DE4408137A1

DE4408137A1 - Zylinderblock einer Brennkraftmaschine mit vorgeformter Zylindereinheit

Info

Publication number: DE4408137A1
Application number: DE4408137A
Authority: DE
Inventors: Josef Bognar; Rudolf Dr Flierl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1992-09-12
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1995-09-14
Also published as: DE4230596A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderblock einer mehr zylindrigen Brennkraftmaschine mit einer in einem Strang preß- oder Stranggießverfahren vorgeformten Zylinderein heit, die mit einem Gehäuse verbunden ist, nach Patentan meldung P 42 30 596.9. Diese ältere, nicht vorveröffent lichte Anmeldung beschreibt einen Zylinderblock, bei dem die in einem Stranggießverfahren gefertigte Zylinderein heit in ein Gehäuse eingegossen ist.

Eine weitere vorteilhafte Verbindungsmöglichkeit zwischen der vorgeformten Zylindereinheit sowie dem Gehäuse eines Zylinderblocks aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Zylin dereinheit mit dem Gehäuse verschraubt ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Indem die Zylindereinheit am Gehäuse über eine Schraub verbindung befestigt wird, kann das Gehäuse auf einfache Weise gegossen und zumindest vorbereitend separat bear beitet werden. Hingegen empfiehlt es sich, die Endbear beitung des Zylinderblockes erst nach dem Fügen, d. h. nach der Verschraubung der Zylindereinheit mit dem Ge häuse vorzunehmen. Die getrennte Fertigung von Gehäuse und Zylindereinheit hat dabei den systemimmanenten Vor teil, daß für jedes dieser Bauelemente das jeweils gün stigste Material zum Einsatz kommen kann. So kann das Ge häuse bzw. Kurbelgehäuse aus einer einfach zu bearbeiten den Leichtmetall-Legierung in Sandguß, Druckguß oder druckgußähnlich, oder in Schwerkraftkokillenguß gefertigt sein. Die als Strangpreßprofil oder Stranggußprofil aus gebildete Zylindereinheit hingegen kann in einer anderen insbesondere Aluminiumlegierung ausgeführt sein, die Ver schleißträger wie Al₂O₃, Si oder andere Keramikfasern enthält, oder die im Büchsenbereich, d. h. im Bereich der Lauffläche beschichtet ist. Das Strangpreßprofil der Zy lindereinheit kann aber auch aus anderen metallischen oder nichtmetallischen Werkstoffen, so z. B. Si-Nitrit bestehen.

Zwischen der vorgefertigten Zylindereinheit sowie dem eigentlichen Gehäuse des Zylinderblocks kann eine Dich tung vorgesehen sein, die insbesondere als Blechträger dichtung ausgebildet sein kann. Sicken in der Dichtung erhöhen die Dichtwirkung bzw. verstärken die Verspannung zwischen der Zylindereinheit sowie dem Gehäuse. Als Blechträgerdichtung besteht diese Dichtung bevorzugt aus gummiertem Blech, kann jedoch auch in Aluminium mit Sicken oder in einem Weichstoff ausgeführt sein. Dabei liegt die Dichtung bevorzugt auf einem Gehäuseabschnitt auf, auf dem sich die Zylindereinheit abstützt. Bevorzugt mit diesem Gehäuseabschnitt ist die Zylindereinheit auch verschraubt. Hierzu können den Gehäuseabschnitt durchdringende Schrauben vorgesehen sein, die in die Zylindereinheit eingebracht sind. In einer bevorzugten Ausführungsform können mit Hilfe dieser Stiftschrauben gleichzeitig die Lagerdeckel von Kurbelwellen-Lagerscha len verschraubt werden, wobei dann die entsprechenden Kurbelwellen-Lagerhalbschalen ebenfalls aus diesem Gehäu seabschnitt herausgearbeitet sind. In gleicher Weise kön nen die Stiftschrauben als Zuganker ausgebildet sein und somit zugleich den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gegen den Zylinderblock verspannen.

