专利名称：用于制造曲轴箱的方法以及曲轴箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造曲轴箱的方法，该曲轴箱具有至少两个气缸套筒和至少一个对应于该气缸套筒的冷却水腔体。本发明还涉及一种该类型的曲轴箱。
背景技术：
对于设置在汽车发动机组中的气缸套筒，特别是气缸套筒的朝向燃烧腔室以及气缸盖密封件的区域必须进行充分冷却。由文献DE102007041010A1公开了，为了实现该目的而在曲轴箱中设置冷却冲孔，该冷却冲孔由两个交会的盲孔构成，该冷却冲孔在气缸套筒的待冷却区域的高度上延伸，并且该冷却冲孔与至少一个冷却水腔体连接，从而使冷却水流经冷却冲孔，并能够反复冲洗气缸套筒的待冷却区域。然而，在DE 102007041010A1中公开的这种盲孔的设置十分耗费工本。而且，为了设置这样的、或其它类型具有简单结构的冷却冲孔，通常对曲轴箱的材料和对气缸套筒的材料都要进行加工处理，这是因为气缸套筒以很小的距离相对设置。如常发生这样的情况，当曲轴箱和气缸套筒采用不同的材料时，会导致工具磨损的加剧并形成混合切屑，而随后为了清洁必须再次费力地将混合切屑进行分
1 ο
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于制造前述类型的曲轴箱的方法，其中，以在加工技术方面特别有效的方式加工出冷却冲孔。此外，还应该尽可能避免工具磨损的加剧以及混合切屑的形成。本发明的第一技术方案包括以下方法步骤(a)准备至少两个气缸套筒；(b)在每个气缸套筒中加工出至少一个槽型凹陷部；(c)将气缸套筒这样加工在曲轴箱的铸型中， 即，使两个相邻的气缸套筒的槽型凹陷部彼此相对地设置在相同高度上；(d)通过对气缸套筒的注入成型以及使至少一个冷却水腔体保持畅通，使曲轴箱浇铸成型；(e)这样去除位于槽型凹陷部区域中的曲轴箱的材料，即，形成至少一个与至少一个冷却水腔体连通的连接通道。根据本发明的第一技术方案的曲轴箱的特征在于，至少两个气缸套筒分别具有至少一个槽型凹陷部；相邻的气缸套筒的槽型凹陷部彼此相对地设置在相同高度上；并且， 在槽型凹陷部区域中形成至少一个与至少一个冷却水腔体连通的连接通道。本发明的第二技术方案包括以下方法步骤(a)准备由至少两个气缸套筒构成的气缸套筒组合结构；(b)在两个相邻的气缸套筒之间加工出至少一个冲孔；(C)将所述气缸套筒组合结构加工在曲轴箱的铸型中；(d)通过对所述气缸套筒组合结构的注入成型以及使至少一个冷却水腔体保持畅通，使曲轴箱浇铸成型；(e)这样将曲轴箱的材料从位于两个相邻气缸套筒之间的至少一个冲孔中去除，即，形成至少一个与至少一个冷却水腔体连通的连接通道。根据本发明的第二技术方案的曲轴箱的特征在于，在气缸套筒组合结构具有至少
4一个冲孔，由此，在槽型凹陷部区域中形成至少一个与至少一个冷却水腔体连通的连接通道。本发明的两个技术方案的特征在于，使冷却通道在原理上首先以槽型凹陷部的形式或以至少一个冲孔的形式加工形成在气缸套筒的侧表面上或形成在气缸套筒组合结构中。为了制造至少一个与至少一个冷却水腔体连通的、用作冷却冲孔的连接通道，在上述两种情况下只需要将包围浇铸气缸套筒或气缸套筒组合结构所采用的材料从槽型凹陷部区域中或至少一个冲孔的区域中再次除去。以上述方式实现了连接通道在气缸套筒的待冷却区域中的非常精确的定位，在制成的曲轴箱中连接通道作为冷却冲孔起作用。连接通道的制造在加工技术方面特别简单， 这是因为首先在气缸套筒上加工出槽型凹陷部或加工至少一个冲孔，由此对此可以采用最适合的工具。在对应的方式中，在曲轴箱中必须对用于包围浇铸气缸套筒或气缸套筒组合结构所采用的材料进行加工处理，从而在此可以采用最适合的工具。以这种方式使工具的使用寿命显著延长，并且避免过早的磨损。槽型凹陷部可以具有任意的横截面。对此类似地，冲孔也可以具有任意的直径。