Giessform für ein Kurbelgehäuse

Abstract

 Gießform für ein Kurbelgehäuse einer Reihenbrennkraftmaschine mit einer auf einem Sockel eines Basiskerns aufliegenden Außenform, wobei der Basiskern einen Sockelabschnitt, einen Kurbelraumabschnitt und einen Hauptlagerabschnitt aufweist, sowie mit Wassermantelkernen und Zylinderbohrungskernen, wobei der Basiskern (1) einstückig angeformte Zylinderbohrungskerne (3) aufweist, wobei der Sockelabschnitt, der Kurbelraumabschnitt und der Hauptlagerabschnitt zu einem einzigen Basiskernteil zusammengefaßt sind, an den sich die Zylinderbohrungskerne an­schließen, sowie daß die Wassermantelkerne (12) die Ölraum­kerne (18) sowie ggf. ein Deckelkern (11) an dem so ausgebil­deten Basiskern (1) gelagert sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Gießform für ein Kurbelgehäuse ei­ner Reihenbrennkraftmaschine mit einer auf einem Sockel eines Basiskerns aufliegenden Außenform, wobei der Basiskern einen Sockelabschnitt, einen Kurbelraumabschnitt und einer Hauptla­gerabschnitt aufweist, sowie mit Wassermantelkernen und Zylin­derbohrungskernen.

[0002] Üblicherweise werden Gießformen für Kurbelgehäuse entweder mit vertikaler oder horizontaler Tennung der Außenformhälften, mit einem Kurbelraumkern je Zylinder, sowie weiteren Kernen für Öldrucklauf, Kurbelraumentlüftung, Wassermantel, Wasser­pumpe etc. hergestellt. Durch die große Anzahl der Kerne wird der Aufwand bei der Kernmontage erhöht, wobei diese ins­besondere durch die Verankerung der einzelnen Kerne durch Kernstützen, Kernnägel od. Kleben die Montage erschwert wird. Zusätzlich werden durch die Summation der einzelnen Spiele zwischen den Gußkernen die Gußtoleranzen erhöht und der Auf­wand für Bearbeitung des Kurbelgehäuses nach dem Gießen vergrößert.

[0003] Eine Gießform der eingangs genannten Art is beispielsweise aus der DE-PS 34 19 979 bekannt. Diese Gießform weist eine horizontale Teilung der aus Unterkastenform und Oberkastenform bestehenden Außenform auf. Die Unterkastenform hat die Aufgabe eines Basiskerns, welcher zusätzlich die Funktion des sonst vorhandenen Kurbelraumkerns übernimmt. Eine Trennlinie zwi­schen den beiden Formhälften verläuft im Außenbereich horizon­tal, und zwar in der Ebene der Fußplattenfläche des Zy­linderblocks. Daran nach innen anschließend folgt die Trennli­nie der Form des Kurbelraumbereiches. Die bekannte Gießform weist weiters einen Zylinderbohrungskern mit Kopfplatte und einen Wassermantelkern mit entsprechender Kernverankerung auf. Die Außenkontur des Zylinderblocks weist keine Hinterschnei­dungen auf, sodaß die beiden Formhälften in axialer Richtung des Zylinderblocks entformt werden können. Auch im Kurbelraum­bereich des Zylinderblocks fehlen Hinterschneidungen, welche ein Hindernis für die nach unten zu entformende Unterkasten­form darstellen würden.

