DE10243324A1

DE10243324A1 - Räumwerkzug zur Bearbeitung einer Lagerdeckelaufnahme im Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10243324A1
Application number: DE2002143324
Authority: DE
Inventors: Torsten Rech
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-04-01

Abstract

Für ein Räumwerkzeug zur Bearbeitung einer Lagerdeckelaufnahme im Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, wobei zwischen Lagerdeckelaufnahmen und dazu seitlich angeordneten Lagerdeckel-Einpassungen sogenannte Entlastungskerben bzw. hohlkehlenartige Ausnehmungen vorgesehen sind, wird zur Erzielung einer einzugigen, spanabhebenden Bearbeitung einer Lagerdeckelaufnahme mit Kaltverfestigung der Ausnehmung vorgeschlagen, dass in einem als Räumbalken gestalteten Räumwerkzeug der Kaltverfestigung dienende Drückwerkzeuge integriert angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Räumwerkzeug zur Bearbeitung einer Lagerdeckelaufnahme im Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, wobei die in einem Lagerstuhl des Kurbelgehäuses ausgebildete Lagerdeckelaufnahme beiderseits einer hälftigen Lagerbohrung Lagerdeckel-Auflagen aufweist, die über hohlkehlenartige Ausnehmungen mit zu den Auflagen winkelig angeordneten Lagerdeckel-Einpassungen in Verbindung stehen, und zumindest diese Einpassungen mit dem Räumwerkzeug bearbeitet sind.

Die vorbeschriebene Lagerstuhlgestaltung ist beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften DE 43 25 770 A1 und DE 100 28 162 A1 bekannt. Ferner ist es bei Brennkraftmaschinen von hoher Leistung bekannt, am jeweiligen Übergang einer Lagerdeckel-Aufnahme zur angrenzenden Einpassung eine verrundete, hohlkehlenartige Ausnehmung vorzusehen, die einer Entstehung von Rissen entgegenwirkt. Um der Rissbildung verstärkt entgegenzuwirken, werden die auch als Entlastungskerben bezeichneten Ausnehmungen gemäß den Ausführungen in beiden vorgenannten Dokumenten mittels gesonderter Maßnahmen kaltverfestigt mittels Rollieren.

Desweiteren ist es im Stand der Technik bekannt , bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen zur Erzielung fluchtender Lageranordnungen in den Lagerstühlen des Kurbelgehäuses diese mit einem Räumwerkzeug zu bearbeiten, wie dies z.B. die DE 195 01 542 C2 zeigt und beschreibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Räumwerkzeug für eine Lagerdeckelaufnahme entsprechend dem Wirkprinzip des aus dem deutschen Patent DE 197 51 639 C1 bekannten Kombiwerkzeuges aus je einem Räum- und Drückwerkzeug für ein einzugiges Bearbeitungsverfahren weiterzubilden.

Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass das als Räumbalken gestaltete Räumwerkzeug – in Vorschubrichtung gesehen – in einem ersten Abschnitt mit Formmessern zur Gestaltung der hohlkehlenartigen Ausnehmungen ausgerüstet ist, und dass in einem folgenden zweiten Abschnitt des Räumbalkens Drückwerkzeuge zur Kaltverfestigung der Ausnehmungen vorgesehen sind, und dass schließlich in einem dritten Abschnitt Messer zur Bearbeitung der Einpassungen angeordnet sind.

Mit der Erfindung können in vorteilhafter Weise die Lagerdeckelaufnahmen eines Kurbelgehäuses jeweils nacheinander form – und maßgerecht sowie die Ausnehmungen kaltverfestigt in einem einzugigen Bearbeitungsgang gebildet werden, wodurch die Fertigung vereinfacht ist.

Der Aufwand an Fertigung ist weiter dadurch reduziert, dass ggf. im 1. und 3. Abschnitt Zusatz-Messer zur Bearbeitung der Lagerdeckel-Auflagen vorgesehen sind, wobei die Zusatz-Messer im 1. Abschnitt einer Vorbearbeitung und die Zusatz-Messer im 3. Abschnitt einer Endbearbeitung dienen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Drückwerkzeuge nachgiebig mit Vorspannung auf die Ausnehmungen über deren Querschnitte angepasste Druckformstücke zur ein – oder mehrstufigen Kaltverfestigung einwirken. Mit dieser Anordnung ist in vorteilhafter Weise eine starre Verbindung von Räumbalken und Drückwerkzeug vermieden und damit eine nachteilige Rückwirkung eines Druckvorganges auf einen Räumvorgang.

