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DE102009044589A1 - Improving structure quality of bearing blocks in cylinder block, comprises casting bearing cover in lead frame for bearing block in cylinder block, and compressing and hardening structure of bearing cover/bearing block by partial forging - Google Patents

Improving structure quality of bearing blocks in cylinder block, comprises casting bearing cover in lead frame for bearing block in cylinder block, and compressing and hardening structure of bearing cover/bearing block by partial forging Download PDF

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DE102009044589A1
DE102009044589A1 DE102009044589A DE102009044589A DE102009044589A1 DE 102009044589 A1 DE102009044589 A1 DE 102009044589A1 DE 102009044589 A DE102009044589 A DE 102009044589A DE 102009044589 A DE102009044589 A DE 102009044589A DE 102009044589 A1 DE102009044589 A1 DE 102009044589A1
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cylinder
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DE102009044589A
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German (de)
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Heinrich Dr. Fuchs
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Martinrea Honsel Germany GmbH
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Honsel AG
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Abstract

The process for improving structure quality of bearing blocks (5) in a cylinder block (1) made of aluminum alloy for a piston engine having cylinder liner and two spaced bearing blocks for crankshaft bearings, which are cast with the cylinder block in a materially integral manner, comprises casting a bearing cover (7) in a lead frame (6) for the bearing block in the cylinder block in a materially integral manner, and compressing and hardening structure of the bearing cover or -block at 350-500[deg] C by partial forging, where matrices are positioned on both-sides of bearing block and/or -cover. The process for improving structure quality of bearing blocks (5) in a cylinder block (1) made of aluminum alloy for a piston engine having a cylinder liner and two spaced bearing blocks for crankshaft bearings, which are cast with the cylinder block in a materially integral manner, comprises casting a bearing cover (7) in a lead frame (6) for the bearing block in the cylinder block in a materially integral manner, and compressing and hardening the structure of the bearing cover or bearing block at 350-500[deg] C by partial forging, where the matrices transversely-moveable and shape-adaptable to the sides surfaces of the bearing block and/or the bearing cover are positioned on both-sides of the bearing block and/or the bearing cover. A pressing force acting in the direction of the side surfaces of the bearing block and/or the bearing cover is applied on the sides of the matrices turned away from the side surfaces of the bearing block and/or the bearing cover. The pressing force is applied through wedges press-fit between the matrices provided with wedge surfaces. The pressing force acting vertical to the crankshaft bearings is directly applied on the bearing block and/or the bearing cover through a stamp press-fit between the matrices. An independent claim is included for a cylinder block made of aluminum alloy for a piston engine having a cylinder liner and two spaced bearing blocks for crankshaft bearings.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Gefügequalität von z. B. Lagerstühlen in einem Zylinderblock aus einer Aluminiumgusslegierung für einen Kolbenmotor, mit wenigstens einer Zylinderlaufbuchse und wenigstens zwei beabstandeten Lagerstühlen für Kurbelwellenlager, die materialeinheitlich mit dem Zylinderblock gegossen sind. Die Erfindung betrifft ferner einen entsprechenden Zylinderblock.The The invention relates to a method for improving the quality of the structure from Z. B. storage chairs in a cylinder block from a Cast aluminum alloy for a piston engine, with at least a cylinder liner and at least two spaced storage chairs for crankshaft bearings, the same material with the Cylinder block are poured. The invention further relates to a corresponding cylinder block.

Bei Kolbenmotoren, insbesondere Kolbenmotoren für Personenkraftfahrzeuge ist man bestrebt, das Gewicht weitestgehend zu vermindern. Es ist daher bekannt, die Zylinderblöcke aus einer Leichtmetalllegierung herzustellen. Kostengünstige, gut gießfähige und gut bearbeitbare Leichtmetalllegierungen weisen indessen eine verhältnismäßig niedrige Warm- und Dauerfestigkeit, einen hohen Wärmedehnungskoeffizienten und einen schlechten Verschleißwiderstand an den Kolbenlaufflächen der Zylinderbohrungen auf.at Piston engines, in particular piston engines for passenger vehicles one strives to reduce the weight as much as possible. It is therefore known, the cylinder blocks made of a light metal alloy manufacture. Inexpensive, easy pourable and easily machinable light alloys, however, have one relatively low thermal and fatigue strength, a high thermal expansion coefficient and a poor wear resistance on the piston treads of the cylinder bores.

