DE19650349A1 - Herstellungsverfahren für einen Zylinderblock eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstel­ lungsverfahren für einen Zylinderblock mit einer Zylinder­ laufbuchse eines Verbrennungsmotors.

Es gibt zwei Verfahren zur Herstellung eines Zylinder­ blocks mit einer Zylinderlaufbuchse: 1) Hineinpressen einer bearbeiteten Zylinderlaufbuchse in ein Loch, das in einem Zylinderblock ausgebildet ist, und 2) Einsetzen einer Zy­ linderlaufbuchse, die in einem anderen Schritt hergestellt wurde, in ein Formwerkzeug und dann Führen eines geschmol­ zenen Zylinderblockmaterials in das Formwerkzeug, wodurch der Zylinderblock mit der Zylinderlaufbuchse einstückig ausgeformt wird.

Die japanische Patenveröffentlichung HEI-237955 offen­ bart das vorstehend genannte Herstellungsverfahren 2), wo­ bei eine vorgefertigte Zylinderlaufbuchse in ein Formwerk­ zeug eingeführt wird, dann ein geschmolzenes Zylinderblock­ material in das Formwerkzeug geführt wird, wodurch der Zy­ linderblock mit einer Zylinderlaufbuchse einstückig gegos­ sen wird, und dann die Zylinderlaufbuchse bearbeitet wird.

Bei den herkömmlichen Verfahren bestehen jedoch die folgenden Probleme:
Beim vorstehend beschriebenen Verfahren 1) muß ein Zy­ linderlaufbuchsen-Herstellungsschritt unabhängig vom Zylin­ derblockgießschritt vorgesehen werden, was die Anzahl der Schritte erhöht, die zur Herstellung des Zylinderblocks mit einer Zylinderlaufbuchse notwendig sind.

Beim vorstehend beschriebenen Verfahren 2) besteht, da die Zylinderlaufbuchse in einem Schritt hergestellt wird, der vom Zylinderblockgießschritt unabhängig ist, das glei­ che Problem wie beim Verfahren 1). Außerdem tritt beim Ver­ fahren 2) ein Problem darin auf, daß, da zwischen der Zy­ linderlaufbuchse und dem Formwerkzeug ein Zwischenraum vor­ gesehen werden muß, wenn die Zylinderlaufbuchse in das Formwerkzeug eingebracht ist, die Zylinderlaufbuchse durch einen Abmessungsfehler eines Zylinderlaufbuchsen-Stützelementes bedingt von der korrekten Position versetzt sein kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblocks mit einer Zylinderlaufbuchse für einen Verbrennungsmotor vorzu­ sehen, bei dem die Anzahl der Schritte, die zur Herstellung des Zylinderblocks mit einer Zylinderlaufbuchse notwendig sind, verringert ist und bei dem der Versatz der Zylinder­ laufbuchse bezüglich dem Zylinderblock verhindert oder un­ terdrückt wird.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblocks mit einer Zylinderlaufbuchse für einen Verbrennungsmotor ent­ sprechend der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Schritt zur Ausbildung eines ersten Hohlraums, einen Schritt zur Zufuhr des ersten Materials, einen Schritt zur Ausbildung eines zweiten Hohlraums und einen Schritt zur Zufuhr des zweiten Materials. Im Schritt zur Ausbildung des ersten Hohlraums wird ein erster Hohlraum zur Aufnahme eines der Materialien Zylinderblockmaterial und Zylinder­ laufbuchsenmaterial in diesem zwischen einem Formwerkzeug und einem Kern ausgebildet. Im Schritt zur Zufuhr des ersten Materials wird entweder ein Zylinderblockmaterial oder ein Zylinderlaufbuchsenmaterial in den ersten Hohlraum geführt. Im Schritt zur Ausbildung des zweiten Hohlraums wird ein Abstand zwischen dem Formwerkzeug und dem Kern er­ höht, wodurch an einer Seite des zugeführten der Materia­ lien Zylinderblockmaterial und Zylinderlaufbuchsenmaterial ein zweiter Hohlraum ausgebildet wird, der das andere der Materialien Zylinderblockmaterial und Zylinderlaufbuchsen­ material aufnimmt. Im Schritt zur Zufuhr des zweiten Mate­ rials wird das andere der Materialien Zylinderblockmaterial und Zylinderlaufbuchsenmaterial in den zweiten Hohlraum ge­ führt.

