CN101922375B - 汽缸体以及用于生产汽缸体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一个汽缸体，该汽缸体具有通过切削加工的多个功能性表面以及至少一个汽缸(5)，该汽缸具有一个涂层。为了简化该汽缸体的生产，该汽缸体(1)在该汽缸(5)的末端具有一个向内凸出的凸缘(25，26)，该凸缘在轴向方向上界定了该汽缸(5)并且该凸缘的背向该汽缸(5)的一侧构成了用于一个抽吸提取装置(46)的停止件，该抽吸提取装置用于通过抽吸而提取过量的涂覆材料。

Description

汽缸体以及用于生产汽缸体的方法
技术领域
本发明涉及一种汽缸体，该汽缸体具有通过切削加工的多个功能性表面以及至少一个汽缸，该汽缸配备有一个涂层。本发明进一步涉及一种用于生产此类汽缸体的方法。
背景技术
德国实用新型公开号DE 202 00 739 U1披露了在汽缸孔径的热涂覆过程中被引入其中、有待被放置在发动机汽缸体上的一种掩模。现今，由轻金属材料构成的发动机汽缸体在内燃发动机的生产中被广泛地使用。然而，因为轻金属材料基本上不具有对摩擦和磨损的高耐受性，所以这些汽缸孔或它们的壁配备有一个运行表面层，或将内衬件(Laufbuchsen)(这些内衬件如果适当的话也配备有一个运行表面层)插入到这些汽缸孔之中。这类运行表面的应用主要通过热涂覆方法来实现，并且在此背景下，具体地讲，旋转的等离子管已经证明对于应用这种层是合适的。
发明内容
本发明的目的是简化根据下述1的前序部分的汽缸体的生产。下述2-6是本发明的优选实施方案。下述7是一种用于生产汽缸体的方法，8-12是本发明的优选实施方案。
1.一个汽缸体，该汽缸体具有通过切削加工的多个功能性表面以及至少一个汽缸，该汽缸配备有一个涂层，其中该汽缸体在该汽缸的末端具有一个向内凸出的凸缘，该凸缘在轴向方向上界定了该汽缸并且该凸缘的背向该汽缸的一侧构成了用于一个抽吸提取装置的停止件，该抽吸提取装置用于通过抽吸来提取过量的涂覆材料。
2.如前述1所述的汽缸体，其中该凸缘仅出现在一个中间加工状态之中以便进行该涂覆操作。
3.如前述之一所述的汽缸体，其中该汽缸体通过在该汽缸的末端进行切削而加工，因此在该涂覆操作之后不会再出现该凸缘。
4.如前述之一所述的汽缸体，其中该汽缸体通过在涂覆之前对该汽缸的末端进行切削而加工，以便产生该向内凸出的凸缘。
5.如前述之一所述的汽缸体，其中该汽缸体通过在涂覆之前对该汽缸的末端进行珩磨切削而加工，以便产生该向内凸出的凸缘。
6.如前述5所述的汽缸体，其中该向内凸出的凸缘是作为一个珩磨退出部而形成的。
7.用于生产一个汽缸体的一种方法，该汽缸体具有通过切削加工的多个功能性表面以及配备有一个涂层的至少一个汽缸，特别是用于生产如前述之一所述的汽缸体的方法，其中该汽缸体是通过在涂覆之前对该汽缸的末端进行切削而加工的，以便产生一个或该向内凸出的凸缘，该凸缘在轴向方向上界定了该汽缸并且该凸缘的背向该汽缸的一侧构成了用于一个抽吸提取装置的停止件，该抽吸提取装置用于通过抽吸来提取过量的涂覆材料。
8.如前述7所述的方法，其中该汽缸体通过在涂覆之前对该汽缸的末端进行珩磨切削来加工，以便产生该向内凸出的凸缘。
9.如前述8所述的方法，其中在珩磨过程中，该向内凸出的凸缘是作为一个珩磨退出部而产生。
10.如前述7至9之一所述的方法，其中，在涂覆之前、之中和/或之后，引入一个抽吸提取装置支撑在该凸缘背向该汽缸的一侧上。
11.如前述7至10之一所述的方法，其中该汽缸体通过在涂覆之后对该汽缸的末端进行切削来加工，以便除去凸缘。
12.如前述7至11之一所述的方法，其中该汽缸体通过在涂覆之后对该汽缸的末端进行珩磨切削来加工，以便除去凸缘。
