EP2738377A2

EP2738377A2 - Process for manufacturing a cylinder crankcase

Info

Publication number: EP2738377A2
Application number: EP13193129.7A
Authority: EP
Inventors: Herbert Dr. Möding; Christian Dr. Klimesch
Original assignee: KS Aluminium Technologie GmbH
Current assignee: KS Huayu Alutech GmbH
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2033-11-15
Also published as: DE102012111521A1; EP2738377B1; EP2738377A3

Abstract

Producing cylinder crankcase (10) comprising wet- and hanging bushes (16), comprises closing a casting mold, introducing at least one steel sleeve into the casting mold for forming at least one cylinder chamber (14), filling the casting mold with a molten metal, extending the steel sleeve after solidification of the melt, opening the mold, removing the cylinder crankcase from the casting mold, and inserting a wet hanging bush into the respective cylinder chambers. The sidewalls bounding the cylinder chamber, before inserting the bushes, are mechanically processed. Producing cylinder crankcase (10) comprising wet- and hanging bushes (16), comprises (a) closing a casting mold, (b) introducing at least one steel sleeve into the casting mold for forming at least one cylinder chamber (14), (c) filling the casting mold with a molten metal, (d) extending the steel sleeve after solidification of the melt, (e) opening the mold, (f) removing the cylinder crankcase from the casting mold, and (g) inserting a wet hanging bush into the respective cylinder chambers formed by the steel sleeve. The sidewalls bounding the cylinder chamber, before inserting the bushes, are mechanically processed, in which a first section of larger diameter is produced between a second axial section of smaller diameter and a third axial section of smaller diameter, which are formed by the steel sleeve.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses mit nassen, hängenden Buchsen, bei dem eine Gießform geschlossen wird, mindestens eine Stahlpinole zur Bildung mindestens eines Zylinderraums in die Gießform eingefahren wird, die Gießform mit einer Metallschmelze gefüllt wird, die mindestens eine Stahlpinole nach dem Erstarren der Schmelze wieder ausgefahren wird, die Gießform geöffnet wird, das Zylinderkurbelgehäuse aus der Gießform entnommen wird und anschließend eine nasse hängende Buchse in jeden durch die eine oder mehreren Stahlpinolen gebildeten Zylinderräume eingesetzt wird.The invention relates to a method for producing a cylinder crankcase with wet, hanging bushes, in which a mold is closed, at least one steel quill is retracted to form at least one cylinder space in the mold, the mold is filled with a molten metal, the at least one steel quill after Solidification of the melt is extended again, the mold is opened, the cylinder crankcase is removed from the mold and then a wet hanging jack is inserted into each formed by the one or more steel quills cylinder chambers.

Bei Zylinderkurbelgehäusen muss eine ausreichende Kühlung jedes Zylinders zur Vermeidung einer thermischen Überlastung des Zylinderkurbelgehäuses sichergestellt werden. Zur Bildung entsprechender Kühlmittelkanäle um die Zylinder werden üblicherweise Wassermantelkerne verwendet, die nach dem Gießen aus dem Zylinderkurbelgehäuse ausgespült werden. Bei der Herstellung von Zylinderkurbelgehäusen aus Leichtmetall ist es bekannt, zur Sicherstellung einer ausreichenden Haltbarkeit der Laufflächen in die beim Gießen hergestellten Zylinderräume Laufbuchsen einzusetzen, welche diese Laufflächen bilden und beispielsweise aus Grauguss oder Stahl hergestellt werden.For cylinder crankcases, ensure sufficient cooling of each cylinder to avoid thermal overload on the cylinder crankcase. To form corresponding coolant channels around the cylinders, water jacket cores are usually used, which are flushed out of the cylinder crankcase after casting. In the manufacture of cylinder crankcases made of light metal, it is known to ensure sufficient durability of the treads in the cylinder spaces produced during casting liners, which form these treads and are made for example of gray cast iron or steel.

Des Weiteren ist es bekannt, diese Buchsen als nasse Buchsen auszuführen, bei denen die Außenwand der Buchse eine Begrenzung des Kühlmittelkanals bildet. Diese Buchsen sind somit zumindest teilweise in direktem Kontakt mit dem Kühlmittel. Dabei wird zwischen stehenden und hängenden Buchsen unterschieden. Hängende Buchsen liegen mit ihrem Kragen auf einer umlaufenden Auflagefläche, welche oberhalb des Kühlmittelmantels gebildet wird, auf, so dass der Kühlmittelkanal in einem von der Öffnung der Zylinder aus betrachtet hinterschnittenen Bereich angeordnet ist. Daher werden auch bei der Verwendung nasser hängender Buchsen Wassermantelkerne zur Bildung des Hohlraums für den Kühlmittelkanal genutzt. Ein solches Kurbelgehäuse ist beispielsweise aus der DE 34 13 971 A1 bekannt. Diese Ausbildung ermöglicht die Herstellung kurzbauender Motoren mit sehr guten Kühleigenschaften.Furthermore, it is known to make these bushings as wet bushings, in which the outer wall of the bushing forms a boundary of the coolant channel. These bushings are thus at least partially in direct contact with the coolant. It is between standing and hanging jacks. Hanging bushes lie with their collar on a circumferential bearing surface, which is formed above the coolant jacket, so that the coolant channel is arranged in an undercut from the opening of the cylinder area. Therefore, even when using wet hanging bushes, water jacket cores are used to form the cavity for the coolant channel. Such a crankcase is for example from the DE 34 13 971 A1 known. This training allows the production of kurzbauender engines with very good cooling properties.

