DE4325770A1

DE4325770A1 - Method for the manufacture of a crankcase of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE4325770A1
Application number: DE19934325770
Authority: DE
Inventors: Armin Dipl Ing Bauder
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1993-07-31
Filing date: 1993-07-31
Publication date: 1995-02-02

Abstract

In a method for the manufacture of a light alloy crankcase of an internal combustion engine with formed-on thrust bearings serving to support a crankshaft, each of which bearings has a base surface serving as bearing surface for a bearing cap and two lateral surfaces running essentially perpendicular to the base surface and encompassing the bearing cap, it is proposed, in order to prevent cracking, to remelt the transitional zones from the base surface to the two lateral surfaces on individual or all the thrust bearings after casting of the crankshaft. In a crankcase composed of a hypereutectic light alloy a light alloy in the eutectic range can also be fused into the transitional zones. A slotted groove can also be provided in each of the transitional zones, which is filled by weld-facing with a toughened light alloy. In each case it is advisable to compress the remelting, fusing-in or face welding zones by rolling, pressing and/or hammering.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines insbesondere aus Leichtmetall bestehenden Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a especially made of light metal crankcase an internal combustion engine according to the preamble of Claim 1.

Insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit V-förmig angeordne ten Zylinderbänken tritt durch die Gaskräfte in Verbindung mit der umlaufenden Massenkraft eine Querbeanspruchung der Lagerdeckel auf, die zu einer Zugbelastung des Lagerstuhles in der Übergangszone von der Grundfläche auf die beiden Seitenflächen führt. Dadurch kann es in diesen Übergangszo nen insbesondere bei den hochbelasteten Hauptlagern zur Bildung von Rissen kommen. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt (DE-OS 36 32 072), zumindest die Hauptlagerdeckel außer durch senkrecht zur Grundfläche des Lagerstuhls ver laufende Schrauben auch noch durch eine Querverschraubung in dem Lagerstuhl zu fixieren. Dadurch wird der Zugspannung eine Druckspannung überlagert, die verhindert, daß es in den genannten Übergangszonen zu einer Rißbildung kommt. Kurbel gehäuse aus einer Leichtmetall-Legierung sind in dieser Hinsicht besonders gefährdet. Abgesehen von dem Aufwand, den die zusätzlichen Querverschraubungen darstellen, bilden diese Querverschraubungen eine akustische Brücke von der Kurbelwelle zu den Seitenwänden des Kurbelgehäuse, durch die Kurbelwellen-Schwingungen, hervorgerufen durch Zündschläge bzw. rapide Veränderungen der Kurbelwellen-Verlagerungsbah nen in den Hauptlagern, auf die Seitenwände des Kurbelgehäu ses übertragen werden, welche wie Resonanzböden wirken und zu hammerschlagartigen Geräuschabstrahlungen angeregt werden die bei einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine im Fahrzeuginnenraum auf unangenehme Weise hörbar sind.In particular with internal combustion engines with a V-shaped arrangement The cylinder banks are connected by the gas forces with the circumferential mass force a transverse load of the Bearing cap on, which leads to a tensile load on the camp chair in the transition zone from the base to the two Lateral surfaces leads. This allows it to enter this transition zone especially for the heavily loaded main bearings Formation of cracks are coming. To avoid this, it is known (DE-OS 36 32 072), at least the main bearing cover except by ver perpendicular to the base of the storage chair running screws also by a cross screw in to fix the camp chair. This will reduce the tension a compressive stress is superimposed, which prevents it in the called transition zones to cracking. Crank Housings made of a light metal alloy are in this Respects particularly vulnerable. Aside from the effort it takes represent the additional cross fittings these cross fittings an acoustic bridge from the Crankshaft to the side walls of the crankcase through which Crankshaft vibrations caused by ignition shocks or rapid changes in the crankshaft displacement path in the main bearings, on the side walls of the crankcase transmitted, which act like soundboards and be excited to hammer-like noise radiation that in a vehicle internal combustion engine in the vehicle interior are uncomfortably audible.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die vorstehend beschriebene Rißbildung in den Über gangszonen von der Grundfläche auf die beiden Seitenflächen der Lagerstühle vermieden wird.The object of the invention is to provide a method with which the above-described cracking in the over corridors from the base to the two sides the camp chairs is avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß nach dem Gießen den Kurbelgehäuses, und bei einem Leichtmetall-Kur belgehäuse gegebenenfalls nach einer Warmauslagerung bei, einzelnen oder allen Lagerstühlen die Übergangszonen von der Grundfläche auf die beiden Seitenflächen umgeschmolzen wer den. Dadurch wird in diesen Übergangszonen eine Druckspan nung eingebracht, die der durch den Lagerdeckel in der vor her beschriebenen Weise übertragenen Zugspannung entgegen wirkt, so daß das Entstehen von Rissen in diesen Zonen ver mieden ist. Gleichzeitig werden in diesem Bereich beim Gie ßen entstandene Lunker oder sonstige Fehlstellen beseitigt. Das Umschmelzen kann mit oder ohne Zusatzwerkstoff erfolgen. To solve this problem it is proposed that after Pour the crankcase, and with a light alloy cure if necessary after hot aging, individual or all camp chairs the transition zones from the Base melted on the two side surfaces who the. This creates a chip in these transition zones introduced through the bearing cover in the front ago described way transmitted tension acts, so that the formation of cracks in these zones ver is avoided. At the same time, in this area Any voids or other imperfections created have been eliminated. Remelting can be done with or without filler material.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird die ge stellte Aufgabe bei einem Kurbelgehäuse aus einer übereutek tischen Leichtmetall-Legierung dadurch gelöst, daß in die genannten Übergangszonen eine im eutektischen Bereich lie gende Leichtmetall-Legierung eingeschmolzen wird, wodurch die Dauerfestigkeit in diesen Zonen gesteigert wird. Auch mit dieser Maßnahme werden beim Gießen eventuell entstehende Lunker oder sonstige Fehlerstellen beseitigt.According to a further proposal of the invention, the ge gave task with a crankcase from an overeutek tables light metal alloy solved in that in the mentioned transition zones lie in the eutectic area light alloy is melted, whereby the fatigue strength is increased in these zones. Also with this measure, any watering that may arise Blowholes or other defects eliminated.

