CH247486A - Verfahren zur Herstellung einer Zylinder-Laufbüchse für Kolbenmaschinen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung einer     Zylinder-Laufbüchse    für Kolbenmaschinen.    Besonders beim Betrieb von hochgeladenen  Verbrennungsmotoren zeigen sich starke Ab  nützungen der     Zylinderlaufbüchsen,    und zwar  insbesondere in dem dem Brennraum benach  barten Teil der     Büchsenlauffläche,    wo sie zu  weilen ein Ausmass erreichen, das eine ernste  Gefährdung der hochgeladenen     Verbrennungs-          kraftmaschine    darstellt.  



  Diesem     Übelstand    versucht man durch das  Verchromen der Lauffläche der Zylinder  büchse zu begegnen. Es hat sich aber in der  Praxis gezeigt, dass das     Hartverchromen    eine  überaus schwierige Prozedur ist und man nur  zu oft feststellen muss, dass die Chromschicht  abblättert. Dies ist schon deshalb nicht ver  wunderlich, weil der Ausdehnungskoeffizient  der Chromschicht und des     Laufbüchsenmate-          rials    nicht derselbe ist.

   Abgesehen     hievon,    hat  die Art und Weise, in welcher die Aufbrin  gung der     Chromschicht    erfolgt, einen Einfluss  auf deren Eignung als     Laufflächenschutz.    Es  sind daher auch eine ganze Menge Verfahren  bekannt geworden, die in ihrer Vielfalt be  weisen, dass auf diesem Gebiet noch eine fühl  bare Lücke besteht.  



  Ein weiteres Mittel zur Herabsetzung der       Lauffläehenabnützung    ist die Verwendung  von     Nitrierstahl    als Büchsenbaustoff. Die  fertig bearbeitete Büchse wird durch einen       Glühprozess    mit Stickstoff in Berührung ge  bracht, wodurch eine sehr harte Oberfläche  erzielt wird, welche nur noch poliert werden  kann, zumal die     harte    Schicht sehr dünn ist.  Solche Büchsen werden in der Regel im Flug-         motorenbau    verwendet, wo die Herstellungs  kosten eine untergeordnete     Rolle    spielen. Im  Grossmotorenbau kommt eine solche Lösung  aber mit Rücksicht auf die Kosten kaum in  Frage.  



  Die vorliegende Erfindung befasst sich mit  einer Lösung, welche besonders für den Bau  von grösseren Motoren Vorteile bietet, indem  sie die Herstellung von     Zylinderlaufbüchsen     aus grauem Gusseisen betrifft, z. B. aus jenem,  das unter der Bezeichnung     Spezial-Zylinder-          guss    bekannt geworden ist und das hervor  ragende Laufeigenschaften aufweist. Nach der  Erfindung wird beim Giessen dieser Büchsen  an der als Lauffläche dienenden     Innenpartie     durch Abschrecken eine harte Zone erzeugt.  Das graue Gusseisen wird dabei an dieser  Stelle zu weissem Gusseisen, dessen Härte etwa  dreimal grösser ist als diejenige des grauen  Gusseisens.

   Vorteilhaft wird nur die in der  Nähe des Brennraumes befindliche Partie, die  besonders grossen     Abnützungen    unterworfen  ist, gehärtet.  



  In der Zeichnung sind Ausführungsbei  spiele von nach dem     erfindungsgemässen    Ver  fahren gegossenen     Zylinderlaufbüchsen        dar-          ,gestellt,    und zwar zeigen       Fig.l.    und 2     Laufbüchsenoberteile,          Fig.    3 eine einteilige Laufbüchse für eine       Gegenkolbenmaschine,          Fig.    4 eine dreiteilige Laufbüchse eben  falls für eine     Gegenkolbenmaschine.     



  Im folgenden wird auch das Verfahren  selbst beispielsweise erläutert.      An dem     Zylinder-Laufbüchsenoberteil    nach       Fig.    1 erstreckt sich die harte Zone 1 nur  über     einen    Teil der ganzen Lauffläche 7. Die  weiche Zone ist mit 2 bezeichnet. Das Mass 3  gibt die ungefähre     Ausdehnung    der gekreuzt  schraffierten, harten Zone in der     Zylinder-          acbsrichtimg    an.  



       Fig.    2 zeigt, dass es trotz der harten Zone  1     möglich    ist, gebohrte, die Zylinderachse  kreuzende Kanäle 4 bis unmittelbar unter die  Lauffläche, zur     wirksamen    Kühlung derselben,  vorzusehen. Die Kante 5 soll etwa die oberste  Lage des ersten     Kolbenringes    im Totpunkt  des nicht gezeichneten Arbeitskolbens an  deuten.  



