DE4415413A1 - Gießverfahren zur Herstellung einer Kombination aus Motorblock und Zylinderkopf für einen Doppelkolbenmotor und einer Form für dessen Produktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gießverfahren, vorzugsweise ein Druckgußverfahren, zur Herstellung einer Kombination aus Mo­ torblock und Zylinderkopf für einen sogenannten Doppelkolben­ motor, d. h. einen Kolbenmotor mit zwei Zylindern und einem den Zylindern gemeinsamen Brennraum. Außerdem betrifft die Erfindung eine Form zur Herstellung eines solchen Einzel­ teils.

Eine Kombination aus Motorblock und Zylinderkopf für einen Kleinmotor mit innerer Verbrennung, d. h. einen Einzylinder- Zweitaktmotor, wird in herkömmlicher Weise aus Leichtmetall mittels eines Druckgußverfahrens hergestellt. Für diese Pro­ duktion verwendet man eine Stahlform. Die Form besitzt einen Formhohlraum, in welchen ein oder mehrere die Zylinderbohrun­ gen bildenden Formteile eingesetzt werden, bevor der Form­ hohlraum mit geschmolzenem Metall gefüllt wird. Da jeder Zy­ linder über einen eigenen Brennraum verfügt, kann das die Kombination aus Zylinder und Brennraum bildende Formteil als ein Einzelteil ausgebildet werden, das sich nach der Erstar­ rung des Metalls leicht aus dem Gußteil herausziehen läßt.

Während der letzten Jahre haben Forderungen nach einer Ver­ ringerung der Motorabgase zu einem gesteigerten Interesse an anderen Motortypen geführt, welche sich für diesen Zweck eig­ nen könnten. Eine solche Konstruktion ist der sogenannte Dop­ pelkolbenmotor, der an sich bekannt ist, und über zwei paral­ lele über einen einzigen Brennraum in Verbindung stehende Zy­ linder verfügt. Siehe beispielsweise die FR 557617 und die US 2184603. Unter dem Gesichtspunkt der Fertigung ist diese Kon­ struktion erheblich schwieriger herzustellen, da die Form­ teile nicht auf einfache Weise so geformt werden können, daß sie gleichzeitig die beiden Zylinderbohrungen und den gemein­ samen Brennraum bilden, wenn es außerdem möglich sein soll, alle Formteile aus dem fertigen Einzelteil zu entfernen. Falls dieser Motortyp produziert worden ist, wurde er mit Si­ cherheit mittels der normalen Technik durch Zerstörung der Kerne, mittels umfangreicher spanender Bearbeitung nach dem Gießen und/oder mittels getrennter Fertigung von Motorblock und Zylinderkopf hergestellt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen Fertigungsverfahrens für einen Doppelkolben­ motor, was sich durch die in den Ansprüchen genannten Merkmale erzielen läßt.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben; darin zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Form, mittels derer die Kom­ bination aus Motorblock und Zylinderkopf hergestellt wird;

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1, wobei die Form so angeordnet ist, daß sie das ge­ schmolzene Metall aufnehmen kann;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Form gemäß einer zweiten Aus­ führungsform der Erfindung; und

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 3.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, besitzt eine Form 8 für einen Doppelkolbenmotor einen Einlaß 9 für geschmolzenes Me­ tall und ein äußeres Formteil 10, welches vorzugsweise aus Stahl geformt ist und aus zwei Abschnitten 10a, 10b besteht. Das äußere Formteil weist einen im wesentlichen kastenförmi­ gen Formhohlraum 11 auf. Die Wände des äußeren Formteils, welche in den Figuren als ebene Flächen dargestellt sind, bilden die Außenseite der Kombination aus Motorblock und Zy­ linderkopf (wobei die Längsrichtung der Kurbelwelle mit A markiert ist). Die Wände können jedoch jede geeignete Form annehmen. So können sie beispielsweise mit Ausnehmungen ver­ sehen sein, welche am fertigen Einzelteil Rippen bilden, was jedoch bedeutet, daß das äußere Formteil in mehrere Ab­ schnitte unterteilt werden muß, damit das fertige Einzelteil von der Form getrennt werden kann.