Des Weiteren ist aus der US 4,926,801 ein Zylinderkurbelgehäuse mit nassen hängenden Buchsen bekannt, bei dem der Zylinderraum Abstufungen aufweist, so dass der Durchmesser in Richtung des Innenraums absatzweise kleiner wird. Ein solcher Raum kann durch entsprechend geformte Pinolen gebildet werden. In den Zylinderraum wird eine Laufbuchse eingesetzt, welche an ihrem Außenumfang Einbuchtungen aufweist, so dass zwischen der den Zylinderraum begrenzenden Wand und der Buchse Kühlmittel durch die Einbuchtungen strömen kann. Für eine ausreichende Dichtigkeit dieses Kühlmittelkanals in Richtung des Innenraums wird der untere Teil des Zylinderkurbelgehäuses auf ein genaues Endmaß, in welches die Buchse exakt passt, bearbeitet.Furthermore, from the US 4,926,801 a cylinder crankcase with wet, hanging bushes is known, in which the cylinder space has gradations, so that the diameter in the direction of the interior becomes intermittently smaller. Such a space can be formed by correspondingly shaped sleeves. In the cylinder chamber, a liner is used, which has indentations on its outer circumference, so that between the cylinder space delimiting wall and the sleeve coolant can flow through the indentations. For a sufficient tightness of this coolant channel in the direction of the interior of the lower part of the cylinder crankcase is machined to an exact final dimension, in which the socket fits exactly.

Zusätzlich ist aus der WO 2007/109766 A2 ein Verfahren zur Herstellung einer Zylinderlaufbuchse bekannt, bei dem zunächst die Laufbuchse gegossen wird und anschließend die Außenwand der Buchse zur Ausbildung eines Kühlmittelkanals zwischen Buchse und Zylinderkurbelgehäuse mechanisch bearbeitet wird.In addition is from the WO 2007/109766 A2 a method for producing a cylinder liner is known, in which first the liner is poured and then the outer wall of the sleeve to form a coolant channel between the sleeve and cylinder crankcase is mechanically processed.

Nachteilig an den genannten bekannten Verfahren ist, dass entweder ein zusätzlicher Kern hergestellt, eingelegt und wieder ausgespült werden muss, was besonders im Druckgussverfahren einen erheblichen Aufwand bedeutet, da konventionelle Sandkerne nicht verwendet werden können, oder relativ dickwandige Buchsen verwendet werden müssen, da ausreichend Material für die mechanische Bearbeitung der Buchse zur Verfügung stehen muss, um einerseits eine ausreichende Festigkeit der Buchse im Betrieb gewährleisten zu können und andererseits einen ausreichenden Querschnitt für die Kühlflüssigkeit zur Verfügung stellen zu können.A disadvantage of the known methods mentioned is that either an additional core has to be produced, inserted and rinsed out again, which means a considerable outlay, especially in the die-casting method, since conventional sand cores can not be used, or relatively thick-walled sockets must be used, since sufficient material for the mechanical processing of the socket must be available in order to ensure a sufficient strength of the socket during operation and on the other hand to provide a sufficient cross section for the cooling liquid available.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses zu schaffen, mit dem eine vollständige Umströmung jedes Zylinders erreicht werden kann, wobei bei der Herstellung keine zusätzlichen Kerne zur Ausbildung des Wassermantels benötigt werden sollen und gleichzeitig ein möglichst großer Querschnitt zur sicheren Umströmung jedes Zylinders zur Verfügung stehen soll. Die Wandstärken der Buchsen sollen dabei zur Verringerung des Gewichts möglichst gering gehalten werden.It is therefore an object to provide a method for producing a cylinder crankcase, with the complete flow around each cylinder can be achieved, with no additional cores for the formation of the water jacket to be needed in the production and at the same time the largest possible cross-section for safe flow around every cylinder should be available. The wall thicknesses of the sockets should be kept as low as possible to reduce the weight.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.This object is achieved by a method for producing a cylinder crankcase having the features of the main claim.

