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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kurbelgehäuses, ein Kurbelgehäuse sowie eine Gussform zum Herstellen eines Kurbelgehäuses.
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Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, Kurbelgehäuse zur Realisierung einer Kolbenbodenkühlung mit Ölspritzdüsen zu versehen. Die
DE 29 38 431 A1 offenbart beispielsweise eine Einrichtung zur Kolbenkühlung von Brennkraftmaschinen, die im Kurbelgehäuse angeordnet ist und aus einer Ölspritzdüse und einem federbelasteten Ventil besteht, wobei die Einrichtung an der Kurbelgehäuseflanschfläche in Höhe der Zylinderunterkante angeschraubt ist, derart, dass das als Kolbenventil ausgebildete Ventil mit seiner Stirnfläche an der gleichzeitig als Ventilsitz wirkenden Kurbelgehäuseflanschfläche anschlägt. Zur Versorgung der Ölspritzdüse weist das Kurbelgehäuse eine Ölzuführbohrung auf.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die bekannten Herstellungsverfahren und Konzepte weiterzuentwickeln und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Kurbelgehäuses, ein Kurbelgehäuse sowie eine Gussform anzugeben, welche qualitativ und kostenseitig gegenüber dem Stand der Technik eine Verbesserung darstellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, durch ein Kurbelgehäuse gemäß Anspruch 5 sowie durch eine Gussform gemäß Anspruch 6 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Kurbelgehäuses die Schritte:
- - Bereitstellen einer Grundplatte zum zumindest bereichsweise Formen der Lagerwände eines Kurbelgehäuses, wobei die Grundplatte eine Grundebene aufweist, von welcher sich entlang einer Längsachse senkrecht oder im wesentlichen senkrecht (und entlang einer Hochachse/Zylinderachse) eine Vielzahl von Wandelementen weg erstreckt;
- - Anordnen eines Schmierkanalkerns, mittelbar oder unmittelbar, an der Grundplatte über zumindest ein Positionierelement, wobei der Schmierkanalkern zur Versorgung der Kurbelwellenlager mit Schmierstoff ausgelegt ist;
- - Formen eines Kanals zur Anordnung und Versorgung einer Ölspritzdüse über das zumindest eine Positionierelement.
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Mit Vorteil kann damit auf das nachträgliche Einbringen einer Bohrung zur Anordnung und/oder Versorgung einer Ölspritzdüse verzichtet werden. Der Kanal, welcher zur Anordnung und Versorgung der Ölspritzdüse benötigt wird, wird unmittelbar beim Abgießen des Kurbelgehäuses erzeugt. Hierbei wird zweckmäßigerweise die Kontaktstelle zweier Formteile und/oder Kerne dazu verwendet, die nötige Geometrie bereitzustellen. Mit einem derart hergestellten Kurbelgehäuse kann der Aufwand zur (Rohteil)-Nachbearbeitung deutlich reduziert werden. Zudem kann die technische Sauberkeit erhöht werden.
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Bevorzugte Gießverfahren sind vorliegend der Niederdruckguss, wie beispielsweise der Niederdruck-Sandguss, oder insbesondere der Kokillenguss. Das Kokillengießverfahren ist ein Gießverfahren, bei dem eine Schmelze in eine Kokille genannte Dauerform gegossen wird. Vorliegend ist zweckmäßigerweise die Grundplatte als metallische Dauerform ausgebildet. Bei dem Schmierkanalkern handelt es sich bevorzugt um einen verlorenen Kern, beispielsweise um einen Sandkern. Der Schmierkanalkern weist zweckmäßigerweise einen Hauptkanal auf, welcher sich entlang der Längsachse des Kurbelgehäuses erstreckt. Von diesem Hauptkanal gehen, je nach Ausgestaltung des Kurbelgehäuses, mehrere Nebenkanäle ab. Die Nebenkanäle sind dazu ausgelegt und vorgesehen, Kanäle zur formen, welche später die Kurbelwellenlager mit Schmierstoff versorgen. Des Weiteren weist der Schmierkanalkern zumindest einen Versorgungskanal auf, welcher ausgelegt ist, das vorgenannte Leitungs-/Kanalsystem in einen Ölkreislauf des Kurbelgehäuses einzubinden.
