DE102006015735A1 - Bearing frame production process for crankshaft bearing involves casting bearing traverses via at least one casting aperture - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerrahmens mit einer Vielzahl von Lagertraversen für die Lagerung einer Kurbelwelle. Bei dem Verfahren wird eine Schmelze in ein die Form des Lagerrahmens bestimmendes Formwerkzeug gegossen. Nach Abkühlung der Schmelze wird der erstarrte Lagerrahmen aus dem Formwerkzeug entnommen. Die Erfindung betrifft ferner einen mittels dieses Verfahrens hergestellten Lagerrahmen.The The present invention relates to a process for producing a Bearing frame with a variety of bearing brackets for storage a crankshaft. In the method, a melt in a Mold of the bearing frame defining mold cast. After cooling the melt the solidified bearing frame is removed from the mold. The The invention further relates to a product produced by this method Bearing frame.
Unter einem „Lagerrahmen" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die Grundplatte eines Kurbelgehäuses eines Motors zu verstehen, in der die Kurbelwelle gelagert ist. Der Lagerrahmen besteht vorrangig aus Leichtmetall, wie beispielsweise Aluminium, und wird auch als „bed-plate" bezeichnet.Under a "storage frame" in the sense of the present Invention is the base plate of a crankcase of an engine to understand in which the crankshaft is mounted. The bearing frame exists as a priority made of light metal, such as aluminum, and is also referred to as "bed-plate".
Üblicherweise werden solche Lagerrahmen mittels eines Druckgussverfahrens hergestellt. Das zunächst starre Leichtmetall wird in Öfen geschmolzen und die Schmelze anschließend in ein Formwerkzeug eingegossen. Das Befüllen des Formwerkzeugs erfolgt dabei über eine einzige, zentral gelegene Angussöffnung. Nach der Abkühlung wird das Formwerkzeug geöffnet und das gegossene, erhärtete Werkstück entnommen.Usually Such bearing frames are manufactured by means of a die-casting process. The first Rigid light metal is used in ovens melted and then poured the melt into a mold. The filling of the mold takes place via a single, centrally located gate. After cooling it will the mold is opened and the poured, hardened workpiece taken.
Bei diesem herkömmlichen Verfahren hat es sich als nachteilig erwiesen, dass es aufgrund der Befüllung des Formwerkzeuges mittels einer einzigen Angussöffnung zu einer ungleichmäßigen Verteilung der noch flüssigen Schmelze in dem Formwerkzeughohlraum, insbesondere in den von der einzigen Angussöffnung entfernt liegenden Lagertraversen, kommt. Infolgedessen ergibt sich auch ein ungleichmäßiges Erstarrungsverhalten der einzelnen Lagertraversen. Dies führt insbesondere dazu, dass in den verschiedenen Lagertraversen unterschiedliche mechanische Kennwerte erreicht werden. Dies gilt umso mehr, je weiter entfernt der Abschnitt des Lagerrahmens von der zentralen Angussöffnung gelegen ist.at this conventional It has proved to be disadvantageous that it due to the filling the mold by means of a single gate opening to a non-uniform distribution the still liquid melt in the mold cavity, in particular in the one from the single gate lying bearing trusses, comes. As a result, it also results an uneven solidification behavior the individual bearing crossbeams. This leads in particular to that in the different bearing beams different mechanical Characteristics are achieved. This is even more true the farther away the section of the bearing frame is located from the central gate is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerrahmens der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, se dass ein Lagerrahmen mit gleichmäßigeren und verbesserten Materialeigenschaften hergestellt werden kann. Ferner soll ein solcher Lagerrahmen angegeben werden.Of the Invention is based on the object, a process for the preparation to develop a bearing frame of the type mentioned above, See that a bearing frame with more uniform and improved material properties can be produced. Furthermore, such a bearing frame is specified become.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei dem eingangs genannten Verfahren in Übereinstimmung mit Patentanspruch 1 erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest mehreren Lagertraversen jeweils wenigstens eine Angussöffnung zugeordnet ist und die Schmelze über mehrere Angussöffnungen in das Formwerkzeug gegossen wird.to solution This object is in the aforementioned method in accordance provided with claim 1 according to the invention that at least associated with at least one sprue opening in each case is and the melt over several gate openings is poured into the mold.
