EP1578549B1 - Formkernanordnung zur herstellung eines zylinderkurbelgehäuses mit getrenntem wasserkühlungsbereich - Google Patents

Description

• Bei wassergekühlten Kolbenmotoren mit in Reihe angeordneten Zylindern ist im Zylinderkurbelgehäuse ein Wassermantel vorgesehen, der die Zylinder auf beiden Seiten überdeckt und der einen zentralen Zulauf und einen zentralen Ablauf aufweist wobei beide Seiten des Wassermantels in etwa gleichmäßig durchströmt werden und so eine gleichmäßige Kühlung der Zylinder von beiden Seiten erfolgt.
• Bei Motorkonzeptionen mit mehreren Zylinderbänken, beispielsweise V-Motoren, wurde festgestellt, dass eine differenzierte Kühlwasserführung zweckmäßig ist und zwar in der Weise, dass der Wassermantel je Zylinderreihe geteilt wird, so dass beispielsweise bei einer V-Anordnung die einander benachbarten Wassermäntel jeweils von einem größeren Volumenstrom je Zeiteinheit durchflossen werden als die beiden außenliegenden Wassermäntel.
• Das Gießen eines derartigen Motorblocks mit geteiltem Wassermantel bereitet hinsichtlich der Gestaltung der Kernanordnung für die Gussform Schwierigkeiten, da jeweils ein gesonderter Einzelkern für jeweils einen Teilwassermantelkern hergestellt ist und nicht zuverlässig und maßgenau auf dem Sohlenkern fixierbar ist.
• Aus DE-37 07 256 C ist ein einstückiges Kernelement zur Herstellung von Zylinderkurbelgehäusen für Kolbenmotoren bekannt, das einstückig aus Sohlenkern und den beiden Mantelkernen gebildet ist. Die beiden Wassermantelkerne sind jedoch stirnseitig nicht offen, so daß sich für ein derartiges Kernelement eine eindeutige und zuverlässige Fixierung in der Gießform ergibt. Das erfindungsgemäße Zylinderkurbelgehäuse läßt sich mit einem derartigen Kernelement jedoch nicht herstellen.
• Aus DE-100 58 428 A ist in einer Aufsicht ein fertiger Zylinderblock zu entnehmen, der einen Wassermantel für einen Kolbenmotor mit Zylindern in Reihenanordnung zeigt, dessen Wassermantel jeweils stirnseitig offen ist. Die Formkernanordnung zur Herstellung dieses Zylinderkurbelgehäuses ist jedoch aus dieser Vorveröffentlichung nicht zu erkennen.
• Aus DE-G 90 16 902 ist eine aus drei Teilen bestehende Wassermantelkernspange zu entnehmen, die als Steckelement ausgebildet ist. Die Verwendung dieser vorbekannten Kernspange setzt voraus, daß die Wassermantelteilkerne jeweils für sich gefertigt werden und anschließend über das Mittelstück der Kernspange zusammengefügt und dann mit dem zugehörigen Sohlenkern verbunden werden. Der Nachteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß der Wassermantelkern in einer gesonderten Fügeoperation zusammengesetzt werde muß, bevor er mit dem Sohlenkern zusammengefügt werden kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formkernanordnung für das Gießen eines Motorblocks der vorstehend bezeichneten Art zu schaffen, die einfacher zusammenzufügen ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Formkernanordnung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die beiden schalenförmigen, die Zylinderkerne jeweils seitlich überdeckenden Wassermantelteilkerne wie üblich mit dem Sohlenkern verbunden werden können, jedoch gegeneinander durch das metallische Verbindungselement fixiert sind. Beim Abgießen wird der verbleibende, nur vom metallischen Verbindungselement überbrückte stirnseitige Zwischenraum zwischen den beiden Wassermantelteilkernen von der Metallschmelze, beispielsweise einer Graugußschmelze ausgefüllt. Mit Abschluß des Gießvorganges sind die aus Metallblech, beispielsweise aus Eisenblech hergestellten Verbindungselemente aufgeschmolzen, so dass die Verbindung zwischen den beiden Wassermantelteilkernen unterbrochen ist und die Formmassen der Wassermantelteilkerne ebenso wie die Formmassen der Zylinderkerne und des Sohlenkerns in üblicher Weise aus dem Gussstück entfernt werden können.
• Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei der Herstellung der beiden Wassermantelteilkerne die Verbindungselemente in die Kernform eingelegt und beim Einschießen der Kernformmasse eingebunden werden, so daß nach dem Aushärten der Kernformmasse dieser aus zwei Teilkernen bestehende Kern wie eine Einheit gehandhabt und mit dem die Zylinderkerne aufweisenden Sohlenkern zu einer vollständigen Kernanordnung zusammengefügt werden kann.