在具有通过切削加工的多个功能性表面并且具有配备了一个涂层的至少一个汽缸的一种汽缸体中，实现该目的的方式在于汽缸体在汽缸的末端具有一个向内凸出的凸缘(Kragen)，该凸缘在轴向方向上界定了汽缸或一个汽缸孔并且该凸缘的背向汽缸的一侧构成了用于一个抽吸提取装置的停止件(Anschlag)，该抽吸提取装置用于通过抽吸来提取过量的涂覆材料。该汽缸体优选是一个汽缸曲轴箱，该汽缸曲轴箱具有一个曲轴箱上部并且具有一个汽缸体，该汽缸体具有多个汽缸或汽缸孔。被称为一个汽缸的是一个圆柱形空间，该圆柱形空间与一个活塞一同形成内燃发动机的燃烧空间。该汽缸还用于引导该活塞并且优选地被形成为一个汽缸孔。由于其引导功能，该汽缸或它的壁还被称为该活塞的一个运行表面。还可以将运行表面提供在一个内衬件上，该内衬件被插入汽缸中或汽缸孔中。这些功能性表面或该汽缸是通过切削(例如通过车床车削、铣削、钻孔、研磨、珩磨、或精研磨)来加工的。汽缸或运行表面配备有一个涂层，该涂层由一种特别耐磨的涂覆材料构成。该涂覆材料是通过一种热涂覆方法来施加的。汽缸在轴向方向上是由根据本发明的凸缘来界定的。另外，该凸缘形成了用于抽吸提取装置的一个停止件，该抽吸提取装置优选地包括一个抽吸提取管，该抽吸提取管的自由端被引入而抵靠在凸缘上，这样使抽吸提取管在该凸缘的背向汽缸的一侧覆盖或遮蔽汽缸体内部的空间，由此使这个空间在对汽缸进行涂覆时不被浸湿或不与涂覆材料发生接触。当抽吸提取装置抵靠凸缘上时，它可以通过在该凸缘的背向汽缸的一侧抽吸涂覆材料以一种简单的方式进行提取。
该汽缸体的一个优选的示例性实施方案被限定为使凸缘仅在用于涂覆操作的一个中间加工状态中存在。在涂覆操作之后，该凸缘可以被再次去除，因为此时不再需要它。
该汽缸体的另一个优选的示例性实施方案被限定为使汽缸体是通过对汽缸的末端进行切削来加工，这样在涂覆操作之后该凸缘即不复存在。这提供的优点是该汽缸体的功能未被该凸缘损坏。
该汽缸体的另一个优选的示例性实施方案被限定为使该汽缸体是在涂覆之前通过切削汽缸的末端来进行加工，以便产生向内凸出的凸缘。根据本发明的另一个本质性的方面，在切削加工的过程中特意地产生了该凸缘或者将其保留，然后再进行该涂覆操作。例如，可以通过车床车削、铣削、钻孔、研磨、精研磨、或珩磨来进行切削加工。
该汽缸体的另一个优选的示例性实施方案被限定为使该汽缸体是在涂覆之前通过对该汽缸的末端进行珩磨切削来加工，以便产生向内凸出的凸缘。术语“珩磨(Honen)”表示抛光(Abziehen)。在制造技术中，珩磨应理解为是指一种借助精细颗粒的研磨体(它们也被称为珩磨石)对材料表面进行精细切削加工的方法。对于圆柱形孔的机加工，优选地采用长行程珩磨。
该汽缸体的另一个优选的示例性实施方案被限定为使向内凸出的凸缘是作为一个珩磨退出部(Honauslauf)而形成的。根据本发明的另一个本质性方面，在珩磨过程中，该珩磨退出部是被故意构成的，从而产生该向内凸出的凸缘。
在用于生产汽缸体(具有通过切削进行机加工的多个功能性表面以及配备有一个涂层的至少一个汽缸)的一种方法中，特别是在用于生产上述汽缸体的方法中，以上限定的目的实现方式为使该汽缸体是通过在涂覆之前对汽缸的末端进行切削来进行加工，以便产生一个或该向内凸出的凸缘，该凸缘在轴向方向上界定了汽缸并且该凸缘的背向汽缸的一侧构成了用于一个抽吸提取装置的停止件，该抽吸提取装置用于通过抽吸来提取过量的涂覆材料。该汽缸体优选地是一个汽缸曲轴箱，该汽缸曲轴箱具有一个曲轴箱的上部并且具有一个汽缸体，该汽缸体具有多个汽缸。被称为一个汽缸的是一个圆柱形空间，该圆柱形空间与一个活塞一同形成一个内燃发动机的燃烧空间。此外该汽缸用于引导该活塞。该汽缸优选地被设计为一个汽缸孔。由于其引导功能，该汽缸或它的壁还被称为活塞的运行表面。该运行表面还可以提供在一个内衬件上，该内衬件被插入汽缸或汽缸孔中。这些功能性表面或该汽缸是通过切削(例如通过车床车削、铣削、钻孔、研磨、珩磨、或精研磨)来加工的。该汽缸或该运行表面配备有一个涂层，该涂层由一种特别耐磨的涂覆材料构成。该涂覆材料是通过一种热涂覆方法来施加的。该汽缸在轴向上是由根据本发明的凸缘来界定的。另外，该凸缘形成了用于抽吸提取装置的一个停止件，该抽吸提取装置优选地包括一个抽吸提取管，该抽吸提取管的自由端被引入而抵靠在凸缘上，这样使抽吸提取管在凸缘的背向该汽缸的一侧上覆盖或遮蔽该汽缸体的内部的空间，由此这个空间在涂覆的汽缸过程中不被涂覆材料浸湿或不与它发生接触。通过抵靠在该凸缘上的抽吸提取装置，可以在凸缘的背向汽缸的一侧上以一种简单的方式通过抽吸来提取该涂覆材料。
