DE102021112326A1 - Cylinder housing and engine block for an internal combustion engine - Google Patents

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DE102021112326A1 DE102021112326.7A DE102021112326A DE102021112326A1 DE 102021112326 A1 DE102021112326 A1 DE 102021112326A1 DE 102021112326 A DE102021112326 A DE 102021112326A DE 102021112326 A1 DE102021112326 A1 DE 102021112326A1
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Waldemar Kujawski
Melanie Jauernick
Michael Lauerhaas
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
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    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18—Other cylinders

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zylindergehäuse (12) für einen Verbrennungsmotor, wobei das Zylindergehäuse (12) überwiegend aus einem Grundmaterial gegossen ist und wenigstens eine in das Grundmaterial eingebrachte Zylinderbohrung (16) aufweist, deren Wandung zur Bildung einer reibungsreduzierenden Zylinderlauffläche ohne Einsatz einer separaten Laufbuchse mit einer auf das Grundmaterial aufgebrachten und/oder durch Modifikation des Grundmaterials erzeugten Laufflächenbeschichtung versehen ist,Die Erfindung zeichnet dadurch aus, dass beabstandet von der Zylinderbohrung (16) und diese wenigstens bereichsweise umgreifend eine Verstärkungsstruktur (18) in das Grundmaterial eingebettet ist, die aus einem Verstärkungsmaterial mit höherer Festigkeit und höherem Schmelzpunkt als das Grundmaterial besteht.The invention relates to a cylinder housing (12) for an internal combustion engine, the cylinder housing (12) being cast predominantly from a base material and having at least one cylinder bore (16) introduced into the base material, the wall of which is used to form a friction-reducing cylinder running surface without the use of a separate liner is provided with a running surface coating applied to the base material and/or produced by modifying the base material consists of a reinforcing material with higher strength and higher melting point than the base material.

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zylindergehäuse für einen Verbrennungsmotor, wobei das Zylindergehäuse überwiegend aus einem Grundmaterial, insbesondere Leichtmetall, bevorzugt Aluminium (wobei der Begriff auch überwiegend aus Aluminium bestehende Legierungen umfasst), gegossen ist und wenigstens eine in das Grundmaterial eingebrachte Zylinderbohrung aufweist, deren Wandung zur Bildung einer reibungsreduzierenden Zylinderlauffläche ohne Einsatz einer separaten Laufbuchse mit einer auf das Grundmaterial aufgebrachten und/oder durch Modifikation des Grundmaterials erzeugten Laufflächenbeschichtung versehen ist.The invention relates to a cylinder housing for an internal combustion engine, the cylinder housing being cast predominantly from a base material, in particular light metal, preferably aluminum (where the term also includes alloys consisting predominantly of aluminum), and having at least one cylinder bore introduced into the base material, the Wall is provided to form a friction-reducing cylinder running surface without using a separate liner with an applied to the base material and / or produced by modifying the base material running surface coating.

Die Erfindung betrifft weiter einen Motorblock für einen Verbrennungsmotor, umfassend ein Zylindergehäuse und einen außerhalb des Zylindergehäuses angeordneten Kühlmittelkanal.The invention further relates to an engine block for an internal combustion engine, comprising a cylinder housing and a coolant channel arranged outside of the cylinder housing.

Stand der TechnikState of the art

Derartige Zylindergehäuse bzw. Motorblöcke sind bekannt aus der DE 100 48 583 A1 .Such cylinder housings or engine blocks are known from DE 100 48 583 A1 .

Der Begriff des Zylindergehäuses ist weit zu verstehen und umfasst sowohl einteilige Zylinderkurbelgehäuse, die neben den Zylinderbohrungen auch die Kurbelwellenlagerung umhausen (sog. „Deep Skirt“-Variante), als auch denjenigen Bestandteil von - insbesondere im Nutzfahrzeugbau eingesetzter - mehrteiliger Zylinderkurbelgehäusen, der die Zylinderbohrungen aufweist (sog. „Short Skirt“-Variante).The term cylinder housing is to be understood broadly and includes both one-piece cylinder crankcases, which enclose the cylinder bores as well as the crankshaft bearing (so-called "deep skirt" variant), as well as that component of multi-part cylinder crankcases - used in particular in commercial vehicle construction - that contains the cylinder bores (so-called "short skirt" variant).