Dadurch, dass vor dem Einsetzen der Buchsen die den mindestens einen Zylinderraum begrenzenden Seitenwände mechanisch bearbeitet werden, wobei ein erster Abschnitt größeren Durchmessers zwischen einem zweiten axialen Abschnitt und einem dritten axialen Abschnitt kleineren Durchmessers, die durch die Stahlpinole gebildet werden, erzeugt wird, wird ein freier Raum zur Bildung eines Kühlmittelmantels geschaffen. Dieser kann in seinem freien Querschnitt an den geforderten Kühlmittelstrom angepasst werden, so dass eine optimale Kühlwirkung erreichbar ist. Die Notwendigkeit einer Verwendung von Wassermantelkernen entfällt. Auch kann auf eine weitere Bearbeitung der Buchsen von außen verzichtet werden.Characterized in that prior to insertion of the bushings, the at least one cylinder space defining side walls are machined, wherein a first portion of larger diameter between a second axial portion and a third axial portion of smaller diameter, which are formed by the steel quill, is generated, is a created free space for forming a coolant jacket. This can be adapted in its free cross section to the required coolant flow, so that an optimal cooling effect can be achieved. The need to use water jacket cores is eliminated. Also can be dispensed with a further processing of the sockets from the outside.

Vorzugsweise werden vor dem Einsetzen der mindestens einen Buchse die den mindestens einen Zylinderraum begrenzenden Seitenwände mechanisch bearbeitet, wobei zwischen dem zweiten axialen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser und der offenen Seite des mindestens einen Zylinderraums ein vierter Abschnitt mit größerem Durchmessers erzeugt wird. Dieser dient zur Aufnahme des Kragens der Buchse, so dass diese eine ausreichende Auflagefläche erhält und der Kragen in der notwendigen Wandstärke hergestellt werden kann. So wird die Positionierung und die anschließende Befestigung der Buchse erleichtert.Preferably, prior to insertion of the at least one bush, the side walls delimiting the at least one cylinder space mechanically machined, wherein between the second axial portion of smaller diameter and the open side of the at least one cylinder space, a fourth portion of larger diameter is generated. This serves to accommodate the collar of the socket so that it receives a sufficient contact surface and the collar can be made in the necessary wall thickness. This facilitates the positioning and subsequent attachment of the socket.

Um eine noch genauere Positionierung der Buchse im Zylinderkurbelgehäuse zu erreichen, ist es vorteilhaft, eine zur offenen Seite des mindestens einen Zylinderraums gewandte axiale Auflagefläche des zweiten Abschnitts mechanisch zu bearbeiten, da auf diese Weise eine exakt plane Auflagefläche zu erreichen ist oder gegebenenfalls Bohrungen zur Befestigung der Buchsen am Zylinderkopf vorsehen zu können.In order to achieve an even more accurate positioning of the bushing in the cylinder crankcase, it is advantageous to mechanically process an axial bearing surface of the second section facing the open side of the at least one cylinder chamber, since in this way a precisely planar contact surface can be achieved or, if appropriate, bores for fastening to provide the bushes on the cylinder head.

Wenn die den mindestens einen Zylinderraum begrenzenden Seitenwände im dritten axialen Abschnitt mechanisch auf ein Endmaß bearbeitet werden, ist eine exakte Passung der Buchse im unteren Bereich gewährleistet. So wird eine vollständige Dichtigkeit des Kühlmittelkanals zum Innern des Kurbelgehäuses sichergestellt.If the side walls bounding the at least one cylinder space are mechanically machined to a final dimension in the third axial section, an exact fit of the bushing in the lower region is ensured. Thus, a complete tightness of the coolant channel is ensured to the interior of the crankcase.

Vorzugsweise erfolgt die mechanische Bearbeitung spanabhebend durch Schleifen, Drehen oder Fräsen. Diese Prozesse bieten eine sehr exakte, maschinell durchführbare Bearbeitung.Preferably, the mechanical machining is carried out by cutting, turning or milling. These processes provide very accurate, machine-operable machining.

In einer weiterführenden bevorzugten Ausführungsform weist jede Buchse einen Dichtabschnitt auf, in dem mindestens eine Nut ausgebildet wird, in der ein Dichtring eingelegt wird, bevor die Buchse in den Zylinderraum eingesetzt wird. Dies stellt die vollständige Dichtung des entstehenden Kühlmittelkanals auch bei Verwendung von Buchsen sicher, die im unteren Bereich nicht über eine Schiebepassung im Zylinderraum angeordnet sind.In a further preferred embodiment, each bushing has a sealing portion, in which at least one groove is formed, in which a sealing ring is inserted before the socket is inserted into the cylinder chamber. This ensures the complete seal of the resulting coolant channel even when using bushes that are not located in the lower area via a push fit in the cylinder chamber.