槽型凹陷部或至少一个冲孔的尺寸在实际情况下根据所需的冷却效率来选择。具有优势的扩展方案在从属权利要求中给出。根据一个特别优选的扩展方案，在步骤(b)中，使至少一个槽型凹陷部形成为割线式凹陷部。优选在至少一个气缸套筒中加工出两个相对设置的槽型凹陷部。由此接下来能够特别简单地在两个中间设置的气缸套筒之间形成一个连接通道，而在位于末端的气缸套筒上实现一个单独的这种类型的凹陷部。可代替地，可以使在至少一个气缸套筒中至少一个槽型凹陷部形成为环绕的槽型凹陷部，从而随后在任意的(设置在中间或末端上的) 气缸套筒之间形成连接通道。或者，气缸套筒可以分别单独地加工在曲轴箱的铸型中。在这种情况下，在浇铸过程中使槽型凹陷部被曲轴箱的材料填满。还可以以公知的方式，使气缸套筒作为气缸套筒块而加工在曲轴箱的铸型中。在这种情况下，使各个气缸套筒这样加工在气缸套筒块的铸型中，即，使两个相邻的气缸套筒的槽型凹陷部彼此相对地设置在相同高度上。在包围浇铸的过程中，使槽型凹陷部被气缸套筒块的材料填满。然后，使这样形成的气缸套筒块加工在曲轴箱的铸型中，由此使设置在气缸套筒中的槽型凹陷部彼此的定位在气缸套筒块中固定。用于浇铸气缸套筒块的材料适宜地与用于制造曲轴箱的材料相同。当气缸套筒或气缸套筒组合结构的材料与曲轴箱的材料不同时，一方面在曲轴箱浇铸之前对于槽型凹陷部或冲孔的加工，另一方面在曲轴箱浇铸之后对于这些槽型凹陷部或冲孔区域中材料的去除，分别对这些材料采用适宜的工具。由此对工具造成极小的磨损。 而且没有混合切屑产生，从而使对废料的清除明显简化，而且能够经济地实现。特别是，当为了浇铸曲轴箱采用轻金属材料、例如铝合金，和/或为了制造气缸套筒或气缸套筒组合结构采用钢材或铸铁材料时，本发明的方法非常有效。在这种情况下，材料性能是不同的，由此，若根据现有技术在曲轴箱浇铸之后再加工冷却冲孔是非常困难的， 这是因为，必须采用相同的工具既对轻金属材料又对钢材或铸铁材料进行加工处理。根据又一个优选扩展方案，气缸套筒或气缸套筒组合结构至少局部具有结构化的表面。由此使一方面的气缸套筒或气缸套筒组合结构与另一方面的曲轴箱之间的连接以形状配合的组成部分得到补充，并且以特别简单的方式得到优化。表面结构化的方式和方法及其制造方法可以任意选择。例如可以使表面的结构化形成为不规则的粗糙结构。还可以具有不规则或规则的沟槽状、条纹状、肋条状、波纹状、疙瘩状、蘑菇状、荆棘状及其结合的结构。结构化的表面例如可以在气缸套筒或气缸套筒组合结构的制造过程中通过浇铸、烧结、变形处理而制成。结构化的表面还可以通过切削加工的方法和/或放射处理(优选采用喷丸处理或激光光束处理)而形成。该结构化的表面还可以形成为热喷射涂层或电镀外部涂层；热喷射涂层例如含有钼，电镀外部涂层例如含有硅。
接下来，结合附图对本发明的实施例进行详细说明。图中示意性地而无尺寸限定地示出了 图1为第一实施例中本发明的具有浇铸成型的气缸套筒的曲轴箱的局部剥开的立体图；图2为本发明的用于图1的曲轴箱的制造方法的示意图；图3a为用于另一实施例中本发明曲轴箱的气缸套筒的侧视图；图北为图3a的气缸套筒旋转90°的侧视图；图3c为用于又一实施例中本发明曲轴箱的气缸套筒的侧视图；图如为用于再一实施例中本发明曲轴箱的气缸套筒组合结构的侧视图；图4b为图如的气缸套筒组合结构的俯视图。
具体实施例方式图1示出了第一实施例中用于内燃机的曲轴箱10。曲轴箱10具有浇铸成型的气缸套筒11。气缸套筒11的数量取决于内燃机的设计机构；该图例如示出了三个气缸套筒 11。在该实施例中，气缸套筒11由钢材或铸铁制成。在该实施例中，曲轴箱10由基于铝的轻金属合金制成，例如铝硅合金，优选采用压铸法制成。以公知的方式，曲轴箱10可以设有回油通道12和螺纹孔13，螺纹孔用于固定气缸盖和/或曲轴轴承(未示出)。为了在运行过程中冷却气缸套筒11，在曲轴箱10中设有冷却水腔体14，该冷却水腔体围绕住气缸套筒11的一部分轴向区域。