In einer einfachen Ausführung sind die Drückwerkzeuge über Federelemente gegen den Räumbalken nachgiebig abgestützt.

Um das Ausmaß der Kaltverfestigung den jeweiligen Erfordernissen besser anpassen zu können, wird vorzugsweise vorgesehen, dass die Drückwerkzeuge über hydraulische Einrichtungen steuerbar im oder am Räumbalken angeordnet sind. Damit kann die Kaltverfestigung entsprechend der Rissgefährdung im jeweiligen Material des Lagerstuhls gewählt werden.

Desweiteren gilt für jede der vorgeschlagenen Anordnungen von Drückwerkzeugen, dass jeweils mehrere Drückwerkzeuge zur mehrstufig gesteigerten Kaltverfestigung hintereinander am Räumbalken angeordnet sind.

Um die Kaltverfestigung nicht durch Späne in den Ausnehmungen zu beeinträchtigen, wird weiter vorgeschlagen, dass mindestens zwischen dem mit Formmessern ausgerüsteten ersten Abschnitt und dem die Drückwerkzeuge tragenden zweiten Abschnitt des Räumbalkens an diesem die Ausnehmungen überstreichende Bürsten angeordnet sind.

Eine weitere Möglichkeit der Spanbeseitigung ist dadurch erreicht, dass das Druckmedium der hydraulischen Drückwerkzeuge über Drosselspritzdüsen zugleich als Kühlschmierstoff und der Spanabfuhr dient, insbesondere zwischen 1. und 2. Abschnitt.