Die gestellte Aufgabe wird nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch gelöst, daß in den genannten Übergangszo nen eine Kehlnut vorgesehen wird, die durch Auftragsschwei ßen mit einer zähfesten Leichtmetall-Legierung gefüllt wird, welche weniger zu Kehlrissen neigt.The task is carried out according to a further proposal from Invention solved in that in the aforementioned transition NEN a throat groove is provided, which by welding is filled with a tough, light alloy, which is less prone to throat tears.

Schließlich kann nach jedem der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrensschritte eine Verdichtung der Umschmelz-, Einschmelz- oder Auftragsschweißzonen durch Rollen, Drücken oder Hämmern erfolgen. Dadurch wird zusätz lich eine Druckspannung in den Übergangszonen aufgebaut, durch die die Festigkeit gesteigert und die Gefahr einer Rißbildung verringert wird.Finally, after any of the above Process steps according to the invention a compression of the Remelting, melting or build-up welding zones through Rolling, pressing or hammering. This will add a compressive stress is built up in the transition zones, through which the strength increases and the danger of a Cracking is reduced.

Selbstverständlich werden die vorgeschlagenen Verfahren vorzugsweise nur bei denjenigen Lagerstühlen angewandt, die rißgefährdet sind.Of course, the proposed procedures preferably only applied to those camp chairs that are at risk of cracking.

In der Zeichnung ist das untere Teil eines Kurbelgehäuse im Bereich eines Lagerstuhls eines Kurbelwellen-Hauptlagers im Schnitt dargestellt.In the drawing, the lower part of a crankcase is in the Area of a bearing block of a crankshaft main bearing in the Section shown.

