DE102004028426B4

DE102004028426B4 - Einsatzkern und Verfahren zur Herstellung eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor mit dem Einsatzkern

Info

Publication number: DE102004028426B4
Application number: DE102004028426A
Authority: DE
Inventors: Daiju Yokohama Yamada; Kazuo Yokosuka Sasaki; Fujihiro Yokohama Matsuura
Original assignee: Kioritz Corp
Current assignee: Kioritz Corp
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2024-06-03
Also published as: US20050133189A1; JP3910955B2; DE102004028426A1; US7165597B2; JP2005180389A

Abstract

Einsatzkern, der bei der Herstellung eines Zylinders zu verwenden ist, der mit einem innenwandbefestigten hohlen Spülkanal ausgestattet ist, der einen durch die Bewegung eines Kolbens zu öffnenden und zu schließenden Spülschlitz aufweist, wobei der Einsatzkern umfasst:
einen zylindrischen Körper, der einen geringfügig kleineren Außendurchmesser als der Durchmesser der Bohrung des zu erhaltenden Zylinders aufweist;
einen spülschlitzbildenden Abschnitt, der radial nach außen von dem zylindrischen Körper hervorragt und im Westlichen die gleiche Querschnittskonfiguration wie die des Spülschlitzes aufweist:
einen saugschlitzbildenden Abschnitt, der radial nach außen von dem zylindrischen Körper hervorragt und im Westlichen die gleichen Querschnittkonfiguration wie die von mindestens dem Zylinderbohrungs-Seitenendabschnitt eines Saugschlitzes aufweist; und
einen auslassschlitzbildenden Abschnitt, der radial nach außen von dem zylindrischen Körper hervorragt und im Wesentlichen die gleichen Querschnittskonfiguration wie die von mindestens dem Zylinderbohrungs-Seitenendabschnitt eines Auslassschlitzes aufweist;
wobei der Einsatzkern ferner abgefaste-Abschnitt-bildende Abschnitte zum Bilden eines abgefasten Abschnitts an jedem...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Einsatzkern, der bei einem Verfahren zur Herstellung eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor zu benutzen ist, wie beispielsweise einem kleinen luftgekühlten Zweitakt-Benzinmotor, der beispielsweise für den Gebrauch bei einer tragbaren Leistungsarbeitsmaschine geeignet ist, und auf ein Herstellungsverfahren des Zylinders, indem Gebrauch von dem Einsatzkern gemacht wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Herstellungsverfahren des Zylinders, indem Gebrauch von einem Einsatzkern gemacht wird, der ermöglicht, dass ein abgesetzter Abschnitt des Zylinders, wie beispielsweise ein Spülschlitz, rationell bei der Herstellung des Zylinders durch ein Druckgussverfahren, wie beispielsweise ein Hochdruck-Gussverfahren, gebildet wird.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Der Zylinder eines kleinen luftgekühlten Zweitakt-Benzinmotors, der bei einer tragbaren Leistungsarbeitsmaschine zu verwenden ist, wird, wie es beispielsweise aus der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 58-155114(1983) ersichtlich ist, im Allgemeinen aus einer Aluminiumlegierung gebildet und durch einen einstückigen Körper, der aus einem Hauptkörper mit einer darin ausgebildeten Zylinderbohrung besteht, um zu ermöglichen, dass ein Kolben darin eingepasst wird, und einen Kopfabschnitt mit einer gequetschten dachförmigen Verbrennungskammer, die darin ausgebildet ist, und durch eine große Anzahl von Kühlrippen, die überall von dem äußeren Rand des einstückigen Körpers hervorstehen.
