AT519596B1 - Verfahren zur herstellung eines gegossenen, flüssigkeitsgekühlten zylinderkurbelgehäuses - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gegossenen, flüssigkeitsgekühlten Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit mindestens zwei auf Kurbelkröpfungen einer Kurbelwelle einwirkende Kolben, wobei die einzelnen Kolben jeweils einer versetzten Kurbelkröpfung zugeordnet sind, mit Zylinderräumen (4) zur Aufnahme der Kolben und mit einem Kurbelraum (7), in dem zwischen den Zylinderräumen (4) Hauptlagerwände (5) für die Hauptlager einer Kurbelwelle angeordnet sind, wobei das Zylinderkurbelgehäuse unter Verwendung von mehreren Kurbelraumkernsegmenten (2) gegossen wird. Um einfache, aber dennoch flexible Fertigung eines gegossenen Zylinderkurbelgehäuses zu ermöglichen, sind folgende Schritte vorgesehen: • Zuordnen einer Kurbelkröpfung, einer Hauptlagerwand (5) und zumindest eines Teiles eines der Kurbelkröpfung zugeordneten Zylinderraumes (4) zu jeweils einem einzigen Kurbelraumkernsegment (2), • Ausrichten und Verbinden der Kurbelraumkernsegmente (2) vor dem Gießvorgang, und • Formen eines der Kurbelkröpfung zugeordneten Kurbelraumsegmentes (6) des Kurbelraumes samt darin enthaltener Hauptlagerwand (5) und zumindest eines Teils – vorzugsweise einer Zylinderhälfte - eines der Kurbelkröpfung zugeordneten Zylinderraumes (4) mittels des Kurbelraumkernsegmentes
Description
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gegossenen, flüssigkeitsgekühlten Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit mindestens zwei auf Kurbelkröpfungen einer Kurbelwelle einwirkende Kolben, wobei die einzelnen Kolben jeweils einer versetzten Kurbelkröpfung zugeordnet sind, mit Zylinderräumen zur Aufnahme der Kolben und mit einem Kurbelraum, in dem zwischen den Zylindern Hauptlagerbrücken für die Hauptlager einer Kurbelwelle angeordnet sind, wobei das Zylinderkurbelgehäuse unter Verwendung von mehreren Kurbelraumkernsegmenten gegossen wird. Weiters betrifft die Erfindung eine Kernanordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines gegossenen, flüssigkeitsgekühlten Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit mindestens zwei auf Kurbelkröpfungen einer Kurbelwelle einwirkende Kolben, wobei die einzelnen Kolben jeweils einer versetzten Kurbelkröpfung zugeordnet sind, mit mehreren Kurbelraumkernsegmenten, wobei zumindest ein seitlicher Innenwandbereich und zumindest ein seitlicher Außenwandbereich des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich des Kurbelraumes und des Zylinderraumes durch ein einziges Kurbelraumkernsegment geformt ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Hubkolben-Brennkraftmaschine, welche mit dieser Kernanordnung hergestellt ist.
[0002] Bei gegossenen Zylinderkurbelgehäusen ist es üblich, dass deren Innenräume beim Gießen durch eine Vielzahl an Gusskernen gebildet werden. Die Anzahl der Gusskerne ist ein maßgeblicher Faktor für den Bauaufwand eines Gussrohlings. Bei der Herstellung von herkömmlichen Hubkolben-Brennkraftmaschinen ist üblicherweise eine Vielzahl von Gusskernen erforderlich, was sich nachteilig auf die Fertigungskosten und die Fertigungsqualität auswirkt.
[0003] Aus der DE 195 18 417 A1 ist ein gegossenes, flüssigkeitsgekühltes Zylinderkurbelgehäuse einer Hubkolben-Brennkraftmaschine bekannt, welches mindestens zwei Zylinderrohre und Kurbelräume sowie Zylinderräume aufweist, in denen zwischen den Zylinderrohren Hauptlagerbrücken für die Hauptlager einer Kurbelwelle und neben den Zylinderrohren Lagerbohrungen für eine Nockenwelle angeordnet sind. Zur Senkung der Herstellungskosten und zur Steigerung der Fertigungsqualität wird in der DE 195 18 417 A1 ein einteiliger Kurbelraumkern für sämtliche Kurbelräume und Zylinderräume vorgeschlagen. Nachteilig ist, dass für unterschiedliche Zylinderzahl verschiedene Kernformen nötig sind, da jeder Kurbelraumkern für eine bestimmte Zylinderzahl ausgebildet ist. Weiters werden Innen- und Außenflächen des Zylinderkurbelgehäuses durch unterschiedliche Kerne gebildet, was die Anzahl der nötigen Kerne und somit den Herstellungsaufwand erhöht.
