Kühlmittelmantelkern sowie Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses mit schmaler Stegbreite

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelmantelkern zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses mit schmaler Stegbreite mit mindestens einem einteiligen Grundkern, der mindestens zwei nebeneinander angeordnete im Wesentlichen hohlzylinderschnittförmige Kernkörper aufweist, wobei jeweils die beiden nebeneinander angeordneten Kernkörper eine gemeinsame axial verlaufende Schnittebene aufweisen, die eine Verbindungsfläche zwischen radialen Enden der nebeneinander liegenden Kernkörper bildet und einem Stegkern, der die gegenüberliegenden radialen Enden jedes Kernkörpers in der Schnittebene miteinander verbindet, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses, bei dem ein Kühlmittelmantelkern hergestellt wird, der in eine Gießform eingelegt wird, die mit einer Metallschmelze gefüllt wird, woraufhin nach dem Erstarren das Zylinderkurbelgehäuse aus der Gießform entnommen wird und der Kühlmittelmantelkern aus dem Zylinderkurbelgehäuse entfernt wird.

[0002] Bei Zylinderkurbelgehäusen muss eine ausreichende Kühlung jedes Zylinders zur Vermeidung einer thermischen Überlastung des Zylinderkurbelgehäuses sichergestellt werden. Entsprechend werden die Kühlmittelmantelkerne so ausgeführt, dass auch zwischen den Zylindern also im Stegbereich ein Wasserkanal ausgebildet wird, so dass eine Umströmung zumindest über einen axialen Abschnitt des Zylinders gewährleistet wird. Bei modernen Verbrennungsmotoren wird das Zylinderkurbelgehäuse unabhängig von der Wahl der Zylinderanordnung zur Reduzierung von Gewicht und Bauraum mit immer kleiner werdenden Abständen zwischen den Zylindern einer Zylinderreihe hergestellt, so dass die Ausbildung eines die Zylinder umgreifenden Wassermantels mit herkömmlichen Sand- oder Salzkernen nur sehr schwer möglich ist, da die Kerne bei Stegbereichbreiten von unter 2,5mm bereits in der Kernbüchse oder bei der folgenden Lagerung oder beim Eingießprozess aufgrund von Spannungen reißen können. Um dennoch sowohl eine ausreichende Festigkeit der die Zylinder begrenzenden Seitenwände als auch eine ausreichende Kühlung dieser Stegbereiche zwischen den Zylindern sicherzustellen, sind daher verschiedene Vorschläge zur Herstellung besonders kleiner Stegbereiche bekannt geworden.

[0003] So wird beispielsweise in der GB 781,254 vorgeschlagen, den Kühlmittelmantelkern zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses mit breiten Stegen herzustellen, das heißt die Öffnungen, welche im Übrigen zylindrisch ausgeführt sind, im Stegbereich abzuflachen. In einer anschließenden Bearbeitung durch Schleifen wird eine zylindrische Öffnung hergestellt und entsprechend Teile des Stegbereichs abgetragen, so dass ein schmaler Steg entsteht. Die Stabilität des so entstandenen Kerns ist jedoch häufig nicht ausreichend, so dass Risse im Kern entstehen.

[0004] Des Weiteren ist aus der EP 0 974 414 B1 eine Vorrichtung zur gießtechnischen Herstellung eines Zylinderblocks mit Kühlmittelkühlung bekannt, bei der in jeden Stegbereich ein separat hergestellter Stegkern aus Glas in den Kühlmittelmantelkern eingelegt wird. So kann zwar ein Kühlmittelkanal im Stegbereich gebildet werden, jedoch bleibt aufgrund des geringen Außenumfangs des Glasröhrchens die über diesen Kanal mögliche Wärmeabfuhr sehr beschränkt, so dass weiterhin bei hochverdichtenden Motoren eine Überhitzung des fertigen Zylinderkurbelgehäuses im Betrieb nicht auszuschließen ist.

[0005] Um eine größere Wärmeabfuhr durch größere zur Verfügung stehende Durchströmungsquerschnitte gewährleisten zu können und gleichzeitig die Stabilität des Kühlmittelmantelkerns zu erhöhen, wird in der DE 38 28 093 A1 ein Kern vorgeschlagen, bei dem im Stegbereich eine Keramikplatte angeordnet wird, die vor dem Schießen des Kerns in die Kernform eingelegt wird. Diese Platte soll anschließend durch Sandstrahlen entfernt werden. Eine zweite Platte kann im unteren Teil des Zylinderstegbereichs angeordnet werden, um die Stabilität des Kerns zu verbessern. Diese verbleibt jedoch anschließend im Zylinderkurbelgehäuse und bildet keinen Kühlkanal. Schwierig ist dabei sowohl die Herstellung des Kerns als auch die Entfernung der Platte nach dem Gießen. Auch entsteht durch das verwendete Material ein unerwünschter Einfluss auf die Gefügestruktur des Kurbelgehäuses.

[0006] Eine weitere Möglichkeit zum Herstellen eines Kühlmittelmantelkerns mit erhöhter Wärmeabfuhr wird in der DE 10 2009 051 269 A1 vorgeschlagen. Hier wird eine geschlitzte Platte aus Salz in einen Stahlschieber, der den übrigen Kühlmittelmantelkern bildet, eingesetzt. Nach dem Ausschieben des Stahlschiebers wird der Salzkern in einem folgenden Bearbeitungsschritt beispielsweise mittels Druckluft entfernt. Die Herstellung dieser Salzkerne ist jedoch ebenso wie deren Verarbeitung relativ aufwendig, zumal zur einfachen Verbindung mit dem Stahlschieber gewisse Toleranzen bei der Herstellung zu beachten sind.