• Die Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
• Die Zeichnung zeigt eine Formkernanordnung für eine Zylinderbank mit beispielsweise vier Zylindern in Reihenanordnung mit geteiltem Wassermantel. Wie die Zeichnung erkennen lässt, besteht die Formkernanordnung aus vier Zylinderkernen 1,2,3 und 4, die mit einem Sohlenkern 5 einstückig aus Kernformmasse geformt werden. Die Kernformmasse wird hierzu in einer Kernformmaschine in üblicher Weise in eine die Zylinderkerne 1 bis 4 und den Sohlenkern 5 umschließende Kernform eingeschossen.
• Den Zylinderkernen 1 bis 4 sind zwei Wassermantelteilkerne 6.1 und 6.2 zugeordnet, die schalenförmig die Reihe der Zylinderkerne 1 bis 4 an den Längsseiten mit Abstand überdekken. Die beiden Wassermantelteilkerne 6.1 und 6.2 sind hierbei so gestaltet, dass jeweils stirnseitig ein Freiraum 7 verbleibt.
• Die beiden Wassermantelteile 6.1 und 6.2 werden durch Einlegen eines Verbindungselementes 8 aus Metallblech in die Formgebungskonturen der Kernschießmaschine zusammen in einem Schritt, d. h. in einem Kernschießprozeß, hergestellt. Durch das eingeschlossene Verbindungselement 8 sind die beiden Wassermentalteilkerne 6.1 und 6.2 fertigungstechnisch praktisch in gleicher Weise nutzbar, wie sonst übliche einteilige Wassermantelkerne.
• Die beiden Wassermantelteilkerne sind somit stirnseitig über das Verbindungselement 8, beispielsweise aus Eisenblech, fest miteinander verbunden, so dass die beiden Wassermantelteilkerne 6.1 und 6.2 als starre Einheit gehandhabt und mit dem Sohlenkern 5 zusammengefügt werden können. Hierzu sind, wie üblich, jeweils an der unteren Randseite 9 beider Wassermantelteilkerne 6.1 und 6.2 zapfenförmige Vorsprünge geformt, denen entsprechende Vertiefungen auf der Formfläche 10 des Sohlenkerns 5 zugeordnet sind. Über die mit Abstand zur Formfläche 10 des Sohlenkerns 5 vorgesehenen Verbindungselemente 8 sind die beiden Wassermantelteilkerne 6.1 und 6.2 gegeneinander fixiert, so dass sie beim Gießvorgang die vorgegebene Position zueinander und zu den Zylinderkernen 1 bis 4 beibehalten.
• Durch die beim Abgießen in die fertige Gießform einlaufende Schmelze werden die im Bereich der stirnseitigen Öffnung 7 freiliegende Teile der Verbindungselemente 8 vollständig aufgeschmolzen bzw. verschmolzen, so daß mit der Erstarrung der Schmelze zwischen den beiden Wassermantelteilkernen 6.1, 6.2 keine feste Verbindung mehr besteht. Die aus Eisenblech bestehenden Verbindungselemente 8 werden in ihrer Blechstärke so bemessen, dass ein vollständiges Aufschmelzen zum Ende des Gießvorganges gewährleistet ist. Damit ist auch gewährleistet, dass die Wassermantelteilkerne ihre Position in der Gießform während des Zulaufs der Schmelze nicht verändern. Zugleich ist auch gewährleistet, dass nach dem Abguss und dem Entfernen des Kernformmaterials aus dem Gußstück eine ungestörte Durchströmung des Kühlmittels durch die beiden Wassermantelteile gewährleistet ist.

Claims (3)

1. Formkernanordnung zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses für einen Kolbenmotor mit Zylindern in Reihenanordnung, der einen geteilten Wassermantel aufweist, mit einem Sohlenkern (5), der einstückig stoffschlüssig mit Zylinderkernen (1,2,3,4) verbunden ist und mit zwei gesonderten schalenförmigen, die Reihe der Zylinderkerne (1,2,3,4) an den Längsseiten seitlich mit Abstand überdeckenden Wassermantelteilkernen (6.1, 6.2), die mit dem Sohlenkern (5) zusammengefügt sind und die jeweils an beiden mit Abstand zueinander angeordneten Stirnseiten über wenigstens ein mit Abstand zum Sohlenkern (5) mit seinen freien Enden (8.1, 8.2) jeweils in die Kernformmasse der beiden Wassermantelteilkerne (6.1, 6.2) eingebettetes Verbindungselement (8) aus Metall miteinander verbunden sind.
2. Formkernanordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (8) aus Metallblech besteht.
3. Formkernanordnung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (8.1, 8.2) des Verbindungselementes (8) jeweils in den Formstoff der beiden Wassermantelteilkerne (6.1, 6.2) eingebettet sind.

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