[0004] Die DE 43 26 157 C1 beschreibt eine Gießform für ein Zylinderkurbelgehäuse einer Hubkolben-Brennkraftmaschine in V-Form mit zwei Zylinderreihen, wobei ein Längskern für einen Wasserzulaufraum und ein damit einstückig ausgebildeter Olkühlerraumkern außen am Kernpaket angebracht sind. Diese beiden Kerne sind im V-Raum zwischen den Zylinderreihen angeordnet und über quer angeordnete Verbindungskerne mit einzelnen die Zylinderreihen bildenden Zylinderkurbelraumkernen verbunden.
[0005] Die WO 2003/076108 A1 zeigt ein Verfahren zum Gießen von Zylinderkurbelgehäusen mit einem Kurbelraumkern.
[0006] Die GB 2 211 122 A und die DE 102 25 667 A1 zeigen Gießformbaugruppen für Motorblöcke mit mehreren Kernen.
[0007] Die US 3,302,250A offenbart eine Kernanordnung für das Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit mehreren auf Kurbelkröpfungen einer Kurbelwelle einwirkende Kolben, wobei das Zylinderkurbelgehäuse unter Verwendung mehrerer Kurbelraumsegmente eingegossen wird.
[0008] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und eine einfache, aber dennoch flexible Fertigung eines gegossenen Zylinderkurbelgehäuses zu ermöglichen.
[0009] Erfindungsgemäß erfolgt wird diese Aufgabe durch Durchführung folgender Schritte gelöst:
* Zuordnen einer Kurbelkröpfung, einer Hauptlagerwand und zumindest eines Teiles eines der Kurbelkröpfung zugeordneten Zylinderraumes zu jeweils einem einzigen Kurbelraumkernsegment,
* Ausrichten und Verbinden der Kurbelraumkernsegmente vor dem Gießvorgang, und
* Formen eines der Kurbelkröpfung zugeordneten Kurbelraumsegmentes des Kurbelraumes samt darin enthaltener Hauptlagerwand und zumindest eines Teils - vorzugsweise einer Zylinderhälfte - eines der Kurbelkröpfung zugeordneten Zylinderraumes mittels des Kurbelraumkernsegmentes.
[0010] Vorzugsweise werden die Innenwandflächen und die Außenwandflächen des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich des Kurbelraumes und des Zylinderraumes durch ein einziges Kurbelraumkernsegment geformt. Dadurch kann die Zahl der Kerne eingeschränkt werden.
[0011] Um eine hohe Variabilität beim Einsatz der Kerne für unterschiedliche Zylinderzahlen zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn pro Kurbelkröpfung oder pro Hauptlagerwand ein einziges Kurbelraumkernsegment vorgesehen wird, welches ein der Kurbelkröpfung zugeordnetes Kurbelraumsegment des Kurbelraumes samt darin enthaltenen Hauptlagerwänden und zumindest einen der Kurbelkröpfung zugeordneten Zylinderraum -zumindest teilweise -, vorzugsweise zur Hälfte, formt.
[0012] Die einzelnen Kurbelraumkernsegmente werden entsprechend der Zylinder-, Hauptlagerwand- bzw. Kröpfungszahl des herzustellenden Zylinderkurbelgehäuses in Richtung der Kurbelwellenachse modulartig hintereinander aneinandergereiht, ausgerichtet und miteinander verbunden. Jedes einzelne Kurbelraumkernsegment ist so gestaltet, dass es den Kurbelraum, den halben Zylinderraum, die Hauptlagerwände, Olkanäle und Kühlmittelkanäle im Bereich einer Kurbelkröpfung, insbesondere zwischen zwei benachbarten Hauptlagerwänden, ausbildet und formt.
[0013] Eine weitere Verringerung der Kernanzahl bei hoher Flexibilität lässt sich erzielen, wenn zumindest ein einer Kurbelkröpfung zugeordneter Außenwanddeckenbereich des Zylinderkurbelgehäuses mittels des Kurbelraumkernsegment geformt wird.