Um die Verschleißfestigkeit der Laufflächen zu erhöhen ist es bekannt, nasse oder trockene Graugusszylinderlaufbuchsen vorzusehen, die nachträglich in den fertig bearbeiteten Zylinderblock eingesetzt werden oder beim Gießen des Zylinderblocks mit der Leichtmetalllegierung umgossen werden. Des Weiteren ist es bekannt, den Zylinderblock aus einer übereutektischen Aluminium-Siliziumlegierung einschließlich der Zylinderlaufflächen herzustellen. Derartige übereutektische Aluminium-Siliziumlegierungen ergeben aufgrund der sich beim Abkühlenden ausscheidenden Siliziumprimärkristalle eine gute Verschleißfestigkeit der Laufflächen in den Zylinderlaufbuchsen, jedoch sind diese Legierungen schwieriger zu gießen und schlechter zu bearbeiten, da die harten Siliziumprimärkristalle zu einem hohen Werkzeugverschleiß führen.Around to increase the wear resistance of the treads It is known to wet or dry cast iron cylinder liners provided subsequently in the finished Cylinder block are used or when casting the cylinder block with be poured around the light metal alloy. Furthermore, it is known the cylinder block of a hypereutectic aluminum-silicon alloy including the cylinder treads produce. Such hypereutectic aluminum-silicon alloys result due to the exiting during cooling Silicon primary crystals a good wear resistance the running surfaces in the cylinder liners, however, are These alloys are more difficult to pour and worse to process, since the hard silicon primary crystals too lead to high tool wear.

Man ist daher bestrebt, für das Kurbelgehäuse eine kostengünstige, gut gießfähige und bearbeitbare Leichtmetalllegierung zu verwenden, jedoch ergeben diese Leichtmetalllegierungen Probleme mit den sich bei hoher Verdichtung der modernen Kolbenmotoren ergebenden hohen Verbrennungsdrücken, insbesondere bei Dieselmotoren mit Direkteinspritzung, denen diese Leichtmetalllegierungen nicht gewachsen sind, da die Lagerstühle, wenn sie materialeinheitlich mit dem Zylinderblock gegossen sind, Masseanhäufungen bilden und sich daher in diesen Bereichen gieß- und erstarrungstechnisch bedingte Gefügezustände einstellen, die insbesondere die Dauerfestigkeitswerte in den Lagerstühlen der Kurbelwelle begrenzen. Dies gilt für alle für das Gießen von Zylinderblöcken aus Aluminiumgusslegierungen eingesetzte Gießverfahren wie Sandgießen, Kokillengießen und Druckgießen, insbesondere jedoch für das Druckgießverfahren.you is therefore anxious for the crankcase a inexpensive, easy to pour and workable To use light alloy, however, these light metal alloys Problems with the high compression of modern piston engines resulting high combustion pressures, especially at Diesel engines with direct injection, which these light metal alloys are not up to par, since the storage chairs, if they are made of the same material are poured with the cylinder block, mass accumulations form and therefore in these areas casting and solidification technology set conditional structural states, in particular the fatigue strength values in the bearing blocks of the crankshaft limit. This applies to everyone for the casting of Cylinder blocks used in cast aluminum alloys Casting processes such as sand casting, mold casting and die-casting, but especially for die casting.

Um diese Nachteile zu vermeiden wurde gemäß der EP 1 039 118 A2 vorgeschlagen, getrennte, vorgefertigte, eingegossene, untereinander parallele, von den Kurbelwellenlagerböcken bis zur Auflagefläche eines Zylinderkopfs reichende Lagerstühle aus einer gegenüber der Zylinderblocklegierung eine höhere Warm- und Dauerfestigkeit sowie einen niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten aufweisenden Leichtmetalllegierung, die die Zylinderkopf- und Kurbelwellenlagerschrauben oder durchgehende Zuganker aufnehmen, vorzusehen. Diese Lagerstühle sind in einen Zylinderblock aus einer gut gießbaren und bearbeitbaren Aluminiumgusslegierung eingegossen und können pulvermetallurgisch, durch Sprühkompaktiere oder durch Abtrennen von einem stranggepressten Profil hergestellt sein.In order to avoid these disadvantages, according to the EP 1 039 118 A2 proposed, separate, prefabricated, cast, mutually parallel, ranging from the crankshaft bearing blocks to the bearing surface of a cylinder head bearing chairs from a relation to the cylinder block alloy higher thermal and fatigue strength and a low coefficient of thermal expansion having light metal alloy, which receive the cylinder head and crankshaft bearing bolts or continuous tie rods, provided. These bearing blocks are cast in a cylinder block made of a castable and machinable cast aluminum alloy and can be manufactured by powder metallurgy, by spray compacting or by cutting from an extruded profile.