该方法的一个优选的示例性实施方案被限定为使该汽缸体是在涂覆之前通过对汽缸的末端进行珩磨切削来加工，以便产生向内凸出的凸缘。术语“珩磨”表示抛光。在制造技术中，珩磨应该理解为是指借助精细颗粒研磨体(它们也被称为珩磨石)对金属表面进行精细切削加工的一种方法。优选地采用长行程珩磨以便对圆柱形孔进行机加工。
该方法的另一个优选的示例性实施方案被限定为使向内凸出的凸缘是在珩磨过程中作为一个珩磨退出部而产生的。根据本发明的另一个本质性的方面，该珩磨退出部是在珩磨过程中被特意构成的，从而产生向内凸出的凸缘。
该方法的另一个优选的示例性实施方案被限定为在涂覆之前、之中和/或之后将一个抽吸提取装置引入而抵靠在凸缘背向汽缸的一侧上。该抽吸提取装置优选地被设计为一个抽吸提取管，该抽吸提取管的自由端被引入抵靠在凸缘上，这样使抽吸提取管在凸缘背向汽缸的一侧覆盖或遮蔽汽缸体的内部空间，由此使这个空间在涂覆过程中不被涂覆材料浸湿或不与它发生接触。优选在涂覆过程中借助于该抽吸提取装置通过抽吸而直接提取过量的涂覆材料。
该方法的另一个优选的示例性实施方案被限定为使该汽缸体是在涂覆之后通过对该汽缸的末端进行切削来加工，以便除去该凸缘。可以在涂覆后立即除去该凸缘。然而，也可以仅在进行完多个进一步的加工的步骤后再除去该凸缘。
该方法的另一个优选的示例性实施方案被限定为使汽缸体是在涂覆之后通过对该汽缸的末端进行珩磨切削来加工，以便除去该凸缘。作为汽缸的已涂覆的运行表面的最终珩磨的结果，可以进一步改进用于活塞的运行表面的质量。
附图说明
本发明的进一步的优点、特征和细节可以从以下说明中得出，该说明参见附图详细地说明了不同的示例性实施方案，在附图中：
图1示出了在经过汽缸的纵截面中的一个汽缸体的未加工的部分；
图2示出了在一个中间机加工状态下带有一个平坦的珩磨退出部的图1中的汽缸体；
图3示出了在一个中间加工状态下带有一个倾斜的珩磨退出部的图1中的汽缸体；
图4示出了图2的汽缸体在施加一个涂覆层的过程中，并且
图5示出图4中的汽缸体处于完成机加工的状态。
具体实施方式
图1至图5示出了不同加工状态下的一个汽缸体1。汽缸体1是具有曲轴箱上部2以及汽缸体3的汽缸曲轴箱。汽缸体3包括多个汽缸，在所展示的纵向截面中仅可以看到它们中的具有中轴线6的一个汽缸5。
例如，汽缸体1是由轻金属或铸铁通过铸造制成的。如果汽缸体1是由带有石墨片的铸铁制成，则由于良好的滑动特性和耐磨特性，这些汽缸运行通道大多数也是由汽缸体的铸铁形成的。在汽缸体是由轻金属(尤其是铝合金)构成的情况下，可以使用汽缸内衬件或者通过多种特殊的加工方法(特别是通过涂覆)来改进汽缸运行通道的滑动特性和耐磨特性。由铸铁构成的汽缸运行通道也可以被涂覆。
图1示出了作为在铸造过程后带有多个铸造斜面的未机加工部件的汽缸体1。在汽缸体3内部在汽缸5的末端处的两个点(Stellen)11和12表明了积聚的材料。在内部径向围绕延伸的积聚材料11、12是在铸造过程中特意产生的，并且如以下说明的是在进一步的机加工的步骤中被修改。
图2示出了在通过珩磨进行切削加工后图1中的汽缸体1。在珩磨过程中，汽缸5是通过切削来加工的，从而使铸造斜面被去除并且汽缸5获得了一种严格圆形的汽缸构形。通过一个平坦的珩磨退出部21、22产生了一个凸缘25、26，该凸缘在汽缸5的末端径向地向内凸出并且它在轴向方向上(即在汽缸5的中轴线6的方向上或与其平行的方向上)界定了汽缸5。
图3表明在汽缸5的珩磨过程中也可以借助一个倾斜的珩磨退出部31、32来产生一个径向地向内凸出的凸缘35、36。凸缘35、36具有与图2展示的示例性实施方案相同的功能。