Im Formhohlraum 11 befinden sich ein erstes und ein zweites inneres Formteil 12 bzw. 13, welche vorzugsweise am unteren Abschnitt 10b befestigt oder in diesen integriert sind. Diese Formteile umfassen zylindrische untere Abschnitte 12a, 13a, welche die Zylinderbohrungen im fertigen Einzelteil bilden, und obere Abschnitte 12b, 13b, welche jeweils einen Teil des gemeinsamen Brennraums bilden. Das erste und das zweite Form­ teil 12, 13 werden im Abstand zueinander angeordnet, so daß dazwischen ein Zwischenraum 14 entsteht. Dieser Raum ist ein Teil des Formhohlraums 11 und bildet während des Gießvorgangs eine Trennwand zwischen den Zylindern.

Der Raum 14 wird in seinem oberen Teil von einem dritten in­ neren Formteil 15 umschlossen, welches einen ringförmigen oberen Abschnitt 15a aufweist. Der untere Abschnitt 15b des Formteils 15 ist als Kegelstumpf ausgebildet und hat eine Stirnfläche 15c, weiche eine obere Begrenzungsfläche für den Zwischenraum 14 bildet. Das dritte Formteil 15 verläuft durch ein rundes Loch 16 im äußeren Formteil 10 und kann in seiner Längsrichtung in diesem Loch 16 bewegt werden. Das Loch 16 ist so angeordnet, daß das dritte Formteil 15 aus dem ferti­ gen Einzelteil parallel, aber in entgegengesetzter Richtung zur Abziehrichtung des ersten und zweiten Formteils 12, 13 herausgezogen werden kann.

Der untere konische Abschnitt 15b des dritten Formteils 15 liegt während des Gießvorgangs an entsprechenden Ausnehmungen 12c, 13c an, welche in den oberen Abschnitten 12b, 13b des ersten und zweiten Formteils 12, 13 vorgesehen sind.

Es ist zu beachten, daß das dritten Formteil 15 nicht zylin­ derförmig zu sein braucht, sondern jede geeignete Form haben kann. Das dritte Formteil 15 kann auch aus anderen als den obenbeschriebenen Richtungen in den Formhohlraum eingesetzt werden. In Fig. 3 und 4 ist unter Verwendung derselben Be­ zugszeichen wie in Fig. 1 und 2 veranschaulicht, wie das dritte Formteil 15 in einer senkrecht zur Längsrichtung der Zylinder verlaufenden Richtung in den Formhohlraum eingesetzt bzw. aus diesem herausgezogen wird. In diesem Fall dient ein kleiner Abschnitt 15d der zylindrischen Oberfläche des drit­ ten Formteils 15 als obere Begrenzungsfläche des Raums 14 im Formhohlraum 11, während die Stirnfläche 15c an einer Anlage­ fläche im äußeren Formteil 10 anliegt. Es wäre selbstver­ ständlich auch möglich, das dritte Formteil 15 in mehrere Ab­ schnitte zu zerlegen, die in verschiedene Richtungen abgezo­ gen werden könnten.

Außerdem sollte darauf angewiesen werden, daß das im Gußteil vom dritten Formteil aus geformte Loch in einfacher Weise mit einem Gewinde versehen und zum Einsetzen einer Zündkerze ver­ wendet werden kann.

Die gleiche Druckgußtechnik könnte auch zur Herstellung eines gemeinsamen Brennraums für die Zylinder eines Doppelkolbenmo­ tors verwendet werden, in dem die Zylinder nicht parallel zu­ einander sind, wobei in diesem Fall die die Zylinderbohrungen bildenden Formteile in verschiedene Richtungen herausgezogen werden müssen.