Beim vorstehend beschriebenen Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung muß, da der Zylinderblock und die Zylinderlaufbuchse aufeinanderfolgend unter Verwendung der gleichen Vorrichtung hergestellt werden, die Zylinder­ laufbuchse nicht in einem Schritt unabhängig vom Zylinder­ druckgießschritt hergestellt werden; somit wird die Anzahl der Herstellungsschritte verringert. Ferner wird aufgrund der aufeinanderfolgenden Herstellung des Zylinderblocks und der Zylinderlaufbuchse unter Verwendung der gleichen Vor­ richtung im Unterschied zum herkömmlichen Verfahren, bei dem eine Zylinderlaufbuchse in einem anderen Schritt vorge­ fertigt wurde und dann in ein Formwerkzeug mit einem Zwi­ schenraum eingesetzt wurde, die Zylinderlaufbuchse im Form­ werkzeug nicht versetzt. Da bei der Zylinderlaufbuchse be­ züglich dem Zylinderblock nur ein kleiner Versatz oder kein Versatz vorliegt, muß im Zylinderblock und in der Zylinder­ laufbuchse keine Extra-Wanddicke zur Aufnahme eines Abmes­ sungsfehlers, der durch den Versatz bedingt ist, vorgesehen werden. Als Ergebnis kann die Wanddicke des Zylinderblocks und der Zylinderlaufbuchse dünner gestaltet werden, was den Motor leichter und schlanker gestaltet.

Die vorstehende Aufgabe und die vorstehenden und weite­ re Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzug­ ten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Zu­ sammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher und besser verständlich, in denen:

die Fig. 1A-1D Schnittansichten eines Formwerkzeugs und eines Kerns in einzelnen Schritten eines Verfahrens zur Er­ zeugung eines Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors ent­ sprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind,

die Fig. 2A-2D Schnittansichten eines Formwerkzeugs und eines Kerns in einzelnen Schritten eines Verfahrens zur Er­ zeugung eines Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors ent­ sprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind,

die Fig. 3A-3D Schnittansichten eines Formwerkzeugs und eines Kerns in einzelnen Schritten eines Verfahrens zur Er­ zeugung eines Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors ent­ sprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind,

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Zylinderblocks in einer zur Zylinderbohrungsachse senkrechten Ebene ist, die einen Typ eines Zylinderlaufbuchsenabschnitts zeigt,

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Zylinderblocks in einer zu einer Zylinderbohrungsachse senkrechten Ebene ist, die einen weiteren Typ eines Zylinderlaufbuchsenabschnitts zeigt, und

Fig. 6 ein Schrägriß des Kerns ist.

Die Fig. 1A-1D stellen ein Verfahren entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar; die Fig. 2A-2D stellen ein Verfahren entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar; die Fig. 3A-3D stellen ein Verfahren entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.

Die Fig. 4 bis 6 sind auf ein beliebiges Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung anwendbar. Abschnitte, die allen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ge­ meinsam sind, werden in allen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung mit den gleichen Bezugszeichen be­ zeichnet.

Als erstes werden Abschnitte, die allen Ausführungsbei­ spielen der vorliegenden Erfindung gemeinsam sind, unter Bezugnahme auf zum Beispiel die Fig. 1A-1D und 4-6 erläu­ tert.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblocks mit einer Zylinderlaufbuchse entsprechend einem beliebigen Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist einen Schritt zur Ausbildung des ersten Hohlraums, einen Schritt zur Zufuhr des ersten Materials, einen Schritt zur Ausbil­ dung des zweiten Hohlraums und einen Schritt zur Zufuhr des zweiten Materials auf.

Im Schritt zur Ausbildung des ersten Hohlraums wird ein erster Hohlraum 5 zur Aufnahme eines der Materialien Zylin­ derblockmaterial 3 und Zylinderlaufbuchsenmaterial 4 in diesem zwischen einem Formwerkzeug 1 (das eine Wand zur Ausbildung eines Zylinderlaufbuchsenabschnitts aufweisen kann) und einem Kern 2 ausgebildet. Das Formwerkzeug 1 weist zum Beispiel ein oberes Segment 1a, ein unteres Seg­ ment 1b und eine Vielzahl von Seitensegmenten 1c auf. Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, weist der Kern 2 zum Beispiel eine Vielzahl von blütenblattartigen Elementen 2a, die in einem Kreis angeordnet sind, und ein Kernelement 2b, das sich axial verjüngt und bezüglich den blütenblattartigen Elementen 2a und in Berührung mit den blütenblattartigen Elementen 2a axial beweglich ist, auf. Wenn das Kernelement 2b bezüglich den blütenblattartigen Elementen 2a axial gleitet, verursacht das Kernelement 2b eine Bewegung des blütenblattartigen Elementes 2a in Radialrichtung des Ker­ nes 2. In einem Fall, in dem der erste Hohlraum ein Zylin­ derlaufbuchsen-Ausbildungshohlraum ist, können die ersten Hohlräume 5 aller Zylinder des Motors voneinander unabhän­ gig sein, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, oder können einstückig miteinander ausgebildet sein, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Der Kern 2 wird durch ein Halteelement 10 gehalten.

Im Schritt zur Zufuhr des ersten Materials wird eines der Materialien Zylinderblockmaterial 3 und Zylinderlauf­ buchsenmaterial 4 dem ersten Hohlraum 5 zugeführt.