Dieser Zylinderblock mit eingegossenen Lagerstühlen ergibt eine technisch hochwertige Lösung für die hochbelasteten Lagerstühle in Dieselmotoren mit Direkteinspritzung, ist aber wegen der getrennten Herstellung der Lagerstühle und der erforderlichen Handhabung beim Gießen eines entsprechenden Zylinderblocks kostenaufwendig.This Cylinder block with cast in bearing chairs gives a technically high-quality solution for the heavily loaded Lagerstühle in diesel engines with direct injection, is but because of the separate production of the storage chairs and the required handling when casting a corresponding Cylinder block costly.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbessern der Gefügequalität von z. B. Lagerstühlen in einem Zylinderblock aus einer Aluminiumgusslegierung und einen entsprechenden Zylinderblock vorzuschlagen, der den erhöhten Anforderungen hinsichtlich der im Betrieb des Kolbenmotors auftretenden Beanspruchungen gewachsen ist, ohne dass mit dem Verfahren eine deutliche Erhöhung der Herstellkosten verbunden ist.Accordingly the invention has for its object to provide a method for improving the Structure quality of z. B. storage chairs in a cylinder block made of an aluminum casting alloy and a propose appropriate cylinder block, which increased the Requirements with regard to the occurring during operation of the piston engine Has grown without the use of a process significant increase in manufacturing costs.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus einem Verfahren zum Verbessern der Gefügequalität von z. B. Lagerstühlen in einem Zylinderblock aus einer Aluminiumgusslegierung für einen Kolbenmotor mit wenigstens einer Zylinderlaufbuchse und wenigstens zwei beabstandeten Lagerstühlen für Kurbelwellenlager, die materialeinheitlich mit dem Zylinderblock gegossen sind, bei dem erfindungsgemäß das Gefüge wenigstens der Lagerstühle durch partielles Schmieden bei einer Temperatur von 350°–500°C verdichtet und verfestigt wird.The Solution to this problem consists of a method for improving the texture quality of z. B. storage chairs in a cylinder block made of an aluminum alloy for a piston engine with at least one cylinder liner and at least two spaced bearing blocks for crankshaft bearings, the material is uniformly poured with the cylinder block, at according to the invention, the microstructure at least the storage chairs by partial forging at a temperature of 350 ° -500 ° C compacted and solidified becomes.

Insbesondere wenn die Lagerdeckel für die Oberteile der Lagerstühle im Zylinderblock in einem Leiterrahmen materialeinheitlich mit diesem gegossen sind, wird das Gefüge dieser Lagerdeckel ebenfalls vorzugsweise durch partielles Schmieden bei einer Temperatur von 350°–500°C verdichtet und verfestigt.Especially if the bearing caps for the tops of the camp chairs in the cylinder block in a ladder frame of the same material with this are poured, the structure of this bearing cap is also preferably by partial forging at a temperature of 350 ° -500 ° C compacted and solidified.

Durch dieses partielle Schmieden der Lagerstühle und/oder der Lagerdeckel für die Lagerstühle im Zylinderblock in einem Leiterrahmen, wird eine Materialverdichtung erreicht, durch die Lunker und Porositäten beseitigt werden, was zu einer Erhöhung der Festigkeit, insbesondere der Dauerfestigkeit führt.Through this partial forging of the camp chairs and / or the bearing caps for the camp chairs in the cylinder block in a lead frame, a material compression is achieved, are eliminated by the voids and porosities, resulting in an increase in the strength, in particular the fatigue strength.

Das partielle Schmieden lässt sich auf einfache Weise so durchführen, dass beidseitig der Lagerstühle und/oder der Lagerdeckel in einem Leiterrahmen den Seitenflächen der Lagerstühle und/oder der Lagerdeckel formangepasste, querbewegliche Matrizen positioniert werden und auf die den Seitenflächen der Lagerstühle und/oder der Lagerdeckel abgewandten Seiten der Matrizen eine in Richtung der Seitenflächen der Lagerstühle und/oder der Lagerdeckel wirkende Presskraft aufgebracht wird.The Partial forging can be done in a simple way, that on both sides of the camp chairs and / or the bearing cap in a ladder frame the side surfaces of the camp chairs and / or the bearing cap form-adapted, transversely movable matrices be positioned and on the side surfaces of the camp chairs and / or the bearing cover facing away from the matrices an in Direction of the side surfaces of the camp chairs and / or the bearing cap acting pressing force is applied.