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Der Ausdruck „mittelbar oder unmittelbar“ ist dahingehend zu verstehen, dass der Schmierkanalkern direkt/unmittelbar an der Grundplatte bzw. an den Wandelementen angeordnet ist oder sein kann, alternativ mittelbar über einen weiteren Kern. Die Anordnung des Schmierkanalkerns über das zumindest eine Positionierelement, bevorzugt über eine Vielzahl von Positionierelementen, ist in jedem Falle zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass hierbei eine Geometrie in dem Kurbelgehäuse geschaffen wird, welche unmittelbar den Einbau zumindest einer Ölspritzdüse, bevorzugt einer Vielzahl von Ölspritzdüsen, ermöglicht. Die Positionierelemente sind hierzu gemäß einer Ausführungsform bevorzugt als kanalartige Abschnitte ausgebildet, welche sich vom Hauptkanal des Schmierkanalkerns weg erstrecken.
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Zweckmäßigerweise ist eine Vielzahl von Positionierelementen vorgesehen. Zweckmäßigerweise entspricht die Anzahl der Positionierelemente der Anzahl der Zylinderbohrungen des Kurbelgehäuses.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Halten des Schmierkanalkerns durch Aufeinander-Zufahren stirnseitiger Formteile der Gussform entlang der Längsachse.
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Zweckmäßigerweise wird der Schmierkanalkern mittelbar oder unmittelbar auf die Grundplatte aufgelegt. Hierbei ist die Anordnung zweckmäßigerweise derart gestaltet, dass der Schmierkanalkern in einer Ebene, welche parallel zur Grundplatte orientiert ist, bereits fixiert ist. Die Fixierung in Hochrichtung erfolgt zweckmäßigerweise über das Halten des Schmierkanalkerns in den stirnseitigen Formteilen. Diese werden hierzu zweckmäßigerweise nach Anordnung des Schmierkanalkerns, mittelbar und/oder unmittelbar, auf der Grundplatte zugefahren. Bei den stirnseitigen Formteilen handelt es sich zweckmäßigerweise ebenfalls um metallische Dauerformen.
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Neben den stirnseitigen Formteilen weist die Gießform zweckmäßigerweise noch seitliche Formteile auf, welche ausgelegt sind, ganz oder zumindest bereichsweise die Seitenflächen des Kurbelgehäuses zu formen. Sowohl die stirnseitigen Formteile als auch die seitlichen Formteile sind bevorzugt Dauerformteile, beispielsweise aus Metall.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Anordnen des Schmierkanalkerns auf einem Zwischenkern, welcher auf der Grundplatte angeordnet ist, insbesondere auf einem Ventilationskern, welcher ausgelegt ist, zumindest eine Ventilationsöffnung in einer Lagerwand zu formen.
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Wie bereits erwähnt, kann der Schmierkanalkern mittelbar über einen weiteren Kern, vorliegend auch Zwischenkern genannt, auf der Grundplatte angeordnet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zwischenkern vorliegend als Ventilationskern ausgebildet. Der Ventilationskern formt zweckmäßigerweise zumindest bereichsweise die Wandelemente der Grundplatte bzw. führt die Geometrie der Grundplatte im Bereich der Wandelemente fort. Die einzelnen Wandelementabschnitte des Ventilationskerns sind hierbei zweckmäßigerweise über jeweils zumindest einen Verbindungsabschnitt verbunden. Damit können in den Lagerwänden des Kurbelgehäuses Ausnehmungen oder Öffnungen, insbesondere Ventilationsöffnungen, erzeugt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte:
- - Anordnen des Schmierkanalkerns über eine Vielzahl von Positionierelementen auf dem Zwischenkern;
- - Formen der Positionierelemente über den Schmierkanal und/oder den Zwischenkern.