Unter einem "Anguss" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Materialüberschuss zu verstehen, das heißt ein Übermaß an flüssigem Schmelzvolumen (zum Zeitpunkt der Befüllung des Formwerkzeuges), welches an sich nicht zur Formgebung des eigentlichen Lagerrahmens benötigt wird. Dieses Überschussvolumen an Schmelze verbleibt nach dem Erstarren als Anguss.Under a "sprue" in the sense of the present Invention is an excess of material to understand, that is an excess of liquid melt volume (at the time of filling the molding tool), which in itself is not for the shaping of the actual Bearing frame is needed. This excess volume on melt remains after solidification as a sprue.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht unter anderem auf der Erkenntnis, mittels eines parallelen, gleichzeitigen Einfüllens der Schmelze über mehrere Angussöffnungen den Formwerkzeughohlraum in geeigneter Weise befüllen zu können, so dass eine bessere Materialverteilung insbesondere in den Lagertraversen erreicht wird. Für diesen Zweck ist zumindest mehreren der La gertraversen jeweils wenigstens eine Angussöffnung zugeordnet. Vorzugsweise ist jeder Lagertraverse wenigstens eine Angussöffnung zugeteilt. Die Schmelze wird derart in das Formwerkzeug eingegossen, dass nach dem Erstarren im Bereich der Angussöffnung ein Anguss verbleibt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein dichteres Gefüge und somit ein höheres Raumgewicht des Lagerrahmens im Vergleich zu herkömmlichen Lagerrahmen erzielt. Es ergibt sich eine gute Materialverteilung mit günstigem Erstarrungsverhalten, wodurch über den Querschnitt gleichmäßige mechanische Kennwerte erreicht werden. Als Folge der verbesserten Festigkeit können die Einzelbestandteile des Lagerrahmens, insbesondere die Lagertraversen, mit im Vergleich zu herkömmlichen Lagerrahmen kleineren Querschnittsformen hergestellt werden. Auf diese Weise werden der Materialbedarf und das Gewicht reduziert.The inventive method is based inter alia on the knowledge, by means of a parallel, simultaneous filling the melt over several gates To fill the mold cavity in a suitable manner, so that a better Material distribution is achieved in particular in the bearing brackets. For this purpose At least one of the La traverse at least one gate assigned. Preferably, each bearing beam is at least one gate allocated. The melt is poured into the mold in such a way that after solidification in the region of the gate opening a sprue remains. With the method according to the invention becomes a denser structure and thus a higher density achieved the bearing frame compared to conventional bearing frame. It results in a good material distribution with favorable Solidification behavior, causing over the cross-section uniform mechanical Characteristics are achieved. As a result of improved strength can they Individual components of the bearing frame, in particular the bearing crossbeams, with compared to conventional ones Bearing frame smaller cross-sectional shapes are produced. On this way the material requirement and the weight are reduced.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 8.advantageous Further developments of the method according to the invention are the subject of the claims 2 to 8.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Schmelze im Bereich mehrerer Lagertraversen, insbesondere im Bereich aller Lagertraversen, über jeweils zwei Angussöffnungen eingegossen wird. Üblicherweise wird im mittleren Bereich der Lagertraverse eine weitgehend halbkreisförmige Lagerschale zur Lagerung der Kurbelwelle ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine Querschnittsverjüngung, was bei den herkömmlichen Herstellungsverfahren zu einer schlechteren Verteilung des Materials im Bereich der Querschnittsverjüngung geführt hat. Infolge der vorbeschriebenen Positionierung von zwei Angussöffnungen wird dieses Problem gelöst, da dieser engere Querschnittsbereich infolge der Nähe zu der Angussöffnung mit einem höheren Einfülldruck und folglich mit einer guten Materialverteilung befüllt werden kann.A preferred development of the method according to the invention is that the melt in the area of several bearing crossbeams, in particular in the area of all bearing crossbeams, each with two sprues is poured. Usually is in the central region of the bearing beam a largely semicircular bearing shell for Storage of the crankshaft formed. This results in a cross-sectional taper, which in the conventional Manufacturing process to a poorer distribution of the material in the area of cross-sectional rejuvenation guided Has. Due to the above positioning of two gate openings this problem is solved because of this narrower cross-sectional area due to the proximity to the gate with a higher one filling pressure and consequently can be filled with a good material distribution.
Vorteilhafterweise werden die Angüsse nach der Entnahme des Lagerrahmens aus dem Formwerkzeug wenigstens teilweise entfernt. Insbesondere wird der oberste Bereich des Angusses beispielsweise mittels Fräsen entfernt, da dieser Bereich am wenigsten verdichtet ist.Advantageously, the sprues are after the removal of the bearing frame from the mold at least partially removed. In particular, the top area of the sprue is removed, for example by means of milling, since this area is the least compacted.
Um eine zusätzliche Gewichtsreduzierung des Lagerrahmens zu erreichen, wird wenigstens eine der Lagertraversen mit einer Aussparung versehen. Vorteilhafterweise wird die Aussparung im Bereich zwischen zwei Angussöffnungen vorgesehen. Vorzugsweise entspricht dieser Bereich dem mittleren Bereich der Lagertraverse. Dieser Bereich eignet sich insbesondere deshalb, da bei Vorsehen von zwei Angussöffnungen benachbart zu der vorgesehenen Aussparung eine optimale Befüllung dieser Querschnittsverengung bezweckt werden kann. Alternativ können selbstverständlich auch mehrere Aussparungen in einer Lagertraverse vorgesehen werden.Around an additional To achieve weight reduction of the bearing frame is at least one the bearing trusses provided with a recess. advantageously, The gap is in the area between two gate openings intended. Preferably, this area corresponds to the middle one Area of the bearing crossbeam. This area is particularly suitable therefore, given the provision of two gate openings adjacent to the provided recess optimal filling of this cross-sectional constriction can be intended. Alternatively, of course, too a plurality of recesses are provided in a bearing beam.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Lagerrahmen mit Bohrungen versehen. Vorteilhafterweise kann die Lagertraverse im Bereich der Angüsse mit wenigstens einer Bohrung, insbesondere einer Durchgangsbohrung, versehen werden. Eine solche Bohrung kann zur späteren Anbringung von Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Schrauben, Bolzen oder dergleichen, verwendet werden. Infolge der Nähe zur Eingießöffnung ist insbesondere das die Bohrung umgebende Material mit geeigneten mechanischen Festigkeitswerten ausgestattet.at a further advantageous embodiment of the bearing frame provided with holes. Advantageously, the bearing beam in the area of sprues with at least one bore, in particular a through-bore, be provided. Such a bore may be used for later attachment of fasteners, such as screws, bolts or the like used become. As a result of proximity to the pouring hole is in particular the material surrounding the bore with suitable mechanical Strength values equipped.