[0004] Durch den Wegfall der Hinterschneidungen in vertikaler Rich­tung sind jedoch die Möglichkeiten der Formgebung stark einge­schränkt, außerdem sind die Probleme im Zusammenhang mit der Kernverankerung nicht glöst.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gießform für Kurbelgehäuse vorzugschlagen, die einfach aufgebaut ist, mehr Freiheit in der Formgebung erlaubt, den Aufwand für die Kernmontage und die Bearbeitung des Kurbelgehäuses zu reduzieren hilft, wobei an­derseits die Gußgenauigkeit erhöht werden soll, sodaß dünne Gehäusewandstärken mit geringen Gußtoleranzen erzielt werden können.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Basiskern einstückig angeformte Zylinderbohrungskerne auf­weist, wobei der Sockelabschnitt, der Kurbelraumabschnitt und der Hauptlagerabschnitt zu einem einzigen Basiskernteil zusam­mengefaßt sind, an den sich die Zylinderbohrungskerne an­schließen, sowie daß die Wassermantelkerne, die Ölraumkerne sowie gegebenenfalls ein Deckelkern an dem so ausgebildeten Basiskern gelagert sind. Durch die Zusammenfassung der einzel­nen Kurbelraumkerne und Zylinderbohrungskerne zu einem einzi­gen Basiskern, welcher dann den Kurbelraum, die Zylinderboh­rungen und die Lagergasse formt, wird die Kernanzahl und dementsprechend auch die Zahl der Kerntrennflächen verringert. Gußtoleranzen, die insbesondere von der Anzahl der Kern­trennflächen abhängen, werden somit nicht kumuliert, sodaß ge­ringere Nennwandstärken bei kleineren Wandstärketoleranzen re­alisiert werden können. Da die Wasserraumkerne und die Ölraum­kerne, sowie ggf. ein Deckelkern und allfällige Mantelkerne direkt am Basiskern gelagert sind, entfallen sonst übliche Probleme im Zusammenhang mit der Kernverankerung. Es werden dabei sowohl bei der Herstellung der Kerne als auch bei der Kernmontage und der Bearbeitung des Kurbelgehäuses, welches vertikal, also stehend, gegossen wird, Kosten gespart und eine höhere Gußgenauigkeit erreicht.

[0007] Die Teilungsebene des Basiskerns, auf dem alle übrigen Kerne aufgebaut werden können, verläuft durch die Zylinderachsen. An die Stelle von äußeren Formteilen, bzw. Mantelteilen, können auch horizontal geformte Ballen treten.

[0008] In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß Kern­teile des Basiskerns vorhanden sind, welche die vordere und die hintere Stirnseite des Kurbelgehäuses formen.

[0009] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß alle Wassermantelkerne einstückig zu einem Wasserraumkern zu­sammengefaßt sind. Die Wassermantelkerne bilden somit einen einzigen Wasserraumkern, dessen Teilungsebene horizontal ver­läuft. Neben der einfachen Herstellung dieses Wasserraumkernes wird auch die Montage im Vergleich zu einzeln einzusetzenden Wassermantelkernen wesentlich vereinfacht.

[0010] Ein Teil des Wasserraumkernes, der aus den einzelnen Was­sermantelkernen besteht, bildet in einer weiteren Ausgestal­tung der Erfindung die Wasserpumpenspirale.

[0011] Erfindungsgemäß wird der Wasserraumkern mittels einstückig an den Wassermantelkernen angeformten Brücken auf den Zylin­derbohrungskernen des Basiskerns gelagert, wobei sich der Wasserraumkern gegen den Auftrieb beim Gießen mit den Wasser­durchtritten an der Außenform, ggf. am Deckelkern, abstützt. Der Wasserraumkern benötigt daher keine seitlichen Kernlöcher, da er sich beim stehenden Gießen durch die Wasserdurchtritte nach oben abstützt, entgast und auch gereingt werden kann.

[0012] Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß eine die Zy­linderzahl um eins überschreitende Anzahl von Ölraumkernen vorhanden ist, deren Teilungsbene normal zur Achse der Kur­belwelle liegt. Es sind somit bei einer Dreizylin­der-Brennkraftmaschine vier Ölraumkerne für den Ölrücklauf aus dem Zylinder bzw. für die Kurbelraumentlüftung vorgesehen. Zu­sammen mit dem Basiskern, dem Wasserraumkern sowie zwei Man­telkernen und einem Deckelkern kann die Gießform mit insgesamt nur neun Kernen gebildet werden. Falls der Oberteil der Außen­form zweistückig ausgeführt wird, beispielsweise durch zwei den Deckelkern je zur Hälfte umfassende Seitenkerne, sind so­gar nur acht Kerne für den Aufbau der Gießform nötig.