Der Begriff der Zylinderbohrung ist in Anlehnung an die übliche Fachsprache gewählt und impliziert trotzt des Bestandteils „Bohrung“ keine Einschränkung auf ein spezielles Herstellungsverfahren, insbesondere ein Bohren. Auch gefräste, gegossene oder anderweitig hergestellte hohlzylindrische Kolbenführungsausnehmungen sollen hier unter den Begriff der Zylinderbohrung fallen.The term "cylinder bore" is chosen based on the usual technical language and, despite the "bore" component, does not imply any restriction to a special manufacturing process, in particular drilling. Milled, cast or otherwise manufactured hollow-cylindrical piston guide recesses should also come under the term cylinder bore.

Die für Zylindergehäuse häufig eingesetzten untereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen sind aufgrund ihres geringen Anteils an verschleißfester Siliziumphase für die tribologische Beanspruchung des Systems Kolben-Kolbenring-Zylinderlauffläche weitgehend ungeeignet. Übereutektische Legierungen, z.B. Aluminium-Silizium-Kupfer-Magnesium-Legierungen, besitzen zwar einen hohen Anteil an Silizium-Kristalliten, die im Bereich der Innenwandungen der Zylinderbohrungen durch chemische und/oder mechanische Prozesse gegenüber der aus weicherem Aluminiummischkristall bestehenden Matrix hervorgehoben und zur Ausbildung tragfähiger Zylinderlaufflächen genutzt werden können. Derartige Legierungen sind allerdings nur schlecht gießbar und schlechter bearbeitbar. Im Motorenleichtbau findet daher häufig die Verwendung separater Laufbuchsen Einsatz, die aus einem verschleißfesten Material, beispielsweise Stahl, gebildet sind und entweder nachträglich in die in das Aluminium-Grundmaterial eingebrachten Zylinderbohrungen eingesetzt oder beim Gießen des Zylindergehäuses gleich miteingossen werden. Dieser Ansatz wird beispielsweise in der DE 198 59 098 C1 beschrieben. Probleme im Hinblick auf die thermische und mechanische Anbindung der Laufbuchsen mit dem Grundmaterial des Zylindergehäuses können auf unterschiedliche Weise behoben werden. So offenbart die DE 43 28 619 A1 ein hochspezielles Verfahren zum Eingießen von speziell aus sprühkompaktiertem Material gefertigten Laufbuchsen. Die DE 10 2012 211 866 A1 hingegen offenbart den Ansatz, an die Außenwände der Laufbuchsen eine Gitterstruktur anzuschweißen, die dann im Rahmen des Gießvorgangs von dem flüssigen Aluminium umflossen und beim Aushärten formschlüssig fixiert wird. Die Ergebnisse sind hinsichtlich thermischer und mechanischer Anbindung jedoch weiter verbesserungsfähig. Zudem muss der Einsatz separater Laufbuchsen aufgrund des damit verbundenen Beschaffungs- und Verfahrensaufwandes insgesamt als nachteilig angesehen werden.The hypoeutectic aluminium-silicon alloys frequently used for cylinder housings are largely unsuitable for the tribological stress of the piston-piston ring-cylinder running surface system due to their low proportion of wear-resistant silicon phase. Hypereutectic alloys, e.g. aluminium-silicon-copper-magnesium alloys, have a high proportion of silicon crystallites, which are highlighted in the area of the inner walls of the cylinder bores by chemical and/or mechanical processes compared to the matrix consisting of softer aluminum mixed crystal and are capable of forming more stable Cylinder running surfaces can be used. However, such alloys are difficult to cast and less easy to machine. In lightweight engines, separate liners are therefore often used, which are made of a wear-resistant material such as steel and are either subsequently inserted into the cylinder bores made in the aluminum base material or cast in at the same time as the cylinder housing is cast. This approach is used, for example, in DE 198 59 098 C1 described. Problems with regard to the thermal and mechanical connection of the liners to the base material of the cylinder housing can be solved in different ways. So reveals the DE 43 28 619 A1 a highly specialized process for casting in liners specially made from spray-compacted material. the DE 10 2012 211 866 A1 on the other hand, the approach is to weld a lattice structure onto the outer walls of the liners, which is then surrounded by the liquid aluminum during the casting process and fixed in a form-fitting manner during hardening. However, the results can be further improved with regard to thermal and mechanical connection. In addition, the use of separate liners must be viewed as a disadvantage overall due to the associated procurement and process costs.