冷却水腔体14直接在曲轴箱10中浇铸成型 (例如采用盐芯或砂芯)，并且围绕住气缸套筒11的部分区域。在冷却水腔体14和气缸套筒11之间设有包围铸壁⑴mgusswand) 15。在该实施例中，包围铸壁15与曲轴箱10 —体成型，并用于改善气缸套筒11在曲轴箱10中的固定。冷却水腔体14向上通过气缸盖密封件而密封封闭(未示出)。为了使气缸套筒11和曲轴箱10的连接优化，在该实施例中，以公知的方式令气缸套筒11具有结构化的表面16，该结构化的表面具有不规则的粗糙结构。还可以具有不规则或规则的沟槽状、条纹状、肋条状、波纹状、疙瘩状、蘑菇状、荆棘状及其结合的结构。结构化的表面16例如可以在气缸套筒11的制造过程中通过浇铸、烧结、变形处理而制成。结构化的表面16还可以通过切削加工的方法和/或放射处理(优选采用喷丸处理或激光光束处理)而形成。该结构化的表面还可以形成为热喷射涂层或电镀外部涂层；热喷射涂层例如可以含有钼，电镀外部涂层例如可以含有硅。CN 102527996 A气缸套筒11设有槽型凹陷部17，在该实施例中，槽型凹陷部形成为环绕的槽型凹陷部。两个相邻的气缸套筒11的槽型凹陷部17彼此相对地设置在相同高度上。由图1可知，在该实施例中，槽型凹陷部17大体上水平设置。然而，槽型凹陷部17还可以与水平方向呈角度设置。由图1可知，在曲轴箱浇铸成型之后，槽型凹陷部被曲轴箱10的材料填满。在两个相邻的气缸套筒11的槽型凹陷部17彼此相对地设置在相同高度的区域中设有连接通道 18，该连接通道与冷却水腔体14连接。由此，冷却水可以流入到连接通道18中，并且在该区域中用于对气缸套筒11进行冷却。在该实施例中，气缸套筒11直接在曲轴箱10中浇铸成型。替换该方案，还可以以公知的方式制造气缸套筒块(未示出)，在该制造方案中，气缸套筒采用适宜的材料、优选轻金属合金、特别优选采用铝合金包围浇铸成型，并且使气缸套筒以该形状加工在曲轴箱 10的铸型中。特别适宜地，对于气缸套筒块的制造，采用与用于制造曲轴箱10的材料相同的材料，或至少是相同的材料类型(例如分别都采用铝合金)。图2示出了在图1的曲轴箱10的实施例中本发明制造方法的各个方法步骤。气缸套筒11以公知的方式例如由钢材或铸铁制成，特别是浇铸成型。在浇铸过程中，或紧接着浇铸过程，以公知的方式为气缸套筒设置结构化的表面16。而且，使气缸套筒11在这样的区域中设有槽型凹陷部17，该区域在制成的内燃机中朝向气缸盖密封件，在该实施例中，该槽型凹陷部形成为环绕的槽型凹陷部。在该实施例中，槽型凹陷部17具有截球形横截面。 槽型凹陷部的数量和尺寸根据所需的冷却效率来选择。在该实施例中，如上述制造或加工而成的具有槽型凹陷部17的气缸套筒11 (参见图2中最左侧的槽型凹陷部17a的气缸套筒Ila)以间距21直接加工在曲轴箱10的铸型中。图2在最左侧示出了气缸套筒11a，在右侧紧挨着示出了相邻的气缸套筒11b，其中，气缸套筒11这样加工在铸型中，即，使两个相邻的气缸套筒11的槽型凹陷部17彼此相对地设置在相同高度上。相应地，在图2中，气缸套筒Ila的槽型凹陷部17a与气缸套筒lib的槽型凹陷部17b形成一个通路19。然后，浇铸形成曲轴箱10，其中，间距21和通路19被曲轴箱10的材料填满。该过程于图2中在气缸套筒lib和Ilc之间示出。接下来，如图2中在气缸套筒Ilc和Ild之间所示，最后在通路19区域中去除曲轴箱10的材料，特别通过车削加工来去除。由此生成图1中所示的连接通道18，该连接通道通入到图1中所示的冷却水腔体14中。图3a和北示出了另一实施例中本发明曲轴箱10的气缸套筒111。该气缸套筒 111与图1和2所示的气缸套筒11的区别仅在于这里的气缸套筒所具有的槽型凹陷部117 并不是形成环绕式、而是形成为割线式的凹陷部。由图3可知，在该实施例中，槽型凹陷部 117大体上水平设置。