DE2501357A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines gegossenen gestells fuer eine hubkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines gegossenen uestclls für eine dubkolbenbrennkraftmaschine Lie Erfindung betrifft ein Verfahren nd eine Torrichtung zum erstellen eines gegossenen Gestells für eine mebrzylindrige Hubkolbenbrennkraftmaschine, das in den Querwänden zwischen den Zylindern Zugankerpfeifen aufweist, unter Verwendung von in einer festen Form einbesetzten Kurbelraumkernen für die Räume zwischen den Querwänden und von Zugankerpfeifenkernen, die zwischen den Kurbelraumkernen festgelegt werden.
• Der Reaktionskraftfluß zwischen Zylinderdeckel und Kurbelwellenlager soll in großen hochbelasteten tiesellotoren durch Zuganker gehen. Denn der für GesUcll und ylinderblöcke wirtschaftlichste Werkstoff Gußeisen kann die Reaktionskräfte schlecht aufnehmen. Große Zugwecksellasten können von Zugankern aber nur dann aufgenommen werden, wenn sie mit großen vorgespannten Bauteilquerschnitten um sie Ferum zusammenwirken, die durch die Formgebungsköglichkeiten von Gußeisen besonders gut zu vorwirklichen sind.
• Da Gestelle vielzylindriger Motoren lang sind und viele Querwände haben, werden viele Kurbolraumkerne für ihre Herstellung benötigt, die zum Ausgleich der unterschied lichen Schrumpfung beim Abkühlen des Gußwerkstoffs in unterschiedlichen Abständen zueinander in die Form eingesetzt werden sollten. Da die kerne für die Zugankerpfeifen in den Gestellquerwänden direkt auf dem Stoß der Kurbelraumkerne anzuordnen sind, wodurch sich ihre Kernlager je zur hälfte in zwei benachbarten Kurbelraumkernen befinden, ist durch eine Berücksiebtigung der unterschiedlichen Schrumpfung ein Verschieben der ulrbelraumkerne gegeneinander jedoch nicht möglich. Es bestünde sonst Gefahr, daß diese Zugankerpfeifenkerne in ihrer Langerung gelockert und während des Ausgießens der Giebform von den Gußmaterial weg gedrückt werden konnen.Außerdem verlangt die Fixierung der Zugankerpfeifenkerne auf der teilung der Kurbelraumkerne große handwerkliche Geschicklichkeit von dem ausführenden Former, was die Zugankerpfeifengestaltung zur Berücksichtigung des Kraftflußes stark beschränkt, wenn die Former nicht überfordert und dadurch die Ausschußgefahr ernöht werden soll.
• Davon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,ein gegossenes Gesiell einer Hubkolbenbrennkraftmaschine der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei den; die gewünschte Formgebung mit einfachen Mitteln durch entsprechende Kernanordnungen bei schneller und wirtschaftlicher iernmentage verwirklicht werden kann.
• Die Aufgabe wird erfindumgsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Kugankorpfeifenkern beidendig nur jeweils an einem Kurbelraumkern angebaut and mit Num fest verbunden wird und dann die kurbelraumkerne einzeln in der Form eingesetzt und ausgerichtet werden. Durch diese Naßnahme ist eine gute Halterung der Zugankerpfeifenkerne an den Kurbelraumkernen an ihren beiden Enden gewährleistet und es kann diese Kerngruppe beim Zurichten der Giebform einzeln ein- aus ausgebaut werden, sofern dies für .»ontrollen und Korrekturen notwendig erscheint. Durch diese Kurbelraumkernbauart besteht die Möglichkeit, der underschiedlichen Schrumpfung entlang der Längsachse beim Abkühlen des Gußstücks einfach entgegenzuwirken, indem die Kurbelraunilterne mit den Zugankerpfeifenkernen je e nach errechneter SChrumpfung in Längsrichtung in verschiedenen Abständen angeordnet werctar Vorzugsweise werden zum Einrichten der Kurbelraumkerne Distanzbleche unterschiedlicher Stärke vorgesehen.
• Vorteilhaft weisen die Kurbelraumberne in unteren Bereich mindestens zwei Ansätze auf, auf die die Zugankerpfeifenkerne aufsetzbar in.