Entsprechend wird die mindestens eine Buchse vorteilhafterweise derart in den Zylinderraum eingesetzt wird, dass ein Kragen der Buchse auf der mechanisch bearbeiteten axialen Auflagefläche aufliegt und der Dichtungsabschnitt am dritten Abschnitt anliegt, wodurch die axiale und radiale Position der Buchse im Zylinderkurbelgehäuse exakt definiert ist.Accordingly, the at least one bushing is advantageously inserted into the cylinder space such that a collar of the bushing rests on the machined axial bearing surface and the sealing portion bears against the third portion, whereby the axial and radial position of the bush in the cylinder crankcase is exactly defined.

Auch ist es von Vorteil, zwischen dem zweiten axialen Abschnitt des Zylinderraums und dem gegenüberliegenden Buchsenabschnitt ein Zentrierblech einzulegen, über welches die Buchse zentriert wird.It is also advantageous to insert a centering plate between the second axial section of the cylinder space and the opposite bushing section, via which the bushing is centered.

Vorzugsweise wird in einem Stegbereich zwischen zwei Zylinderräumen ein Kühlmittelkanal radial durch die Außenwände der Buchsen und außerhalb des Stegbereiches durch den ersten axialen Abschnitt mit größerem Durchmesser der Zylinderräume und die Außenwände der Buchsen begrenzt. So können sehr kurz bauende Zylinderkurbelgehäuse geschaffen werden, da zwischen den Buchsen keine Wand des Kurbelgehäuses angeordnet werden muss und dennoch ein Kühlmittelkanal geschaffen wird.Preferably, in a land area between two cylinder spaces, a coolant channel is radially bounded by the outer walls of the bushes and outside the land area by the first larger diameter axial portion of the cylinder spaces and the outer walls of the bushes. So very short-built cylinder crankcase can be created because no wall of the crankcase must be located between the bushes and yet a coolant channel is created.

Vorteilhafterweise werden im Zylinderkurbelgehäuse Bohrungen für Führungsbuchsen oder Führungsstifte hergestellt, die sich von der Oberfläche parallel zu den Buchsen erstrecken. Durch ein Einstecken von Führungsbuchsen oder Führungsstiften in das Zylinderkurbelgehäuse und den gegenüberliegenden Zylinderkopf kann auf diese Weise die Stabilität des Motorblocks deutlich erhöht werden.Advantageously, bores for guide bushings or guide pins are produced in the cylinder crankcase, which extend from the surface parallel to the bushes. By inserting guide bushes or guide pins in the cylinder crankcase and the opposite cylinder head, the stability of the engine block can be significantly increased in this way.

Es wird somit ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses geschaffen, mit dem auch bei sehr nah aneinander stehenden Zylindern dennoch eine umlaufende Kühlung auch im Stegbereich sichergestellt wird. Die Anforderung an die Genauigkeit der Formen sinkt, da die Buchsen durch die mechanische Bearbeitung exakt platziert werden können. Des Weiteren können relativ dünnwandige nasse hängende Buchsen verwendet werden, die direkt umspült und somit gekühlt werden, so dass ein signifikant verringerter Verzug folgt. Eine Herstellung und ein Einsetzen und anschließendes Positionieren von Wassermantelkernen entfällt.There is thus provided a method for producing a cylinder crankcase, with which even in the case of very close together cylinders a circumferential cooling is ensured even in the web area. The requirement for the accuracy of the molds is reduced because the bushings can be precisely placed by the mechanical processing. Furthermore, relatively thin-walled wet hanging Bushings are used, which are washed directly and thus cooled, so that a significantly reduced distortion follows. Manufacturing and insertion and subsequent positioning of water jacket cores is eliminated.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren wird beispielhaft anhand der Figuren im Folgenden beschrieben.

Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Zylinderkurbelgehäuses mit eingesetzten Buchsen und Kühlmittelkanal in perspektivischer Darstellung.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht eines Ausschnitts des Zylinderkurbelgehäuses an einem Zylinder in der Gießform in geschnittener Darstellung.
Figur 3 zeigt eine zeigt eine Seitenansicht des Zylinders des Zylinderkurbelgehäuses aus Figur 2 nach der Bearbeitung und mit eingesetzter Buchse in geschnittener Darstellung.

An inventive method is described by way of example with reference to the figures below.

FIG. 1 shows a schematic side view of a cylinder crankcase with inserted sockets and coolant channel in perspective view.
FIG. 2 shows a side view of a section of the cylinder crankcase to a cylinder in the mold in a sectional view.
FIG. 3 shows a shows a side view of the cylinder of the cylinder crankcase FIG. 2 After editing and with inserted socket in a sectional view.