Die Zylinderbohrung ist mit einem Saugschlitz und ebenfalls mit einem Auslassschlitz ausgestattet, die beide ausgestaltet sind, um durch die Bewegung des Kolbens geschlossen oder geöffnet zu werden, wobei der Saugschlitz und der Auslassschlitz so angeordnet sind, um einander in einer versetzten Art und Weise gegenüberzuliegen, so dass sie im Niveau voneinander unterschiedlich sind. Eine Mehrzahl von hohlen Spülkanälen, die jeweils von diesem Saugschlitz und Auslassschlitz um einen Winkel von 90 Grad versetzt sind und eine Innenwand von vorbestimmter Dicke aufweisen, wird zusammen mit der Zylinderbohrung ausgebildet. Der stromabwärtige Endabschnitt (oberer Endabschnitt) jedes hohlen Spülkanals wird durch einen Spülschlitz gebildet, wodurch ein Paar von Spülschlitzen bereitgestellt wird, die einander entgegengesetzt angeordnet und ausgestaltet sind, um durch den Kolben geöffnet und geschlossen zu werden, wobei diese Spülschlitze etwas nach oben geneigt und in die Richtung entgegengesetzt dem Auslassschlitz der Zylinderbohrung gerichtet sind.
Der bei der oben erwähnten Japanischen offengelegten Patentanmeldung (Kokai) Nr. 58-155114(1983) offenbarte Zylinder ist ein Zylinder vom so genannten Binärfluidspültyp, wobei ein Paar von Spülschlitzen symmetrisch mit Bezug auf den entlang der Mitte des Auslassschlitzes genommenen Längsschnitt ausgebildet sind.
Außerdem ist ebenfalls ein Zylinder vom so genannten Quaternärfluidspültyp bekannt, wobei damit ein Paar von Spülschlitzen zusätzlich bereitgestellt wird (insgesamt zwei Paare von Spülschlitzen).
Hinsichtlich der Art des Spüldurchgangs ist bekannt: ein hohler Spülkanal, der mit einer Innenwand ausgestattet ist, wie bei der oben genannten offen gelegten Japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 58-155114 gezeigt ist, ein Spülkanal ohne Innenwand (die der Zylinderbohrung gegenüberliegende Seite ist geöffnet) und ein Spülkanal, der mit einer Halbwand mit vorgeschriebener Dicke versehen ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie an einem unteren Abschnitt derselben mit einer Öffnung (Spüleinlassöffnung) versehen ist, die sich in der Längsrichtung des Spülkanals erstreckt, während eine Halbwand mit einer vorbestimmten Dicke an einem oberen Abschnitt derselben zurück gelassen wird, um zu ermöglichen, dass eine in den Spülschlitz von der Kurbelkammer über den Spülkanal einzuführende Luft-Brennstoff-Mischung mit einem Schürzenabschnitt des Kolbens zu kontaktieren ist.
Bei der Herstellung eines Zylinders, der mit einem innenwandbefestigten (oder halbwandbefestigten) hohlen Spülkanal, insbesondere unter den oben erwähnten Zylindern für einen Zweitakt-Verbrennungsmotor ausgestattet ist, durch ein Druckgussverfahren, wie beispielsweise ein Hochdruckgussverfahren, das Gussformen mit hoher Maßgenauigkeit mit niedrigen Kosten ermöglicht, wurde der Spülschlitzabschnitt des Spülkanals, der einen abgesetzten Abschnitt bildet, im allgemeinen durch die folgenden Prozeduren erzeugt. Da ein zusammenlegbarer Kern zum Bilden des Zylinderbohrungsabschnitts nicht unter einem hohen Druck benutzt werden kann, wird nämlich zuerst ein Rohzylinderkörper auf eine solche Art und Weise gussgeformt, dass der Spülschlitzabschnitt (der einen abgesetzten Abschnitt bildet) desselben geschlossen gelassen wird, und danach dieser geschlossene Spülschlitzabschnitt durch mechanische Mittel ausgeschnitten wird (siehe die offen gelegte japanische Patentanmeldung (Kokai) Nr. 58-155114(1983) ).
Es gibt jedoch ein Problem bei dem oben erwähnten Verfahren, einen Spülschlitz durch mechanische Mittel nach dem Gießen eines Rohzylinderkörpers auszuschneiden. Da der Raum, um das Einführen eines Schneidwerkzeugs in einen Arbeitsabschnitt zu ermöglichen, sehr schmal ist, ist es nämlich sehr schwierig, die mechanische Bearbeitung durchzuführen und die Funktionsgenauigkeiten des Spülschlitzes zu verbessern.