• Nach einer weiteren vorteiliiaften Ausgestaltung der Brfindung sind durch entsprechende Ausbildung der einzelnen Kurbelraumkerne die Querwände im Bereich d.er unteren Kurbellagerhälfte doppelwandig auszuführen. Dadurch werden neben großen Druckquerschnitten für die Zugankerverspannung die Kurbelwellenlagerungen in der Höchstbelastungszone versteift und die Gewindebutzen für die Lagerdeckelschrauben erhalten große Anschlußquerschnitte, ohne daß dafür in Gußstückmitte große Wandverdickungen entstehen. Die Doppelwand kann so zu den Rippen zwischen Zugankerpfeifen und Gestellfußkästen angeordnet sein, daß sie die Kurbelwellenlagerung zum hotorfundarnent hin gut abstützt. Abweichend von der Darstellung können Doppelwände oder deren Stoßstellen aucb beliebig örtlich verdickt werden, wenn dies für guten riaterialfluß und Nachsaugmöglichkeit beim Abgießen des Bauteils wünschenswert zu sein scheint.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung mehrerer Ausfuhrungsbeispiele anhand der zeichnungen in Verbindung mit den zusätzlichen Unteransprüchen.
• Es zeigen Figur 1 eine hälfte einer Querwand eines gegossenen Gestells, Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1, Figur einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 1, Figur 4 bis Figur 10 Schnitte entlang der Linien IV-IV bis X-X in Figur 3 in verschiedenen Ebenen, Figur 11 einen Schnitt entlang der Linie XI-XI in Figur 1, Figur 12 einen Längs schnitt entlang der Linie tII-XII in Figur 1, Figur 13 einen Längsschnitt entlang der Linie XIII-XIII in Figur 1, Figur 14 einen Schnitt entlang der Linie XIV-XIV in Figur -, Figur 15 einen Schnitt einer Kernmontage durch eine Zugankerpfeife in Motorlängsrichtung, Figur 16 einen Horizontalschnitt durch eine Rernmontage entlang der Linie XVI-XVI in Figur 15, Figur 17 einen Horizontalschnitt durch eine Kernmontage entlang der Linie XVII-XVII in Figur 15, Figur 18 bis Figur 22 weitere Ausschnitte von Ausführungsbeispielen von Kernmontagen in einer der Figur 15 entsprechenden Darstellung, Figur 23 eine schematische Darstellung einer bisherigen Ausführungsform, Figur 24 und Figur 25 schematische Darstellungen der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
• In Figur 1 ist ein unterer il eines gegossenen Gestells, das mit 1 bezeichnet ist, dargestellt. Die dargestellten Partien des Gestells 1 werden als Kurbelraum 2 und Kurbelraumboden 3 oder Ölwanne bezeichnet. Zur Befestigung des Gestells 1 im Schiffsrumpf oder auf Fundament-Sockeln für stationäre Anlagen dient ein seitlich erkennbarer Gestellfuß 4. Die in einer Fteihe angeordneten Kurbelräume sind durch Gestellquerwände 5 unterteilt. In diesen Gestellquerwänden 5 befinden sich die Pfeifen 6 für die Zuganker.
• Im mittleren Bereich 7 der Zugankerpfeifen 6 befinden sich die Gewindebutzen 8 für die Lagerdeckelschrauben 9. Diese Lagerdeckelschrauben 9 reichen durch die Lagerdeckel 10 und greifen in die Gewindebutzen 8 ein.
• Diese Gewindebutzen 8 sind durch günstige Übergänge mit den Gestellquerwänden 5 so verbunden, daß übermäßige Materialanhäufung vermieden wird, wie aus Figur 13 ersichtlich. Unterhalb des unteren Bereiches 11 der Zugankerpfeifen 6 sind die Gestellquerwände ausgebaucht, wie Figur 11 erkennen läßt. Diese Ausbauchung der Gestellquerwände 5 ist hier mit 12 bezeichnet. Die Gestellquerwände 5 sind im mittleren Bereich 7 als Doppelwand 13 ausgebildet, wie aus Figur 2 und den einzelnen Schnitten in Figur 3 ersichtlich ist. Dadurch werden neben großen Drickquerschnitten für die Zuganlçerverspannung die höchstbeanspruchte Zone der Eurbelwellenlagerungen, nämlich die Hohlkehlen an der Lagerdeckelauflage versteift und die Gewindebutzen 8 für die Lagerdeckelschrauben 9 erhalten große Anschlußquerschnitte, ohne daß dadurch in Gußstückmitte große Wandverdickungen entstehen. Diese Doppelwand 13 zu den Rippen 14 hin zwischen Zuganke-.y,Leifen 6 und den Gestellfüßen 4 stützt die Kurbe,lwellenlagerung zum Isotorfundament hin gut ab.