Aus der eingangs genannten, gattungsbildenden Druckschrift ist es bekannt, die Innenwandung einer Zylinderbohrung in einem Aluminium-Zylindergehäuse in Rahmen eines Plasma-Beschichtungsprozesses mit einer sehr dünnen Stahlschicht zu belegen, die eine innige Verbindung mit dem Grundmaterial eingeht und eine reibungsarme und verschleißfeste Lauffläche für den Kolben darstellt.It is known from the generic document mentioned at the outset to cover the inner wall of a cylinder bore in an aluminum cylinder housing with a very thin steel layer as part of a plasma coating process, which forms an intimate bond with the base material and forms a low-friction and wear-resistant running surface for the represents pistons.

Dieser Ansatz macht zwar die Verwendung separater Zylinderlaufbuchsen überflüssig. Bei fortgeschrittenem Leichtbau, bei dem das Zylindergehäuse zum Zwecke der Materialeinsparung in vielen Bereichen mit filigranen Strukturen anstelle einer blockartigen Formgebung ausgestaltet ist, erweist sich der Wegfall einer stabilisierenden Wirkung der Laufbuchsen jedoch ebenfalls als nachteilig. Dies gilt insbesondere bei Motoren mit hoher Kompression, deren Zylinderbohrungen bei Betrieb extremen Belastungen ausgesetzt sind.This approach makes the use of separate cylinder liners superfluous. With advanced lightweight construction, in which the cylinder housing is designed with filigree structures in many areas instead of a block-like shape for the purpose of saving material, the loss of a stabilizing effect of the cylinder liners also proves to be disadvantageous. This is especially true in high compression engines, where the cylinder bores are subjected to extreme loads during operation.

Aufgabenstellungtask

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ansatz vorzuschlagen, bei dem auch sogenannte monolithische Zylindergehäuse ohne separate Laufbuchsen einer extremen Leichtbau-Formgebung zugänglich werden.It is the object of the present invention to propose an approach in which so-called monolithic cylinder housings without separate cylinder liners can also be given an extremely lightweight design.