Die Positionierelemente weisen zweckmäßigerweise eine Geometrie auf, welche zum einen ausgelegt ist, die Anordnung und insbesondere auch Positionierung bzw. Fixierung des Schmierkanalkerns sicherzustellen. Zum anderen sind die Positionierelemente zweckmäßigerweise derart geformt, dass sie im späteren Gussbauteil Kanäle formen, welche zur Anordnung und Versorgung von Ölspritzdüsen geeignet sind. Die Positionierelemente können gemäß einer Ausführungsform ausschließlich über den Schmierkanalkern bereitgestellt werden. Alternativ werden sie ausschließlich über den Zwischenkern bereitgestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform formen sowohl der Schmierkanalkern als auch der Zwischenkern jeweils Positionierelement-Abschnitte. Die vorgenannten Abschnitte sind gemäß einer Ausführungsform als im Wesentlichen zylindrische Fortsätze ausgebildet. Diese können endseitig eine zueinander kongruent ausgebildete Haltegeometrie aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Haltegeometrie einen Fortsatz und eine entsprechend dazu ausgebildete Ausnehmung. Über diese Geometrie kann eine Positionierung und insbesondere auch Fixierung des Schmierkanalkerns in einer Ebene parallel zur Grundebene sichergestellt werden.
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Das Verfahren umfasst zweckmäßigerweise den Schritt:
- - Befestigen von Ölspritzdüsen in den Bereichen des Kurbelgehäuses, welcher durch die als, z.B. zylindrische, Kanalabschnitte ausgebildeten Positionierelemente nach dem Abgießen des Kurbelgehäuses geformt ist.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Kurbelgehäuse zumindest eine Ölspritzdüse, welche ausgelegt und positioniert zur Kolbenbodenkühlung ist, und wobei die zumindest eine Ölspritzdüse in einem Kanal angeordnet ist, welcher beim Abgießen des Kurbelgehäuses geformt ist. Zweckmäßigerweise ist das Kurbelgehäuse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kurbelgehäuse eine Vielzahl von Ölspritzdüsen, entsprechend der Anzahl der Zylinder. Die Anordnung der Ölspritzdüsen erfolgt zweckmäßigerweise in Kanälen oder Kanalabschnitten, welche beim Abgießen des Kurbelgehäuses, vgl. die vorgenannten Positionierelemente, erzeugt wurden. Zur fluiddichten Anbindung der Ölspritzdüsen werden zweckmäßigerweise Dichtelemente, wie O-Ringe, verwendet. Zur form- und/oder kraftschlüssigen Befestigung der Ölspritzdüsen können Schrauben verwendet werden. Die Befestigung mittels der vorgenannten Schrauben erfolgt direkt im Material des Kurbelgehäuses. Die vorgenannten Kanäle bzw. Kanalabschnitte können bei Bedarf nach dem Gießen mechanisch nachbearbeitet werden. Insbesondere muss beispielsweise eine Bohrung nebst Gewinde zur Befestigung der Ölspritzdüsen in das Kurbelgehäuse eingebracht werden. Für das Kurbelgehäuse gelten die im Zusammenhang mit der Verfahren erwähnten Vorteile und Merkmale entsrpechend.
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Die Erfindung richtet sich weiter auf eine Gussform, insbesondere zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Kurbelgehäuses, umfassend eine Grundplatte, welche sich entlang einer Längsachse erstreckt, wobei die Grundplatte ausgelegt ist, zumindest abschnittsweise die Lagerwände eines Kurbelgehäuses zu formen oder mit zu formen, und wobei jeweils stirnseitig an der Grundplatte Formteile vorgesehen sind, welche ausgelegt sind, die Kettenseite und die Getriebeseite des Kurbelgehäuses zu formen, und wobei, mittelbar und/oder unmittelbar, auf der Grundplatte ein Schmierkanalkern über zumindest ein Positionierelement angeordnet ist, wobei der Schmierkanalkern zur Versorgung der Kurbelwellenlager mit Schmierstoff ausgelegt ist, und wobei das zumindest eine Positionierelement einen Kanal formt bzw. ausgelegt ist einen Kanal zu formen, welcher zur Anordnung und Versorgung einer Ölspritzdüse ausgelegt ist. Mit einer derartigen Gussform kann ein Kurbelgehäuse hergestellt werden, welches zur Anordnung von Ölspritzdüsen nicht nachträglich mit Bohrungen versehen werden muss. Stattdessen wird der nötige Kanal oder werden die nötigen Kanäle direkt beim Gießen erzeugt.