Im Schritt zur Ausbildung des zweiten Hohlraums wird ein Abstand zwischen dem Formwerkzeug 1 und dem Kern 2 er­ höht, wodurch ein zweiter Hohlraum 6 an einer Seite des einen der Materialien Zylinderblockmaterial 3 und Zylinder­ laufbuchsenmaterial 4, das dem ersten Hohlraum 5 zugeführt wurde, zur Aufnahme des anderen der Materialien Zylinder­ blockmaterial 3 und Zylinderlaufbuchsenmaterial 4 ausgebil­ det wird. Die Erhöhung des Abstandes zwischen dem Formwerk­ zeug 1 und dem Kern 2 wird ausgeführt, indem entweder das Formwerkzeug 1 oder der Kern durch ein anderes Formwerkzeug 1′ oder einen anderen Kern 2′ ersetzt wird oder die blüten­ blattartigen Elemente 2a, die in einem Kreis angeordnet sind, expandiert oder zusammengezogen werden. Der Kern 2′ wird durch ein Stützelement 10′ gestützt.

Im Schritt zur Zufuhr des zweiten Materials wird das andere der Materialien Zylinderblockmaterial 3 und Zylin­ derlaufbuchsenmaterial 4 (das heißt das Material, das nicht in den ersten Hohlraum eingeführt wurde) in den zweiten Hohlraum 6 geführt.

Beim vorstehenden Verfahren werden ein Zylinderblockab­ schnitt und ein Zylinderlaufbuchsenabschnitt unter Verwen­ dung der gleichen zylinderblockerzeugenden Vorrichtung auf­ einanderfolgend ausgebildet. Als Ergebnis werden die Her­ stellung einer Zylinderlaufbuchse unter Verwendung einer anderen Vorrichtung, das Schneiden der Zylinderlaufbuchse, die Bearbeitung der Zylinderlaufbuchse und das Einsetzen der Zylinderlaufbuchse in ein Formwerkzeug, was beim her­ kömmlichen Zylinderblockherstellungsverfahren notwendig war, aus den Zylinderblockherstellungsverfahren entspre­ chend der vorliegenden Erfindung beseitigt, woraus eine Verringerung der Anzahl der Schritte resultiert, die zur Erzeugung eines Zylinderblocks notwendig sind. Außerdem wird, da der Zylinderlaufbuchsenabschnitt und der Zylinder­ blockabschnitt unter Verwendung der gleichen Erzeugungsvor­ richtung gegossen oder erzeugt werden, ein Abmessungsfeh­ ler, dessen Erzeugung während des Einsetzens eines Kernes, der in einer anderen Station hergestellt wurde, in ein Formwerkzeug im herkömmlichen Verfahren bewirkt wird, nicht erzeugt. Ferner besteht nicht die Notwendigkeit, die Dicken der Zylinderlaufbuchse und des Zylinderblockes um den Ab­ messungsfehler zu erhöhen, um den Fehler aufzunehmen. Als Ergebnis wird der Zylinderblock mit einer Zylinderlaufbuch­ se leichter gestaltet und ist kompakt.

Als nächstes werden Abschnitte, die die einzelnen Aus­ führungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kennzeichnen, erläutert.

Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung bezieht sich auf einen Fall, in dem das Zylinderlauf­ buchsenmaterial Aluminium ist und dieses in Form geschmol­ zenen Aluminiums zugeführt wird, und das Zylinderblockmate­ rial Aluminium ist. Als erstes wird der Zylinderblockab­ schnitt und dann der Zylinderlaufbuchsenabschnitt gegossen.

Fig. 1A zeigt einen Zustand, in dem der erste Hohlraum 5 ausgebildet wurde und das Zylinderblockmaterial 3, das Aluminium ist, dem ersten Hohlraum 5 zugeführt wurde, um zu erstarren. Im Schritt zur Ausbildung des ersten Hohlraums wird ein erster Einlauf 7 im Formwerkzeug, zum Beispiel im Seitensegment 1c, ausgebildet. Ferner werden ein Kern 8 des zweiten Einlaufes im Formwerkzeug 1 vorgesehen, zum Bei­ spiel im unteren Segment 1b, und ein Raum 9, zu dem die Be­ wegung des Kernes 8 des zweiten Einlaufes gestattet ist, im Formwerkzeug ausgebildet. Das Element 10 stützt den Kern 2. Jedes blütenblattartige Element 2a des Kerns 2 hat eine Außenfläche einschließlich Vorsprüngen 11, die die Befesti­ gungswirkung (Verankerungsstärke) des Zylinderlaufbuchsen­ abschnitts mit dem Zylinderblockabschnitt erhöhen. Im Schritt zur Zufuhr des ersten Materials wird das Blockmate­ rial 3 aus Aluminium in einem geschmolzenen Zustand in den ersten Hohlraum 5 geführt und erstarrt dann, wodurch der Blockabschnitt gegossen ist.

Fig. 1B stellt einen Kernentfernschritt zur Ausbildung des zweiten Hohlraums 6 dar. Wenn das Zylinderblockmate­ rial, das die Flächen der blütenblattartigen Elemente 2a des Kerns berührt, erstarrt ist, wird das Kernelement 2b in einer Richtung bewegt, die mit Pfeil 12 bezeichnet ist, so daß der Durchmesser des Kreises, auf dem die blütenblattar­ tigen Elemente 2a angeordnet sind, verringert wird, um einen Zwischenraum 13 auszubilden. Dann wird der Kern 2, der die blütenblattartigen Elemente 2a und das Kernelement 2b aufweist, unter Verwendung des Zwischenraumes 13 nach oben bewegt und wird entfernt.