Ferner kann vorgesehen sein, den Anguss nur teilweise zu entfernen, so dass ein Stumpf verbleibt, der ebenfalls mit einer Bohrung zum Anschluss weiterer Bauteile versehen werden kann.Further can be provided to remove the sprue only partially so that a stump remains, which also has a bore for connection other components can be provided.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Schmelze mit einem im Wesentlichen einheitlichen Druck, einer im Wesentlichen einheitlichen Temperatur und/oder Geschwindigkeit über die einzelnen Angussöffnungen einge gossen. Auf diese Weise werden im Bereich aller Bestandteile des Lagerrahmens weitgehend konstante Materialeigenschaften erreicht.at an advantageous development, the melt with a in the Substantially uniform pressure, a substantially uniform Temperature and / or speed over the individual gate openings poured. In this way, in the field of all ingredients the bearing frame reaches largely constant material properties.
Weiterhin wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe in Übereinstimmung mit Patentanspruch 9 ein durch das erfindungsgemäße Verfahren herstellbarer Lagerrahmen mit einer Vielzahl von Lagertraversen zur Lagerung einer Kurbelwelle vorgeschlagen. Ein solcher mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellter Lagerrahmen macht sich die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zunutze. So wird ein Lagerrahmen mit gleichmäßiger Materialverteilung und weitgehend gleichmäßigen mechanischen Kennwerten erhalten. Infolgedessen lässt sich eine Verkleinerung der Querschnittsform und damit eine Gewichtsreduzierung erreichen.Farther becomes the solution the above task in accordance with claim 9 a producible by the inventive method Bearing frame with a variety of bearing brackets for storage of a Crankshaft proposed. Such by means of the method according to the invention produced bearing frame makes use of the advantages of the method according to the invention. So is a bearing frame with uniform material distribution and largely uniform mechanical Characteristics received. As a result, can be a reduction the cross-sectional shape and thus achieve a weight reduction.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen weiter erläutert. Dabei dienen die Zeichnungen zur Erläuterung sowohl des Verfahrens als auch des Lagerrahmens. Es zeigen schematisch:following The invention is with reference to the accompanying schematic Drawings further explained. The drawings serve to explain both the method as well as the bearing frame. They show schematically:
Die
Der
Lagerrahmen
Um
einen solchen Lagerrahmen
Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
haben die Angussöffnungen
Das
Eingießen
der Schmelze in das Formwerkzeug
Nach
Abschluss des Eingießvorganges
und Aushärten
der Schmelze wird das Formwerkzeug
Anschließend erfolgt
die Nachbearbeitung des Lagerrahmens
Im
Rahmen dieser Nachbearbeitung werden die im Bereich der Eingießöffnungen
Infolge
des Eingießvorganges über mehrere Eingießöffnungen
In
einer weiteren Ausführungsform
kann vorgesehen werden, zusätzlich
zu den Lagertraversen
- 1010
- Lagerrahmenbearing frame
- 1111
- Längsträgerlongitudinal beams
- 1212
- Längsträgerlongitudinal beams
- 1414
- Lagertraversebearing support
- 1616
- Lagerschalebearing shell
- 1818
- Aussparungrecess
- 1919
- Stegweb
- 2020
- Angusssprue
- 3030
- Formwerkzeugmold
- 3232
- WerkzeugoberteilUpper die
- 3434
- WerkzeugunterteilTool part
- 4040
- Eingießöffnungpouring
- 5050
- Bohrungdrilling
Claims (9)
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DE202006019785U DE202006019785U1 (en) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | Storage frame cast from a light metal used as a bed plate for a crankcase of an engine comprises two spaced longitudinal supports joined together by tie-bars each having a feeder |
DE200610015735 DE102006015735A1 (en) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | Bearing frame production process for crankshaft bearing involves casting bearing traverses via at least one casting aperture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200610015735 Withdrawn DE102006015735A1 (en) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | Bearing frame production process for crankshaft bearing involves casting bearing traverses via at least one casting aperture |
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-
2006
- 2006-04-04 DE DE200610015735 patent/DE102006015735A1/en not_active Withdrawn
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