[0007] Auch aus der DE 10 2011 105 388 A1 ist ein Stegkern bekannt, der in einen Grundkern eingeschoben werden kann und in dem übereinanderliegende Schlitze eingebracht sind.

[0008] Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Kühlmittelmantelkern und ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses zu schaffen, mit denen nicht nur eine vollständige Umströmung jedes Zylinders auch bei sehr kurzen Zylinderabständen sichergestellt werden kann, sondern auch ausreichende Kühlmittelströme zur sicheren Wärmeabfuhr aus dem Stegbereich erreicht werden. Gleichzeitig soll der Kühlmittelmantelkern möglichst kostengünstig herstellbar sein und einfach und prozesssicher zu montieren sein.

[0009] Diese Aufgabe wird durch einen Kühlmittelmantelkern und ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses mit den Merkmalen der Ansprüche 1 beziehungsweise 12 gelöst.

[0010] Dadurch, dass der Stegkern mehrere axial übereinander angeordnete, mit dem Kühlmittelmantelkern aus dem Zylinderkurbelgehäuse ausspülbare, einzeln hergestellte Einzelstegkerne aufweist, die an den in der Schnittebene angeordneten gegenüberliegenden radialen Enden der Kernkörper am Grundkern befestigt sind, wird ein ausreichend großer Durchströmungsquerschnitt für das Kühlmittel im Stegbereich des Zylinderkurbelgehäuses zur Verfügung gestellt, um eine ausreichende Wärmeabfuhr über die gesamte axiale Höhe sicherzustellen, ohne dass die Stabilität des Kurbelgehäuses zu sehr verringert wird. Dabei ist die Herstellung der Einzelstegkerne einfach durchführbar, da sie als einfache Körper geformt werden können. Dies führt zu einer deutlich erhöhten Prozesssicherheit.

[0011] Dadurch, dass der Kühlmittelmantelkern hergestellt wird, indem zunächst ein Grundkern geschossen wird, anschließend mehrere Einzelstegkerne einzeln hergestellt werden und daraufhin in den Grundkern die Einzelstegkerne axial übereinanderliegend in einer Schnittebene zwischen zwei benachbarten im Wesentlichen hohlzylinderschnittförmigen Kernkörpern des Grundkerns an den gegenüberliegenden radialen Enden der Kernkörper befestigt werden, wird der Zusammenbau des Kühlmittelmantelkerns im Vergleich zu bekannten Ausführungen vereinfacht. Die Einzelstegkerne sind kostengünstig ohne Einhaltung enger Toleranzen herstellbar und entsprechend leicht montierbar.

[0012] Vorzugsweise sind die Einzelstegkerne formschlüssig am Grundkern befestigt, so dass ein einfaches Einschieben von unten oder von der Seite zur Befestigung ausreicht. So werden keine zusätzlichen Befestigungsschritte benötigt, wodurch die Taktzeiten zur Fertigstellung des Kühlmittelmantelkerns verkürzt werden können.

[0013] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Stegkern einen Grundstegkern auf, der einstückig mit dem Grundkern ausgebildet ist beziehungsweise wird dieser Grundstegkern einstückig mit dem Grundkern geschossen, gegen dessen Enden die Einzelstegkerne geschoben werden. Dieser Grundstegkern ist bezüglich seiner Geometrie frei gestaltbar. Beim Kernschießen ist eine Entformung des Kerns mit nur einem Steg problemlos möglich. Durch diesen Grundstegkern erhöht sich auch die Stabilität des geschossenen Kühlmittelmantelkerns. Die Positionierung der Einzelstegkerne durch die entstehende festliegende Auflagefläche wird deutlich erleichtert.

[0014] Dabei ist dieser Grundstegkern vorteilhafterweise auf halber axialer Höhe des Grundkerns ausgebildet, so dass oberhalb und unterhalb des festen Grundstegkerns weitere Einzelstegkerne einschiebbar sind. Durch diese Ausführung wird eine besonders gute Stabilität erreicht. Gleichzeitig dienen die Enden des Grundstegkerns als Anlagepunkte für die von beiden axialen Seiten einschiebbaren Einzelstegkerne.

[0015] In einer alternativen Ausführung, die sich vor allem für extrem kleine Stegbreiten empfiehlt, bei denen sonst ein Bruch des mit dem Grundkern geschossenen Grundstegkerns zu befürchten ist, erstreckt sich von den gegenüberliegenden radialen Enden des Grundkerns in der Schnittebene jeweils auf gleicher axialer Höhe ein Vorsprung, der dann als Auflagefläche für die sehr dünnen Einzelstegkerne dient.

[0016] Entsprechend sind axial oberhalb und/oder unterhalb des einstückig hergestellten Grundstegkerns oder der Vorsprünge die Einzelstegkerne formschlüssig befestigt.

[0017] Dabei ergibt sich eine besonders einfache Befestigung, wenn an den radialen Enden der hohlzylinderschnittförmigen Kernkörper in der Schnittebene eine axial fortschreitende Ausformung ausgebildet ist, in die jeweils die mit einer korrespondierenden Ausformung ausgebildeten Enden der Einzelstegkerne formschlüssig eingreifen. Somit werden axial von oben und/oder unten die Einzelstegkerne formschlüssig mit ihren Enden in korrespondierende Ausformungen des Kernkörpers eingeschoben, welche in der Schnittebene an den zueinander weisenden radialen Enden der hohlzylinderschnittförmigen Kernkörper ausgebildet sind. So wird eine lösbare formschlüssige Verbindung geschaffen, die einfach herzustellen ist.