Diese Presskraft lässt sich insbesondere durch zwischen die mit Keilflächen versehenen Matrizen einpressbare Keile aufbringen.These Press force can be particularly by between the with Wedge surfaces provided matrices apply compressible wedges.

Eine andere Möglichkeit des Aufbringens der Presskraft besteht darin, beidseitig der Lagerstühle und/oder der Lagerdeckel in den Leiterrahmen den Seitenflächen der Lagerstühle und/oder Lagerdeckel formangepasste Matrizen zu positionieren und auf die Lagerstühle und/oder Lagerdeckel eine senkrecht zur Kurbelwellenlagerachse wirkende Presskraft aufzubringen, wobei in diesem Fall die Presskraft direkt durch zwischen die Matrizen einpressbare Stempel auf die Oberteile der Lagerstühle und/oder die Lagerdeckel aufgebracht wird.A Another possibility of applying the pressing force exists in it, on both sides of the camp chairs and / or the bearing caps in the ladder frame the side surfaces of the camp chairs and / or bearing caps to position conformed dies and on the camp chairs and / or bearing cap a perpendicular to Apply crankshaft bearing axis acting pressing force, wherein in In this case, the pressing force directly by between the matrices einpressbare Stamp on the tops of the camp chairs and / or the Bearing cover is applied.

Beide Möglichkeiten des Aufbringens der Presskraft lassen sich auch kombinieren, indem sowohl auf die Seitenflächen der Lagerstühle und/oder der Lagerdeckel in dem Leiterrahmen als auch auf die Lagerstühle und/oder die Lagerdeckel senkrecht zur Kurbelwellenlagerachse wirkende Presskräfte aufgebracht werden.Both Possibilities of applying the pressing force can be Also, combine both on the side surfaces of the Storage chairs and / or the bearing cap in the lead frame as well as on the camp chairs and / or the bearing caps perpendicular to Applied crankshaft bearing axis acting pressing forces become.

Die vorerwähnte Aufgabe wird auch gelöst durch einen Zylinderblock aus einer Aluminiumgusslegierung mit wenigstens einer Zylinderlaufbuchse und wenigstens zwei beabstandeten Lagerstühlen für Kurbelwellenlager, die materialeinheitlich mit dem Zylinderblock gegossen sind und durch partielles Schmieden bei einer Temperatur von 350°–500°C verdichtet und verfestigt sind und/oder dessen materialeinheitlich in einem Leiterrahmen mit diesem gegossenen Lagerdeckel durch partielles Schmieden bei einer Temperatur von 350°–500°C verdichtet und verfestigt sind.The The aforementioned object is also achieved by a Cylinder block made of an aluminum casting alloy with at least one Cylinder liner and at least two spaced storage chairs for Crankshaft bearing, the same material with the cylinder block are cast and by partial forging at a temperature of 350 ° -500 ° C compacted and solidified are and / or its material uniform in a ladder frame with this cast bearing cap by partial forging at a Temperature of 350 ° -500 ° C compressed and solidified.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der mit diesem Verfahren hergestellten Zylinderblöcke liegt darin, dass alle Aluminiumgusslegierungen für das Herstellen der Zylinderblöcke mit dem Sand-, Kokillen- oder Druckgießverfahren geeignet sind, dass die Anwendung für Zylinderblöcke und/oder in einem Leiterrahmen materialeinheitlich mit diesem gegossenen Lagerdeckel möglich ist und zwar sowohl für Reihenmotoren als auch für V-Motoren.Of the particular advantage of the method according to the invention and the cylinder blocks produced by this method lies in the fact that all cast aluminum alloys for the Production of the cylinder blocks with the sand, mold or diecasting are suitable for the application for cylinder blocks and / or in a ladder frame uniform material possible with this cast bearing cap is both for in-line engines as well as for V-engines.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele des Näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:The Invention will be described below with reference to two embodiments of the details explained. In the drawing show:

1 eine perspektivische Unteransicht eines Zylinderblocks mit einem damit verschraubten Leiterrahmen und mit diesem materialeinheitlich gegossenen Lagerdeckeln, 1 a perspective bottom view of a cylinder block with a lead frame screwed therewith and with this material uniformly cast bearing caps,

2 eine perspektivische Ansicht von unten des Zylinderblocks gemäß 1 mit abgenommenem Leiterrahmen und eingesetzter Kurbelwelle, 2 a perspective view from below of the cylinder block according to 1 with removed ladder frame and inserted crankshaft,

3 eine perspektivische Ansicht eines Leiterrahmens mit damit materialeinheitlich gegossenen Lagerdeckeln, 3 a perspective view of a lead frame with it uniformly cast bearing caps,

4 einen Ausschnitt aus einem Zylinderblock gemäß 1 mit Darstellung der querbeweglichen Matrizen und der Keile, 4 a section of a cylinder block according to 1 with representation of the transversely movable matrices and the wedges,

5 einen Ausschnitt einer Schnittansicht des Zylinderblocks gemäß 1 mit Darstellung der Matrizen und der Keile zum seitlichen Verdichten und Verfestigen der Lagerstühle, 5 a section of a sectional view of the cylinder block according to 1 showing the dies and the wedges for laterally compacting and solidifying the storage chairs,

6 eine perspektivische Ansicht von unten eines Zylinderblocks gemäß 1 mit zwischen den Lagerstühlen angeordneten Matrizen und senkrecht zur Kurbelwellenlagerachse beweglichen Stempeln, 6 a perspective view from below of a cylinder block according to 1 with matrices arranged between the bearing seats and punches movable perpendicular to the crankshaft bearing axis,

7 eine ausschnittsweise Schnittansicht des Zylinderblocks mit Matrizen und Stempeln und 7 a partial sectional view of the cylinder block with dies and punches and

8 einen Querschnitt durch einen Lagerstuhl eines Zylinderblocks mit einem die Presskraft senkrecht zur Kurbelwellenlagerachse aufbringenden Stempel. 8th a cross section through a bearing block of a cylinder block with a pressing force perpendicular to the crankshaft bearing axis applying punch.

In 1 ist eine perspektivische Ansicht von unten eines aus einer gut gießbaren und bearbeitbaren Aluminiumgusslegierung hergestellten Zylinderblocks 1 mit einem damit verschraubten Leiterrahmen 6, mit dem Lagerdeckel 7 materialeinheitlich gegossen sind, dargestellt. Im Zylinderblock 1 befinden sich Lagerstühle 5. Durch die Lagerstühle 5 und die Lagerdeckel 7 werden Kurbelwellenlager 4 definiert, die eine in 2 dargestellte Kurbelwelle 12 aufnehmen.In 1 Figure 11 is a bottom perspective view of a cylinder block made from a cast and machinable cast aluminum alloy 1 with a lead frame bolted to it 6 , with the bearing cap 7 are molded uniformly, shown. In the cylinder block 1 There are storage chairs 5 , Through the storage chairs 5 and the bearing caps 7 be crankshaft bearings 4 defined, which is an in 2 illustrated crankshaft 12 take up.

Durch den Leiterrahmen 6, mit dem die Lagerdeckel 7 materialeinheitlich gegossen sind und dessen Verschraubung mit dem Zylinderblock 1 wird die Steifigkeit des Zylinderblocks im Bereich der Kurbelwelle 12 verbessert.Through the ladder frame 6 with which the bearing caps 7 are poured uniform material and its screw connection with the cylinder block 1 The rigidity of the cylinder block is in the range of the cure belwelle 12 improved.

Die Lagerstühle 5 und/oder die Lagerdeckel 7 der Lagerstühle 5 im Zylinderblock 1 und im Leiterrahmen 6 sind durch partielles Schmieden bei einer Temperatur von 350°–500°C verdichtet und verfestigt, wodurch in diesen Bereichen, wo konstruktionsbedingt Masseanhäufungen vorliegen, gieß- und erstarrungstechnisch bedingte Lunker und Porositäten geschlossen werden, so dass sich in diesen Bereichen durch Diffusionsschweißen ein lunker- und porenfreies Gefüge einstellt. Durch diese Materialumformung wird eine Erhöhung der Festigkeit, vor allem der Dauerfestigkeit, erzielt.The storage chairs 5 and / or the bearing caps 7 the camp chairs 5 in the cylinder block 1 and in the ladder frame 6 are compacted and solidified by partial forging at a temperature of 350 ° -500 ° C., whereby voids and porosities caused by casting and solidification are closed in these areas where mass accumulations are due to the construction, so that a voids-like diffusion bond in these areas and pore-free structure sets. By this material deformation an increase in strength, especially the fatigue strength is achieved.