• Die Zugankerpfeifen 6 enden in einer Öffnung 15 für die Mutten der Zuganker.
• Um ein derartiges zuvor beschriebenes Gestell abgießen zu können, muß zuerst eine Gießform erstellt werden. In dieser Gießform werden Kerne eingesetzt, die nach dem Abguß die Hohlräume dieses Gestells 1 bilden.
• An die Kerne 16 für den Kurbelraum 2 werden in einem eigenen Arbeitsgang die Zugankerpfeifenkerne 17 angebaut, fest verbunden und anschließend als komplette Einheiten für jeden Kurbelraum in die Form eingelegt.
• Figur 15 läßt eine derartige Montage von Kurbelraumkernen 16 mit den Zugankerpfeifenkernen 17 erkennen.
• Die Kurbelraumkerne 16 und die Zugankerpfeifenkerne 17 gehören in diesem Fall zu einer Kerneinheit, die neben den bereits eingebauten Kurbelraumkern 18 gestellt wird. Durch diesen Aufbau besteht die Löglicllkeit, daß alle Kurbelraumkerne einzeln ein- und ausgebaut und äe nach errechnetem Schrumpfmaß in entsprechenden Abständen in der Form aufgestellt werden können. Dies geschieht indem die Kurbelraumkerne 16 in Längsrichtung versetzt werden und je nach Abstand zwischen den einzelnen Kurbelraumkeren 16, 18 Distanzbleche unterschiedlicher Stärke eingeschoben werden.
• Durch diese Distanzbleche werden die einzelnen Kurbelraumkerne 16, 18 in ihrem Längsabstand fixiert. Die Kurbelraumkerne 16 haben Ansätze 19 mit Kermlagern 20, in denen die Zugankerpfeifenkerne 17 fixiert werden.
• Im oberen Bereich der KurbelrauSrerne 16 werden die Zugankerpfeifenkerne 17 mit ihren Ansätzen 21 in den Ausnehmungen 22 der Kurbelraumkerne 16 aufgelegt. Der in Figur 15 nicht schraffierte Bereich wird während des Abgußes mit Gußeisen gefüllt und stellt die Gestellquerwand 5 mit den Zugankerpfeifen 6 dar. Die Kurbelraumkerne 18 weisen Ausnehmungen 23, wie aus Figur 18 zu erschen ist, auf, in die Ansätze 19 der nachfolgenden Kurbelraumkerne 16 eingreifen.
• Solche Ausnelmungen 27 und Ansätze 26 könne, wie aus Figur18 ersichtlich ist, wo die Kubelraumkern mit 24, ç 25 bezeichnet sind, rechts und links an einer Querwand in uterschiedlichen Richtungen wie dargestellt oder auc in gleicher Richtung angeordnet sein, wobei der auf den Ansatz 26 stehende Zugankerpfeifenkern 28 zu dom Kurbelraumkern 24 gehört. Der Zugankerpfeifenkern 29, der auf einen Ansatz des vorhergehenden Kurbelraumkerns 25 aufgesetzt ist, bildet mit den Zugankerpfeifenkern 23 die nach dem Ausgießen der Gießform entstehenden Hohlräume für die Zugankerpfeifen der Ge bellquerwände.
• Weiter besteht nach Figur 19 die Möglichkeit, auf den Ansätzen 30, die entsprecheend vergrößert ausgeführt werden müssen, der Kurbelraumkerne 31 mehrere Zugankerpfeifenlierne 32, 33 aufzusetzen. Die Ausnehmung der Kubelraumkerne 34 müßte entsprechend größer werden, um die größeren Ansätze 30 aufnehmen zu können. In Pigur 20 ist der bereich der Zugankerpfeifenkerne 32, 33 dargestellt, der schnittmäßig oberhalb der in Figur lcl abgebildeten Schnittanordnung liegt.
• Eine weitere Gestaltungsmöglichkeit von Ansätzen und Ausnehmungen für die Halterung von Zugankerpfeifenkernen ist aus der Figur 21 ersichtlich. Eier kann der bisherige Bereich her Anstze der Kurbelraumkerne so ausgestaltet sein, daß der Kurbelraumkern 35 einen Ansatz 36 und eine Ausnehmung 37 aufweiset;, wobei nur ein Zugankerpfeifenkern 3u auf dessen Ansatz 30 aufgesetzt ist. Der weitere Zugankerpfeifenkern 39 gehört nach dieser Variante bereits zu dem Ansatz 40 des vorausgehenden Kurbelraumkerns 41.