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Zweckmäßigerweise ist zumindest eines der stirnseitigen Formteile verfahrbar angeordnet. Zweckmäßigerweise ist der Schmierkanalkern in den stirnseitigen Formteilen gehalten. Das Halten ist insbesondere dahingehend zu verstehen, dass der Schmierkanalkern entlang einer Hochachse fixiert ist. Eine Fixierung quer dazu, in einer xy-Ebene (aufgespannt durch die Grundeben), erfolgt zweckmäßigerweise über das zumindest eine Positionierelement, bevorzugt über eine Vielzahl von Positionierelementen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Schmierkanalkern über das zumindest eine Positionierelement an einem Zwischenkern, insbesondere einem Ventilationskern, angeordnet, wobei der Zwischenkern und der Schmierkanalkern abschnittsweise das zumindest eine Positionierelement formen, und wobei der Abschnitt, welcher über den Zwischenkern geformt wird, eine Öffnung zur Anordnung der Ölspritzdüse formt. Zweckmäßigerweise formen die Positionierelemente jeweils einen Kanal bzw. einen Kanalabschnitt. Der Kanal bzw. Kanalabschnitt ist mit einem Ende zweckmäßigerweise mit dem Hauptkanal des Schmierkanalkerns verbunden. Das andere Ende dient später der Anordnung der Ölspritzdüse. Das andere Ende formt also eine Öffnung (im Material des Kurbelgehäuses), welche der späteren Anordnung einer Ölspritzdüse dient.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Positionierelement-Abschnitte formschlüssig aneinander an. Wie bereits erwähnt, kann hierbei mit beispielsweise Fortsätzen gearbeitet werden, welche entsprechend gestaltete Ausnehmungen eingreifen etc.
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Im Übrigen gelten für die Gussform wie auch für das Kurbelgehäuse die im Zusammenhang mit dem Verfahren erwähnten Vorteile und Merkmale analog und entsprechend bzw. auch umgekehrt und untereinander.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform einer Gussform mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
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Es zeigen:
- 1: eine perspektivische Ansicht einer Ausführung einer Gussform (teilweise Darstellung), wobei gerade ein Schmierkanalkern angeordnet wird;
- 2: die aus der 1 bekannte Darstellung, wobei der Schmierkanalkern angeordnet ist.
- 3: die aus den 1 und 2 bekannte Anordnung, wobei die stirnseitigen Formteile der Gussform zugefahren sind bzw. werden.
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1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung teilweise eine Gussform, wobei zumindest ansatzweise eine Grundplatte 10 zu erkennen ist, welche eine Vielzahl von Wandelementen 12 aufweist, welche entlang einer Längsachse L ausgebildet/angeordnet sind. Über die Wandelemente 12 werden die Lagerwände bzw. zumindest anteilig eine Lagergasse, vgl. das Bezugszeichen 14, im späteren Kurbelgehäuse geformt. Auf den Lagerwänden 12 ist vorliegend ein Ventilationskern 30 angeordnet. Zu erkennen ist, dass der Ventilationskern 30 die Form der Lagerwände 12 fortführt. Der Ventilationskern umfasst mit Vorteil Verbindungsabschnitte 36, welche ausgelegt sind, in den späteren Lagerwänden des Kurbelgehäuses Ventilationsöffnungen zu erzeugen. Damit ist eine Luftzirkulation entlang der Längsachse L innerhalb des Kurbelgehäuses möglich. Die Gussform ist vorliegend nur teilweise dargestellt. Zum Formen der Zylinder müssen beispielsweise auf dem Ventilationskern 30 noch die Zylinderkerne angeordnet werden etc. Bezugszeichen 40 bezeichnet einen Schmierkanalkern. Dieser umfasst vorliegend zweckmäßigerweise einen Hauptkanal 42 sowie Versorgungskanäle 44, welche der Versorgung des Schmierkanalkerns 30 und insbesondere der Einbindung desselben in den Ölkreislauf des Kurbelgehäuses dienen. Vom Hauptkanal 42 erstrecken sich vorliegend mehrere Nebenkanäle 46 weg. Diese formen Kanäle/Leitungen zur Versorgung der Kurbelwellenlager mit Schmierstoff. Zweckmäßigerweise weist der Schmierkanalkern 40 mehrere Positionierelement-Abschnitte 50 auf (vorliegend ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einer mit einem Bezugszeichen versehen). Vorliegend weisen die Positionierelement-Abschnitte endseitig Fortsätze 52 auf. Diese sind ausgelegt und dazu vorgesehen, in entsprechend ausgebildete Ausnehmungen 34 von Positionierelement-Abschnitte 32, welche am Zwischenkern bzw. Ventilationskern 30 ausgebildet sind, einzugreifen. Entsprechend den Positionierelement-Abschnitten 50, ausgebildet am Schmierkanalkern 40, ist zweckmäßigerweise eine entsprechende Anzahl von Positionierelement-Abschnitten 32 am Zwischenkern/Ventilationskern 30 ausgebildet (auch hier sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle mit einem Bezugszeichen versehen).