Aus den 4–8 ist ersichtlich, auf welche Weise und mittels welcher Werkzeuge das partielle Schmieden durchführbar ist.From the 4 - 8th it can be seen how and by what tools partial forging is feasible.

Gemäß den 4 und 5 werden zunächst beidseitig der Oberteile der Lagerstühle 5 an deren Seitenflächen formangepasste, querbewegliche Matrizen 8 positioniert. Auf den den Lagerstühlen 5 abgewandten Seiten der Matrizen 8 sind Keilflächen vorgesehen. Wenn dann mit entsprechenden Keilflächen versehene Keile 9 zwischen die Matrizen 8 gepresst werden, werden auf die Oberteile der Lagerstühle 5 seitliche Presskräfte aufgebracht, die die Verfestigung und Verdichtung des Gefüges in diesen kritischen Bereichen bewirken.According to the 4 and 5 be first both sides of the tops of the camp chairs 5 at their side surfaces form-fitting, transversely movable matrices 8th positioned. On the storage chairs 5 opposite sides of the matrices 8th Wedge surfaces are provided. If then wedges provided with corresponding wedge surfaces 9 between the matrices 8th Be pressed on the tops of the camp chairs 5 applied lateral pressing forces that cause the solidification and densification of the structure in these critical areas.

Eine weitere Möglichkeit, die Presskräfte auf die Lagerstühle aufzubringen, ist in den 6–8 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform werden ebenfalls formangepasste Matrizen 10 zwischen die Lagerstühle 5 eingesetzt, die den gesamten Zwischenraum zwischen den Lagerstühlen 5 ausfüllen. Mittels Stempeln 11 werden dann senkrecht zur Kurbelwellenlagerachse wirkende Presskräfte aufgebracht, die ebenfalls die Verfestigung und Verdichtung des Gefüges in diesen kritischen Bereichen bewirken.Another way to apply the press forces to the storage chairs is in the 6 - 8th shown. In this embodiment also shape-matched matrices 10 between the camp chairs 5 used the entire space between the storage chairs 5 fill out. By stamping 11 are then applied perpendicular to the crankshaft bearing axis acting pressing forces, which also cause the solidification and densification of the structure in these critical areas.

Beide Möglichkeiten des Aufbringens der Presskräfte lassen sich kombinieren, wenn die Stempel 11 gemäß 6–8 zusammen mit den Matrizen 8 und den Keilen 9 auf die Oberteile der Lagerstühle zur Einwirkung gebracht werden. In diesem Fall erfolgt das partielle Schmieden der Lagerstühle sowohl in Richtung der Kurbelwellenlagerachse als auch senkrecht dazu.Both ways of applying the pressing forces can be combined when the punches 11 according to 6 - 8th along with the matrices 8th and the wedges 9 be placed on the tops of the camp chairs to act. In this case, the partial forging of the bearing chairs takes place both in the direction of the crankshaft bearing axis and perpendicular thereto.