图4示出了在珩磨过程中产生的图2中的凸缘25、26或图3中的凸缘35、36所达到的目的。在通过珩磨进行切削加工之后(它在图2和图3中示出)，汽缸5或汽缸5的运行表面借助一个涂覆装置40而配备有一个涂层。例如，涂覆装置40包括一个喷枪41，通过该喷枪，如在44所示，涂覆材料(它也被称为喷雾)被施加到汽缸5的运行表面上。
过量的涂覆材料是借助一个抽吸提取装置46通过抽吸被提取的。抽吸提取装置46包括一个抽吸提取管48，该抽吸提取管的自由端是处于密封性支承接触和/或抵靠在凸缘25、26上。抽吸提取管48被安排为径向地在曲轴箱上部2的内壁49之内。这确保了在汽缸5的运行表面的涂覆过程中没有涂覆材料到达曲轴箱上部2的内壁49上。
图5示出了涂覆后并且在通过珩磨而进一步切削加工后的汽缸体1。通过最终珩磨加工而除去了在图2中由25、26标明的以及在图3中由35、36标明的凸缘。这可以通过一个倾斜的高的退出部51来实现或者通过一个平坦的高的退出部52来实现。在涂覆后，凸缘不再具有任何作用并且作为汽缸体1的最终机加工的结果而以一种简单的方式被去除。

Claims (11)

1.一个汽缸体，该汽缸体具有通过切削加工的多个功能性表面以及至少一个汽缸（5），该汽缸配备有一个涂层，其中该汽缸体（1）在该汽缸（5）的末端具有一个向内凸出的凸缘（25，26；35，36），该凸缘在轴向方向上界定了该汽缸（5）并且该凸缘的背向该汽缸（5）的一侧构成了用于一个抽吸提取装置（46）的停止件，该抽吸提取装置用于通过抽吸来提取过量的涂覆材料， 
该凸缘（25，26；35，36）仅出现在一个中间加工状态之中以便进行该涂覆操作。 
2.如权利要求1所述的汽缸体，其中该汽缸体（1）通过在该汽缸（5）的末端进行切削而加工，因此在该涂覆操作之后不会再出现该凸缘（25，26；35，36）。 
3.如权利要求1或2所述的汽缸体，其中该汽缸体（1）通过在涂覆之前对该汽缸（5）的末端进行切削而加工，以便产生该向内凸出的凸缘（25，26；35，36）。 
4.如权利要求1或2所述的汽缸体，其中该汽缸体（1）通过在涂覆之前对该汽缸（5）的末端进行珩磨切削而加工，以便产生该向内凸出的凸缘（25，26；35，36）。 
5.如权利要求4所述的汽缸体，其中该向内凸出的凸缘（25，26；35，36）是作为一个珩磨退出部（21，22；31，32）而形成的。 
6.用于生产一个汽缸体（1）的一种方法，该汽缸体具有通过切削加工的多个功能性表面以及配备有一个涂层的至少一个汽缸（5），该方法是用于生产如以上权利要求之一所述的汽缸体（1）的方法，其中该汽缸体（1）是通过在涂覆之前对该汽缸（5）的末端进行切削而加工的，以便产生一个该向内凸出的凸缘（25，26；35，36），该凸缘在轴向方向上界定了该汽缸（5）并且该凸缘的背向该汽缸（5）的一侧构成了用于一个抽吸提取装置（46）的停止件，该抽吸提取装置用 于通过抽吸来提取过量的涂覆材料， 
在涂覆操作之后，该凸缘被再次去除。 
7.如权利要求6所述的方法，其中该汽缸体（1）通过在涂覆之前对该汽缸（5）的末端进行珩磨切削来加工，以便产生该向内凸出的凸缘（25，26；35，36）。 
8.如权利要求7所述的方法，其中在珩磨过程中，该向内凸出的凸缘（25，26；35，36）是作为一个珩磨退出部（21，22；31，32）而产生。 
9.如权利要求6至8之一所述的方法，其中，在涂覆之前、之中和/或之后，引入一个抽吸提取装置（46）支撑在该凸缘（25，26；35，36）背向该汽缸（5）的一侧上。 
10.如权利要求6至8之一所述的方法，其中该汽缸体（1）通过在涂覆之后对该汽缸（5）的末端进行切削来加工，以便除去凸缘（25，26；35，36）。 
11.如权利要求6至8之一所述的方法，其中该汽缸体（1）通过在涂覆之后对该汽缸（5）的末端进行珩磨切削来加工，以便除去凸缘（25，26；35，36）。 
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