然而，槽型凹陷部117还可以与水平方向呈角度设置；或者如图3c所示，该槽型凹陷部由两个与水平方向呈角度且相对设置的凹陷部217组成。在该实施例中，气缸套筒111具有两个相对设置的割线式的凹陷部117。对于在制成的内燃机中设置在末端的气缸套筒111来说，仅单独一个割线式凹陷部117就足够用，该割线式凹陷部与相邻设置的气缸套筒的相对应、环绕的或割线式的凹陷部彼此相对设置在相同高度上。图如和4b示出了气缸套筒组合结构222的一个实施例。气缸套筒组合结构222中的气缸套筒211的数量取决于内燃机的设计结构；这里示例性示出了三个气缸套筒211。 在该实施例中，气缸套筒组合结构222由钢材或铸铁制成，并且以公知的方式例如浇铸成型。如上文所述，在浇铸过程中，或紧接着浇铸过程，可以使气缸套筒组合结构222的表面设有结构化的表面(未示出)。而且，气缸套筒组合结构222在朝向制成的内燃机中的气缸盖密封件的区域上设有至少一个冲孔223，在该实施例中设有两个冲孔。在此，冲孔223设置在位于两个相邻的气缸套筒211之间的腹板区域224中。冲孔223的数量、设置和尺寸根据所需的冷却效率来选择。在该实施例中，冲孔223大体上水平设置。然而，冲孔223还可以与水平方向呈角度设置；或者，冲孔由两个与水平方向呈角度设置且大致交会在腹板中线上的冲孔组成。 接下来，如上文所述，浇铸形成曲轴箱10，其中，冲孔223被曲轴箱10的材料填满。 然后，最终在冲孔223区域中去除曲轴箱10的材料，特别通过车削加工来去除。由此生成连接通道18，该连接通道通入到曲轴箱10的冷却水腔体14中。由此，冷却水可以流入到连接通道中，并且在该区域中用于对气缸套筒211进行冷却。
权利要求
1.一种用于制造曲轴箱(10)的方法，所述曲轴箱具有至少两个浇铸成型的气缸套筒 (IUlll)和至少一个对应于所述气缸套筒(11、111)的冷却水腔体(14)，其特征在于，所述方法包括以下步骤(a)准备至少两个气缸套筒(11、111)；(b)在每个气缸套筒(IlUll)中加工出至少一个槽型凹陷部(17,117)；(c)将气缸套筒(11、111)这样加工在曲轴箱(10)的铸型中，即，使两个相邻的气缸套筒(11、111)的槽型凹陷部(17、117)彼此相对地设置在相同高度上；(d)通过对气缸套筒(11、111)的注入成型以及使至少一个冷却水腔体(14)保持畅通， 使曲轴箱(10)浇铸成型；(e)这样去除位于槽型凹陷部(17、117)区域中的曲轴箱(10)的材料，即，形成至少一个与至少一个冷却水腔体(14)连通的连接通道(18)。
2.一种用于制造曲轴箱(10)的方法，所述曲轴箱具有气缸套筒组合结构(222)和至少一个对应于所述气缸套筒组合结构022)的冷却水腔体(14)，所述气缸套筒组合结构由至少两个气缸套筒011)构成，其特征在于，所述方法包括以下步骤(a)准备由至少两个气缸套筒011)构成的气缸套筒组合结构022)；(b)在两个相邻的气缸套筒011)之间加工出至少一个冲孔023)；(c)将所述气缸套筒组合结构(22 加工在曲轴箱(10)的铸型中；(d)通过对所述气缸套筒组合结构(22 的注入成型以及使至少一个冷却水腔体(14) 保持畅通，使曲轴箱(10)浇铸成型；(e)这样将曲轴箱(10)的材料从位于两个相邻气缸套筒(211)之间的至少一个冲孔 (223)中去除，即，形成至少一个与至少一个冷却水腔体(14)连通的连接通道。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，使所述至少一个槽型凹陷部(117)形成为割线式凹陷部。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，使位于至少一个气缸套筒 (11)中的至少一个槽型凹陷部(17)形成为环绕的槽型凹陷部。