Weiter detaillierte Ausgestaltungen sind in zusätzlichen Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt
1 eine Lagerdeckelaufnahme in einem Lagerstuhl eines Kurbelgehäuses einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine,
2 ein erfindungsgemäß gestalteter Räumbalken zur Bearbeitung der Lagerdeckelaufnahme mit einer ersten Drückeinrichtung in der oberen und einer zweiten Drückeinrichtung in der unteren Hälfte, und mit in Ausschnittszeichnungen w - z gezeigten Details,
3 eine Lagerdeckelaufnahme mit einem im Querschnitt gezeigten Räumbalken mit in diesem angeordneten Drückwerkzeugen,
4 eine Lagerdeckelaufnahme mit einem im Querschnitt gezeigten weiteren Räumbalken mit gesondert an diesem angeordneten Drückwerkzeugen.
In einem Lagerstuhl 1 eines nicht gezeigten Kurbelgehäuses einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine ist eine Lagerdeckelaufnahme 2 angeordnet, die beiderseits einer hälftigen Lagerbohrung 3 Lagerdeckel-Auflagen 4 aufweist. Diese stehen über verrundete, hohlkehlenartige Ausnehmungen 5 mit zu den Auflagen 4 winkelig angeordneten Lagerdeckel-Einpassungen 6 in Verbindung. Die Lagerdeckelaufnahme 2 ist mit einem Räumwerkzeug 7 – 2 – bearbeitet.
Erfindungsgemäß ist das als Räumbalken 70 gestaltete Räumwerkzeug 7 – in Vorschubrichtung gesehen – in einem ersten Abschnitt 8 mit Formmessern 9 zur Gestaltung der hohlkehlenartigen Ausnehmungen 5 ausgerüstet, wobei in einem folgenden zweiten Abschnitt 10 des Räumbalkens 70 Drückwerkzeuge 11, 110 zur Kaltverfestigung der Ausnehmungen 5 vorgesehen sind.
Ferner ist der Räumbalken 70 in einem dritten Abschnitt 12 mindestens mit Messern 13 zur Bearbeitung der Einpassungen 6 ausgerüstet. Gegebenenfalls sind im 1. und 3. Abschnitt 8 und 12 Zusatz-Messer (nicht gezeigt) zur Bearbeitung der Lagerdeckel-Auflagen 4 vorgesehen, wobei die Zusatz-Messer im 1. Abschnitt 8 einer Vorbearbeitung und die Zusatz-Messer im 3. Abschnitt 12 einer Endbearbeitung dienen.
Um eine eventuelle Rückwirkung der wirksam in den Ausnehmungen 5 angreifenden Drückwerkzeuge 11. 110 auf den Räumvorgang des Räumbalkens 70 in der Lagerdeckelaufnahme 2 zu vermeiden, wirken die Drückwerkzeuge 11, 110 nachgiebig mit Vorspannung auf die Ausnehmungen 5 über deren Querschnitte angepasste Druckformstücke 14 zur einstufigen oder mehrstufigen Kaltverfestigung ein. Hierbei können im baulich einfachsten Fall die Drückwerkzeuge 11, 110 über nicht gezeigte Federelemente gegen den Räumbalken 70 nachgiebig abgestützt sein. Bevorzugt ist jedoch die Ausführung, bei der die Drückwerkzeuge 11, 110 über hydraulische Einrichtungen 15, 150 steuerbar im oder gesondert am Räumbalken 70 angeordnet sind.
Für eine mehrstufig gesteigerte Kaltverfestigung jeder Ausnehmung 5 können jeweils mehrere Drückwerkzeuge 11, 110 hintereinander am Räumbalken 70 angeordnet sein.
Um ferner die Kaltverfestigung jeder Ausnehmung 5 nicht durch Späne zu stören, sind mindestens zwischen dem mit Formmessern 9 ausgerüsteten ersten Abschnitt 8 und dem die Drückwerkzeuge 11, 110 tragenden zweiten Abschnitt 10 des Räumbalkens 70 an diesem die Ausnehmungen 5 überstreichende Bürsten 16 angeordnet. Weiter kann zwischen dem 1. und 2. Abschnitt 8 und 10 über Drosselspritzdüsen abgegebenes Druckmedium der hydraulischen Drückwerkzeuge 11, 110 der Spanbeseitigung dienen und ferner zugleich als Kühlschmierstoff für das Räumwerkzeug 7.
Wie aus 3 ersichtlich, umfasst die hydraulische Einrichtung 15 jedes Drückwerkzeuges 11 einen in einer Bohrung 17 des Räumbalkens 70 hydraulisch verschiebebeweglich angeordneten Kolben 18, der an seinem freien Ende ein der Kaltverformung der Ausnehmung 5 dienendes Druckform-Stück 14 trägt. Das Druckmedium ist dem Kolben 18 über eine im Räumbalken 70 angeordnete Verteilerleitung 19 zugeführt.
Demgegenüber zeigt 4 eine Ausführung, bei der eine gesonderte hydraulische Einrichtung 150 jedes Drückwerkzeuges 110 jeweils in einer muldenartigen Vertiefung 20 im Räumbalken 70 angeordnet ist. Weiter kann hierbei eine im Räumbalken 70 vorgesehene Zuführleitung 21 – 2 – einen Kühlschmierstoff über Abspritzleitungen 22 in den drei Abschnitten 8, 10, 12 abgeben, wobei die Abgabe insbesondere im mittleren Abschnitt 10 der bzw. zusätzlich der Spanbeseitigung von den kalt zu verfestigenden Ausnehmungen 5 dient.
Mit den erfindungsgemäß in einem Räumbalken 70 baulich integrierten Drückwerkzeugen 11, 110 ist mit der spanabhebenden Formgebung der Lagerdeckelaufnahme 2 eine in einem Zug durchführbare Kaltverfestigung der Ausnehmungen 5 bzw. der Entlastungskerben erzielt.
Die Drückwerkzeuge 11, 110 dienen gemäß bekanntem Stand der Technik nicht nur der Kaltverfestigung, sondern auch der Erzeugung von Druckeigenspannungen sowie einer Oberflächenglättung, die mittels gleitender oder wälzender Bewegung des jeweiligen Drückwerkzeuges, wie ebenfalls im Stand der Technik bekannt, erzielt ist.