Die Figur 1 zeigt ein Zylinderkurbelgehäuse 10 mit vier in Reihe angeordneten Zylindern 12, welche lediglich einen geringen Abstand zueinander aufweisen. Die in diesem Zylinderkurbelgehäuse 10 ausgebildeten Zylinder 12 werden durch in einen Zylinderraum 14 des gegossenen Zylinderkurbelgehäuses 10 eingesetzte Buchsen 16 begrenzt. Die Buchsen 16 sind üblicherweise aus Grauguss oder aus Stahl hergestellt, wobei zur Gewichtsreduzierung auch Buchsen aus verschleißfesten Leichtmetalllegierungen verwendet werden können, während das Zylinderkurbelgehäuse 10 aus einem Leichtmetall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung gegossen wird. Da ein derartiges Leichtmetallgehäuse im Bereich der Laufflächen der Kolben einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt ist, hat sich der Einsatz verschleißfester Buchsen 16 bewährt.The FIG. 1 shows a cylinder crankcase 10 with four cylinders arranged in series 12, which have only a small distance from each other. The cylinders 12 formed in this cylinder crankcase 10 are delimited by bushings 16 inserted into a cylinder space 14 of the cast cylinder crankcase 10. The bushes 16 are usually made of gray cast iron or steel, wherein bushes made of wear-resistant light metal alloys can be used for weight reduction, while the cylinder crankcase 10 is cast from a light metal, in particular an aluminum alloy. Since such a light metal housing is exposed to increased wear in the region of the running surfaces of the piston, the use of wear-resistant bushings 16 has proven itself.

Um die Buchsen 16 herum ist ein jeden einzelnen Zylinder 12 umschließender Kühlmittelkanal 18 ausgebildet, der für eine ausreichende Wärmeabfuhr im Betrieb des Verbrennungsmotors sorgt.Around the bushings 16 around each individual cylinder 12 enclosing the coolant channel 18 is formed, which ensures sufficient heat dissipation during operation of the internal combustion engine.

Die im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Buchsen 16 liegen mit einem Kragen 20 auf einer am Zylinderkurbelgehäuse 10 ausgebildeten axialen Auflagefläche 22 auf, so dass das zu einer offenen Seite 24 des Zylinders 12 gewandte Ende der Buchsen im wesentlichen eine gleiche Höhe mit einer Oberfläche 26 des Zylinderkurbelgehäuses 10 aufweist. So kann unter Zwischenlage einer Zylinderkopfdichtung ein Zylinderkopf am Zylinderkurbelgehäuse 10 in dichter Weise befestigt werden. Auf der Oberfläche 26 sind hierzu Bohrungen 27 ausgebildet, die beidseitig neben den Buchsen 16 in Höhe eines Stegbereiches 17 ausgebildet sind und sich parallel zu den Buchsen nach unten erstrecken. In diese Bohrungen 27 werden beim Zusammenbau des Zylinderkopf am Zylinderkurbelgehäuse 10 Führungsstifte oder Führungsbuchsen eingesetzt, deren entgegengesetztes Ende zur Erhöhung der Stabilität des Zylinderkurbelgehäuses im Zylinderkopf angeordnet sind.The essentially hollow-cylindrical bushes 16 bear with a collar 20 on an axial bearing surface 22 formed on the cylinder crankcase 10, so that the end of the bushings facing an open side 24 of the cylinder 12 is substantially at the same height with a surface 26 of the cylinder crankcase 10 having. Thus, with the interposition of a cylinder head gasket, a cylinder head can be fixed to the cylinder crankcase 10 in a sealed manner. On the surface 26 holes 27 are formed for this purpose, which are formed on both sides next to the bushes 16 in the amount of a web portion 17 and extending parallel to the bushes down. In these holes 27 10 guide pins or guide bushes are used in assembling the cylinder head on the cylinder crankcase, the opposite end are arranged to increase the stability of the cylinder crankcase in the cylinder head.

In Figur 2 ist ein Ausschnitt des Zylinderkurbelgehäuses 10 im Bereich eines Zylinders 12 in einer Gießform 28 dargestellt. Die Gießform 28 besteht aus einem festen Formteil 30 sowie einem beweglichen Formteil 32, welches zum Schließen der Gießform 28 in Richtung des festen Formteils 30 bewegt wird. Nach dem Schließen der Gießform 28 wird in die Gießform eine Stahlpinole 34 eingeführt, welche dazu dient den Zylinderraum 14 zu bilden. Nach dem Einfüllen einer Leichtmetallschmelze in die Gießform 28, erstarrt diese und bildet die Grundform des späteren Zylinderkurbelgehäuses 10. Die Stahlpinole 34 wird wieder aus der Form ausgefahren und die Gießform 28 anschließend geöffnet. Daraufhin wird das gegossene Zylinderkurbelgehäuse 10 aus der Gießform 28 entnommen.In FIG. 2 a section of the cylinder crankcase 10 in the region of a cylinder 12 in a mold 28 is shown. The mold 28 consists of a solid mold part 30 and a movable mold part 32 which is moved to close the mold 28 in the direction of the fixed mold part 30. After closing the mold 28, a steel quill 34 is inserted into the mold, which serves to form the cylinder chamber 14. After filling a light metal melt in the mold 28, this solidifies and forms the basic shape of the later cylinder crankcase 10. The steel quill 34 is again extended out of the mold and the mold 28 then opened. Then, the cast cylinder crankcase 10 is removed from the mold 28.