[0018] In einer bevorzugten alternativen Ausführungsform sind an den gegenüberliegenden radialen Enden im Kernkörper in der Schnittebene verlaufende Öffnungen ausgebildet, in welchen die Enden der Einzelstegkerne angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die Einzelstegkerne von einer Seite horizontal entlang der Schnittebene durch Öffnungen an einem ersten radialen Ende des Kernkörpers in Aufnahmeöffnungen an dem gegenüberliegenden Ende des Kernkörpers geschoben werden können. So ergibt sich einerseits eine einfache Fixierung und eindeutige Positionierung der Einzelstegkerne bei guter Zugänglichkeit bei der Montage als auch beim Ausspülen der Kerne als auch eine freie Wahl der Abstände der Kühlkanäle zueinander.

[0019] In einer hierzu wiederum alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Einzelstegkerne axial übereinanderliegend in einem Rahmen befestigt, der formschlüssig in der Schnittebene im Grundkern befestigt ist. Bei dieser Ausführung werden die Einzelstegkerne mit ihren Enden in einen Rahmen eingesetzt, der axial von oben und/oder unten formschlüssig mit den Einzelstegkernen in korrespondierende Ausformungen des Kernkörpers eingeschoben wird, welche in der Schnittebene an den zueinander weisenden radialen Enden der hohlzylinderschnittförmigen Kernkörper ausgebildet sind. So wird zunächst der gesamte Stegkern zusammengesetzt und dann als Ganzes eingesetzt. Dies führt zu einer einfacheren Handhabung, wobei der Vorteil der einfachen Herstellbarkeit der dünnen Einzelstegkerne erhalten bleibt.

[0020] Ein besonders einfacher Aufbau des Rahmens ergibt sich, wenn dieser zwei axial verlaufende Trägerelemente aufweist, in denen Öffnungen ausgebildet sind, in die die Enden der Einzelstegkerne formschlüssig greifen.

[0021] Vorzugsweise sind die Einzelstegkerne lediglich 0,3 bis 1,5 mm breit, so dass eine Verwendung auch für sehr schmale Stegbreiten zwischen den Zylindern des Gussteils möglich ist.

[0022] Die Einzelstegkerne werden vorteilhafterweise je nach Anwendung und geforderter Breite aus Sand, Salz, Glas, Graphit oder Keramik hergestellt.

[0023] Es wird somit ein Kühlmittelmantelkern und ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses geschaffen, mit denen auch bei sehr nah aneinander stehenden Zylindern dennoch eine ausreichend große umlaufende Kühlung der Zylinder hochverdichtender Motoren durch Ausbildung mehrerer übereinander liegender schmaler Kühlkanäle im Stegbereich sichergestellt wird. Dabei ist die Herstellung des Kühlmittelmantelkerns einfach sowie prozesssicher durchführbar und es kann auf eine nachfolgende Bearbeitung des Zylinderkurbelgehäuses zur Herstellung der Kühlkanäle verzichtet werden. Auch ist das anschließende Entfernen des gesamten Kühlmittelmantelkerns mit bekannten Mitteln durchzuführen.

[0024] Ein erfindungsgemäßer Kühlmittelmantelkern sowie ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses mit schmaler Stegbreite werden beispielhaft anhand der Figuren im Folgenden beschrieben.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines schematisch dargestellten Zylinderkurbelgehäuses zur Verdeutlichung der Lage des Kühlmittelmantelkerns in perspektivischer Darstellung.

Figur 2 zeigt einen Ausschnitt einer Kopfansicht eines nach einem ersten Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Kühlmittelmantelkerns in perspektivischer Darstellung.

Figur 3 zeigt einen Ausschnitt einer Kopfansicht eines nach einem zweiten Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Kühlmittelmantelkerns in perspektivischer Darstellung.

Figur 4 zeigt einen Ausschnitt einer Kopfansicht eines nach einem dritten Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Kühlmittelmantelkerns in perspektivischer Darstellung.

[0025] Die Figur 1 zeigt ein Zylinderkurbelgehäuse 10 mit vier in Reihe angeordneten Zylindern 12, welche einen Abstand von lediglich drei bis acht Millimeter zueinander aufweisen. Um jeden dieser Zylinder 12 ist umlaufend ein Kühlmittelmantel 14 ausgebildet, zu dessen Herstellung in eine nicht dargestellte Gießform ein Kühlmittelmantelkern 16 mit Stegkernen 18 eingelegt wird. Diese Stegkerne 18 befinden sich im Bereich von Stegen 19 des Zylinderkurbelgehäuses 10, also zwischen den Zylindern 12 und weisen an ihrer schmalsten Stelle eine Breite von lediglich etwa 0,3 bis 1,5 mm auf.

[0026] Um ein derartiges Zylinderkurbelgehäuse 10 herzustellen, wird zunächst durch Kernschießen ein Grundkern 20 aus Quarz- oder Zirkonsand oder anderen Formgrundstoffen in bekannter Weise hergestellt.