Das Verdichten und Verfestigen der Lagerdeckel 7 in dem Leiterrahmen 6 erfolgt auf die gleiche Weise, indem auf die Lagerdeckel 7 in Richtung der Kurbelwellenlagerachse wirkende Presskräfte und/oder senkrecht zur Kurbelwellenlagerachse wirkende Presskräfte mittels der Matrizen 8 und/oder 10 und der Keile 9 und/oder der Stempel 11 aufgebracht werden.The compacting and hardening of the bearing caps 7 in the ladder frame 6 done in the same way, adding to the bearing cap 7 pressing forces acting in the direction of the crankshaft bearing axis and / or pressing forces acting perpendicular to the crankshaft bearing axis by means of the dies 8th and or 10 and the wedges 9 and / or the stamp 11 be applied.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbessern der Gefügequalität von Lagerstühlen 5 in Zylinderblöcken 1 aus einer Aluminiumgusslegierung für einen Kolbenmotor mit wenigstens einer Zylinderlaufbuchse 2 und wenigstens zwei beabstandeten Lagerstühlen 5 für Kurbelwellenlager 4 ist für alle Aluminiumgusslegierungen geeignet, mit denen sich Kurbelgehäuse im Sand-, Kokillen-, oder Druckgießverfahren herstellen lassen und Ist geeignet für Zylinderblöcke beliebiger Zylinderzahl in Reihen- oder V-Anordnung. Da keine besonders gefertigten Elemente eingegossen werden müssen und sich das partielle Schmieden mittels der Matrizen 8 und Keile 9 bzw. der Matrizen 10 und Stempel 11 sehr schnell und automatisiert durchführen lässt, vorzugsweise noch in der Gießhitze, lässt es sich kostengünstig durchführen und ergibt gut gießbare und mechanisch bearbeitbare Zylinderblöcke, deren hochbeanspruchte Lagerstühle verbesserte Festigkeits-, und insbesondere Dauerfestigkeitswerte aufweisen.The inventive method for improving the structural quality of storage chairs 5 in cylinder blocks 1 of an aluminum casting alloy for a piston engine with at least one cylinder liner 2 and at least two spaced storage chairs 5 for crankshaft bearings 4 is suitable for all cast aluminum alloys that can be used to produce crankcases using the sand, mold or die casting method. It is suitable for cylinder blocks of any number of cylinders in a series or V arrangement. Since no specially manufactured elements must be cast and the partial forging by means of the matrices 8th and wedges 9 or the matrices 10 and stamp 11 can be carried out very quickly and automatically, preferably still in the casting heat, it can be carried out inexpensively and gives well castable and machinable cylinder blocks, the highly stressed camp chairs have improved strength, and in particular fatigue strength.

11
Zylinderblockcylinder block
22
ZylinderlaufbuchseCylinder liner
44
Kurbelwellenlagercrankshaft bearings
55
Lagerstuhlbearing block
66
Leiterrahmenleadframe
77
Lagerdeckelbearing cap
88th
Matrizenmatrices
99
Keilewedges
1010
Matrizenmatrices
1111
Stempelstamp
1212
Kurbelwellecrankshaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1039118 A2 [0005] - EP 1039118 A2 [0005]

Claims (8)