Im Folgenden wird ein Werkzeug, wie beispielsweise eine Fräse oder ein Drehwerkzeug in jeden Zylinderraum 14 eingeführt. Mit diesem Werkzeug werden die Zylinderräume 14 begrenzende Seitenwänden 36 mechanisch bearbeitet, welche durch die Stahlpinole 34 nach dem Gießen zunächst eine glatte zylindrische Oberfläche aufweisen.Hereinafter, a tool such as a milling cutter or a turning tool is inserted into each cylinder space 14. With this tool, the cylinder chambers 14 limiting side walls 36 are machined, which initially have a smooth cylindrical surface through the steel spindle 34 after casting.

Erfindungsgemäß wird das Werkzeug dazu genutzt, einen ersten axialen Abschnitt 38 des Zylinderraums 14 mit einem größeren Durchmesser zu versehen, der axial durch einen zur offenen Seite 24 des Zylinderraums 14 gewandten zweiten Abschnitt 40 kleineren Durchmessers und einen zu einem Kurbelwellenraum 42 gewandten dritten Abschnitt 44 kleineren Durchmessers begrenzt wird, die somit einen zu der Stahlpinole 34 korrespondierenden Durchmesser aufweisen.According to the invention, the tool is used to provide a first axial portion 38 of the cylinder chamber 14 with a larger diameter axially smaller by a facing to the open side 24 of the cylinder chamber 14 second portion 40 of smaller diameter and a crankshaft space 42 facing third portion 44 smaller Diameter is limited, thus having a corresponding to the steel quill 34 diameter.

Des Weiteren wird mittels dieser Werkzeuge im an die offene Seite 24 angrenzenden Bereich ein vierter axialer Abschnitt 46 größeren Durchmessers erzeugt, der somit durch den zweiten Abschnitt 40 kleineren Durchmessers begrenzt wird. Somit wird eine Erweiterung an der Öffnung des Zylinderraums 14 erzeugt.Furthermore, by means of these tools in the region adjacent to the open side 24, a fourth axial section 46 of larger diameter is produced, which is thus delimited by the second section 40 of smaller diameter. Thus, an extension is created at the opening of the cylinder chamber 14.

Zusätzlich kann die hierdurch entstehende axiale Auflagefläche 22 am zweiten axialen Abschnitt 40 kleineren Durchmessers mechanisch, beispielsweise durch Drehen, Fräsen oder Schleifen bearbeitet werden, so dass eine glatte und plane Auflagefläche 22 entsteht.In addition, the resulting axial bearing surface 22 on the second axial portion 40 of smaller diameter mechanically, for example, by turning, milling or grinding can be edited so that a smooth and flat bearing surface 22 is formed.

In Figur 3 ist zu erkennen, dass in den so geformten Zylinderraum 14 die Buchse 16 von der offenen Seite 24 eingesetzt wird, welche als nasse hängende Buchse 16 ausgeführt ist. Dies bedeutet, dass diese Buchse mit dem Kühlmittel in Kontakt steht, also direkt umströmt wird und über ihren an der offenen Seite 24 angeordneten Kragen 20 im Zylinderraum 14 axial gehalten wird. Die Buchse 16 liegt mit ihrem Kragen 20 auf der Auflagefläche 22 auf, wobei der Außendurchmesser des Kragens 20 etwas kleiner gewählt wird als der Durchmesser des vierten Abschnitts 46 mit größerem Durchmesser des Zylinderraums 14. Im Übrigen weist die Buchse 16 eine im Wesentlichen gerade hohlzylindrische Form auf, die lediglich durch den sich radial nach außen erstreckenden Kragen 20 an ihrem zur offenen Seite 24 gewandten Ende sowie zwei an einer Außenwand 48 in einem Dichtabschnitt 50 der Buchse 16 ausgebildeten Nuten 52 unterbrochen wird, wobei der Dichtabschnitt 50 am entgegengesetzten Ende der Buchse 16 ausgebildet ist. In diesen Nuten 52 ist jeweils ein Dichtring 54 angeordnet, wobei beide Dichtringe 54 im zusammengebauten Zustand gegen die Seitenwand 36 des Zylinderraums 14 im dritten axialen Abschnitt 44 kleineren Durchmessers anliegen. Zur Zentrierung der Buchsen 16 dient zusätzlich ein Zentrierblech 56, welches radial zwischen dem zweiten axialen Abschnitt 40 kleineren Durchmessers und einem an den Kragen 20 angrenzenden Bereich der Buchse 16 angeordnet ist. Aus Gründen der Gewichtsersparnis oder Verringerung des Bearbeitungsaufwandes am Zylinderkurbelgehäuse, kann die Buchse 16 aber auch im Bereich der Kühlmittelführung einen geringeren Durchmesser aufweisen.In FIG. 3 It can be seen that in the thus shaped cylinder space 14, the bushing 16 is inserted from the open side 24, which is designed as a wet-hanging bush 16. This means that this socket is in contact with the coolant, ie flows around it directly and is axially held in the cylinder space 14 via its collar 20 arranged on the open side 24. The sleeve 16 lies with its collar 20 on the support surface 22, wherein the outer diameter of the collar 20 is chosen to be slightly smaller than the diameter of the fourth portion 46 with Incidentally, the bushing 16 has a substantially straight hollow cylindrical shape, which only by the radially outwardly extending collar 20 at its end facing the open side 24 and two on an outer wall 48 in a sealing portion 50 of Socket 16 formed grooves 52 is interrupted, wherein the sealing portion 50 is formed at the opposite end of the sleeve 16. In these grooves 52, a respective sealing ring 54 is arranged, wherein both sealing rings 54 abut in the assembled state against the side wall 36 of the cylinder chamber 14 in the third axial portion 44 of smaller diameter. For centering the bushes 16 additionally serves a centering plate 56 which is arranged radially between the second axial portion 40 of smaller diameter and an adjacent to the collar 20 region of the bush 16. For reasons of weight savings or reduction of processing costs on the cylinder crankcase, the bushing 16 but also in the area of the coolant guide may have a smaller diameter.