[0027] Der Kühlmittelmantelkern 16 besteht entsprechend zur Zylinderanzahl des Verbrennungsmotors aus vier nebeneinanderliegenden hohlzylinderschnittförmigen Kernkörpern 22, wobei der Schnitt in Form einer in Axialrichtung verlaufenden Sekante verläuft. Selbstverständlich korrespondiert die Anzahl der Kernkörper 22 zur Anzahl der Zylinder, so dass je nach Verbrennungsmotor auch zwei bis zwölf Kernkörper 22 notwendig sein können. Jeweils zwei nebeneinanderliegende Kernkörper 22 weisen dabei eine gemeinsame Schnittebene 24 auf, so dass in jeder Schnittebene 24 gleichzeitig die beiden Verbindungsflächen 25 der aneinandergrenzenden radialen Enden 26 der nebeneinanderliegenden Kernkörper 22 angeordnet sind. Zwischen den beiden gegenüberliegenden Enden 26 von jeweils zwei Kernkörpern 22 befinden sich die Stegkerne 18, die diese Enden 26 zweier Kernkörper 22 miteinander verbinden.

[0028] In der Figur 2 ist ein Grundstegkern 28 ersichtlich, der die beiden radialen Enden 26 zweier Kernkörper 22 miteinander verbindet. Dieser Grundstegkern 28 wird beim Kernschießen mit dem Grundkern 20 gemeinsam einstückig hergestellt. Eine Entformung aus einer Kernform ist somit in Axialrichtung nach unten und oben möglich. Dieser Grundstegkern 28 ist somit bezüglich seiner Form in weitem Maße frei auszugestalten, wobei lediglich die Breite des Grundstegkerns 28 ausreichend kleiner sein muss als die Stegbreite des Zylinderkurbelgehäuses 10. Der Grundstegkern 28 befindet sich bezüglich der Mittelachse des Zylinders 12 etwa auf halber Höhe des Grundkerns 20.

[0029] Erfindungsgemäß werden in der Schnittebene 24 zwischen die radialen Enden 26 der Kernkörper 22 weitere Einzelstegkerne 30 eingesetzt. Diese werden bezüglich der Zylinderachse von oben und unten gegen den Grundstegkern 28 geschoben, der als Anschlag für den jeweils ersten von oben und unten eingeschobenen Einzelstegkern 30 dient. Die radialen Enden 26 der Kernkörper 26 weisen eine sich in Axialrichtung ersteckende Ausformung 32 auf, in die korrespondierende Ausformungen 34, die an Enden 36 der Einzelstegkerne 30 ausgeformt sind, in Form einer Nut-Feder-Verbindung eingreifen. Die Enden 36 der Einzelstegkerne 30 weisen in Axialrichtung eine größere Erstreckung auf, als der mittlere Teil, so dass nach dem Einschieben des oberen Einzelstegkerns 30 gegen den Grundstegkern 28 und der beiden unteren Einzelstegkerne 30 gegen den Grundstegkern 28 insgesamt fünf axial übereinanderliegende, jedoch im mittleren Bereich beabstandet zueinander angeordnete Stegkerne 28, 30 im Bereich des späteren Steges 19 in der Gießform angeordnet sind, welches vier übereinanderliegende Kühlmittelkanäle 38 bilden.

[0030] Diese axial eingeschobenen Einzelstegkerne 30 weisen im mittleren Bereich einen Durchmesser von etwa 0,5 bis 1,5 mm auf und werden einzeln aus Sand, Salz, Glas, Graphit oder Keramik hergestellt und anschließend wie beschrieben formschlüssig in den Grundkern 20 eingelegt. Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel zunächst eine Bewegung in Axialrichtung möglich, welche jedoch nach dem Einlegen des fertigen Kühlmittelmantelkerns 16 in die Gießform durch die Wände der Gießform verhindert wird, da die äußeren Einzelstegkerne 30 zumindest mit ihren Enden 36 gegen die Gießformwand anliegen.

[0031] Sollten die Stege des Zylinderkurbelgehäuses 10 so schmal sein, dass ein Kernschießen mit dem Grundstegkern 28 nicht möglich ist, können auch am Grundkern an den radialen Enden 26 der Kernkörper 22 kleine Vorsprünge ausgebildet werden, die als Anschlagflächen für die von oben und unten einzuschiebenden Einzelstegkerne 30 dienen.

[0032] Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier genau an der Verbindungsfläche 25 horizontal zur Zylinderachse in der Schnittebene 24 verlaufende Öffnungen 40 am Grundkern 20 ausgebildet. An der einen Verbindungsfläche 25 sind diese als Durchgangsöffnungen 42 ausgeführt, während an der gegenüberliegenden Seite Ausnahmeöffnungen 44 ausgebildet sind, welche zum gegenüberliegenden radialen Ende 26 des Kernkörpers 22 offen sind. Diese Öffnungen 42, 44 können entweder direkt beim Kernschießen mit ausgeformt werden oder werden nachträglich in den Grundkern 20 gebohrt.

[0033] Zur Fertigstellung des Kühlmittelmantelkerns 16 werden vier ovale Einzelstegkerne 30 von außen durch die Durchgangsöffnungen 42 horizontal entlang der Schnittebene 24 bis in die Aufnahmeöffnungen 44 geschoben. Auch hierbei entsteht somit eine formschlüssige Verbindung der Einzelstegkerne 30 mit dem Grundkern 20. Der auf diese Weise hergestellte Kühlmittelmantelkern 16 kann wiederum in die Gießform zur Herstellung des Zylinderkurbelgehäuses 10 eingelegt werden, so dass beim Gießen ein Zylinderkurbelgehäuse 10 mit fünf übereinanderliegenden Kühlmittelkanälen 38 im Stegbereich entsteht.