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，使位于至少一个气缸套筒 (11)中的至少一个槽型凹陷部(17)由两个呈角度相对设置且交会的凹陷部构成。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于曲轴箱(10)的浇铸成型采用轻金属材料、特别采用铝合金。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使气缸套筒(11、111)或气缸套筒组合结构(222)采用钢材或铸铁材料。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使气缸套筒(11、111)或气缸套筒组合结构(222)至少局部设有结构化的表面(16)。
9.一种曲轴箱(10)，具有至少两个气缸套筒(11、111)和至少一个对应于所述气缸套筒(11、111)的冷却水腔体(14)，其特征在于，所述至少两个气缸套筒(11、111)分别具有至少一个槽型凹陷部(17、117)；相邻的气缸套筒(11、111)的槽型凹陷部(17、117)彼此相对地设置在相同高度上；并且，在所述槽型凹陷部(17、117)区域中形成至少一个与所述至少一个冷却水腔体(14)连通的连接通道(18)。
10.一种曲轴箱(10)，具有气缸套筒组合结构(222)和至少一个对应于所述气缸套筒组合结构022)的冷却水腔体(14)，所述气缸套筒组合结构由至少两个气缸套筒011)构成，其特征在于，在所述气缸套筒组合结构(222)的两个相邻气缸套筒(211)之间形成至少一个贯穿的冲孔023)，通过该至少一个冲孔形成与所述至少一个冷却水腔体(14)连通的连接通道(18)。
11.根据权利要求8所述的曲轴箱，其特征在于，在至少一个气缸套筒(111)中，所述至少一个槽型凹陷部(117)形成为割线式凹陷部。
12.根据权利要求8所述的曲轴箱，其特征在于，在至少一个气缸套筒(11)中，所述至少一个槽型凹陷部(17)形成为环绕的槽型凹陷部。
13.根据权利要求8或9所述的曲轴箱，其特征在于，所述曲轴箱(10)由轻金属材料、 特别由铝合金浇铸成型。
14.根据权利要求8或9所述的曲轴箱，其特征在于，所述气缸套筒(11、111)或气缸套筒组合结构022)由钢材或铸铁材料制成。
15.根据权利要求8或9所述的曲轴箱，其特征在于，所述气缸套筒(11、111)或气缸套筒组合结构(222)至少局部具有结构化的表面(16)。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造曲轴箱(10)的方法，曲轴箱具有至少两个浇铸成型的气缸套筒(11、111)或一个浇铸成型的气缸套筒组合结构(222)和至少一个对应于气缸套筒(11、111)的冷却水腔体(14)，其特征在于，包括以下步骤(a)准备至少两个气缸套筒(11、111)；(b)在每个气缸套筒(11、111)中加工出至少一个槽型凹陷部(17、117)；(c)将气缸套筒(11、111)这样加工在曲轴箱(10)的铸型中，以使两个相邻的气缸套筒(11、111)的槽型凹陷部(17、117)彼此相对地设置在相同高度上；(d)通过对气缸套筒(11、111)的注入成型以及使至少一个冷却水腔体(14)保持畅通，使曲轴箱(10)浇铸成型；(e)这样去除位于槽型凹陷部(17、117)区域中的曲轴箱(10)的材料，以形成至少一个与至少一个冷却水腔体(14)连通的连接通道(18)。本发明还涉及一种由该方法制造的曲轴箱。
文档编号F02F7/00GK102527996SQ201110427400
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月19日 优先权日2010年12月18日
发明者沃尔夫冈·伊斯勒 申请人:马勒国际公司