Darlegung der ErfindungPresentation of the invention

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass beabstandet von der Zylinderbohrung und diese wenigstens bereichsweise umgreifend eine Verstärkungsstruktur in das Grundmaterial eingebettet ist, die aus einem Verstärkungsmaterial mit höherer Festigkeit und höherem Schmelzpunkt als das Grundmaterial besteht.This object is achieved in connection with the features of the preamble of claim 1 in that a reinforcement structure is embedded in the base material at a distance from the cylinder bore and encompasses it at least in regions, which consists of a reinforcement material with higher strength and a higher melting point than the base material.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Grundidee der Erfindung ist es, als Ersatz für die fehlende Stabilisierungswirkung der ausdrücklich nicht verwendeten, separaten Laufbuchsen eine Armierung in das Zylindergehäuse einzubetten. Die entsprechende Verstärkungsstruktur, die insbesondere aus Stahl gebildet sein kann, wird im Rahmen des Gießprozesses in das Grundmaterial eingegossen und von diesem weitgehend allseitig umschlossen. Ein wesentlicher Vorteil dieses Ansatzes liegt in der - gegenüber eingegossenen Laufbuchsen - deutlichen Verringerung der erforderlichen Präzision beim Eingießen. Zudem kann die Verstärkungsstruktur rein auf Ihre Funktion der Stabilisierung des Zylindergehäuses hin optimiert werden. Zur Schaffung einer innigen Verbindung zwischen der Armierung und dem Grundmaterial sind dem Fachmann etliche Ansätze bekannt, von denen einige weiter oben bereits erwähnt wurden.The basic idea of the invention is to embed a reinforcement in the cylinder housing as a replacement for the missing stabilizing effect of the separate liners, which are expressly not used. The corresponding reinforcement structure, which can be made of steel in particular, is cast into the base material during the casting process and is largely surrounded by it on all sides. A significant advantage of this approach lies in the significant reduction in the precision required when casting - compared to cast-in liners. In addition, the reinforcement structure can be optimized purely for its function of stabilizing the cylinder housing. A number of approaches are known to the person skilled in the art for creating an intimate connection between the reinforcement and the base material, some of which have already been mentioned above.

Die Verstärkungsstruktur kann dabei aus einer Mehrzahl einzelner Verstärkungselemente zusammengesetzt sein oder auch als eine einstückige, komplex geformte Struktur. Letzterer Ansatz erleichtert sicherlich das Gießverfahren; der erstgenannte Ansatz hingegen kann den Materialeinsatz für die Verstärkungsstruktur minimieren, was insgesamt zu einer Gewichtseinsparung führen kann.The reinforcement structure can be composed of a plurality of individual reinforcement elements or as a one-piece, complex-shaped structure. The latter approach certainly facilitates the casting process; the former approach, on the other hand, can minimize the use of material for the reinforcement structure, which can lead to weight savings overall.

Die spezielle Formgebung muss dem Fachmann in Ansehung der Erfordernisse des Einzelfalls überlassen bleiben. Als vorteilhaft hat sich jedoch erwiesen, wenn die Verstärkungsstruktur wenigstens ein gitterartig aufgebautes Verstärkungselement umfasst. Die gitterartige Formgebung - sei es grob- oder feinmaschig oder eine Kombination von beidem - führt zu einer besonders guten Verankerung im Grundmaterial, wenn dieses in flüssiger Form die (nicht verflüssigte) Verstärkungsstruktur im Rahmen des Gießprozesses umfließt, um beim Erstarren einen Formschluss mit dieser einzugehen.The special shape must be left to the specialist in view of the requirements of the individual case. However, it has proven to be advantageous if the reinforcement structure comprises at least one reinforcement element constructed in the manner of a lattice. The lattice-like shape - be it coarse or fine-meshed or a combination of both - leads to particularly good anchoring in the base material if this flows in liquid form around the (non-liquefied) reinforcement structure during the casting process in order to form a positive connection with it when it solidifies .