Dann wird, wie es in Fig. 1C dargestellt ist, ein wei­ terer Kern 2′, der kleiner als der Ursprungskern 2 ist und der eine Vielzahl von blütenblattartigen Elementen 2a′ und ein Kernelement 2b′ aufweist, in das Formwerkzeug 1 einge­ führt, so daß ein zweiter Hohlraum 6, der einen Zylinder­ laufbuchsenabschnitt bildet, im gegossenen Zylinderblockab­ schnitt und an einer Seite von diesem ausgebildet wird. Der Kern 2′ wird durch das Stützelement 10′ gestützt. Ferner wird der Kern 8 des zweiten Einlaufs unter Verwendung des Raumes 9 nach unten bewegt, wodurch ein zweiter Einlauf 14 ausgebildet wird.

Fig. 1C stellt den Zustand nach dem Schritt zur Zufuhr des zweiten Materials dar. Ein Zylinderlaufbuchsenmaterial 4 (zum Beispiel übereutektisches kristallines Aluminium A390 mit hohem Si-Anteil) im geschmolzenen Zustand wird durch den zweiten Einlauf 14 in den zweiten Hohlraum 6 ge­ führt. Das Zylinderlaufbuchsenmaterial 4 erstarrt, um einen Zylinderlaufbuchsenabschnitt vorzusehen. Der Zylinderlauf­ buchsenabschnitt ist mit dem Zylinderblockabschnitt ein­ stückig ausgebildet und ist durch Vorsprünge 11 am Zylin­ derblockabschnitt befestigt.

Fig. 1D stellt einen Produktentfernschritt dar. Nach dem Erstarren des Zylinderlaufbuchsenmaterials 4 werden das untere Segment 1b und die Seitensegmente 1c entfernt und die blütenblattartigen Elemente 2′ durch die sich verjün­ gende Struktur bedingt zusammengezogen oder in der Größe verringert, so daß ein Zwischenraum 15 zum Entfernen des Gießprodukts ausgebildet wird. Der Kern 2′ und das Stütz­ element 10′ werden unter Verwendung des Zwischenraums 15 nach oben bewegt (in einer Richtung, die mit Pfeil 12′ be­ zeichnet ist) und werden aus dem Produkt entfernt. Daher wird das Gießprodukt 16 aus dem oberen Segment 1a entfernt.

Die Wulstabschnitte des Produktes 16, die dem ersten und zweiten Einlauf entsprechen, werden mit dem Ziel der Ent­ fernung bearbeitet.

Im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung sind, da ein synthetischer Kern 2, 2′, der jeweils die blütenblattartigen Elemente 2a, 2a′ und das Kernelement 2b, 2b′ aufweist, für den jeweiligen Kern 2, 2′ verwendet wird, die Ausdehnung und das Schrumpfen des Kernes 2, 2′ und das Ersetzen des Kernes 2 durch einen anderen Kern 2′ einfach, so daß die Ausbildung des ersten Hohlraumes 5 und des zwei­ ten Hohlraumes 6 einfach ist.

Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung ist ein Fall, in dem das Zylinderlaufbuchsenmaterial Aluminium ist und in Form eines Pulvers zugeführt wird und das Zylinderblockmaterial Aluminium ist. Wie es in den Fig. 2A-2D dargestellt ist, wird als erstes der Zylinderblockab­ schnitt gegossen und dann der Zylinderlaufbuchsenabschnitt ausgebildet.

Fig. 2A stellt einen Zustand nach dem Schritt zur Aus­ bildung des ersten Hohlraums und dem Schritt zur Zufuhr des ersten Materials dar, wobei der erste Hohlraum ausgebildet wurde und das Zylinderblockmaterial 3, das Aluminium ist, dem ersten Hohlraum zugeführt wurde, um zu erstarren. Im unteren Segment 1b des Formwerkzeuges 1 ist ein zweiter Einlauf 18, durch den Pulver von einer Pulverquelle in den zweiten Hohlraum geführt wird, ausgebildet.

Fig. 2B stellt den Zustand nach dem Schritt zur Ausbil­ dung des zweiten Hohlraums und dem Schritt zur Zufuhr des zweiten Materials dar. Im Schritt zur Ausbildung des zwei­ ten Hohlraums ist der Kern 2 durch einen Kern 2′ ersetzt, der kleiner als der Ursprungskern 2 ist. Der zweite Hohl­ raum 6 ist im Zylinderblockabschnitt und an einer Seite von diesem ausgebildet. Im Schritt zur Zufuhr des zweiten Mate­ rials wird das Zylinderlaufbuchsenmaterial 4, das im Pul­ verzustand ist, durch Einspritzen oder Ansaugen durch den zweiten Pulvermaterialzuführeinlauf 18 in den zweiten Hohl­ raum 6 geführt, um den zweiten Hohlraum 6 zu füllen.