[0013] Ein weiterer Vorteil ergibt sich erfindungsgemäß dadurch, daß jeder Ölraumkern die Hauptlagerwand der Hauptlager in zwei Be­reichen durchdringt, sodaß zwei Schottwände entstehen, welche das Hauptlager mit den Seitenwänden des Kurbelgehäuses verbin­den. Zur Gewichtseinsparung stellen die Ölraumkerne, welche über den Basiskern geschoben werden, die Zylinder unterhalb des Wassermantels frei. Durch die beiden Schottwände wird eine torsions- und biegesteife Struktur gebildet, welche aufgrund geringerer Gußanhäufungen leichter ist als eine konventionelle verrippte Hauptlagerwand.

[0014] Ölraumkerne und Wasserraumkern können so ausgeführt werden, daß das Kurbelgehäuse mit gleichmäßig dünner Wandstärke gegos­sen wird, Gußanhäufungen also weitgehend vermeiden werden. Seitliche Kernlager, die später bearbeitet bzw. verschlossen werden müssen, werden nicht benötigt.

[0015] Schließlich ist es in einer weiteren Ausführung nach der Er­findung möglich, daß die Ölraumkerne Fortsätze aufweisen, wel­che die Wassermantelkerne seitlich umfassen und Durchbrüche für den Ölrücklauf formen. Es ist durch die erfindungsgemäße Kernanordnung in einer Gießform möglich, die Wandstärketole­ranzen von +1/-0,5 mm auf +0,7/-0,3 mm zu reduzieren und Nenn­wandstärken von nur 3,5 mm vorzusehen. Die spezielle Konstruk­tion der Ölraumkerne vermeidet weitgehend Materialanhäufungen, vor allem im Bereich oberhalb der Hautplager.

[0016] Gußfedern treten nur in geringer Anzahl auf und können zum größten Teil im Zusammenhang mit der notwendigen Bearbeitung des Kurbelgehäuses geschnitten werden. Der Putzaufwand ist durch die gute Zugänglichkeit sehr gering.

[0017] Der Vollständigkeit halber wird zum Stand der Technik noch folgendes ausgeführt.

[0018] Die US-PS 4 273 182 betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Metallgußstücken und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von Eisengußstücken, insbesondere Kurbelgehäusen, bei welchen der zum Formvorgang verwendete Basiskern aus mehreren geson­derten Einzelteilen, wie Sockelabschnitt, Kurbelraumabschnitt und Hauptlagerabschnitt, besteht und somit vom Erfin­dungsgegenstand erheblich abweicht. Die mehrteilige Kernanord­nung ist zur Bewältigung der Gießdrücke so gestaltet, daß sie ein zerstörbares Band über einen ringförmigen äußeren Pfad der Gesamtanordnung aufnimmt. Das Band wird über die Kernanordnung durch eine Bandverschlußmaschine gespannt, um eine formschlüs­ sige mechanische Sicherung zu bilden. Das Band ist vorzugs­weise in gleicher Ebene mit der Außenfläche von Kernabdrücken gelegen, wenn es montiert ist. Die durch ein Band verspannte Kernanordnung wird in beliebiger Richtung in einer verklebten Sandform angebracht und geschmolzenes Metall wird in diese Form eingeführt. Das geschmolzene Metall erwärmt die Form und Kernoberflächen sowie den umgebenden Sandkörper in einem sol­chen Ausmaß, daß das Band nach Eingießen des geschmolzenen Me­talls verdampft. Hieraus ergibt sich auch der in dieser Pa­tentschrift geoffenbarte Entformvorgang.

[0019] In der AT-PS 320 181 ist eine ziemlich aufwendige Form zum Gießen des Gehäuses wassergekühlter Reihenmotoren ohne Kühl­wasserraum zwischen mitgegossenen Zylinderbüchsen mit einem komplizierten, den übrigen Kühlwasserraum ergebenden Formkern beschrieben. Dem Gegenstand dieser AT-PS liegt die Aufgabe zu­grunde, die Gießform derart zu verbessern, daß einwandfreies Gießen der betreffenden Motorgehäuse ermöglicht und um­ständliche Nachbearbeitung vermieden wird. In diesem bekannten Fall wird die obige Aufgabe dadurch gelöst, daß das Motorge­häuse zwar mit lotrechten Zylinderachsen abgeformt ist, der stehende Formkern für den Kühlwasserraum aber seitliche An­sätze aufweist, die in den Außenformteilen gehalten, vorzugs­weise eingeklebt sind. Diese bekannte Anordnung weicht somit vom Erfindungsgegenstand ebenfalls beträchtlich ab, weil der Formkern wegen der Lagerung der seitlichen Ansätze in aufwen­diger Weise mehrteilig gestaltet werden muß.