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verstärkungsstruktur an wenigstens einer Außenseite des Zylindergehäuses aus dessen Grundmaterial herausragt. Diese überstehenden Bereiche der Verstärkungsstruktur können dann zur thermischen Anbindung an ein außerhalb des Zylindergehäuses angeordnetes Kühlsystem genutzt werden. Ein entsprechender Motorblock, der sich diesen Ansatz zunutze macht, ist Gegenstand von Anspruch 7. Ein solcher Motorblock für einen Verbrennungsmotor umfasst ein Zylindergehäuse und einen außerhalb des Zylindergehäuses angeordneten Kühlmittelkanal. Letzterer ist so angeordnet, dass die aus dem Grundmaterial des Zylindergehäuses herausragenden Bereiche seiner Verstärkungsstruktur in ihn hineinragen. Sie können daher von dem im Kühlmittelkanal geführten Kühlmittel umspült werden, was zu einer engen thermischen Kopplung führt. Auf diese Weise kann Wärme aus dem Inneren des Zylindergehäuses sehr effizient über das Kühlmittel abgeführt werden.In a particularly preferred development of the invention, it is provided that the reinforcement structure protrudes from the base material of the cylinder housing on at least one outer side. These protruding areas of the reinforcement structure can then be used for thermal connection to a cooling system arranged outside of the cylinder housing. A corresponding engine block that makes use of this approach is the subject of claim 7. Such an engine block for an internal combustion engine comprises a cylinder housing and a coolant channel arranged outside the cylinder housing. The latter is arranged in such a way that the areas of its reinforcement structure protruding from the base material of the cylinder housing protrude into it. They can therefore be washed around by the coolant routed in the coolant channel, which leads to close thermal coupling. In this way, heat from inside the cylinder housing can be dissipated very efficiently via the coolant.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.Further details and advantages of the invention result from the following specific description and the drawings.

Figurenlistecharacter list

Es zeigen:

  • 1: ein grob schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Motorblocks entlang Schnittlinie I-I in den 2 und 3,
  • 2: der Motorblock von 1 als Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie II-II sowie
  • 3: der Motoblock von 2 als Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie III-III.
Show it:
  • 1 : a roughly schematic sectional view of an engine block according to the invention along section line II in FIGS 2 and 3 ,
  • 2 : the engine block of 1 as a sectional view along the section line II-II and
  • 3 : the motoblock of 2 as a sectional view along the line III-III.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDetailed Description of Preferred Embodiments

Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche oder analoge Elemente hin.The same reference numbers in the figures indicate the same or analogous elements.

1 zeigt in stark schematisierter Darstellung einen Bereich eines Motorblocks 10, umfassend ein Zylindergehäuse 12 und zwei seitlich an dem Zylindergehäuse entlang verlaufende Kühlkanäle 14. Das Zylindergehäuse 12 weist vier Zylinderbohrungen 16 auf, die unmittelbar in das Grundmaterial des Zylindergehäuses 12 eingebracht sind. Bei dem Grundmaterial des Zylindergehäuses handelt es sich vorzugsweise um Aluminium, insbesondere um eine gießfähige Aluminium-Silizium-Legierung. 1 1 shows a highly schematic representation of a region of an engine block 10, comprising a cylinder housing 12 and two cooling ducts 14 running laterally along the cylinder housing. The base material of the cylinder housing is preferably aluminum, in particular a castable aluminum-silicon alloy.

Eingebettet in das Grundmaterial des Zylindergehäuses 12 ist eine bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mehrteilig ausgebildete Verstärkungsstruktur 18. Diese Armierung besteht vorzugsweise aus einem Stahl, der im Rahmen eines Gießprozesses zur Herstellung des Zylindergehäuses in dessen Grundmaterial eingegossen wurde. Hierzu können, wie dem Fachmann grundsätzlich bekannt, die einzelnen Elemente der Verstärkungsstruktur 18 vor dem Gießen an geeigneter Stelle in der Gießform positioniert und vorzugsweise vorgeheizt werden. Beim Einfüllen des verflüssigten Grundmaterials wird dann die Verstärkungsstruktur 18 umflossen, sodass sich beim Aushärten zusätzlich zu dem sich vorzugsweise ausbildenden Stoffschluss ein Formschluss ergibt, der die Verstärkungsstruktur 18 in innigem mechanischen und thermischen Kontakt fixiert.Embedded in the base material of the cylinder housing 12 is a multi-part reinforcement structure 18 in the exemplary embodiment shown. This reinforcement preferably consists of a steel that was cast into the base material of the cylinder housing during a casting process to produce it. For this purpose, as is known in principle to those skilled in the art, the one Individual elements of the reinforcement structure 18 are positioned at a suitable point in the mold before casting and are preferably preheated. Flow then flows around the reinforcement structure 18 when the liquefied base material is poured in, so that during curing, in addition to the material connection that preferably forms, a positive connection results that fixes the reinforcement structure 18 in intimate mechanical and thermal contact.