Fig. 2C stellt einen Zustand dar, in dem nach dem Fül­ len des pulverförmigen Zylinderlaufbuchsenmaterials 4 in den zweiten Hohlraum das Kernelement 2b′ des Ersatzkernes 2′ in Axialrichtung, die mit Pfeil 12A bezeichnet ist, be­ wegt wurde, um die blütenblattartigen Elemente 2a′ zu ex­ pandieren. Durch die Expansion des Kernes 2′ bedingt wird das pulverförmige Zylinderlaufbuchsenmaterial 4 gepreßt, damit seine Dichte erhöht wird. Zum Zeitpunkt der Expansion des Kernes 2′ wird der Einlauf 18 durch den Kern 2′ ge­ schlossen und das im Einlauf 18 verbleibende Pulver durch die Ansaugvorrichtung (nicht gezeigt) wiedergewonnen.

Dann wird das pulverförmige Zylinderlaufbuchsenmaterial 4 im zweiten Hohlraum 6 durch Erwärmung des Kernes 2′ unter Verwendung von zum Beispiel einer elektromagnetischen In­ duktionsvorrichtung erwärmt, damit dieses fest wird. Die Erwärmung des pulverförmigen Materials 4, das in den zwei­ ten Hohlraum 6 geführt wurde, kann nach dem Pressen des pulverförmigen Materials zur Erhöhung seiner Dichte ausge­ führt werden oder ohne den Preß- und Dichteerhöhungs­ schritt.

Fig. 2D stellt einen Schritt dar, in dem das Produkt aus dem Formwerkzeug und dem Kern entfernt wird. In dem Schritt wird nach dem Entfernen des unteren Segmentes 1b und der Seitensegmente 1c das Kernelement 2b′ in eine Rich­ tung, die mit Pfeil 12A′ bezeichnet ist, bewegt, um dadurch den Kern 2′ zu schrumpfen oder zusammenzuziehen. Dann wird das Produkt 16 vom oberen Segment 1a und vom Kern 2′ ent­ fernt.

Im zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung muß, da ein pulverförmiges Material für das Zylinder­ laufbuchsenmaterial 4 verwendet wird, ein Abschnitt zum Gießen des Zylinderlaufbuchsenabschnittes nicht vorgesehen werden, so daß die Gießvorrichtung vereinfacht ist. In einem Fall, in dem das pulverförmige Material gepreßt wird, wird die Dichte des Materials erhöht, so daß eine hohe Qua­ lität des Zylinderlaufbuchsenabschnitts erzeugt wird.

Im vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel muß, obwohl die blütenblattartigen Elemente 2a mit größeren Ausmaßen durch die blütenblattartigen Ele­ mente 2a′ mit geringeren Ausmaßen ersetzt werden, das Er­ setzen nicht notwendigerweise ausgeführt werden, wenn ge­ stattet wird, daß die Vorsprünge der Außenflächen der blü­ tenblattartigen Elemente 2a auf eine Innenfläche des Zylin­ derlaufbuchsenabschnitts übertragen werden (zum Beispiel in einem Fall, in dem die Innenfläche des Zylinderlaufbuchsen­ abschnitts bearbeitet wird und der Bearbeitungsbetrag er­ höht wird).

Das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung ist ein Fall, in dem das Zylinderlaufbuchsenmaterial 4 Gußeisen ist und in Form eines geschmolzenen Materials zu­ geführt wird, und das Zylinderblockmaterial Aluminium ist. Als erstes wird der Zylinderblockabschnitt gegossen und dann der Zylinderlaufbuchsenabschnitt ausgebildet, da Guß­ eisen einen höheren Schmelzpunkt als Aluminium hat.

Fig. 3A stellt einen Zustand nach dem Schritt zur Aus­ bildung des ersten Hohlraums und dem Schritt zur Zufuhr des ersten Materials dar. Das Formwerkzeug 1 hat eine Wand 1d zur Ausbildung des Zylinderlaufbuchsenabschnitts. Im Schritt zur Ausbildung des ersten Hohlraumes wird der erste Hohlraum 5 zwischen der Wand 1d zur Ausbildung des Zylin­ derlaufbuchsenabschnitts und dem Kern 2 ausgebildet. Im Schritt zur Zufuhr des ersten Materials wird das Zylinder­ laufbuchsenmaterial 4 des geschmolzenen Gußeisens in den ersten Hohlraum 5 geführt, um diesen durch Einspritzen oder Ansaugen über einen ersten Einlauf 19 zu füllen. Die Wand 1d zur Ausbildung des Zylinderlaufbuchsenabschnitts ist im oberen Segment 1a einstückig ausgebildet. Die Wand 1d zur Ausbildung des Zylinderlaufbuchsenabschnitts legt eine Außenfläche der einstückigen Zylinderlaufbuchse, die aus einer Vielzahl von Zylinderlaufbuchsen ausgebildet ist, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, fest. Der Kern 2 wird in das Formwerkzeug 1 bei expandierten blütenblattartigen Elemen­ ten 2a eingesetzt; die Wand 1d zur Ausbildung des Zylinder­ laufbuchsenabschnitts wird in eine Position eingestellt, die von den Außenflächen der expandierten blütenblattarti­ gen Elemente 2a mit der Dicke eines Zylinderlaufbuchsenab­ schnitts (eine Dicke des ersten Hohlraumes 5) beabstandet ist. Wenn das Zylinderlaufbuchsenmaterial 4 aus geschmolze­ nem Gußeisen in den ersten Hohlraum 5 geführt wird, um den ersten Hohlraum 5 zu füllen, wird ein Kühlmittel (zum Bei­ spiel Kühlwasser) durch einen Kühlkanal 20, der in der Wand 1d zur Ausbildung des Zylinderlaufbuchsenabschnitts ausge­ bildet ist, geführt, wodurch das Erstarren des geschmolze­ nen Metalls unterstützt wird. Vorzugsweise ist die Wand 1d zur Ausbildung des Zylinderlaufbuchsenabschnitts aus einem Material auf Kupferbasis hergestellt, das eine hohe thermi­ sche Leitfähigkeit hat.