Claims

Räumwerkzeug zur Bearbeitung einer Lagerdeckelaufnahme im Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, – wobei die in einem Lagerstuhl (1) des Kurbelgehäuses ausgebildete Lagerdeckelaufnahme (2) beiderseits einer hälftigen Lagerbohrung (3) Lagerdeckel-Auflagen (4) aufweist, die – über verrundete, hohlkehlenartige Ausnehmungen (5) mit zu den Auflagen (4) winkelig angeordneten Lagerdeckel-Einpassungen (6) in Verbindung stehen, und – zumindest diese Einpassungen (6) mit dem Räumwerkzeug (7) bearbeitet sind, dadurch gekennzeichnet, – dass das als Räumbalken (70) gestaltete Räumwerkzeug (7) – in Vorschubrichtung gesehen – in einem ersten Abschnitt (8) mit Form-Messern (9) zur Gestaltung der hohlkehlenartigen Ausnehmungen (5) ausgerüstet ist, und dass in einem folgenden zweiten Abschnitt (10) des Räumbalkens (70) Drückwerkzeuge (11, 110) zur Kaltverfestigung der Ausnehmungen (5) vorgesehen sind, und dass – schließlich in einem dritten Abschnitt (12) Messer (13) zur Bearbeitung der Einpassungen (6) angeordnet sind.
Räumwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass ggf. Im 1. und 3. Abschnitt (8, 12) Zusatz-Messer zur Bearbeitung der Lagerdeckel-Auflagen (4) vorgesehen sind, wobei – die Zusatz-Messer im 1. Abschnitt (8) einer Vorbearbeitung und die Zusatz-Messer im 3. Abschnitt (12) einer Endbearbeitung dienen.
Räumwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass die Drückwerkzeuge (11, 110) nachgiebig mit Vorspannung auf die Ausnehmungen (5) über deren Querschnitte angepasste Druckformstücke (14) zur ein – oder mehrstufigen Kaltverfestigung einwirken.
Räumwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drückwerkzeuge über Federelemente gegen den Räumbalken (70) nachgiebig abgestützt sind.
Räumwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, – dass die Drückwerkzeuge (11, 110) über hydraulische Einrichtungen (15, 150) steuerbar im oder gesondert am Räumbalken (70) angeordnet sind.
Räumwerkzeug nach Anspruch 4 oder 5,dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Drückwerkzeuge (11, 110) zur mehrstufig gesteigerten Kaltverfestigung hintereinander am Räumbalken (70) angeordnet sind.
Räumwerkzeug nach den Ansprüchen 1 – 6, dadurch gekennzeichnet, – dass mindestens zwischen dem mit Formmessern (9) ausgerüsteten ersten Abschnitt (8) und dem die Drückwerkzeuge (11, 110) tragenden zweiten Abschnitt (10) des Räumbalkens (70) an diesem die Ausnehmungen (5) überstreichende Bürsten (16) angeordnet sind.
Räumwerkzeug nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, – dass das Druckmedium der hydraulischen Drückwerkzeuge (11, 110) über Drosselspritzdüsen zugleich als Kühlschmierstoff und zur Spanabfuhr dient, insbesondere zwischen Abschnitt 8 und 10.
Räumwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, – dass die hydraulische Einrichtung (15) jedes Drückwerkzeuges (11) einen in einer Bohrung (17) des Räumbalkens (70) hydraulisch verschiebebeweglich angeordneten Kolben (18) umfasst, der – an seinem freien Ende ein der Kaltverformung der Ausnehmung (5) dienendes Druckformstück (14) trägt, und – dass das Druckmedium über eine im Räumbalken (70) angeordnete Verteilerleitung (19) zugeführt ist.
Räumwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gesonderte hydraulische Einrichtung (150) jedes Drückwerkzeuges (110) jeweils in einer muldenartigen Vertiefung (20) im Räumbalken (70) angeordnet ist, und – dass über eine im Räumbalken (70) angeordnete Zuführleitung (21) Kühlschmierstoff über Abspritzleitungen (22) in den drei Abschnitten (8, 10, 12) abführbar ist.