Es ist aus Figur 3 deutlich zu erkennen, dass der durch das mechanisch bearbeitende Werkzeug radial erweiterte erste Abschnitt 38 größeren Durchmessers nach radial innen durch die Außenwand 48 der Buchse 16 geschlossen wird. Dieser Raum dient im Betrieb des Verbrennungsmotors als Kühlmittelkanal 18. Dessen Abdichtung erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Richtung des Kurbelwellenraums 42 durch die Dichtringe 54 und in Richtung der offenen Seite 24 durch die Zylinderkopfdichtung.It is off FIG. 3 clearly recognizable that the radially enlarged by the mechanical machining tool first portion 38 of larger diameter is closed radially inward through the outer wall 48 of the bush 16. This space is used in the operation of the internal combustion engine as the coolant channel 18. Its sealing takes place in the present embodiment in the direction of the crankshaft space 42 through the sealing rings 54 and in the direction of the open side 24 through the cylinder head gasket.

Es wäre ebenso denkbar, statt der Spielpassung zwischen dem Dichtungsabschnitt 50 der Buchse 16 und der Verwendung der Dichtringe 54 diesen Bereich mit einer Presspassung im dritten axialen Abschnitt 44 kleineren Durchmessers anzuordnen. Hierzu sollte jedoch auch dieser dritte Abschnitt 44 bei der mechanischen Bearbeitung mit einbezogen werden, um einen dichten Presssitz umlaufend sicherzustellen. Gegebenenfalls kann der dritte axiale Abschnitt 44 auch zur Verbesserung der Dichtigkeit bei der Verwendung von Dichtringen 54 bearbeitet werden. Auch kann eine axial wirkende Dichtung im Bereich der Auflagefläche 22 oder im Bereich des zweiten axialen Abschnitts 40 kleineren Durchmessers vorgesehen werden.It would also be conceivable, instead of the clearance fit between the sealing portion 50 of the bushing 16 and the use of the sealing rings 54 to arrange this area with a press fit in the third axial portion 44 of smaller diameter. For this purpose, however, this third section 44 should also be included in the mechanical processing in order to ensure a tight press fit circumferentially. Optionally, the third axial portion 44 may also be machined to improve sealing when using sealing rings 54. Also, an axially acting seal in the region of the support surface 22 or in the region of the second axial portion 40 of smaller diameter can be provided.

Es wird noch darauf hingewiesen, dass die Buchsen 16 im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht umlaufend aufliegen, sondern an zwei entgegengesetzten Seiten abgeflacht ausgebildet sind. Zwei benachbart zueinander angeordnete Buchsen 16 liegen im Stegbereich 17 mit diesen Seiten gegeneinander an und besitzen in diesem Umfangsbereich keine Auflagefläche. Dies bedeutet, dass der Kühlmittelkanal 18 in diesem Bereich nicht einseitig durch eine Seitenwand 36 des Zylinderraums 14 und eine Außenwand 48 der Buchse 16 begrenzt wird, sondern durch zwei gegenüberliegende Außenwände 48 benachbarter Buchsen 16, wodurch ein sehr kurz bauendes Zylinderkurbelgehäuse 10 geschaffen wird.It should be noted that the bushes 16 in the present embodiment do not rest circumferentially, but are flattened on two opposite sides. Two juxtaposed bushes 16 are in the web area 17 with these sides against each other and have no support surface in this peripheral region. This means that the coolant channel 18 in this area is not bounded on one side by a side wall 36 of the cylinder chamber 14 and an outer wall 48 of the bush 16, but by two opposite outer walls 48 of adjacent bushes 16, whereby a very short-built cylinder crankcase 10 is provided.