• In Figur 23 ist die bisherige kusführungsform einer Kurbelraumkernmontage im Längs schnitt gesehen dargestellt. Ifier soll verdeutlicht werden, daß eine derartige Montageanordnung äußerst ungünstig ist, da die Lagerung des Zugankerpfeifenkerns, der hier mit 42 bezeichnet ist, direkt auf dem Stoß 43 der jeweils aneinandergefügten Kurbelraumkerne 44 und 45 vorgesehen ist. Eine Einzeleinrichtung der Kurbelraumkerne 44, 45 ist nach dieser bisherigen Ausführung nicht möglich, da die Zugankerpfeifenkerne 42 nach Entfernen des Kurbelraumkerns 44 keinen Halt mehr haben. Die erlindungsgemäße Lösung wurde der besseren Vorstellung wegen in Figur 24 und 25 in einer Seitenansicht bzxr. einer Draufsicht mit der Figur 23 verßlichen. Da diese Figuren 24 tind 25 den Figuren 15 und 13 entsprechen, wurden die gleichen Positionsnummern wie in den Figuren 15 und 18 verwendet.

Claims (11)

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines gegossenen Gestells für eine mehrzylindrige Hubkolbenbrennkraftmaschine, das in den Querwänden zwischen den Zylindern Zugankerpfeifen aufweist, unter Verwendung von in einer festen Form eingesetzten Kurbelraumkernen für die Räume zwischen den Querwänden und von Zugankerpfeifenkernen, die zwischen den Kurbelraumkernen festgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß å jeder Zugankerpfeifenkern (17, 28, 29, 32, 33, 38, 39) beidendig nur jeweils an einem Kurbelraumkern (16, 18, 24, 25, 31, 34, 35, 41) so angebaut und mit ihm fest verbunden wird und dann die EurbelraumRerne (16, 18, 24, 25, 31, 34, 35, 41) einzeln in der Form eingesetzt und ausgerichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einrichten der Kurbelraumkerne (16, 18, 24, 25, 31, 34, 35, 41) Distanzbleche unterschiedlicher Stärke zwischen diesen Kurbelraum.

kernen (16, 18, 24, 25, 31, 34, 35, 41) eingelegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugankerpfeifenkerne (17, 28, 29, 32, 33, 38, 39) mittels Bindemitteln oder Bindeelementen an den Kurbelraumkernen (16, 1S, 24, 25, 31, 34, 35, 41) festgelegt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder lÇurbelraumkern (16, 18, 24, 25, 31, 34, 35, 41) im unteren Bereich mindestens zwei Ansätze (19, 26, 46, 30, 36, 40) aufweist, auf die die Zugankerpfeifenkerne (17, 28, 29, 32, 33, 38, 39) aufsetzbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Zugankerpfeifenkerne (17, 28, 29, 32, 33, 38, 39) einer Querwand (5) an je einem der Querwände (5) begrenzenden Kurbelraumkern (16, 24, 25, 31, 35, 41) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kurbelraumkern (18, 34) an jeder Seite mindestens zwei Ausnehmungen (22) aufweist, in die die Ansätze (21) an den Zugankerpfeifenkernen (17) eingreifen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kurbelraumkern (16, 18, 24 25, 31, 34, 35, 41) zur Erzielung einer die Zugankerpfeifen (6) umschließenden doppelwandigen (13) Querwand (5) zumindest partiell zu den 3ugankerpfeifenkernen (17, 28, 29, 32, 33, 38, 39) parallele Vertiefungen aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kurbelraumkern (16, 18, 24, 25) zvei Fugankerpfeifenkerne (17, 28, 29) zugeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kurbelraumkern (31, 34, 35, 41) vier Zugankerpfeifenkerne (32, 33, 38, 39) zugeordnet sind.

10. Vorrichtung nnah Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ansätzen (19, 20, 46, 30, 36, 40) der kurbelraumkerne Fixierungen (20) für die Zugankerpfeifenkerne (17, 28, 29, 32, 33, 32, 39) vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, diB jeder Kurbelraumkern (24, 25) im ßereich der beiden Seiten jeder Querwand (5) je einen Ansatz (26, 46) und eine Ausnehmung (27, 48) aufweist.