[0034] Bei dem in Figur 4 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel werden die Einzelstegkerne 30 über einen Rahmen 46 eingesetzt. Dieser weist zwei axial verlaufende Trägerelemente 48 auf, in denen horizontal verlaufende Aufnahmeöffnungen 50 ausgebildet sind, in die die Einzelstegkerne 30 mit ihren Enden 36 eingesteckt werden. Der so entstehende gatterförmige Stegkern 18 wird wiederum zwischen die radialen Enden 26 der Kernkörper 22 eingesetzt. Um auch hier eine formschlüssige Verbindung zum Grundkern 20 zu erhalten weisen die Trägerelemente 48 an ihrem nach außen weisen Ende federförmige Ausformungen 52 auf, welche erneut in die als Nut ausgeführte axial fortschreitende Ausformung 32 an den radialen Enden 26 der Kernkörper 22 greifen, so dass der gesamte Stegkern 18 formschlüssig in den Grundkern 20 eingeschoben werden kann. Am Grundkern 20 kann hierzu im Bereich des Bodens an den radialen Enden 26 jeweils ein kleiner Vorsprung 54 ausgebildet werden, auf dem der gatterförmige Stegkern 18 aufliegt.

[0035] Der derartig hergestellte Kühlmittelmantelkern 16 wird mit seinen Einzelstegkernen 30 im Folgenden in eine Gießform eingelegt. Nach dem Schließen der Gießform wird diese in bekannter Weise mit einer Metallschmelze, insbesondere einer Leichtmetallschmelze aus einer Aluminiumlegierung befüllt. Nach dem Erstarren der Schmelze in der Gießform wird das Zylinderkurbelgehäuse 10 entnommen und der Kühlmittelmantelkern 16 mit den Einzelstegkernen 30 beispielsweise mittels Hochdrucksprühens ausgespült.

[0036] So entsteht ein Zylinderkurbelgehäuse mit eng stehenden Zylindern, in dessen Stegbereichen dennoch eine Kühlmittelführung umlaufend und über die gesamte axiale Höhe des Zylinders auch im Stegbereich für jeden Zylinder verwirklicht ist. Der Herstellungsaufwand ist gering und kostengünstig, da keine zusätzlichen Materialen oder Teile benötigt werden. Auf einen folgenden Bearbeitungsschritt kann verzichtet werden.

[0037] Es können auf diese Weise Kühlmittelkanäle mit einem Querschnittsdurchmesser von 0,3 mm bis 1,5 mm hergestellt werden, wobei die Kerne gelagert werden können, ohne dass ein Kernbruch im Stegbereich zu befürchten ist, da die Einzelstegkerne erst unmittelbar vor dem Gießen oder gegebenenfalls erst in der Gießform eingesetzt werden.

[0038] Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich des Hauptanspruchs nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt ist. Insbesondere können die beschriebenen Ausführungen entweder mit oder ohne Grundstegkern ausgeführt werden, dessen Lage ebenfalls weitestgehend frei wählbar ist. Selbstverständlich sind auch andere Befestigungen oder Formen der Einzelstegkerne denkbar. Weitere Modifikationen sind selbstverständlich innerhalb des Schutzbereichs des Hauptanspruchs möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für unterschiedliche Zylinderkurbelgehäuse und verschiedene Gießverfahren und Gießformen.

Ansprüche

1. Kühlmittelmantelkern (16) zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) mit schmaler Stegbreite mit mindestens einem einteiligen Grundkern (20), der mindestens zwei nebeneinander angeordneten im Wesentlichen hohlzylinderschnittförmige Kernkörper (22) aufweist, wobei jeweils die beiden nebeneinander angeordneten Kernkörper (22) eine gemeinsame axial verlaufende Schnittebene (24) aufweisen, die eine Verbindungsfläche (25) zwischen radialen Enden (26) der nebeneinander liegenden Kernkörper (22) bildet und
einem Stegkern (18), der die gegenüberliegenden radialen Enden (26) jedes Kernkörpers (22) in der Schnittebene (24) miteinander verbindet,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stegkern (18) mehrere axial übereinander angeordnete, mit dem Kühlmittelmantelkern aus dem Zylinderkurbelgehäuse ausspülbare, einzeln hergestellte Einzelstegkerne (30) aufweist, die an den in der Schnittebene (24) angeordneten gegenüberliegenden radialen Enden (26) der Kernkörper (22) am Grundkern (20) befestigt sind.

2. Kühlmittelmantelkern (16) zur Herstellung eines zylinderkurbelgehäuses mit schmaler Stegbreite nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzelstegkerne (30) formschlüssig am Grundkern (20) befestigt sind.

3. Kühlmittelmantelkern (16) zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses mit schmaler Stegbreite nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stegkern (18) einen Grundstegkern (28) aufweist, der einstückig mit dem Grundkern (20) ausgebildet ist.

4. Kühlmittelmantelkern (16) zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) mit schmaler Stegbreite nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundstegkern (28) auf halber axialer Höhe des Grundkerns (20) ausgebildet ist.

5. Kühlmittelmantelkern (16) zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) mit schmaler Stegbreite nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich von den gegenüberliegenden radialen Enden (26) der Kernkörper (22) in der Schnittebene jeweils auf gleicher axialer Höhe ein Vorsprung erstreckt.

