EP2494177B1 - Kurbelgehäuse - Google Patents

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EP2494177B1
EP2494177B1 EP10765383.4A EP10765383A EP2494177B1 EP 2494177 B1 EP2494177 B1 EP 2494177B1 EP 10765383 A EP10765383 A EP 10765383A EP 2494177 B1 EP2494177 B1 EP 2494177B1
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EP
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crankcase
chamfer
countersink
cylinder
cylinder bore
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EP10765383.4A
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Lars Taenzer
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18—Other cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/12—Coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/4927—Cylinder, cylinder head or engine valve sleeve making
    • Y10T29/49272—Cylinder, cylinder head or engine valve sleeve making with liner, coating, or sleeve

Definitions

  • the invention relates to a crankcase for an internal combustion engine with the features of the preamble of patent claim 1.
  • a cylinder crankcase is known, in particular for an internal combustion engine, with at least one cylinder bore for receiving a piston. It is envisaged that the cylinder bore at the cylinder head surface, or the separating surface, of the cylinder crankcase has an inlet chamfer and the cylinder surface is provided with a thermal coating until a transition to the running-in phase.
  • crankcase In the known from the prior art processing, the production of the interface on the crankcase to a cylinder head, simultaneously different materials, the crankcase material and the raceway coating processed. Therefore, it is necessary after the processing of the top surface, or separating surface to the cylinder head back to grind it again, because when milling the cover, or separating particles are dissolved out, which can scratch the top surface or parting unacceptable.
  • a generic crankcase is further from the American patent application US 2006/032473 A1 known. This discloses a crankcase for an internal combustion engine having at least one coated cylinder bore having a chamfer at a parting surface to a cylinder head. Similar crankcases are made US 5199166 or DE102009008741 known. Object of the present invention is to avoid the above drawback.
  • the production according to claim 4 is particularly preferred. This may be, for example, grinding, milling, etc.
  • the chamfer and the countersink are manufactured according to claim 5 in a single operation.
  • the present exemplary embodiment is, for example, a crankcase 1 with three identifiable, coated cylinder bores 2, wherein the embodiment according to the invention can be represented on any desired crankcase for an internal combustion engine with at least one coated cylinder bore 2 ,
  • the crankcase 1 has a separating surface 3 to a cylinder head, not shown.
  • a transition from the cylinder bore 2 is chamfered to the separation surface 3, for better insertion of a piston, not shown (Kolbeneinwovenfase).
  • a countersink 5 is arranged on the chamfer 4.
  • the crankcase 1 is a light metal crankcase, preferably made of a hypoeutectic aluminum-silicon alloy, for example AlSi9Cu3.
  • the cylinder bore 2 is coated, whereby it has on its surface a greater hardness for improved tribology with a piston ring than the remaining material of the crankcase first
  • Fig. 2 shows an enlarged detail of the cylinder bore 2 from Fig. 1 in a two-dimensional sectional view.
  • Fig. 2 is a construction drawing of the chamfer 4 according to the invention with countersink 5.
  • the crankcase 1 is shown hatched and the chamfer 4 is arranged in this embodiment in the cylinder bore 2 only in a coating 6.
  • the chamfer 4 can also extend into the carrier material (here AlSi9Cu3).
  • the chamfer 4 to the cylinder bore 2 at an angle ⁇ between 5 ° and 60 °.
  • the Countersink 5 a depth of at least 0.05 mm and at least 0.1 mm larger diameter than the chamfer 4 on.
  • the chamfer 4 and the countersink 5 machined off, such as by a grinding or milling process, etc.
  • the chamfer 4 and the countersink 5 are made in a single operation.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Sie geht von der internationalen Anmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr.: WO 00/37789 aus. Aus dieser ist ein Zylinder-Kurbelgehäuse bekannt, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einer Zylinderbohrung zur Aufnahme eines Kolbens. Es ist vorgesehen, dass die Zylinderbohrung an der Zylinderkopffläche, bzw. der Trennfläche, des Zylinder-Kurbelgehäuses eine Einlauffase aufweist und die Zylinderlauffläche bis zu einem Übergang zu der Einlaufphase mit einer thermischen Beschichtung versehen ist.
  • Bei der aus dem Stand der Technik bekannten Bearbeitung, der Herstellung der Trennfläche am Kurbelgehäuse zu einem Zylinderkopf, werden gleichzeitig verschiedene Materialien, das Kurbelgehäusematerial und die Laufbahnbeschichtung, bearbeitet. Daher ist es notwendig, nach der Bearbeitung der Deckfläche, bzw. Trennfläche zum Zylinderkopf hin diese nochmals zu schleifen, da beim Fräsen der Deck-, bzw. Trennfläche Partikel herausgelöst werden, die die Deckfläche bzw. Trennfläche unzulässig zerkratzen können. Ein gattungsgemäßes Kurbelgehäuse ist ferner aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2006/032473 A1 bekannt. Diese offenbart ein Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer beschichteten Zylinderbohrung, die an einer Trennfläche zu einem Zylinderkopf eine Fase aufweist. Ähnliche Kurbelgehäuse sind aus US 5199166 oder DE102009008741 bekannt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den o. g. Nachteil zu vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