So entsteht ein Zylinderkurbelgehäuse mit eng stehenden Zylindern, in dessen Stegbereichen dennoch eine Wasserführung als umlaufende Wasserführung für jeden Zylinder verwirklicht ist. Für die Herstellung sind keine Kerne zur Bildung des Kühlwassermantels notwendig. Die Kühlwirkung ist aufgrund des direkten Kontaktes zu der Buchsenwand sehr gut. Des Weiteren wird ein Verzug zwischen Buchse und dem Zylinderkurbelgehäuse weitestgehend vermieden. Die Herstellung ist aufgrund entfallender Herstellungsmaterialien kostengünstiger als bekannte Lösungen.The result is a cylinder crankcase with narrow cylinders, in the web areas still a water guide is realized as a circulating water flow for each cylinder. For the production no cores are necessary for the formation of the cooling water jacket. The cooling effect is very good due to the direct contact with the socket wall. Furthermore, a delay between the bush and the cylinder crankcase is largely avoided. The production is less expensive than known solutions due to the lack of manufacturing materials.

Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren auch für Motoren mit größeren Zylinderabständen verwendet werden oder weitere Flächen auf unterschiedliche Weise bearbeitet werden. Beispielsweise könnten in die Auflageflächen zusätzliche axiale Bohrungen zur Verbindung des Kühlmittelmantels des Zylinderkurbelgehäuses mit den Kühlkanälen des Zylinderkopfes vorgesehen werden. Weitere Modifikationen sind selbstverständlich innerhalb des Schutzbereichs des Hauptanspruchs möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für unterschiedliche Zylinderkurbelgehäuse und verschiedene Gießverfahren und Gießformen.It should be clear that the scope of protection is not limited to the embodiment described. In particular, the method according to the invention can also be used for engines with larger cylinder spacings or other surfaces can be processed in different ways. For example, in the Support surfaces additional axial bores are provided for connecting the coolant jacket of the cylinder crankcase with the cooling channels of the cylinder head. Other modifications are of course possible within the scope of the main claim. The method according to the invention is suitable for different cylinder crankcases and different casting methods and casting molds.

Claims

Method for producing a cylinder crankcase (10) with wet, hanging bushes (16), comprising the following steps: Closing a mold (28),

Inserting at least one steel quill (34) into the casting mold (28) to form at least one cylinder space (14),

Filling the casting mold (28) with a molten metal,

Extending the at least one steel quill (34) after solidification of the melt,

Opening the mold (28),

Removal of the cylinder crankcase (10) from the mold (28),

Inserting a wet hanging bushes (16) into each of the cylinder spaces (14) formed by the one or more steel sleeves (34),

characterized in that

prior to insertion of the bushings (16), mechanically machining the side walls (36) delimiting the at least one cylinder chamber (14), a first section (38) of larger diameter being interposed between a second axial section (40) of smaller diameter and a third axial section ( 44) of smaller diameter, which are formed by the steel quill (34) is generated.

Method for producing a cylinder crankcase (10) according to claim 1,
characterized in that
before the insertion of the at least one bushing (16) the at least one cylinder space (14) limiting side walls (36) are machined, wherein between the second axial portion (40) and an open side (24) of the at least one cylinder chamber (14) a fourth portion (46) is formed with a larger diameter.

Method for producing a cylinder crankcase (10) according to Claim 2,
characterized in that
a to the open side (24) of the at least one cylinder space (14) facing axial bearing surface (22) of the second portion (40) is machined.

Method for producing a cylinder crankcase (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the at least one cylinder space (14) limiting side walls (36) in the third section (44) are machined to a final dimension.

Method for producing a cylinder crankcase (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the mechanical machining is done by grinding, turning or milling.

Method for producing a cylinder crankcase (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
each bush (16) has a sealing portion (50) in which at least one groove (52) is formed into which a sealing ring (54) is inserted before the bush (16) is inserted into the cylinder space (14).

Method for producing a cylinder crankcase (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the at least one bushing (16) is inserted into the cylinder space (14) such that a collar (20) of the bush (16) rests on the machined axial bearing surface (22) and the sealing portion (50) on the third portion (44). is applied.

Method for producing a cylinder crankcase (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
between the second portion (40) and the opposite portion of the sleeve (16) a centering plate (56) is inserted.

Method for producing a cylinder crankcase (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
in a web region (17) between two cylinder chambers (14), a coolant channel (18) is bounded radially by outer walls (48) of the bushes (16) and outside the web region (17) by the first section (38) of the coolant channel (18) Cylinder chambers (14) and the outer walls (48) of the bushes (16) is limited.

Method for producing a cylinder crankcase (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
in the cylinder crankcase (10) bores (27) for guide bushes or guide pins are produced, which extend from the surface (26) parallel to the bushes (16).