Wie in 1 gut erkennbar umgreifen die einzelnen Elemente der Verstärkungsstruktur 18 bereichsweise die Zylinderbohrungen 16 und bilden so eine Formstabilisierung derselben.As in 1 Easily recognizable, the individual elements of the reinforcement structure 18 surround the cylinder bores 16 in some areas and thus form a dimensional stabilization of the same.

Die Innenflächen der Zylinderbohrungen 16 sind auf in den Figuren nicht erkennbarer Weise mit einer Beschichtung, insbesondere einer durch ein Plasmaverfahren erzeugten Stahlbeschichtung belegt, um eine reibungsarme und abriebfeste Lauffläche für die nicht dargestellten Kolben zu erzeugen. Eine derartige Beschichtung, die regelmäßig ausgesprochen dünn ist, verbindet sich formschlüssig durch Mikroverzahnung mit dem die Zylinderbohrungen 16 umgebenden Grundmaterial, hat aber nur wenig Einfluss auf die Formstabilität der Zylinderbohrungen 16, sodass insbesondere bei extrem hohen Kompressionen, die in modernen Motoren bei Betrieb erzeugt werden, eine Verformung droht. Durch die stabilisierende Wirkung der erfindungsgemäßen Verstärkungsstruktur 18 kann eine solche Verformung jedoch ausgeschlossen werden.The inner surfaces of the cylinder bores 16 are coated in a way that cannot be seen in the figures, in particular a steel coating produced by a plasma process, in order to produce a low-friction and abrasion-resistant running surface for the pistons, which are not shown. Such a coating, which is usually extremely thin, forms a positive connection with the base material surrounding the cylinder bores 16 by means of micro-serrations, but has little influence on the dimensional stability of the cylinder bores 16, so that in particular with extremely high compressions that are generated during operation in modern engines , a deformation threatens. However, due to the stabilizing effect of the reinforcement structure 18 according to the invention, such a deformation can be ruled out.

Bei der dargestellten, besonders vorteilhaften Ausführungsform ragen Bereiche 181 der Verstärkungsstruktur 18 aus dem Grundmaterial des Zylindergehäuses 12 heraus und in die Kühlkanäle 14 hinein. Die Verstärkungsstruktur 18 hat somit einen unmittelbaren thermischen Kontakt zu dem die Kühlkanäle 14 durchflutenden Kühlmittel (angedeutet durch die Kühlpfeile 20), sodass eine effiziente Wärmeabfuhr gewährleistet ist.In the illustrated, particularly advantageous embodiment, areas 181 of the reinforcement structure 18 protrude from the base material of the cylinder housing 12 and into the cooling channels 14 . The reinforcement structure 18 is thus in direct thermal contact with the coolant flowing through the cooling channels 14 (indicated by the cooling arrows 20), so that efficient heat dissipation is ensured.