6. Kühlmittelmantelkern (16) zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) mit schmaler Stegbreite nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
axial oberhalb und/oder unterhalb des einstückig mit dem Grundkern (20) hergestellten Grundstegkerns (28) oder der Vorsprünge die Einzelstegkerne (30) formschlüssig befestigt sind.

7. Kühlmittelmantelkern (16) zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) mit schmaler Stegbreite nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an den radialen Enden (26) der hohlzylinderschnittförmigen Kernkörper (22) in der Schnittebene (24) eine axial fortschreitende Ausformung (32) ausgebildet ist, in die jeweils die mit einer korrespondierenden Ausformung (34) ausgebildeten Enden (36) der Einzelstegkerne (30) formschlüssig eingreifen.

8. Kühlmittelmantelkern (16) zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) mit schmaler Stegbreite nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
an den gegenüberliegenden radialen Enden (26) im Kernkörper (22) in der Schnittebene (24) verlaufende Öffnungen (40) ausgebildet sind, in welchen die Enden (36) der Einzelstegkerne (30) angeordnet sind.

9. Kühlmittelmantelkern (16) zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) mit schmaler Stegbreite nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzelstegkerne (30) axial übereinanderliegend in einem Rahmen (46) befestigt sind, der formschlüssig in der Schnittebene (24) im Grundkern (20) befestigt ist.

10. Kühlmittelmantelkern (16) zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) mit schmaler Stegbreite nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Rahmen (46) zwei axial verlaufende Trägerelemente (48) aufweist, in denen Öffnungen (50) ausgebildet sind, in die die Enden (36) der Einzelstegkerne (30) formschlüssig greifen.

11. Kühlmittelmantelkern (16) zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) mit schmaler Stegbreite nach einem der vorhergehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzelstegkerne (30) 0,3 bis 1,5 mm breit sind.

12. Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) mit den Schritten:

Herstellen eines Kühlmittelmantelkerns (16),

Einlegen des Kühlmittelmantelkerns (16) in eine Gießform,

Füllen der Gießform mit einer Metallschmelze,

Entnahme des Zylinderkurbelgehäuses (10) nach dem Erstarren der Schmelze aus der Gießform,

Entfernen des Kühlmittelmantelkerns (16) aus dem Zylinderkurbelgehäuse (10),

dadurch gekennzeichnet, dass

der Kühlmittelmantelkern (16) hergestellt wird, indem zunächst ein Grundkern (20) geschossen wird, anschließend mehrere Einzelstegkerne (30) einzeln hergestellt werden und daraufhin in den Grundkern (20) die Einzelstegkerne (30) axial übereinanderliegend in einer Schnittebene (24) zwischen zwei benachbarten im Wesentlichen hohlzylinderschnittförmigen Kernkörpern (22) des Grundkerns (20) an den gegenüberliegenden radialen Enden (26) der Kernkörper (22) befestigt werden.

13. Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Grundstegkern (28) einstückig mit dem Grundkern (20) geschossen wird, gegen dessen Enden (26) die Einzelstegkerne (30) geschoben werden.

14. Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) nach einem der Ansprüche 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
axial von oben und/oder unten die Einzelstegkerne (30) formschlüssig mit ihren Enden (36) in korrespondierende Ausformungen (32) des Grundkerns (20) eingeschoben werden, welche in der Schnittebene (24) an den zueinander weisenden radialen Enden (26) der hohlzylinderschnittförmigen Kernkörper (22) ausgebildet sind.

15. Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) nach einem der Ansprüche 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzelstegkerne (30) von einer Seite horizontal entlang der Schnittebene (24) durch Öffnungen (42) an einem ersten radialen Ende (26) des Kernkörpers (22) in Öffnungen (44) an dem gegenüberliegenden radialen Ende (26) des Kernkörpers (22) geschoben werden.

16. Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) nach einem der Ansprüche 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzelstegkerne (30) mit ihren Enden (36) in einen Rahmen (46) eingesetzt werden, der axial von oben und/oder unten formschlüssig mit den Einzelstegkernen (30) in korrespondierende Ausformungen (32) des Kernkörpers (22) eingeschoben wird, welche in der Schnittebene (24) an den zueinander weisenden radialen Enden (26) der hohlzylinderschnittförmigen Kernkörper (22) ausgebildet sind.

17. Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzelstegkerne (30) aus Sand, Salz, Glas, Graphit oder Keramik hergestellt werden.

Claims

1. Coolant jacket core (16) for manufacturing a cylinder crankcase (10) having a narrow web width comprising
at least one integral base core (20) which has at least two substantially hollow cylindrical section shaped core bodies (22) arranged next to one another, the two core bodies (22) arranged next to one another respectively having a common axially extending section plane (24), which forms a connecting surface (25) between radial ends (26) of the adjacent core bodies (22) and a web core (18) which connects the opposite radial ends (26) of each core body (22) in the section plane (24),
characterized in that
the web core (18) comprises a plurality of individual web cores (30) which are arranged axially one above the other, are adapted to be flushed from the cylinder crankcase together with the coolant jacket core, said individual web cores are fastened to the base core (20) on the opposite radial ends (26) arranged in the section plane (24) of the core bodies (22).

2. Coolant jacket core (16) for manufacturing a cylinder crankcase having a narrow web width of claim 1, characterized in that the individual web cores (30) are fastened to the base core (20) in a form-fitting manner.

3. Coolant jacket core (16) for manufacturing a cylinder crankcase having a narrow web width of one of claims 1 or 2, characterized in that the web core (18) comprises a base web core (28) that is formed integrally with the base core (20).