In einem in Fig. 3B dargestellten Schritt wird die Wand 1d zur Ausbildung des Zylinderlaufbuchsenabschnitts zur Seite und dann nach oben (in eine Richtung, die mit Pfeil 12B bezeichnet ist) bewegt, um entfernt zu werden. Die seitliche Bewegung der Wand 1d zur Ausbildung des Zylinder­ laufbuchsenabschnitts kann durch einen Mechanismus, der ähnlich dem der blütenblattartigen Elemente des Kernes oder einem Zylinder ist, geführt werden. Vor dem Entfernen der Wand 1d zur Ausbildung des Zylinderlaufbuchsenabschnitts wird zu einem Zeitpunkt, zu dem das Gußeisen im Zylinder­ laufbuchsenabschnitt erstarrt ist, jedoch das Gußeisen im Einlauf 19 noch nicht erstarrt ist, das Einspritzen oder das Ansaugen des geschmolzenen Gußeisens angehalten und das Gußeisen im Einlauf 19 zur Gußeisenquelle zurückgeführt.

Im in Fig. 3C dargestellten Schritt werden ein Kern 1e zur Ausbildung eines Kühlwassermantels und eine Vielzahl von Seitenkernen 1c in das Formwerkzeug 1 eingesetzt; dann wird das Blockmaterial 3 aus Aluminium in geschmolzenem Zu­ stand in den zweiten Hohlraum eingespritzt, um den Zylin­ derblockabschnitt auszubilden. Fig. 3D stellt einen Zustand dar, in dem das untere Segment 1b und die Seitensegmente 1c entfernt wurden und der Kern 2 zusammengezogen wurde und in eine Aufwärtsrichtung, die mit Pfeil 12B′ bezeichnet ist, bewegt wird. Dann wird ein Produkt 16 (ein Zylinderblock mit einer Zylinderlaufbuchse) vom oberen Segment entfernt.

Im dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung schmilzt, da als erstes das geschmolzene Gußeisen die Erstarrung beendet hat und dann das geschmolzene Aluminium 3 zugeführt wird, der Zylinderlaufbuchsenabschnitt während des Gießens des Zylinderblockabschnitts nicht.

Die Fig. 4 und 5 stellen zwei Typen von Zylinderlauf­ buchsenabschnitten dar. Insbesondere sind im Zylinderlauf­ buchsenabschnitt des Typs von Fig. 4 Zylinderlaufbuchsen-Ausbildungshohlräumen aller Zylinder des Motors unabhängig voneinander. Daher liegt zwischen benachbarten Zylinder­ laufbuchsenabschnitten Zylinderblockmaterial 3 vor. Vor­ zugsweise wird dieser Typ von Zylinderlaufbuchsenabschnitt beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung angewendet. Im Zylinderlaufbuchsenabschnitt des Typs von Fig. 5 sind Zylinderlaufbuchsen-Ausbildungshohlräume aller Zylinder des Motors einstückig miteinander ausgebildet. Vorzugsweise wird dieser Typ von Zylinderlauf­ buchsenabschnitt beim dritten Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung angewendet.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die fol­ genden Vorteile erhalten:
Als erstes kann, da der Zylinderlaufbuchsenabschnitt und der Zylinderblockabschnitt aufeinanderfolgend unter Verwendung der gleichen Vorrichtung ausgebildet werden, die Anzahl der Schritte, die bei der Herstellung erforderlich ist, verringert werden. Ferner kann die Genauigkeit der Ab­ messungen während der Herstellung des Zylinderblocks mit einer Zylinderlaufbuchse verbessert werden, so daß die Ver­ ringerung der Dicken des Zylinderlaufbuchsenabschnitts und des Zylinderblockabschnitts, die Verringerung des Gewichts des Motors und die kompakte Gestaltung des Motors möglich sind.