Die in den Fig. 1-4 dargestellten und oben beschriebenen For­ men 8 dienen unter Einsatz der Druckgußtechnik zur Herstel­ lung einer Kombination aus Motorblock und Zylinderkopf für einen Doppelkolbenmotor. Die Formen 8 werden zusammengebaut, indem man die ersten und zweiten Formteile 12, 13 in den Formhohlraum 11 des oberen Abschnitts 10a des äußeren Form­ teils 10 und das dritte innere Formteil 15 durch die Öffnung bzw. das Loch 16 in den oberen Abschnitt 10a einsetzt. Der untere Abschnitt 10b oder das äußere Formteil 10 liegt am oberen Abschnitt 10a an, und geschmolzenes Metall kann durch den Einlaß 9 in den Formhohlraum 11 eingespritzt werden und um die inneren Formteile 12, 13, 15 herumfließen. An sich sind die Formen 8 gemäß den jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im allgemeinen so konfiguriert, wie in Fig. 2 und 4 dargestellt.

Nach dem Einspritzen oder Eingießen von geschmolzenem Metall in den Formhohlraum 11 und um die inneren Formteile 12, 13, 15 läßt man das geschmolzene Metall abkühlen und erstarren, um die Kombination aus Motorblock und Zylinderkopf zu bilden. Danach wird der untere Abschnitt 10b des äußeren Formteils 10 zusammen mit den inneren Formteilen 12, 13, 15 vom oberen Ab­ schnitt 10a getrennt. Das Gußteil wird dann aus dem oberen bzw. unteren Abschnitt 10a, 10b des äußeren Formteils 10 her­ ausgenommen.

Trotz der Darstellung und Beschreibung der bevorzugten Aus­ führungsformen dieser Erfindung sollte darauf hingewiesen werden, daß verschiedene Modifikationen und Anordnungen der Teile möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung, wie hierin beschrieben und beansprucht, zu verlassen.

Claims (6)

1. Gießverfahren, vorzugsweise ein Druckgußverfahren für Leichtmetall, zur Herstellung einer Kombination aus Mo­ torblock und Zylinderkopf für einen sogenannten Doppel­ kolbenmotor, d. h. einen Kolbenmotor mit zwei Zylindern und einem gemeinsamen Brennraum für die Zylinder, da­ durch gekennzeichnet, daß der Brennraum durch Zusammen­ wirken mindestens dreier Formteile gebildet wird, wobei jeweils eines der zwei Formteile eine Zylinderbohrung bildet, wohingegen das dritte Formteil während des Gießverfahrens an den beiden anderen Formteilen an­ liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Formteil während des Gießverfahrens einen Teil des oberen Randes einer Wand zwischen den Zylin­ dern bildet.

3. Form zur Herstellung einer Kombination aus Motorblock und Zylinderkopf für einen Doppelkolbenmotor nach dem in Anspruch 1 beschriebenen Verfahren, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Form ein äußeres Formteil (10) umfaßt mit einem Formhohlraum (11), dessen Wände die Außen­ seite der Kombination aus Motorblock und Zylinderkopf bilden, ein erstes und zweites inneres Formteil (12, 13), welche im Formhohlraum im Abstand zueinander ange­ ordnet sind und jeweils einen zylindrischen Abschnitt (12a, 13a) aufweisen, welche während des Gießverfahrens jeweils eine Zylinderbohrung in der Kombination aus Mo­ torblock und Zylinderkopf ausbilden, wobei das erste und zweite innere Formteil (12, 13) jeweils außerdem einen oberen Abschnitt (12b, 13b) umfaßt, welcher über dem zylindrischen Abschnitt angeordnet ist, wodurch die oberen Abschnitte während des Gießverfahrens Teile ei­ nes gemeinsamen Brennraums für die Zylinder bilden, so­ wie ein drittes inneres Formteil (15), welches durch das äußere Formteil (10) verläuft und mit dem ersten und zweiten Formteil (12, 13) zusammenwirkt, um den Brennraum während des Gießverfahrens auszubilden.

4. Form nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Formteil (15) als symmetrischer Körper ausge­ formt ist.

5. Form nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Formteil (15) als länglicher zylindrischer Kör­ per ausgeformt ist, dessen eines Ende (15b) die Form eines Kegelstumpfes aufweist und mit dem ersten und zweiten Formteil zusammenwirkt.

6. Form nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile aus Stahl oder Stahllegierung bestehen.