[0020] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­beispieles näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch die Gießform nach der Erfindung entlang der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 bzw. Fig. 3 jeweils einen Schnitt entlang der Linie II-II bzw. III-III in Fig. 1, wobei die Seitenkerne und der Deckelkern abgenommen wurden, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Gießform, die Fig. 5 bzw. 6 Schnitte durch ein mit der Gießform nach Fig. 1 bis 4 geformtes Kurbelgehäuse in einer Fig. 1 bzw. Fig. 2 entsprechenden Darstellung, Fig. 7 eine Draufsicht und Fig. 8 eine Bodenansicht des Kurbelgehäuses.

[0021] Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Gießform für eine Dreizy­linder-Brennkraftmaschine weist einen Basiskern 1 auf, welcher mit dem Kurbelraumkern 2 und den drei Zylinderbohrungskernen 3 einstückig ausgeführt ist, wobei die Teilungsebene E des Ba­siskerns 1 mit den Zylinderachsen zusammenfällt. Außerdem weist der Basiskern 1 Kernteile 4 und 5 auf, welche die vor­dere 6 bzw. die hintere Stirnseite 7 des Kurbelgehäuses 8 for­men. Die Hauptlager 9 und die Lagergasse 10 werden ebenfalls vom Basiskern 1 gebildet. Die beiden äußeren Form- bzw. Man­telteile sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht darge­stellt. Der Deckelkern 11 ist lediglich aus Fig. 1 er­sichtlich. Es ist natürlich im Rahmen der Erfindung auch mög­lich, die äußeren Formteile bis zur Mittelebene E hochzuzie­hen, sodaß der Deckelkern je zur Hälfte von den beiden äußeren Formteilen gebildet wird.

[0022] Die Wassermantelkerne 12 sind einstückig zu einem Wasser­raumkern 13 zusammengefaßt, welcher sich, wie insbesondere aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich, mittels einstückig an den Was­sermantelkernen 12 angeformten Brücken 14 im Bereich der Zy­linderbohrungskerne 3 am Basiskern 1 abstützt. Ein Teil 15 des Wasserraumkernes 13 bildet dabei die Wasserpunpenspirale 16, welche in Fig. 4 dargestellt ist. Der Wasserraumkern 13 benö­tigt keine weiteren Kernverankerungen, da er sich gegen den ferrostatischen Auftrieb beim Gießen über die Wasserdurch­tritte 17 am Deckelkern 11, bzw. ggf. an den äußeren Formtei­len, abstützt.

[0023] Ebenfalls direkt auf den Basiskern 1 sind vier Ölraum­kerne 18 (bzw. fünf bei Vierzylinder-Brennkraftmaschinen) ge­lagert, deren Aufbau im Detail, insbesondere aus Fig. 3, er­sichtlich ist.

[0024] Zur Gewichtseinsparung stellen die Ölraumkerne 18 die Zy­linder 19 unterhalb der durch den Wasserraumkern 13 gebildeten Wassermäntel frei und durchdringen die Hauptlagerwand 20 in den Bereichen 21, sodaß beiderseits des Hauptlagers 9 zwei Schottwände 22 entstehen, welche das Hauptlager 9 mit den Sei­tenwänden 23 und 24 des Kurbelgehäuses 8 verbinden.