Mit 1 ist ein Teil eines aus Leichtmetall bestehenden Kur belgehäuses einer Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordne ten Zylinderbänken bezeichnet. An das Kurbelgehäuse 1 sind zur Lagerung der Kurbelwelle 2 Lagerstühle 3 angeformt, die jeweils eine Grundfläche 4 aufweisen, die als Auflagefläche für einen Lagerstuhl 5 dient, der mit senkrecht zur Lager fläche 4 angeordneten Schrauben 6 an dem Lagerstuhl 3 ange schraubt ist. Der Lagerstuhl 3 hat seitliche Fortsätze 7, deren Seitenflächen 8 im wesentlichen senkrecht zur Grund fläche 4 verlaufen und den Lagerdeckel 5 umgreifen. Durch die bei einem V-Motor schräg auf den Lagerdeckel 5 wirkenden Gaskräfte sowie durch die umlaufenden Massenkräfte wird die Übergangszone 9 von der Grundfläche 4 auf die Seitenflächen 8, die in der Zeichnung enger schraffiert dargestellt ist, Zugbeanspruchungen ausgesetzt, die zu Rissen führen können. Diese Gefahr besteht insbesondere bei den Hauptlagerstühlen an den Enden der Kurbelwelle.With 1 , a part of a cure housing made of light metal of an internal combustion engine with V-shaped angeordne th cylinder banks is designated. At the crankcase 1 2 bearings 3 are formed for mounting the crankshaft, each having a base 4 , which serves as a bearing surface for a bearing chair 5 , which is screwed to the bearing bracket 3 with surface 4 arranged vertically to the bearing 4 screws 6 . The bearing chair 3 has lateral extensions 7 , the side surfaces 8 of which extend substantially perpendicular to the base surface 4 and encompass the bearing cover 5 . Due to the gas forces acting obliquely on the bearing cap 5 in a V-type engine and due to the circumferential mass forces, the transition zone 9 is exposed to tensile stresses from the base surface 4 to the side surfaces 8 , which is shown more hatched in the drawing, which can lead to cracks. This danger exists especially in the main bearing seats at the ends of the crankshaft.

Um die Entstehung derartiger Risse zu vermeiden, werden die Übergangszonen 9 umgeschmolzen. Dadurch wird in diesen Zonen eine Druckspannung aufgebaut, die der von dem Lagerdeckel 5 ausgeübten Zugspannung entgegenwirkt.In order to avoid the formation of such cracks, the transition zones 9 are remelted. As a result, a compressive stress is built up in these zones, which counteracts the tensile stress exerted by the bearing cover 5 .

Besteht das Kurbelgehäuse 1 aus einer übereutektischen Leichtmetall-Legierung, so kann in die Übergangszone 9 auch eine im eutektischen Bereich liegende Leichtmetall-Legierung eingeschmolzen werden.If the crankcase 1 consists of a hypereutectic light metal alloy, then a light metal alloy lying in the eutectic area can also be melted into the transition zone 9 .

Um die Gefahr einer Entstehung von Rissen in den Übergangs zonen 9 zu verringern, ist es bekannt, in den Übergangszonen jeweils eine Kehlnut 10 vorzusehen. Diese Kehlnut 10 kann durch Auftragsschweißen mit einer zähfesten Leichtmetall-Le gierung gefüllt werden. Auch dadurch läßt sich das Entstehen der genannten Risse wirksam vermeiden.To reduce the risk of cracks in the transition zones 9 , it is known to provide a groove 10 in each of the transition zones. This fillet groove 10 can be filled with a tough aluminum alloy by cladding. This also effectively prevents the formation of the cracks mentioned.

In jedem Fall ist es zweckmäßig, die Umschmelz-, Einschmelz- oder Auftragsschweißzonen durch Rollen, Drücken oder Hämmern zu verdichten.In any case, it is advisable to use the remelting, melting or build-up welding zones by rolling, pressing or hammering to condense.

Claims

1. A method for producing a crankcase, in particular made of light metal, of an internal combustion engine, with bearing supports for mounting the crankshaft, molded on, each of which serves as a bearing surface for a bearing cover base area and two essentially perpendicular to the base area, the bearing cover encompassing side surfaces, characterized in that after the casting of the crankcase and, if appropriate, after heat transfer to individual or all storage chairs, the transition zones are melted from the base surface onto the two side surfaces of the storage chair.

2. The method according to the preamble of claim 1 position one from a hypereutectic light metal Alloy existing crankcase, characterized records that after casting the crankcase and ge if necessary after hot aging for some or all camp chairs in the transition zones from the Base area on the two side surfaces of the camp chair a light metal in the eutectic range Alloy is melted.

3. The method according to the preamble of claim 1, characterized characterized in that with individual or all camp chairs in the transition zones from the base to the two Side faces of the camp chair in front of a groove is seen by cladding with a tough solid light metal alloy is filled.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized ge indicates that the remelting, melting or on Inertial welding zones by rolling, pressing and / or hammering be compressed.