Details der Formgebung der Verstärkungsstruktur 18 sind in den grob schematischen Zeichnungen nicht wiedergegeben. Bevorzugt handelt es sich um gitterartige Strukturen, die eine unterschiedliche Grob- bzw. Feinmaschigkeit aufweisen. Die Gitterstruktur begünstigt die mechanische Fixierung im Grundmaterial des Zylindergehäuses 12 und gestattet eine hohe Stabilität bei vergleichsweise geringem Gewicht. An dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass bei den bevorzugten Ausführungsformen die Wanddicke der Verstärkungsstruktur 18 deutlich geringer ist als in den grob schematischen Darstellung der Zeichnung und insbesondere deutliche geringer als die Wandungsdicke üblicher Zylinderlaufbuchsen. Es hat sich gezeigt, dass Wandungsstärken im mm-Bereich für die beschriebene Funktion vollkommen ausreichend sind.Details of the shaping of the reinforcement structure 18 are not reproduced in the roughly schematic drawings. It is preferably a lattice-like structure that has different coarse and fine meshes. The lattice structure promotes the mechanical fixation in the base material of the cylinder housing 12 and allows high stability with a comparatively low weight. At this point it should be expressly pointed out that in the preferred embodiments the wall thickness of the reinforcement structure 18 is significantly less than in the roughly schematic representation of the drawing and in particular significantly less than the wall thickness of conventional cylinder liners. It has been shown that wall thicknesses in the mm range are perfectly adequate for the function described.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere ist die konkrete Form der Armierung nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt.Of course, the embodiments discussed in the specific description and shown in the figures only represent illustrative exemplary embodiments of the present invention. In particular, the specific form of the reinforcement is not limited to the embodiment shown.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Motorblockengine block
1212
Zylindergehäusecylinder body
1414
Kühlkanalcooling channel
1616
Zylinderbohrungcylinder bore
1818
Verstärkungsstrukturreinforcement structure
181181
herausragender Bereich von 18prominent area of 18
2020
Kühlpfeilcooling arrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 10048583 A1 [0003]DE 10048583 A1 [0003]
  • DE 19859098 C1 [0006]DE 19859098 C1 [0006]
  • DE 4328619 A1 [0006]DE 4328619 A1 [0006]
  • DE 102012211866 A1 [0006]DE 102012211866 A1 [0006]

Claims (7)

Zylindergehäuse (12) für einen Verbrennungsmotor, wobei das Zylindergehäuse (12) überwiegend aus einem Grundmaterial gegossen ist und wenigstens eine in das Grundmaterial eingebrachte Zylinderbohrung (16) aufweist, deren Wandung zur Bildung einer reibungsreduzierenden Zylinderlauffläche ohne Einsatz einer separaten Laufbuchse mit einer auf das Grundmaterial aufgebrachten und/oder durch Modifikation des Grundmaterials erzeugten Laufflächenbeschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass beabstandet von der Zylinderbohrung (16) und diese wenigstens bereichsweise umgreifend eine Verstärkungsstruktur (18) in das Grundmaterial eingebettet ist, die aus einem Verstärkungsmaterial mit höherer Festigkeit und höherem Schmelzpunkt als das Grundmaterial besteht.Cylinder housing (12) for an internal combustion engine, the cylinder housing (12) being cast predominantly from a base material and having at least one cylinder bore (16) introduced into the base material, the wall of which has a surface on the base material to form a friction-reducing cylinder running surface without the use of a separate liner applied and/or produced by modifying the base material, characterized in that at a distance from the cylinder bore (16) and encompassing it at least in regions, a reinforcement structure (18) is embedded in the base material, which consists of a reinforcement material with higher strength and a higher melting point than the base material. Zylindergehäuse (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (18) an wenigstens einer Außenseite des Zylindergehäuses (12) aus dessen Grundmaterial herausragt.cylinder housing (12). claim 1 , characterized in that the reinforcement structure (18) on at least one outside of the cylinder housing (12) protrudes from the base material. Zylindergehäuse (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (18) aus einer Mehrzahl einzelner Verstärkungselemente besteht.Cylinder housing (12) according to any one of the preceding claims, characterized in that the reinforcement structure (18) consists of a plurality of individual reinforcement elements. Zylindergehäuse (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (18) wenigstens ein gitterartig aufgebautes Verstärkungselement umfasst.Cylinder housing (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcement structure (18) comprises at least one reinforcement element constructed in the manner of a lattice. Zylindergehäuse (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmaterial Aluminium und das Verstärkungsmaterial Stahl ist.Cylinder housing (12) according to any one of the preceding claims, characterized in that the base material is aluminum and the reinforcing material is steel. Zylindergehäuse (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächenbeschichtung das Ergebnis eines Plasma-Beschichtungsprozesses ist.Cylinder housing (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the running surface coating is the result of a plasma coating process. Motorblock (10) für einen Verbrennungsmotor, umfassend ein Zylindergehäuse (12) und einen außerhalb des Zylindergehäuses (12) angeordneten Kühlmittelkanal (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (12) ein Zylindergehäuse (12) nach Anspruch 2 ist, dessen aus dem Grundmaterial herausragender Bereich (181) seiner Verstärkungsstruktur (18) in den Kühlmittelkanal (14) hineinragt.Engine block (10) for an internal combustion engine, comprising a cylinder housing (12) and a coolant channel (14) arranged outside of the cylinder housing (12), characterized in that the cylinder housing (12) has a cylinder housing (12). claim 2 is whose area (181) of its reinforcement structure (18) which protrudes from the base material protrudes into the coolant channel (14).
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3941381A1 (en) 1989-12-15 1991-06-20 Audi Ag CYLINDER BLOCK FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE4120195A1 (en) 1991-06-19 1992-12-24 Audi Ag Alloy cylinder block for IC engine with improved operating and mfg. characteristics - has cast-in perforated cylindrical sleeves of wear resistant material formed by stamping out emergent edge elements and covering with layer
DE4328619A1 (en) 1993-08-26 1995-03-02 Peak Werkstoff Gmbh Partially reinforced cast aluminum component and process for its production
DE19859098C1 (en) 1998-12-21 2000-03-02 Wolfgang Eberlein Grey cast iron cylinder liner for incorporation during casting of a light metal internal combustion engine block, is partially covered with an exterior non-fusible metal fitting to promote bonding to the cast light metal
DE10048583A1 (en) 2000-09-30 2002-04-11 Volkswagen Ag Cylindrical inside wall processing method for bore especially running surface of piston for vehicle involves evaluation process radiation from processing location for quality determination
DE102012211866A1 (en) 2012-07-06 2014-01-09 Mahle International Gmbh Cylinder liner
DE102011002200B4 (en) 2011-04-20 2015-02-12 Neue Halberg-Guss Gmbh Method for reducing weight or increasing the mechanical strength of components made of cast iron materials
DE102015201994A1 (en) 2015-02-05 2016-08-11 Ford Global Technologies, Llc Reciprocating engine, motor vehicle
DE102017202392A1 (en) 2017-02-15 2018-08-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Crankcase for a reciprocating internal combustion engine

