of the bearing shell ( 6 ) is exposed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseunterteil (3) und die Lagerschalen (6) einstückig aus einem Eisenwerkstoff gegossen werden.A method according to claim 1, characterized in that the housing lower part ( 3 ) and the bearing shells ( 6 ) are cast in one piece from a ferrous material. Zylinderblock für eine Brennkraftmaschine, mit einem mindestens zweiteiligen, aus einem die Zylinder enthaltenden Gehäuseoberteil (2) aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung und einem Gehäuseunterteil (3) zusammengesetzten Zylinderkurbelgehäuse (1), und mit in dem Zylinderkurbelgehäuse (1) angeordneten, ringförmigen Lagerschalen (6) für ein Kurbelwellenlager, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschalen (6) aus einem Eisenwerkstoff bestehen und sich jeweils aus Halbschalen (7a, 7b) zusammensetzen, die entlang einer gemeinsamen Bruchfläche (B) formschlüssig gegeneinander gesetzt sind.Cylinder block for an internal combustion engine, comprising at least a two-part, from an upper housing containing the cylinder ( 2 ) of an aluminum or magnesium alloy and a housing lower part ( 3 ) assembled cylinder crankcase ( 1 ), and with in the cylinder crankcase ( 1 ), annular bearing shells ( 6 ) for a crankshaft bearing, characterized in that the bearing shells ( 6 ) consist of a ferrous material and in each case of half shells ( 7a . 7b ), which are set against each other along a common fracture surface (B) form fit. Zylinderblock nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschalen (6) über den Umfang einer ihrer beiden Halbschalen (7a bzw. 7b) im Verbundguss in das Gehäuseoberteil (2) eingebettet sind.Cylinder block according to claim 5, characterized in that the bearing shells ( 6 ) over the circumference of one of its two half-shells ( 7a respectively. 7b ) in composite casting in the upper housing part ( 2 ) are embedded. Zylinderblock nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auch das Gehäuseunterteil (3) aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung besteht, und dass die Lagerschalen (6) über den Umfang einer ihrer beiden Halbschalen (7a, 7b) im Verbundguss in das Gehäuseunterteil (3) eingebettet sind.Cylinder block according to claim 5, characterized in that the lower housing part ( 3 ) consists of an aluminum or magnesium alloy, and that the bearing shells ( 6 ) over the circumference of one of its two half-shells ( 7a . 7b ) in composite casting in the housing lower part ( 3 ) are embedded. Zylinderblock nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseunterteil (3) und die Lagerschalen (6) ein einstückiges Gussteil aus einem Eisenwerkstoff sind.Cylinder block according to claim 5, characterized in that the housing lower part ( 3 ) and the bearing shells ( 6 ) are a one-piece casting of a ferrous material.
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