Verwendung einer AlSiCuMg Legierung zur Herstellung eines mit einem Reibpartner über eine Gleitfläche zusammenwirkenden Metall-Bauteiles für ein Antriebsaggregat, insbesondere Brennkraftmaschine

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Verwendung nach Anspruch 1.

[0002] Eine Aluminium-Silizium-Legierung mit weiteren wesentlichen Legierungskomponenten an Kupfer und Magnesium ist beispielsweise aus der US-PS 4 077 810 sowie aus dem Abstract zur Jap. Patent-Offenlegungsschrift JP 01 298 131 bekannt, wobei für die jeweiligen Komponenten relativ große Toleranzbereiche gelten. Beide Dokumente heben insbesondere eine höhere Festigkeit sowie einen größeren Verschleißwiderstand einer solchen Legierung hervor.
Die GB-PS 1 109 084 beschreibt für einen Motorblock einer Brennkraftmaschine eine Alu-Legierung, die zusätzlich zu den o.g. Komponenten weitere Legierungszusätze umfasst. In Gleitflächen des Motorblockes werden Silizium-Partikel freigelegt und anschließend mechanisch geglättet.
Die EP 0466 120 A1 gibt z.B. einen Sinterwerkstoff aus einer Al-Si-Cu-Mg-Legierung an mit einem hohen Si-Anteil. Zur Steigerung der Festigkeit eines daraus gefertigten Bauteiles wird dieses nach dem ersten Sintervorgang nochmals gepresst und dabei nachgesintert.
Für ein verschleißfestes Sinterbauteil ist aus der EP 0 699 404 A2 eine eutektische Al-Si-Cu-Mg Legierung bekannt mit weiteren Metallen der Nebengruppen IV- B, V- B und VIII- B, wobei proeutektische Si-Kristalle von annähernd 60µm in einer oberflächennahen Schicht von ca. 1mm vorliegen und Si-Kristalle um ca. 5µm im übrigen Bauteil. Als Sinterbauteile sind beispielsweise Zahnräder und Riemenscheiben genannt.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Kettenrad für eine Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine eine hinsichtlich Festigkeit und hohem Verschleißwiderstand kostengünstige AJ-Si-Legierung aufzuzeigen, die es ferner ermöglicht, eine Gleitfläche durch eine mechanische Nachbehandlung qualitativ bezüglich Festigkeit und Verschleißwiderstand zu steigern.

[0004] Diese Aufgabe ist mit dem unabhängigen Patentanspruch gelöst.

[0005] Mit der efindungsgemäßen Verwendung der eutektischen Al-Si-Cu-Mg-Legierung für ein Ventilsteuerungs-Kettenrad ist neben einer vorteilhaften Gewichtsreduzierung eine Werkstoffauswahl von gewünschter Festigkeit und relativ hohem Verschleißwiderstand aufgezeigt, wobei der Verschleißwiderstand durch nachträgliches Kalibrieren einer Gleitfläche des Kettenrades durch verfestigtes Einbetten der Silizium-Partikel gesteigert ist.

[0006] Die Erfindung findet eine vorteilhafte Anwendung bei einem Kettenrad mit einem integral einstückig ausgebildeten Gehäuse einer Flügelzelleneinheit für eine Ventilsteuerwellen- Verstelleinrichtung einer Brennkraftmaschine.

[0007] Die Erfindung ist im folgenden beschrieben.
Zur Erzielung eines Kettenrades für eine Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine von ausreichender Festigkeit und hohem Verschleißwiderstand mittels einer kostengünstigen Al-Si-Legierung wird die Verwendung einer Aluminium-Silizium-Kupfer-Magnesium Legierung vorgeschlagen mit jeweils einem gewichtsbezogenen Legierungsanteil für Silizium Si=14%, für Kupfer Cu=3% und Magnesium Mg=0,6%, Rest Aluminium und unvermeidbaren Verunreinigungen.
Die vorgenannte eutektische Al-Si-Legierung hat sich besonders vorteilhaft als Sinterwerkstoff erwiesen zur Ausbildung des Ventilsteuer-Kettenrades einer Brennkraftmaschine, wobei in den Gleitflächen der Kettenrad-Zähne bzw. in deren Zahnflanken die Partikelgröße von Silizium 8 - 20 µm beträgt.

[0008] Eine mit der Verwendung der vorgenannten Al-Si-Legierung gegebene Gewichtsreduzierung wirkt sich insbesondere vorteilhaft aus bei einem mit einem Gehäuse einer Flügelzelleneinheit einer Ventilsteuerwellen-Verstelleinheit integral einstückig ausgebildeten Kettenrad. Eine Gewichtsreduzierung bedeutet bekanntlich eine Verringerung der Masse und bei einem Kettenrad eine Reduzierung der Schwungmasse.

Ansprüche

1. Verwendung einer gesinterten eutektischen Aluminium-Silizium-Legierung mit jeweils einem gewichtsbezogenen Legierungsanteil Si= 14%, Cu= 3% und Mg= 0,6% Rest Aluminium und unvermeidbaren Verunreinigungen als Kettenrad in einer Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, wobei in den Kettenrad-Zahnflanken als Bauteil-Gleitflächen die Partikelgröße für Silizium 8 - 20 µm beträgt und der Verschleißwiderstand der Kettenrad-Gleitflächen durch ein verfestigtes Einbetten der Silizium-Partikel mittels nachträglichem Kalibrieren gesteigert ist.

2. Kettenrad nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine integral einstückige Ausbildung mit einem Gehäuse einer Flügelzelleneinheit für eine Ventilsteuerwellen - Verstelleinrichtung der Brennkraftmaschine.

Revendications

1. Utilisation d'un alliage aluminium-silicium eutectique fritté avec respectivement une proportion dans l'alliage, en fonction du poids, de Si=14 %, Cu = 3 % et Mg = 0,6 %, le reste étant de l'aluminium et des impuretés inévitables, pour la formation d'un pignon à chaîne d'une commande de soupape d'un moteur à combustion interne, dans laquelle, pour les flancs des dents du pignon à chaîne, constituant les surfaces de glissement de la structure, la dimension des particules de silicium est de 8 - 20 µm et la résistance à l'usure des surfaces de glissement du pignon à chaîne étant accrue par un enrobage renforcé de particules de silicium au moyen d'un calibrage ultérieur.

2. Pignon à chaîne selon la revendication 1,
caractérisé par
la conception en une pièce, de manière intégrée, avec un boîtier d'une unité d'ailettes destinée à un dispositif d'axe de commande de soupape et de réglage d'un moteur à combustion interne.

Claims

1. Use of a sintered eutectic aluminium-silicon alloy with a respective weight-based alloy content Si = 14%, Cu = 3% and Mg = 0.6%, the remainder aluminium and inevitable impurities, as a sprocket in a valve timing gear of an internal-combustion engine, wherein as component sliding faces in the sprocket tooth flanks the particle size for silicon is 8 to 20 µm and the resistance to wear of the sprocket sliding faces is increased by a compacted embedding of the silicon particles by means of subsequent calibration.

2. Sprocket according to claim 1, characterised by an integral one-piece design with a housing of a vane cell unit for a valve timing gear shaft-adjustment device of the internal-combustion engine.