[0014] In einer eine einfache Fertigung ermöglichende Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein einem Zylinderraum umgebender Kühlmantel mittels eines Kühlkernsegmentes geformt wird, wobei vorzugsweise jedem Zylinderraum ein Kühlkernsegment zugeordnet wird. Die Kurbelraumkernsegmente und Kühlkernsegmente werden vor dem Gießvorgang ausgerichtet und miteinander verbunden.
[0015] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand eines in den Figuren dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels näher erläutert.
[0016] Darin zeigen
[0017] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kernanordnung in einer Schrägansicht, [0018] Fig. 2 ein Kurbelraumkernsegment in einer Vorderansicht,
[0019] Fig. 3 ein Detail eines Kurbelraumkernsegmentes in einer Schrägansicht und [0020] Fig. 4 ein Kühlkernsegment in einer Schrägansicht.
[0021] Die Figuren zeigen eine Kernanordnung 1 für ein Zylinderkurbelgehäuse einer HubkolbenBrennkraftmaschine mit V-förmig in zwei Reihen angeordneten Zylindern, welche Kernanordnung 1 mehreren Kurbelraumkernsegmente 2 aufweist, welche vor dem Gießvorgang in Richtung der - Nicht weiter dargestellten - Kurbelwellenachse der zu gießenden Hubkolben-Brennkraftmaschine hintereinander gereiht, ausgerichtet und fest verbunden werden. Jedes Kurbelraumkernsegment 2 ist einer - nicht weiter ersichtlichen - Kurbelkröpfung der Kurbelwelle der HubkolbenBrennkraftmaschine oder einer Hauptlagerwand 5 zugeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedes Kurbelraumkernsegment 2 einer in axialer Richtung mittig im Kurbelraumkernsegment 2 angeordneten Kurbelkröpfung und zwei an den axialen Enden angeordneten Hauptlagerwänden 5 zugeordnet und durch die Zylinderachsen 4a der Zylinderräume 4 beinhaltende Motor-
querebenen 3a, 3b in denen sich die Hauptlagerwände 5 befinden, begrenzt. Jedes Kurbelraumkernsegment 2 ist gestaltet, um die der Hauptlagerwand 5 zugeordneten Kurbelraumsegmente 6 des Kurbelraumes 7, sowie zumindest einen Zylinderraum 4 jeder Zylinderreihe samt den im Kurbelraumsegment 6 angeordneten Hauptlagerwänden 5, und gegebenenfalls auch Nockenlagerwände, zu formen, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.
[0022] Weiters ist jedes Kurbelraumkernsegment 2 so gestaltet, dass es die seitlichen Innenwandbereiche 8 und seitlichen Außenwandbereiche 9 des entsprechenden Kurbelraumsegmentes 6 des Zylinderkurbelgehäuses formt. Im Detail werden die Innenwandflächen 10 und die AuBenwandflächen 11 an beiden Längsseiten des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich des Kurbelraumes 7 und des Zylinderraumes 4, sowie der einer Kurbelkröpfung zugeordnete Außenwanddeckenbereich 12 des Zylinderkurbelgehäuses durch jeweils ein einziges Kurbelraumkernsegment 2 geformt.
[0023] Wie aus Fig. 1 und 4 ersichtlich ist, wird zumindest ein einem Zylinderraum 4 umgebender Kühlmantel 13 mittels eines Kühlkernsegmentes 14 geformt, wobei jedem Zylinderraum 4 zumindest ein Kühlkernsegment 14 zugeordnet wird.
[0024] Vor dem Gussvorgang wird eine der Kröpfungszahl der zu gießenden Hubkolben-Brennkraftmaschine entsprechende Anzahl an Kurbelraumkernsegmenten 2 in Richtung der Kurbelwellenachse hintereinander angereiht, ausgerichtet und zu einer Kurbelraumkerneinheit 15 miteinander verbunden. Genauso wird eine der Zylinderraumzahl der zu gießenden HubkolbenBrennkraftmaschine entsprechende Anzahl an Kühlkernsegmenten 14 auf die Kurbelraumkernsegmente 2 aufgesetzt, ausgerichtet und mit dieser zu einer Zylinderkurbelgehäusekerneinheit 16 verbunden. Diese kann dann dem Gussvorgang in bekannter Weise unterzogen werden.