    Beim Einbringen der notwendigen Fase zum späteren Einführen eines Kolbens, die sog. Kolbeneinführfase, wird gleichzeitig eine Ansenkung (die Ansenkung kann im Werkzeug gleichzeitig bereits vorgehalten sein) mit eingebracht, die so ausgelegt ist, dass unter Berücksichtigung aller Toleranzen bei der Zylinder- und Trennflächenbearbeitung nur das Kurbelgehäusegussmaterial bearbeitet werden muss. Aufgrund des Einsatzes der Fase mit Ansenkung ist kein weiterer Schleifprozess bei der Kurbelgehäusebearbeitung mehr notwendig (Trennflächenbearbeitung). Dies spart Investitionen in eine zusätzliche Schleifmaschine und natürlich Bearbeitungszeit aufgrund des Entfalls eines kompletten Bearbeitungsvorgangs. Die Ansenkung kann bevorzugt zeitgleich mit dem Einbringen der Fase umgesetzt werden.
  • Die Größenangaben gemäß der Patentansprüche 2 und 3 sind besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele.
  • Die Fertigung gemäß Patentanspruch 4 ist besonders bevorzugt. Hierbei kann es sich beispielsweise um Schleifen, Fräsen usw. handeln.
  • Besonders bevorzugt werden die Fase und die Ansenkung gemäß Patentanspruch 5 in einem einzigen Arbeitsgang gefertigt.
  • Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles anhand von 2 Figuren näher erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt die Aufsicht auf ein dreidimensional geschnitten dargestelltes erfindungsgemäßes Kurbelgehäuse.
    Fig. 2
    zeigt eine Detailvergrößerung der Zylinderbohrung aus Fig. 1 in einer zweidimensionalen Schnittdarstellung.
  • Fig. 1 zeigt die Aufsicht auf ein dreidimensional geschnitten dargestelltes erfindungsgemäßes Kurbelgehäuse 1. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich beispielsweise um ein Kurbelgehäuse 1 mit drei erkennbaren, beschichteten Zylinderbohrungen 2, wobei die erfindungsgemäße Ausgestaltung an jedem beliebigen Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer beschichteten Zylinderbohrung 2 darstellbar ist. Das Kurbelgehäuse 1 weist eine Trennfläche 3 zu einem nicht dargestellten Zylinderkopf auf. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, ist ein Übergang von der Zylinderbohrung 2 zur Trennfläche 3 angefast, zur besseren Einführung eines nicht dargestellten Kolbens (Kolbeneinführfase).
  • Erfindungsgemäß ist an die Fase 4 eine Ansenkung 5 angeordnet. Besonders bevorzugt ist das Kurbelgehäuse 1 ein Leichtmetallkurbelgehäuse, vorzugsweise aus einer untereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung, beispielsweise AlSi9Cu3. Darüber hinaus ist die Zylinderbohrung 2 beschichtet, wodurch diese an ihrer Oberfläche eine größere Härte für eine verbesserte Tribologie mit einem Kolbenring aufweist als das restliche Material des Kurbelgehäuses 1.
  • Fig. 2 zeigt eine Detailvergrößerung der Zylinderbohrung 2 aus Fig. 1 in einer zweidimensionalen Schnittdarstellung. Fig. 2 ist eine Konstruktionszeichnung der erfindungsgemäßen Fase 4 mit Ansenkung 5. Das Kurbelgehäuse 1 ist schraffiert dargestellt und die Fase 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel in der Zylinderbohrung 2 nur in einer Beschichtung 6 angeordnet. Die Fase 4 kann allerdings abhängig von der Toleranzsituation auch bis in das Trägermaterial (hier AlSi9Cu3) hineinreichen.
  • Besonders bevorzugt weist die Fase 4 zur Zylinderbohrung 2 einen Winkel α zwischen 5° und 60° auf. Ebenfalls besonders bevorzugt weist die Ansenkung 5 eine Tiefe von mindestens 0,05 mm und einen um mindestens 0,1 mm größeren Durchmesser als die Fase 4 auf. Ebenfalls besonders bevorzugt werden die Fase 4 und die Ansenkung 5 Span abhebend gefertigt, wie beispielsweise durch einen Schleif- oder Fräsprozess, usw. Ebenfalls besonders bevorzugt werden die Fase 4 und die Ansenkung 5 in einem einzigen Arbeitsgang gefertigt.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1.
    Kurbelgehäuse
    2.
    Zylinderbohrung
    3.
    Trennfläche
    4.
    Fase
    5.
    Ansenkung
    6.
    Beschichtung

Claims (5)

  1. Kurbelgehäuse (1) für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer beschichteten Zylinderbohrung (2), die an einer Trennfläche (3) zu einem Zylinderkopf eine Fase (4) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass an die Fase (4) koaxial, dem Zylinderkopf zugewandt eine Ansenkung (5) angeordnet ist.
  2. Kurbelgehäuse nach Patentanspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (4) zur Zylinderbohrung (2) einen Winkel α zwischen 5° und 60° aufweist.
  3. Kurbelgehäuse nach Patentanspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ansenkung (5) eine Tiefe von mindestens 0,05 mm und einen um mindestens 0,1 mm größeren Durchmesser als die Fase (4) aufweist.
  4. Kurbelgehäuse nach einem der Patentansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (4) und die Ansenkung (5) Span abhebend gefertigt sind.
  5. Kurbelgehäuse nach einem der Patentansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (4) und die Ansenkung (5) in einem einzigen Arbeitsgang gefertigt sind.
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