[0025] Jeder Ölraumkern 18, dessen Teilungsebene 25 normal zur Achse 26 der Kurbelwelle liegt, weist zwei Fortsätze 27 auf, welche den Wassermantelkern 12 im Bereich zwischen den Zylin­derbohrungskernen 3 seitlich umfassen und Durchbrüche 28 für den Ölrücklauf aus dem Zylinderkopf bilden. Der Anlasser­flansch 29 ist in der hinteren Stirnseite 7 integriert, der Ölwannenflansch 30 befindet sich ungefähr auf der Höhe der Achse 26 der Kurbelwelle.

[0026] In den Darstellungen nach Fig. 5 und 6 sind die durch den Was­serraumkern gebildeten Wassermäntel 32 sowie die von den Öl­raumkernen erzeugten Räume 33 samt Durchbrüchen 28 zum nicht dargestellten Zylinderkopf dargelegt sowie in Fig. 6 und ins­besondere Fig. 8 die aus zwei Schottwänden 22 bestehenden Hauptlagerwände 20, welche jedes Hauptlager 9 mit den Seiten­wänden 23, 24 des Kurbelgehäuses 8 verbinden.

[0027] Wie aus Fig. 7 ersichtlich, ist die Wasserpumpenspirale 16 di­rekt am Kurbelgehäuse 8 angegossen. Für den saugseitigen Kühl­wasserschlauch kann ein Blechrohr 31 eingepreßt werden, wel­ches auch teilweise die Abdeckung des nicht dargestellten Was­serpumpenlaufrades übernimmt. In der Draufsicht sind die acht Durchbrüche 28 für den Ölrücklauf aus dem Zylinderkopf, sowie die sechs Wasserdurchtritte 17 der Wassermäntel an der Ober­seite des Kurbelgehäuses sichtbar.

Ansprüche

1. Gießform für ein Kurbelgehäuse einer Reihenbrennkraftma­schine mit einer auf einem Sockel eines Basiskerns auflie­genden Außenform, wobei der Basiskern einen Sockelab­schnitt, einen Kurbelraumabschnitt und einen Hauptlagerab­schnitt aufweist, sowie mit Wassermantelkernen und Zylin­derbohrungskernen, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis­kern (1) einstückig angeformte Zylinderbohrungskerne (3) aufweist, wobei der Sockelabschnitt, der Kurbelraumab­schnitt und der Hauptlagerabschnitt zu einem einzigen Ba­siskernteil zusammengefaßt sind, an den sich die Zylinder­bohrungskerne anschließen, sowie daß die Wassermantelker­ne (12), die Ölraumkerne (18) sowie gegebenenfalls ein Deckelkern (11) an dem so ausgebildeten Basiskern (1) ge­lagert sind.

2. Gießform nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß Kernteile (4, 5) des Basiskerns (1) vorhanden sind, welche die vordere (6) und die hintere Stirnseite (7) des Kur­belgehäuses (8) formen.

3. Gießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wassermantelkerne (12) einstückig zu einem Was­serraumkern (13) zusammengefaßt sind.

4. Gießform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (15) des Wasserraumkerns (13) die Wasserpumpenspirale bildet.

5. Gießform nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserraumkern (13) mittels einstückig an den Was­sermantelkern (12) angeformten Brücken (14) auf den Zylin­derbohrungskernen (3) des Basiskerns (1) gelagert ist.

6. Gießform nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß sich der Wasserraumkern (13) gegen den Auf­ trieb beim Gießen mit den Wasserdurchtritten (17) an der Außenform, ggf. am Deckelkern (11), abstützt.

7. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß eine die Zylinderzahl um eins überschrei­tende Anzahl von Ölraumkeren (18) vorhanden ist, deren Teilungsebene (25) normal zur Achse (26) der Kurbelwelle liegt.

8. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß jeder Ölraumkern (18) die Hauptlager­wand (20) der Hauptlager (9) in zwei Bereichen (21) durch­dringt, sodaß zwei Schottwände (22) entstehen, welche das Hauptlager mit den Seitenwänden (23, 34) des Kurbelgehäu­ses (8) verbinden.

9. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Ölraumkerne (18) Fortsätze (27) aufwei­sen, welche die Wassermantelkerne (12) seitlich umfassen und Durchbrüche (28) für den Öldrucklauf formen.

Zeichnung