DE1262070B

DE1262070B - Machine housing made of light metal casting

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.Machine housing made of light metal casting The invention relates to a machine housing Made of cast light metal, especially die-cast light metal, for high-speed piston internal combustion engines with inserts made of a material with higher strength than the cast light metal of the machine housing to the bearings or bearing support shells for the crankshaft receiving points of the machine housing transverse walls.

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.The advantages of such machine housings made of light metal casting are known their low weight, good thermal conductivity and, in the case of magnesium alloys their suitability for machining. However, the disadvantage is the lower one Resistance of the light metal to high mechanical loads, in particular the impact forces in the area of the bearing shells for the crankshaft. It is also known that feeding these areas during casting is difficult and therefore difficult the formation of the smallest voids or pores can be expected during use of wrought light metal alloys with higher strength values for the manufacture of machine housings is generally out of the question because of the amount of work involved, especially since a non-cutting shaping of such relatively large housing parts on extraordinary encounters technical difficulties.

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.It has therefore already been proposed to make machine housings made of light metal casting to equip the critical zones with inserts that accommodate the bearing shells, from a kneaded light metal with one opposite the cast light metal higher crush limit are prefabricated and as an integral part of the relevant Cast housing are molded and cast around during its manufacture. With this suggestion So are not the sliding properties or the abrasion resistance of the actual Affects bearing, which is known to be composite metals and in particular aluminum bearings Use molded support rings made of copper or surface layers made of sliding metal can, but it is the load-bearing capacity of the cast housing in the area of the bearing shells vastly improved. In the areas of the bearing shells reinforced in this way Then there is no plastic deformation of the light metal casting even with high permanent loads more, and an increase in the bearing play is solely due to wear and tear the actual sliding surfaces limited.

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.Instead of such non-cutting, prefabricated inserts made of kneaded light metal, as intimate components of the cast machine housing the use of additional End shield halves or similar adjustment devices that are already known can be dispensed with can make a higher strength of the cast housing in the receiving area of the Bearing shells with inserts firmly anchored in light metal casting according to the invention can be achieved in that the material of the inserts is a copper alloy. You only take a relatively small increase in weight of the cast Machine housing in purchase, but then not only the strength is advantageous and of course the temperature resistance and thermal conductivity of these Areas correspondingly larger, but also given the opportunity to To use cast inserts made of a copper alloy, which is known in Way can be tempered by heat treatment.

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.The embodiments of the invention are on the one hand to be used Bearings and any bearing support shells and on the other hand in such forms the light metal casting of the relevant machine housing adapted with a corrugated surface or with dovetail-shaped ribs or grooves in a manner known per se a fixed one Result anchoring and, as already suggested for inserts made of kneaded light metal was low, possibly with coatings of alloying metals Melting point during casting firmly adhering connection zones between the prefabricated Form inserts and the light metal casting. The following are seven embodiments of alloys for the production of inserts according to the invention. example I special brass with 57% Cu, up to 3.01 / o Ni, up to 7.5% Al -f- Si -i- Mn -f- Fe -E- Sn, remainder Zn. Example II Bronze with 10% Al, 4% Fe, 4.5% Ni, optionally up to 3.0% Mn, up to 0.5% Zn, up to 0.5% Pb + Sn -f- Si, remainder Cu. example HI brass with 57.0 to 59.5% Cu, 1.0 to 3.0% Pb, the remainder Zn and the permitted admixtures on 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.Example IV Brass with 62.0 to 65.0% Cu, the remainder Zn and the permissible Additions of Fe, Sn, Al, Mn, Ni, Pb, Sb. Example V special brass with 56.0 to 61.0% Cu, 0.2 to 3.0 (1 / o Mn, 0.4 to 1.3% Al, up to 2.0% Ni, up to 1.5% Fe, up to 0.5% Sn, up to 0.8% Si, up to 1.0% Pb, remainder Zn.

Beispiel VI Sondermessing wie im Beispiel V, aber mit 1,3 bis 2,5 % Al.Example VI Special brass as in Example V, but with 1.3 to 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.Example VII Alloy with 1.8 to 2.21% Ni, 0.5 to 0.8% Si, remainder Cu. Inserts made from the cast alloys according to Examples I and II can be advantageous Machined from profiles produced in the continuous casting process by means of vertical saw cuts Inserts made from the wrought alloys according to FIGS. 7 to VII are preferably made from Extruded profiles obtained, which are divided in the same way. The alloy VII can be remunerated in a known manner by heat treatment.

Claims

Claim: Machine housing made of light metal casting, in particular Light metal die-cast, for high-speed piston internal combustion engines with inserts made of a material with higher strength than the cast light metal of the machine housing each to the receiving the bearings or bearing support shells for the crankshaft Place the machine housing transverse walls, d a -characterized that the material of the inserts is a copper alloy.