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3941381A1 (en) 1989-12-15 1991-06-20 Audi Ag CYLINDER BLOCK FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE4120195A1 (en) 1991-06-19 1992-12-24 Audi Ag Alloy cylinder block for IC engine with improved operating and mfg. characteristics - has cast-in perforated cylindrical sleeves of wear resistant material formed by stamping out emergent edge elements and covering with layer
DE4328619A1 (en) 1993-08-26 1995-03-02 Peak Werkstoff Gmbh Partially reinforced cast aluminum component and process for its production
DE19859098C1 (en) 1998-12-21 2000-03-02 Wolfgang Eberlein Grey cast iron cylinder liner for incorporation during casting of a light metal internal combustion engine block, is partially covered with an exterior non-fusible metal fitting to promote bonding to the cast light metal
DE10048583A1 (en) 2000-09-30 2002-04-11 Volkswagen Ag Cylindrical inside wall processing method for bore especially running surface of piston for vehicle involves evaluation process radiation from processing location for quality determination
DE102011002200B4 (en) 2011-04-20 2015-02-12 Neue Halberg-Guss Gmbh Method for reducing weight or increasing the mechanical strength of components made of cast iron materials
DE102012211866A1 (en) 2012-07-06 2014-01-09 Mahle International Gmbh Cylinder liner
DE102015201994A1 (en) 2015-02-05 2016-08-11 Ford Global Technologies, Llc Reciprocating engine, motor vehicle
DE102017202392A1 (en) 2017-02-15 2018-08-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Crankcase for a reciprocating internal combustion engine

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