Zweitens sind durch die Verwendung des Kernes ein­ schließlich der blütenblattartigen Elemente und des Kern­ elementes die Ausbildung der Hohlräume einfach und die Her­ stellungsschritte vereinfacht.

Als drittes ist durch die Verwendung eines pulverförmi­ gen Materials für das Zylinderlaufbuchsenmaterial und die Erwärmung des pulverförmigen Materials zum Festwerden von diesem das Gießen des Zylinderlaufbuchsenabschnitts nicht zwangsläufig erforderlich, so daß eine Gießvorrichtung für diesen vereinfacht ist.

Als viertes ist durch das Pressen des pulverförmigen Materials durch die blütenblattartigen Elemente des Kernes vor der Erwärmung des pulverförmigen Materials die Dichte des pulverförmigen Materials erhöht und die Qualität des Zylinderlaufbuchsenabschnitts verbessert.

Schließlich kann in einem Fall, in dem das Zylinder­ laufbuchsenmaterial Gußeisen ist und das Zylinderblockmate­ rial Aluminium ist, indem als erstes der Zylinderlaufbuch­ senabschnitt gegossen wird und dann der Zylinderblockab­ schnitt gegossen wird, das Schmelzen des Zylinderlaufbuch­ senabschnitts während das Gießen des Zylinderblockab­ schnitts verhindert werden.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderblocks mit einer Zylinderlaufbuchse für einen Verbrennungsmotor weist somit die Schritte auf: Ausbildung eines ersten Hohlraum zwischen einem Formwerkzeug und einem Kern, Führen von einem der Materialien Zylinderblockmaterial und Zylinder­ laufbuchsenmaterial in den ersten Hohlraum, Ausbildung eines zweiten Hohlraums durch Expansion oder Schrumpfung des Kernes oder Ersetzen des Kerns durch einen anderen Kern, und Führen des anderen der Materialien Zylinderblock­ material und Zylinderlaufbuchsenmaterial in den zweiten Hohlraum. Der Zylinderblock mit einer Zylinderlaufbuchse wird fortlaufend unter Verwendung der gleichen Vorrichtung erzeugt.

Claims (21)

1. Herstellungsverfahren für einen Zylinderblock eines Verbrennungsmotors, das die Schritte aufweist:
Ausbildung eines ersten Hohlraumes (5) zwischen einem Form­ werkzeug (1) und einem Kern (2) zur Aufnahme eines der Ma­ terialien Zylinderblockmaterial (3) und Zylinderlaufbuch­ senmaterial (4) in diesem,
Führen des einen der Materialien Zylinderblockmaterial (3) und Zylinderlaufbuchsenmaterial (4) in den ersten Hohlraum (5),
Erhöhen des Abstandes zwischen dem Formwerkzeug (1) und dem Kern (2), wodurch ein zweiter Hohlraum (6) an einer Seite des zugeführten der Materialien Zylinderblockmaterial (3) und Zylinderlaufbuchsenmaterial (4) zur Aufnahme des ande­ ren der Materialien Zylinderblockmaterial (3) und Zylinder­ laufbuchsenmaterial (4) ausgebildet wird, und
Führen des anderen der Materialien Zylinderblockmaterial (3) und Zylinderlaufbuchsenmaterial (4) in den zweiten Hohlraum (6).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Kern (2) eine Vielzahl von blütenblattartigen Elementen (2a), die in ei­ nem Kreis angeordnet sind, und ein Kernelement (2b), das bezüglich den blütenblattartigen Elementen (2a) axial be­ weglich ist, aufweist, wobei der Schritt zur Ausbildung des zweiten Hohlraums die Verringerung eines durch die blüten­ blattartigen Elemente (2a) definierten Durchmessers durch Bewegung des Kernelements (2b) aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem während des Schritts zur Ausbildung des zweiten Hohlraums der Kern (2) durch einen anderen Kern (2′), der eine andere Größe als der Kern (2) hat, ersetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Gießen des Zylinderblocks und das Ausbilden des Zylinderlaufbuchsenab­ schnitts aufeinanderfolgend, um ein Produkt auszubilden, und das Entfernen des Produktes vom Formwerkzeug (1) und vom Kern (2) aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Hohlraum (5) oder der zweite Hohlraum (6) ein Zylinderlaufbuchsen-Ausbildungshohlraum ist und die Zylinderlaufbuchsen-Ausbildungshohlräume aller Zylinder des Verbrennungsmotors von­ einander unabhängig sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Hohlraum (5) oder der zweite Hohlraum (6) ein Zylinderlaufbuchsen-Ausbildungshohlraum ist und die Zylinderlaufbuchsen-Ausbildungshohlräume aller Zylinder des Verbrennungsmotors mit­ einander einstückig ausgebildet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Zylinderlauf­ buchsenmaterial (4) Aluminium ist und in Form geschmolzenen Aluminiums zugeführt wird und das Zylinderblockmaterial (3) Aluminium ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem als erstes ein Zy­ linderblockabschnitt im ersten Hohlraum (5) gegossen wird und im Anschluß ein Zylinderlaufbuchsenabschnitt im zweiten Hohlraum (6) ausgebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner das Versehen des Kerns mit einer Außenfläche mit Vorsprüngen (11) zur Erhö­ hung der Verankerungsstärke eines Zylinderlaufbuchsenab­ schnitts mit einem Zylinderblockabschnitt aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner aufweist: Aus­ bilden eines ersten Einlaufes (7) im Formwerkzeug (1) und Einsetzen eines Kerns (8) des zweiten Einlaufs in das Form­ werkzeug (1), wo ein Raum (9), zu dem die Bewegung des Kerns (8) des zweiten Einlaufs gestattet ist, ausgebildet ist, und wobei das eine der Materialien Zylinderblockmate­ rial (3) und Zylinderlaufbuchsenmaterial (4) in geschmolze­ nem Zustand in den ersten Hohlraum (5) durch den ersten Einlauf (7) geführt wird, dann der Kern (8) des zweiten Einlaufs in den Raum (9) bewegt wird, um dadurch einen zweiten Einlauf auszubilden, und dann das andere der Mate­ rialien Zylinderblockmaterial (3) und Zylinderlaufbuchsen­ material (4) in einem geschmolzenen Zustand in den zweiten Hohlraum (6) durch den zweiten Einlauf geführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Entfernen der Abschnitte des Zylinderblockmaterials (3) und des Zy­ linderlaufbuchsenmaterial (4), die im ersten Einlauf (7) und im zweiten Einlauf erstarrt sind, nach dem Herausnehmen eines Gießproduktes aus dem Formwerkzeug (1) und dem Kern (2) aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Zylinderlauf­ buchsenmaterial (4) Aluminium ist und in Form von Pulver zugeführt wird, und das Zylinderblockmaterial (3) Aluminium ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem als erstes ein Zy­ linderblockabschnitt im ersten Hohlraum (5) gegossen wird und im Anschluß ein Zylinderlaufbuchsenabschnitt im zweiten Hohlraum (6) ausgebildet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner das Versehen des Kerns (1) mit einer Außenfläche mit Vorsprüngen (11) zur Befestigung eines Zylinderlaufbuchsenabschnitt an einem Zylinderblockabschnitt aufweist.

15. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner das Ausbilden eines ersten Einlaufes (7) und eines zweiten Einlaufes (18) im Formwerk (11) aufweist, und bei dem das eine der Mate­ rialien Zylinderblockmaterial (3) und Zylinderlaufbuchsen­ material (4) durch den ersten Einlauf (7) in geschmolzenem Zustand in den ersten Hohlraum (5) geführt wird und das an­ dere der Materialien Zylinderblockmaterial (3) und Zylin­ derlaufbuchsenmaterial (4) in Form von Pulver durch den zweiten Einlauf (18) in den zweiten Hohlraum geführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem nach dem Zuführen des Zylinderlaufbuchsenmaterials (4) in den zweiten Hohl­ raum, um den zweiten Hohlraum (6) zu füllen, das Zylinder­ laufbuchsenmaterial (4) in Form von Pulver gepreßt wird, um die Dichte zu erhöhen, und dann das Zylinderlaufbuchsenma­ terial (4) erwärmt wird, um das Zylinderlaufbuchsenmaterial fest werden zu lassen.

17. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem nach dem Zuführen des Zylinderlaufbuchsenmaterials (4) in den zweiten Hohl­ raum (6), um den zweiten Hohlraum (6) zu füllen, das Zylin­ derlaufbuchsenmaterial (4) in Form von Pulver erwärmt wird, um das Zylinderlaufbuchsenmaterial (4) ohne Pressen fest werden zu lassen.

18. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Zylinderlauf­ buchsenmaterial (4) Gußeisen ist und in einem geschmolzenen Zustand zugeführt wird und das Zylinderblockmaterial (3) Aluminium ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem als erstes ein Zy­ linderlaufbuchsenabschnitt gegossen wird und dann ein Zy­ linderblockabschnitt gegossen wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18, das ferner aufweist: Ver­ sehen des Formwerkzeugs (1) mit einer Wand (1d) zur Ausbil­ dung des Zylinderlaufbuchsenabschnitts, so daß ein Raum zwischen der Wand (1d) zur Ausbildung des Zylinderlaufbuch­ senabschnitts und dem Kern (2) den ersten Hohlraum (5) festlegt, und wobei das Zylinderlaufbuchsenmaterial (4) in geschmolzenem Zustand in den ersten Hohlraum (5) geführt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, das ferner das Vorsehen der Wand (1d) zur Ausbildung des Zylinderlaufbuchsenab­ schnitts des Formwerkzeugs (1), die aus Kupfer gefertigt ist, aufweist, wobei in der Ausbildungswand (1d) ein Kühl­ kanal (20) ausgebildet ist und wobei, wenn das Zylinder­ laufbuchsenmaterial (4) in den ersten Hohlraum (5) geführt wird, die Strömung von Kühlwasser durch den Kühlkanal (20) bewirkt wird.