DE1262070B

DE1262070B - Maschinengehaeuse aus Leichtmetallguss

Info

Publication number: DE1262070B
Application number: DEF31833A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Karl Ernst Mann
Original assignee: FUCHS FA OTTO
Current assignee: FUCHS FA OTTO
Priority date: 1960-08-04
Filing date: 1960-08-04
Publication date: 1968-02-29

Description

Maschinengehäuse aus Leichtmetallguß Die Erfindung betrifft ein Maschinengehäuse aus Leichtmetallguß, insbesondere Leichtmetalldruckguß, für schnellaufende Kolbenbrennkraftmaschinen mit Einsätzen aus einem Werkstoff mit höherer Festigkeit als dem gegossenen Leichtmetall des Maschinengehäuses jeweils an den die Lager bzw. Lagerstützschalen für die Kurbelwelle aufnehmenden Stellen der Maschinengehäusequerwände.
Die Vorteile solcher Maschinengehäuse aus Leichtmetallguß sind bekanntlich deren geringes Gewicht, die gute Wärmeleitfähigkeit und im Fall von Magnesiumlegierungen deren Eignung für die spanabhebende Bearbeitung. Nachteilig ist jedoch die geringere Widerstandsfähigkeit des Leichtmetalls gegenüber hohen mechanischen Beanspruchungen, insbesondere den Schlagkräften im Bereich der Lagerschalen für die Kurbelwelle. Auch ist die Speisung dieser Bereiche beim Guß bekanntlich schwierig und deshalb mit der Bildung von kleinsten Lunkern oder Poren zu rechnen, während die Verwendung von Leichtmetallknetlegierungen höherer Festigkeitswerte zur Herstellung von Maschinengehäusen wegen des damit verbundenen Arbeitsaufwandes im allgemeinen nicht in Betracht kommt, zumal eine spanlose Formgebung solcher verhältnismäßig großer Gehäuseteile auf außerordentliche technische Schwierigkeiten stößt.
Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, Maschinengehäuse aus Leichtmetallguß in den kritischen Zonen mit Einsätzen auszurüsten, welche die Lagerschalen aufnehmen, aus einem gekneteten Leichtmetall mit einer gegenüber dem gegossenen Leichtmetall höheren Quetschgrenze vorgefertigt sind und als feste Bestandteile des betreffenden Gußgehäuses bei dessen Herstellung eingeformt und umgossen werden. Mit diesem Vorschlag werden also nicht die Gleiteigenschaften oder die Abriebfestigkeit des eigentlichen Lagers beeinflußt, wozu man bekanntlich Verbundmetalle und im besonderen bei Aluminiumlagern eingeformte Stützringe aus Kupfer oder Oberflächenschichten aus Gleitmetall verwenden kann, sondern es wird die Tragfähigkeit des Gußgehäuses im Bereich der Lagerschalen erheblich verbessert. In den auf diese Weise verstärkten Zonen der Lagerschalen treten dann auch bei hohen Dauerbelastungen keine plastischen Verformungen des Leichtmetallgusses mehr auf, und eine Vergrößerung des Lagerspieles ist ausschließlich auf die Abnutzung der eigentlichen Gleitflächen beschränkt.
An Stelle solcher spanlos vorgefertigter Einsätze aus geknetetem Leichtmetall, die als innige Bestandteile des gegossenen Maschinengehäuses die Verwendung zusätzlicher Lagerschildhälften oder ähnlicher schon bekannter Nachstellvorrichtungen entbehrlich machen, kann auch eine höhere Festigkeit des Gußgehäuses im Aufnahmebereich der Lagerschalen mit fest im Leichtmetallguß verankerten Einsätzen gemäß der Erfindung dadurch erreicht werden, daß der Werkstoff der Einsätze eine Kupferlegierung ist. Man nimmt damit nur eine verhältnismäßig geringe Gewichtszunahme des gegossenen Maschinengehäuses in Kauf, jedoch ist dann vorteilhafterweise nicht nur die Festigkeit und natürlich auch die Temperaturbeständigkeit und die Wärmeleitfähigkeit dieser Bereiche entsprechend größer, sondern darüber hinaus noch die Möglichkeit gegeben, gegossene Einsätze aus einer Kupferlegierung zu verwenden, die man in bekannter Weise durch Warmbehandlung vergüten kann.
Die Ausführungsformen der Erfindung werden einerseits den zu verwendenden Lagern und etwaigen Lagerstützschalen und andererseits in solchen Formen dem Leichtmetallguß des betreffenden Maschinengehäuses angepaßt, die mit geriffelter Oberfläche oder mit schwalbenschwanzförmigen Rippen bzw. Nuten in an sich bekannter Weise eine feste Verankerung ergeben und, wie schon für Einsätze aus geknetetem Leichtmetall vorgeschlagen wurde, gegebenenfalls noch mit überzügen von legierungsbildenden Metallen niedrigen Schmelzpunktes beim Guß festhaftende Verbindungszonen zwischen den vorgefertigten Einsätzen und dem Leichtmetallguß bilden. Im folgenden sind sieben Ausführungsbeispiele von Legierungen für die Herstellung erfindungsgemäßer Einsätze aufgeführt. Beispiel I Sondermessing mit 57% Cu, bis 3,01/o Ni, bis 7,5 % Al -f- Si -i- Mn -f- Fe -E- Sn, Rest Zn. Beispiel II Bronze mit 10 % Al, 4 % Fe, 4,5 % Ni, gegebenenfall bis 3,0 % Mn, bis 0,5 % Zn, bis 0,5 % Pb + Sn -f- Si, Rest Cu. Beispiel HI Messing mit 57,0 bis 59,5 % Cu, 1,0 bis 3,0% Pb, Rest Zn und den zulässigen Beimengungen an Fe, Sn, Al, Mn, Ni, Sb.
Beispiel IV Messing mit 62,0 bis 65,0 % Cu, Rest Zn und den zulässigen Beimengungen an Fe, Sn, Al, Mn, Ni, Pb, Sb. Beispiel V Sondermessing mit 56,0 bis 61,0% Cu, 0,2 bis 3,0(1/o Mn, 0,4 bis 1,3% Al, bis 2,0% Ni, bis 1,5% Fe, bis 0,5% Sn, bis 0,8% Si, bis 1,0% Pb, Rest Zn.
Beispiel VI Sondermessing wie im Beispiel V, aber mit 1,3 bis 2,5 % Al.
Beispiel VII Legierung mit 1,8 bis 2,21% Ni, 0,5 bis 0,8% Si, Rest Cu. Einsätze aus den Gußlegierungen gemäß den Beispielen I und II können vorteilhaft aus im Stranggießverfahren hergestellten Profilen durch vertikale Sägeschnitte herausgearbeitet werden, Einsätze aus den Knetlegierungen gemäß den bis VII werden vorzugsweise aus Strangpreßprofilen erhalten, die man in gleicher Weise unterteilt. Die Legierung VII kann in bekannter Weise durch eine Warmbehandlung vergütet werden.

Claims

Patentanspruch: Maschinengehäuse aus Leichtmetallguß, insbesondere Leichtmetalldruckguß, für schnelllaufende Kolbenbrennkraftmaschinen mit Einsätzen aus einem Werkstoff mit höherer Festigkeit als dem gegossenen Leichtmetall des Maschinengehäuses jeweils an den die Lager bzw. Lagerstützschalen für die Kurbelwelle aufnehmenden Stellen der Maschinengehäusequerwände, d a -durch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der Einsätze eine Kupferlegierung ist.