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2 zeigt die aus der 1 bekannte Anordnung, wobei der Schmierkanalkern 40 nun vollständig auf dem Zwischenkern/Ventilationskern 30 angeordnet ist. Zu erkennen ist beispielsweise, dass der Schmierkanalkern 46, ganz links, nun an der Kurbelwellenlagergasse 14 anliegt. Die Positionierelementabschnitte sind jeweils aneinander vollständig angeordnet und formen Positionierelemente 48. Dadurch dass die Positionierelementabschnitte 32 und 50 jeweils Ausnehmungen 34 und Fortsätze 52 aufweisen, ist der Schmierkanalkern 40 vorliegend bereits zumindest in einer Ebene, welche parallel zu einer Grundebene der Grundplatte 10 orientiert ist, fixiert bzw. gehalten. Zweckmäßigerweise sind die Positionierelemente 48 derart geformt, dass sie Kanäle oder Kanalabschnitte formen. Die Positionierelemente 48 dienen also nicht nur der Anordnung des Schmierkanalkerns 40. Stattdessen formen die Positionierelemente 48 Kanäle oder Kanalabschnitte, in welchen später Ölspritzdüsen befestigt werden können. Die Anordnung einer derartigen Ölspritzdüse ist vorliegend beispielsweise über den Pfeil E skizziert. Dieser gibt eine Einschubrichtung der Ölspritzdüse an.
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3 zeigt die aus den 1 und 2 bekannte Anordnung, wobei neben der Grundplatte 10, auf welcher mittelbar über den Zwischenkern bzw. Ventilationskern 30 der Schmierkanalkern 40 angeordnet ist, auch zwei stirnseitige Formteile 20 zu erkennen sind. Zweckmäßigerweise sind diese entlang der Längsrichtung L verfahrbar ausgebildet, vgl. auch die beiden Pfeile, welche das Zufahren der stirnseitigen Formteile 20 andeuten. Über dieses Zufahren kann mit Vorteil der Schmierkanalkern 40, insbesondere entlang der Hochachse, gehalten bzw. fixiert werden. Wie bereits erwähnt, ist die Gussform nicht vollständig dargestellt. Neben den stirnseitigen Formteilen 20 sind beispielsweise auch noch seitliche Formteile 20 vorgesehen, um die Seitenbereiche des Kurbelgehäuses zu formen. Ebenso muss die Gussform nach oben hin, wie nach unten hin durch die Grundplatte 10, durch zumindest ein geeignetes Formteil geschlossen werden. Dass die Kerne zum Formen der Zylinder nicht dargestellt sind (ähnlich beispielsweise Wassermantelkerne etc.) wurde bereits erwähnt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Grundplatte
- 12
- Wandelemente
- 14
- Kurbelwellenlagergasse
- 20
- Stirnseitiges Formteil
- 30
- Zwischenkern, Ventilationskern
- 32
- Positionierelement-Abschnitt
- 34
- Ausnehmung
- 36
- Verbindungsabschnitt
- 38
- Öffnung
- 40
- Schmierkanalkern
- 42
- Hauptkanal
- 44
- Versorgungskanal
- 46
- Nebenkanal
- 48
- Positionierelement
- 50
- Positionierelement-Abschnitt
- 52
- Fortsatz
- L
- Längsachse
- E
- Einschubrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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