[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.
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.