In den Bereichen, in denen die die Zylindereinheit mit dem Gehäuse verbindenden Schrauben an der Zylindereinheit angreifen, kann die Zylindereinheit verstärkt sein und hierzu geeignete Verstärkungsabsätze aufweisen. Einen weiteren Absatz kann die Zylindereinheit in demjenigen Bereich aufweisen, der einem auf den Zylinderblock aufzu setzenden Brennkraftmaschinen-Zylinderkopf zugewandt ist. Hierdurch läßt sich ein Zylinderblock in der sog. closed- deck-Ausführung schaffen. Dabei können bei der Fertigung der Zylindereinheit in einem Strangpreß- oder Stranggieß verfahren diese Absätze und/oder Vorsprünge mittels Schiebern hergestellt werden, wobei im Fertigungsverfah ren im Strang nebeneinanderliegende Zylindereinheiten einander mit ihren Vorsprüngen oder mit ihren Verstär kungsabsätzen zugewandt sind.

Anhand von Prinzipskizzen bevorzugter Ausführungsbei spiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zylinderblock, wobei beidseitig der Symmetrie linie unterschiedliche Ausführungsformen darge stellt sind,

Fig. 2 einen anderen Querschnitt für ein weiteres Aus führungsbeispiel,

Fig. 3 die Perspektivdarstellung einer vorgeformten Zylindereinheit gemäß Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt ähnlich Fig. 1, durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, sowie

Fig. 5 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Ferti gungsverfahrens für eine Zylindereinheit im Strang.

Der in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete Zylinderblock einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine besteht u. a. aus einem Gehäuse 2 sowie einer vorgeformten Zylinderein heit 3, die in einem Stranggieß- oder Strangpreßverfahren hergestellt wurde und - wie Fig. 3 zeigt - als Verbund ausgebildet ist, d. h. sämtliche in Reihe angeordneten Zylinder der Brennkraftmaschine sind in dieser Zylinder einheit 3 zu einem Bauteil zusammengefaßt. Im zusammenge bauten Zustand liegt die Zylindereinheit 3 unter Zwi schenlage einer Dichtung 4 auf einem Gehäuseabschnitt 2a auf. Mit dem Gehäuse 2 verbunden ist die Zylindereinheit 3 dabei über eine Schraubverbindung, d. h. es sind je weils zwei nebeneinanderliegende und in Reihe angeordnet entsprechend der Zylinderzahl hintereinanderliegende Stiftschrauben 5, 5′ vorgesehen, die den Gehäuseabschnitt 2a durchdringen und in die Zylindereinheit 3 oder in einen nicht gezeigten oberhalb des Zylinderblockes 1 lie genden Zylinderkopf eingeschraubt sind. Wie ersichtlich, ist mit jeweils zwei nebeneinanderliegenden Stiftschrau ben 5, 5′ auch ein Kurbelwellen-Lagerdeckel 6 befestigt. Mittels der Stiftschrauben 5, 5′ wird somit sowohl die Zylindereinheit 3 als auch der Kurbelwellen-Lagerdeckel 6 gegen die einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuse abschnittes 2a verspannt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die rechtsliegende Stiftschraube 5′ als Zug anker ausgebildet und verspannt neben den Lagerdeckeln 6 auch einen nicht gezeigten Zylinderkopf gegen den Zylin derblock 1. Hierzu ist die Stiftschraube 5′ wie bekannt in den Zylinderkopf eingeschraubt. Diese Zugankerausbil dung ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, 3 nicht realisiert, kann jedoch dort in gleicher Weise umgesetzt werden.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der vorgeformten Zylinderein heit 3. Wie ersichtlich weist die Zylindereinheit 3 dabei im Angriffsbereich der Verschraubung Verstärkungsabsätze 9 auf. In diese Verstärkungsabsätze 9 können die Stift schrauben 5 eingebracht werden. Hierzu ist in jedem Ver stärkungsabsatz 9 ein Sackloch 10 mit einem entsprechen den Gewinde vorgesehen.