[0025] Kurbelraum 7, Nockenwellenraum, Kühlmäntel 13 und Außenform des Zylinderkurbelgehäuses werden durch eine Kernanordnung 1 mit sich wiederholenden Kernmodulen gebildet, welche durch die Kurbelraumkernsegmente 2, die Kühlkernsegmente 14 gebildet werden. Somit können die Kernmodule verwendet werden, um Zylinderkurbelgehäuse mit unterschiedlicher Zylinderanzahl herzustellen.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung eines gegossenen, flüssigkeitsgekühlten Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit mindestens zwei auf Kurbelkröpfungen einer Kurbelwelle einwirkende Kolben, wobei die einzelnen Kolben jeweils einer versetzten Kurbelkröpfung zugeordnet sind, mit Zylinderräumen (4) zur Aufnahme der Kolben und mit einem Kurbelraum (7), in dem zwischen den Zylinderräumen (4) Hauptlagerwände (5) für die Hauptlager einer Kurbelwelle angeordnet sind, wobei das Zylinderkurbelgehäuse unter Verwendung von mehreren Kurbelraumkernsegmenten (2) gegossen wird, mit folgenden Schritten:
* Zuordnen einer Kurbelkröpfung, einer Hauptlagerwand (5) und zumindest eines Teiles eines der Kurbelkröpfung zugeordneten Zylinderraumes (4) zu jeweils einem einzigen Kurbelraumkernsegment (2),
* Ausrichten und Verbinden der Kurbelraumkernsegmente (2) vor dem Gießvorgang, und
* Formen eines der Kurbelkröpfung zugeordneten Kurbelraumsegmentes (6) des Kurbelraumes samt darin enthaltener Hauptlagerwand (5) und zumindest eines Teils - vorzugsweise einer Zylinderhälfte - eines der Kurbelkröpfung zugeordneten Zylinderraumes (4) mittels des Kurbelraumkernsegmentes.
2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandflächen (10) und die Außenwandflächen (11) des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich des Kurbelraumes (7) und des Zylinderraumes (4) durch ein einziges Kurbelraumkernsegment (2) geformt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein einer Kurbelkröpfung oder Hauptlagerwand (5) zugeordneter Außenwanddeckenbereich (12) des Zylinderkurbelgehäuses mittels des Kurbelraumkernsegments (2) geformt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein einem Zylinderraum (4) umgebender Kühlmantel (13) mittels eines Kühlkernsegmentes (14) geformt wird, wobei vorzugsweise jedem Zylinderraum (4) ein Kühlkernsegment (14) zugeordnet wird.
5. Kernanordnung (1) zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines gegossenen, flüssigkeitsgekühlten Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit mindestens zwei auf Kurbelkröpfungen einer Kurbelwelle einwirkende Kolben, wobei die einzelnen Kolben jeweils einer versetzten Kurbelkröpfung zugeordnet sind, mit mehreren Kurbelraumkernsegmenten (2), wobei zumindest ein seitlicher Innenwandbereich (8) und zumindest ein seitlicher Außenwandbereich (9) des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich des Kurbelraumes (7) und des Zylinderraumes (4) durch ein einziges Kurbelraumkernsegment (2) geformt ist, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass pro Kurbelkröpfung oder pro Hauptlagerwand (5) ein einziges Kurbelraumkernsegment (2) vorgesehen ist, welches ein der Kurbelkröpfung zugeordnetes Kurbelraumsegment (6) des Kurbelraumes (7) samt darin enthaltener Hauptlagerwand (5) formt und welches zumindest einen der Kurbelkröpfung zugeordneten Zylinderraum (4) - zumindest teilweise -, vorzugsweise eine Zylinderhälfte des Zylinderraumes (4), formt.
6. Kernanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandflächen (10) und die Außenwandflächen (11) des Zylinderkurbelgehäuses im Bereich des Kurbelraumes (7) und des Zylinderraumes (4) durch ein einziges Kurbelraumkernsegment (2) geformt sind.
7. Kernanordnung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein einer Kurbelkröpfung zugeordneter Außenwanddeckenbereich (12) des Zylinderkurbelgehäuses mittels des Kurbelraumkernsegments (2) geformt ist.
8. Kernanordnung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein einem Zylinderraum (4) umgebender Kühlmantel (13) mittels eines Kühlkernsegmentes (14) geformt ist, wobei vorzugsweise jedem Zylinderraum (4) ein Kühlkernsegment (14) zugeordnet ist.
9. Hubkolben-Brennkraftmaschine, welche mit der Kernanordnung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8 hergestellt ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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