4. Coolant jacket core (16) for manufacturing a cylinder crankcase (10) having a narrow web width of claim 3, characterized in that the base web core (28) is formed at half the axial height of the base care (20).

5. Coolant jacket core (16) for manufacturing a cylinder crankcase (10) having a narrow web width of claim 1 or 2, characterized in that a projection extends at the same axial height from the opposite radial ends (26) of the core bodies (22) in the section plane.

6. Coolant jacket core (16) for manufacturing a cylinder crankcase (10) having a narrow web width of one of claims 3 or 4, characterized in that the individual web cores (30) are fastened in a form-fitting manner axially above and/or below the base web core (28), manufactured integrally with the base core (20), or the projections (30).

7. Coolant jacket core (16) for manufacturing a cylinder crankcase (10) having a narrow web width of one of the preceding claims, characterized in that at the radial ends (26) of the hollow cylindrical section-shaped core bodies (22) an axially progressing shape (32) is formed in the section plane (24), in which the ends (36) of the individual web cores (30) formed with a corresponding shape (34) engage in a form-fitting manner.

8. Coolant jacket core (16) for manufacturing a cylinder crankcase (10) having a narrow web width of one of claims 1 to 4, characterized in that openings (40) extending in the section plane (24) are formed at the opposite radial ends (26) in the core body (22), in which openings the ends (36) of the individual web cores (30) are arranged.

9. Coolant jacket core (16) for manufacturing a cylinder crankcase (10) having a narrow web width of claim 1 or 2, characterized in that the individual web cores (30) are fastened axially one above the other in a frame (46) which is fastened in a form-fitting manner in the sectional plane (24) in the basic core (20).

10. Coolant jacket core (16) for manufacturing a cylinder crankcase (10) having a narrow web width of claim 9, characterized in that the frame (46) has two axially extending support elements (48) in which openings (50) are formed into which the ends (36) of the single bar cores (30) engage in a form-fitting manner.

11. Coolant jacket core (16) for manufacturing a cylinder crankcase (10) having a narrow web width of one of the preceding claims, characterized in that the individual web cores (30) are 0.3 to 1.5 mm wide.

12. Method for manufacturing a cylinder crankcase (10), comprising the following steps:

manufacturing a coolant jacket core (16),

placing the coolant jacket core (16) in a casting mold,

filling the casting mold with a metal melt,

removing the cylinder crankcase (10) from the casting mold after the melt has solidified,

removing the coolant jacket core (16) from the cylinder crankcase (10),

characterized in that

the coolant jacket core (16) is manufactured by first shooting a base core (20), then manufacturing a plurality of individual web cores (30) individually and then fastening the individual web cores (30) in the base core (20) axially one above the other in a section plane (24) between two adjacent substantially hollow cylindrical section-shaped core bodies (22) of the base core (20) at the opposite radial ends (26) of the core body (22).

13. Method for manufacturing a cylinder crankcase (10) of claim 12, characterized in that a base web core (28) is shot integrally with the base core (20), against the ends (26) of which the individual web cores (30) are pushed.

14. Method for manufacturing a cylinder crankcase (10) of one of claims 12 or 13, characterized in that by their ends (36), the individual web cores (30) are inserted axially from above and/or below in a form-fitting manner into corresponding shapes (32) of the base core (20), which are formed in the section plane (24) on the mutually facing radial ends (26) of the hollow cylindrical section-shaped core body (22).

15. Method for manufacturing a cylinder crankcase (10) of one of claims 12 or 13, characterized in that the individual web cores (30) are inserted from one side horizontally along the section plane (24) through openings (42) at a first radial end (26) of the core body (22) into openings (44) at the opposite radial end (26) of the core body (22).

16. Method for manufacturing a cylinder crankcase (10) of one of claims 12 or 13, characterized in that the individual web cores (30) are inserted with their ends (36) into a frame (46) which is form-fittingly inserted axially from above and/or below with the individual web cores (30) into corresponding shapes (32) of the core body (22), which are formed in the section plane (24) at the mutually facing radial ends (26) of the hollow cylindrical section-shaped core bodies (22).

17. Method for manufacturing a cylinder crankcase (10) of one of claims 12 to 16, characterized in that the individual web cores (30) are made of sand, salt, glass, graphite or ceramic.

Revendications

1. Noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) pour produire un carter de vilebrequin (10) avec une largeur d'entretoise étroite comprenant
au moins un noyau de base monobloc (20) avec au moins deux corps de noyau (22) essentiellement en forme de section d'un cylindre creux, disposés l'un à côté de l'autre, les deux corps de noyau (22) disposés l'un à côté de l'autre chacun ayant un plan de coupe (24) commun s'étendent axialement, qui forme une surface de connexion (25) entre des extrémités radiales (26) des corps de noyau (22) adjacents et
un noyau d'entretoise (18) reliant les extrémités radiales opposées (26) de chaque corps de noyau (22) dans le plan de coupe (24),
caractérisé en ce que le noyau d'entretoise (18) présente plusieurs noyaux d'entretoise unique (30) produits individuellement, qui sont disposés axialement l'un au-dessus de l'autre, peuvent être évacué du carter de vilebrequin avec le noyau de chemise de liquide de refroidissement et sont fixés sur le noyau de base (20) aux extrémités radiales opposées (26) disposées dans le plan de coupe (24) du corps de noyau (22).

2. Noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) pour produire un carter de vilebrequin avec une largeur d'entretoise étroite selon la revendication 1, caractérisé en ce que les noyaux d'entretoise unique (30) sont fixés positivement au noyau de base (20).

3. Noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) pour produire un carter de vilebrequin avec une largeur d'entretoise étroite selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'entretoise (18) comprend un noyau d'entretoise de base (28) formé d'une seule pièce avec le noyau de base (20).

4. Noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) pour produire un carter de vilebrequin (10) avec une largeur d'entretoise étroite selon la revendication 3, caractérisé en ce que le noyau d'entretoise de base (28) est formé à la moitié de la hauteur axiale du noyau de base (20).

5. Noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) pour produire un carter de vilebrequin (10) avec une largeur d'entretoise étroite selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une saillie s'étend des extrémités radiales opposées (26) des corps de noyau (22) dans le plan de coupe à la même hauteur axiale.

6. Noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) pour produire un carter de vilebrequin (10) avec une largeur d'entretoise étroite selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les noyaux d'entretoise unique (30) sont fixés de manière positive axialement au-dessus et /ou en dessous du noyau d'entretoise de base (28) réalisés en une seule pièce avec le noyau de base (20) ou des saillies.

7. Noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) pour produire un carter de vilebrequin (10) avec une largeur d'entretoise étroite selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'aux extrémités radiales (26) du corps de noyau cylindrique en forme de section d'un cylindre creux (22) une forme progressant axialement (32) est formé dans le plan de coupe (24), dans lequel s'engagent de manière positive les extrémités (36) des noyaux d'entretoise unique (30) formés avec une forme correspondante (34).

8. Noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) pour produire un carter de vilebrequin (10) avec une largeur d'entretoise étroite selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des ouvertures (40) s'étendant dans le plan de coupe (24) aux extrémités radiales opposées (26) sont formées dans le corps de noyau (22), dans lesquelles les extrémités (36) des noyaux d'entretoise unique (30) sont disposées.

9. Noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) pour produire un carter de vilebrequin (10) avec une largeur d'entretoise étroite selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les noyaux d'entretoise unique (30) sont fixés axialement l'un au-dessus de l'autre dans un cadre (46) qui est fixé positivement dans le plan de coupe (24) dans le noyau de base (20).

10. Noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) pour produire un carter de vilebrequin (10) avec une largeur d'entretoise étroite selon la revendication 9, caractérisé en ce que le cadre (46) présente deux éléments de support (48) s'étendant axialement, dans lesquels des ouvertures (50) sont formées dans lesquelles les extrémités (36) des noyaux d'entretoise unique (30) s'engagent positivement.

11. Noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) pour produire un carter de vilebrequin (10) avec une largeur d'entretoise étroite selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les noyaux d'entretoise unique (30) ont une largeur de 0,3 à 1,5 mm.

12. Procédé pour produire un carter de vilebrequin (10), comprenant les étapes suivantes:

produire un noyau de chemise de liquide de refroidissement (16),

placer le noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) dans un moule de coulée,

remplir le moule de coulée avec un métal fondu,

retirer le carter de vilebrequin (10) du moule de coulée après que la fonte s'est solidifiée,

retrait du noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) du carter de vilebrequin (10),

caractérisé en ce que

le noyau de chemise de liquide de refroidissement (16) est produit en tirant d'abord un noyau de base (20), puis en produisant une pluralité de noyaux d'entretoise unique (30) individuellement et puis les noyaux d'entretoise unique (30) sont fixés axialement l'un au-dessus de l'autre dans un plan de coupe (24) dans le noyau de base (20) entre deux corps de noyau essentiellement en forme de section d'un cylindre creux adjacents (22) du noyau de base (20) aux extrémités radiales opposées (26) des corps de noyau (22).

13. Procédé de fabrication d'un carter de vilebrequin (10) selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'un noyau d'entretoise de base (28) est tiré d'une seule pièce avec le noyau de base (20), contre les extrémités (26) duquel les noyaux d'entretoise unique (30) sont poussés.

14. Procédé de fabrication d'un carter de vilebrequin (10) selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que les noyaux d'entretoise unique (30) sont insérés axialement de dessus et/ou de dessous avec leurs extrémités (36) de manière positive dans des formes correspondantes (32) du noyau de base (20), qui sont formées dans le plan de coupe (24) sur les extrémités radiales (26), orientée l'une vers l'autre, du corps de noyau cylindrique creux (22).

15. Procédé de fabrication d'un carter de vilebrequin (10) selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que les noyaux d'entretoise unique (30) sont poussés horizontalement d'un côté le long du plan de coupe (24) à travers des ouvertures (42) à une première extrémité radiale (26) du corps de noyau (22) dans les ouvertures (44) à l'extrémité radiale opposée (26) du corps de noyau (22).

16. Procédé de fabrication d'un carter de vilebrequin (10) selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que les noyaux d'entretoise individuelle (30) sont insérés avec leurs extrémités (36) dans un cadre (46) qui est inséré de manière positive axialement par dessus et/ou dessous les noyaux d'entretoise individuelles (30) dans des formes correspondantes (32) du corps de noyau (22), qui sont formées dans le plan de coupe (24) aux extrémités radiales (26), orientées l'une vers l'autre, des corps de noyau en forme de section d'un cylindre creux (22).

17. Procédé de fabrication d'un carter de vilebrequin (10) selon l'une des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que les noyaux d'entretoise individuelle (30) sont en sable, sel, verre, graphite ou céramique.

Zeichnung