Während die Fig. 1, 2 einen Zylinderblock in open-deck- Ausführung zeigen, ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 eine closed-deck-Konstruktion realisiert. Dazu ist der einem nicht gezeigten Zylinderkopf zugewandte Endab schnitt 3a der Zylindereinheit gestuft ausgebildet und weist somit außenseitig, d. h. rechts und links jeweils einen Vorsprung 7 auf, mit dem die Zylindereinheit 3 in einer entsprechenden Abstufung auf dem Gehäuse 2 auf liegt. Auch im Bereich dieser Abstufung ist eine Dichtung 4′ vorgesehen. Dabei kann die Verschraubung des nicht ge zeigten Zylinderkopfes mit dem Zylinderblock 1 analog den eingangs erläuterten Ausführungsbeispielen gestaltet sein, wie dies in Fig. 4 auch linksseitig mit einem sepa raten Gewindesackloch 8 sowie rechtsseitig der Symmetrie linie dargestellt ist.

Fig. 5 zeigt in einer Prinzipdarstellung (gezeigt ist le diglich die Hälfte oberhalb der Symmetrielinie 15), wie eine Zylindereinheit 3 mit (Vorsprüngen 7 und/oder) Verstärkungsabsätzen 9 in einem Strangpreßverfahren ge fertigt werden kann. Vorgesehen ist hierzu ein quer zur Preßrichtung 11, d. h. gemäß Pfeilrichtung 12 verschieb barer Schieber 14, der die Preßmatrize 13 durchdringt. Dieser Schieber 14 kann hydraulisch, elektromotorisch oder mechanisch angetrieben sein und bestimmt durch seine Position die Form der Verstärkungsabsätze 9 (bzw. Vor sprünge 7). Wie ersichtlich sind im Fertigungsverfahren im Strang zwei nebeneinanderliegende Zylindereinheiten 3 noch miteinander verbunden und dabei mit ihren Verstär kungsabsätzen 9 (oder auch mit ihren Vorsprüngen 7) einander zugewandt. Dabei ist die spätere Trennlinie zwi schen zwei Zylindereinheiten 3 strichpunktiert darge stellt. Jedoch kann die Fertigung sowie weitere Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims

1. Zylinderblock einer mehrzylindrigen Brennkraftma schine mit einer in einem Strangpreß- oder Strang gießverfahren vorgeformten Zylindereinheit (3), die mit einem Gehäuse (2) verbunden ist, nach Patentan meldung P 42 30 596.9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindereinheit (3) mit dem Gehäuse (2) verschraubt ist.

2. Zylinderblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einen Gehäu seabschnitt (2a) durchdringenden Stiftschrauben (5) sowohl die Zylindereinheit (3) als auch ein Kurbel wellen-Lagerdeckel (6) gegen einander gegenüberlie gende Seiten des Gehäuseabschnittes (2a) verspannt sind.

3. Zylinderblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zylinder einheit (3) sowie dem Gehäuse (2) oder dem Gehäuse abschnitt (2a) eine Dichtung (4), insbesondere eine Blechträgerdichtung mit Sicken, vorgesehen ist.

4. Zylinderblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindereinheit (3) im Angriffsbereich der Verschraubung Verstärkungsab sätze (9) aufweist.

5. Zylinderblock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der einem Zylinderkopf zugewandte Endabschnitt (3a) der Zylindereinheit (3) gestuft ausgebildet ist und mit einem Vorsprung (7) auf einer Stufe des Gehäuses (2) aufliegt.

6. Zylinderblock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Fertigung der Zylindereinheit (3) in einem Strangpreß- oder Stranggießverfahren die Verstärkungsabsätze (9) und/oder der Vorsprung (7) mittels eines Schiebers (14) hergestellt werden, wobei im Fertigungsverfah ren im Strang nebeneinanderliegende Zylindereinhei ten (3) einander mit ihren Vorsprüngen (7) oder mit ihren Verstärkungsabsätzen (9) zugewandt sind.