       Fig.    3 zeigt eine     Ausführung    für eine     ein-          teilige        Zylinderlaufbüchse    eines Zylinders mit  gegenläufigen Kolben; die harte Zone er  streckt sich dabei über eine Länge 6; die übri  gen Bezugszeichen haben die gleiche Bedeu  tung     wie        in.        Fig.    1     und    2.  



       Fig.    4 zeigt eine Ausführung mit dreiteili  ger Laufbüchse ebenfalls für eine     Gegenkol-          benmaschine.    Der mittlere Teil 8 der Zylin  derbüchse ist     zwischen    die beiden nach dem  erfindungsgemässen Verfahren hergestellten       äussern        Laufbüchsenteile    9     eingebaut.    Die  harte Zone 1 an jedem der Büchsenteile hat       die    Länge 3.  



  Durch besondere Formgebung der Kokil  len ist es     möglich,    den Verlauf des Härtevor  ganges beliebig zu     beeinflussen.    Wird bei  spielsweise die     Kokille    mit gegen den     Brenn-          raum    hin zunehmender Dicke ausgeführt, so       wird    auch die Oberfläche der Büchse gegen  den     Brennraum    hin härter.

   Es ist so möglich,       eine        kontinuierliche        Steigerung    der     Laufflä-          chenhärte    im angegebenen Sinne zu erreichen  und damit auch die für den Betrieb hoch  geladener Motoren     umumgängliche    Verbin  dung     von.    guten     Laufeigenschaften    im untern  Teil der     Lauffläche    mit     grossem    Widerstand  gegen     Abnützung    im     Teil    gegen den     Brenn-          raum        hin    zu erzielen,

   wo der Kolben während  der Periode hoher Drücke     nur    geringe Ge  schwindigkeit aufweist und die     Wirksamkeit     des     Schmiermittels        beeinträchtigt    ist.    Der Härtevorgang kann aber auch auf  andere Art beeinflusst werden.  



  Die Bearbeitung der     Zylinderlauffläche     kann im weichen Teil 2 durch Drehen und  im harten Teil 1 z. B. durch Schleifen er  folgen. Das      Hohnen ,    das der Fertigbearbei  tung dient, kann für die ganze Büchse gleich  zeitig erfolgen. Da die Tiefe der harten  Schicht nach erfolgter Bearbeitung der Lauf  fläche zweckmässig nur gering ist und an der  tiefsten Stelle nur wenige oder sogar Bruch  teile von Millimetern beträgt, kann die äussere  Kontur der Laufbüchse, wo nötig, durch  Drehen nachgearbeitet werden. Die Tiefe der  harten Schicht kann an verschiedenen Stellen  der Büchse verschieden sein. Mit Vorteil wird       dafür    gesorgt, z.

   B. durch entsprechendes  Formen der Kokille, dass die Büchse in der  abgeschreckten Zone 1 nur eine kleine Bear  beitungszugabe erhält, um unnötige Schleif  arbeit zu ersparen.  



  Während die Härte der Oberfläche der       Graugussbüchse    an den     ungehärteten    Stellen  etwa 200 Härtegrade nach     Vickers    beträgt,  weist die harte Partie     aus    weissem Gusseisen  etwa 550 bis 650 Härtegrade auf. Demgegen  über weist eine     hartverchromte    Lauffläche  etwa 1100 und eine nitrierte Oberfläche<B>1000</B>  bis 1200 Härtegrade nach     Vickers    auf.

Claims (1)

1. PATENTANSPRCCHE I. Verfahren zur Herstellung einer Zylin- derlaufbüehse für Kolbenmaschinen aus grauem Gusseisen, dadurch gekennzeichnet, dass durch Abschrecken der. als Lauffläche (7) dienenden Innenseite der Büchse beim Giessen eine harte Zone (1) erzeugt wird. II. Nach dem Verfahren gemäss Patent anspruch I hergestellte Zylinderlaufbüchse, dadurch gekennzeichnet, dass die harte Zone (1) sich nur über einen in der Nähe des Brennraumes befindlichen Teil der Lauf fläche (7) erstreckt, während der restliche Teil der Lauffläche weich ist. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die harte Zone durch Einlegen von Kokillen erzeugt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokillen derart geformt sind, dass die Büchse im Bereich der abgeschreckten Zone nur die für das Schleifen nötige Be arbeitungszugabe erhält.

   3. Zylinderlaufbüchse nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die harte Zone (1) an ihrer tiefsten Stelle höchstens wenige Millimeter beträgt. 4. Zylinderlaufbüchse nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der harten Zone (1) in verschiedenen Ab ständen vom Zylinderende verschieden ist.