Verfahren zum Verbessern der Gefügequalität von z. B. Lagerstühlen (5) in einem Zylinderblock (1) aus einer Aluminiumgusslegierung für einen Kolbenmotor mit wenigstens einer Zylinderlaufbuchse (2) und wenigstens zwei beabstandeten Lagerstühlen (5) für Kurbelwellenlager (4), die materialeinheitlich mit dem Zylinderblock (1) gegossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefüge wenigstens der Lagerstühle (5) durch partielles Schmieden bei einer Temperatur von 350°–500°C verdichtet und verfestigt wird.Method for improving the texture quality of z. B. Storage Chairs ( 5 ) in a cylinder block ( 1 ) of an aluminum casting alloy for a piston engine with at least one cylinder liner ( 2 ) and at least two spaced storage chairs ( 5 ) for crankshaft bearings ( 4 ), the material with the cylinder block ( 1 ), characterized in that the structure of at least the storage chairs ( 5 ) is compacted and solidified by partial forging at a temperature of 350 ° -500 ° C. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerdeckel (7) für die Lagerstühle (5) im Zylinderblock (1) in einem Leiterrahmen (6) materialeinheitlich mit diesem gegossen sind und das Gefüge der Lagerdeckel (7) durch partielles Schmieden bei einer Temperatur von 350°–500°C verdichtet und verfestigt wird.Method, in particular according to claim 1, characterized in that the bearing caps ( 7 ) for the storage chairs ( 5 ) in the cylinder block ( 1 ) in a ladder frame ( 6 ) are poured uniformly with this material and the structure of the bearing cap ( 7 ) is compacted and solidified by partial forging at a temperature of 350 ° -500 ° C. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig der Lagerstühle (5) und/oder der Lagerdeckel (7) den Seitenflächen der Lagerstühle (5) und/oder der Lagerdeckel (7) formangepasste, querbewegliche Matrizen (8) positioniert werden, und auf die den Seitenflächen der Lagerstühle (5) und/oder der Lagerdeckel (7) abgewandten Seiten der Matrize (8) eine in Richtung der Seitenflächen der Lagerstühle (5) und/oder der Lagerdeckel (7) wirkende Presskraft aufgebracht wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that on both sides of the storage chairs ( 5 ) and / or the bearing cap ( 7 ) the side surfaces of the storage chairs ( 5 ) and / or the bearing cap ( 7 ) shape-adapted, transversely movable matrices ( 8th ) and on the side surfaces of the storage chairs ( 5 ) and / or the bearing cap ( 7 ) facing away from the die ( 8th ) one in the direction of the side surfaces of the storage chairs ( 5 ) and / or the bearing cap ( 7 ) acting pressing force is applied. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Presskraft durch zwischen die mit Keilflächen versehenen Matrizen (8) einpressbare Keile (9) aufgebracht wird.A method according to claim 3, characterized in that the pressing force by between the wedge-shaped matrices ( 8th ) press-in wedges ( 9 ) is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig der Lagerstühle (5) und/oder der Lagerdeckel (7) den Seitenflächen der Lagerstühle (5) und/oder der Lagerdeckel (7) formangepasste Matrizen (10) positioniert werden, und auf die Lagerstühle (5) und/oder auf die Lagerdeckel (7) eine senkrecht zur Kurbelwellenlagerachse wirkende Presskraft aufgebracht wird.Method according to one of claims 1-4, characterized in that on both sides of the storage chairs ( 5 ) and / or the bearing cap ( 7 ) the side surfaces of the storage chairs ( 5 ) and / or the bearing cap ( 7 ) shape-adapted matrices ( 10 ) and on the storage chairs ( 5 ) and / or on the bearing caps ( 7 ) a force acting perpendicular to the crankshaft bearing axis pressing force is applied. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Presskraft direkt durch zwischen die Matrizen (10) einpresspare Stempel (11) auf die Lagerstühle (5) und/oder die Lagerdeckel (7) aufgebracht wird.A method according to claim 5, characterized in that the pressing force directly through between the matrices ( 10 ) press-in stamp ( 11 ) on the storage chairs ( 5 ) and / or the bearing caps ( 7 ) is applied. Zylinderblock (1) aus einer Aluminiumgusslegierung mit wenigstens einer Zylinderlaufbuchse (2) und wenigstens zwei beabstandeten Lagerstühlen (5) für Kurbelwellenlager (4), die materialeinheitlich mit dem Zylinderblock (1) gegossen sind und durch partielles Schmieden bei einer Temperatur von 350°–500°C verdichtet und verfestigt sind.Cylinder block ( 1 ) of an aluminum casting alloy with at least one cylinder liner ( 2 ) and at least two spaced storage chairs ( 5 ) for crankshaft bearings ( 4 ), the material with the cylinder block ( 1 ) and compacted and solidified by partial forging at a temperature of 350 ° -500 ° C. Zylinderblock (1) aus einer Aluminiumgusslegierung, insbesondere nach Anspruch 7, dessen materialeinheitlich in einem Leiterrahmen (6) mit diesem gegossenen Lagerdeckel (7) durch partielles Schmieden bei einer Temperatur von 350°–500°C verdichtet und verfestigt sind.Cylinder block ( 1 ) of an aluminum casting alloy, in particular according to claim 7, whose material is uniform in a lead frame ( 6 ) with this cast bearing cap ( 7 ) are compacted and solidified by partial forging at a temperature of 350 ° -500 ° C.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015005576A1 (en) * 2015-05-04 2016-11-10 Lav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Internal combustion engine with variable compression ratio
WO2018153548A1 (en) 2017-02-21 2018-08-30 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Drive, comprising an electric motor and a transmission, and method for producing a drive
US12142987B2 (en) 2017-02-21 2024-11-12 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Drive, including an electric motor and a transmission, and method for producing a drive

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1039118A2 (en) 1999-03-20 2000-09-27 Honsel GmbH & Co. KG Cylinder block for a piston engine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1039118A2 (en) 1999-03-20 2000-09-27 Honsel GmbH & Co. KG Cylinder block for a piston engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015005576A1 (en) * 2015-05-04 2016-11-10 Lav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Internal combustion engine with variable compression ratio
DE102015005576B4 (en) 2015-05-04 2022-10-13 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Internal combustion engine with variable compression ratio
WO2018153548A1 (en) 2017-02-21 2018-08-30 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Drive, comprising an electric motor and a transmission, and method for producing a drive
US11190078B2 (en) 2017-02-21 2021-11-30 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Drive, including an electric motor and a transmission, and method for producing a drive
US12142987B2 (en) 2017-02-21 2024-11-12 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Drive, including an electric motor and a transmission, and method for producing a drive

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