In diesem Fall ist, da die Leistung des Zweitakt-Verbrennungsmotors sehr von der Größe und Konfiguration des Spülschlitzes sowie auch durch dessen Funktionsgenauigkeit beeinflusst wird, das oben erwähnte, die mechanische Bearbeitung begleitende Problem sehr bedeutsam.
Es kann vorstellbar sein, einen Zylinder herzustellen, der mit einem innenwandbefestigten hohlen Spülkanal versehen ist, durch ein Druckgussverfahren, das einen in den Spülschlitzabschnitt einzuführenden Einsatzkern benutzt, herzustellen. Da ein Teil des Einsatzkerns bei dem Gussprodukt zurück gelassen wird, verschlechtert sich in diesem Fall dessen Wärmeleitfähigkeit, und zur gleichen Zeit können verschiedene Probleme, wie beispielsweise die Verformung oder das Ablösen des verbleibenden Einsatzkerns, verursacht werden.
Um die oben erwähnten Probleme zu überwinden, haben die Erfinder zuvor ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor vorgeschlagen, bei dem ein Einsatzkern benutzt wird, wie nachstehend beschrieben. D. h., dass gemäß diesem Verfahren zuallererst ein Einsatzkern erstellt wird, der einen Zylinderkörper mit im Wesentlichen dem gleichen Durchmesser wie die Bohrung des zu erhaltenden Zylinders umfasst, und mit einem spülschlitzbildenden Abschnitt versehen ist, und der im Wesentlichen die gleiche Größe in der Querschnittskonfiguration wie der oben erwähnte Spülschlitz aufweist, mit einem Saugschlitzbildungsabschnitt, der im Wesentlichen die gleiche Größe in der Querschnittskonfiguration von mindestens einem Endabschnitt des auf der Zylinderbohrungsseite lokalisierten Saugschlitzes aufweist, und mit einem Auslassschlitzbildungsabschnitt, der im Wesentlichen die gleiche Größe der Querschnittskonfiguration wie mindestens ein Endabschnitt des auf der Zylinderbohrungsseite lokalisierten Auslassschlitzes aufweist, erstellt wird, wobei der Spülschlitzbildungsabschnitt, der Saugschlitzbildungsabschnitt und der Auslassschlitzbildungsabschnitt radial nach außen von dem Zylinderkörper hervorragen. Dann wird das Gussformen des Zylinders durch Einsetzen des Einsatzkerns auf eine solche Art und Weise durchgeführt, dass der Einsatzkern extern über eine Bohrungskernform eingefügt wird, um einen Rohzylinderkörper zu erhalten, wobei der Einsatzkern darin zurück gelassen wird.
Danach wird die Zylinderbohrung des resultierenden Rohzylinderkörpers einem Bohren unterworfen, um den zylindrischen Abschnitt des Einsatzkerns zu schneiden und zu entfernen, und dann wird der spülschlitzbildende Abschnitt, der saugschlitzbildende Abschnitt und der auslassschlitzbildende Abschnitt des Einsatzkerns, die in dem Rohzylinderkörper zurück gelassen werden, entfernt, indem beispielsweise von einer Presse oder einer anderen geeigneten Vorrichtung Gebrauch gemacht wird (offen gelegte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2000-145536 und japanische Patentanmeldung Nr. 2002-259132 ).
Gemäß dem oben erwähnten Herstellungsverfahren ist es möglich, da der oben erwähnte Einsatzkern angewendet wird, ein Hochdruck-Druckgussverfahren zu benutzen, das ermöglicht, einen Gussartikel von hoher Maßgenauigkeit zu erhalten. Da der zylindrische Abschnitt des Einsatzkerns außerdem mit einem groben Bohren der Zylinderbohrung nach dem Druckgießen entfernt werden kann, und da der spülschlitzbildende Abschnitt, der saugschlitzbildende Abschnitt und der auslassschlitzbildende Abschnitt des Einsatzkerns, die nicht durch das rohe Bohren entfernt werden konnten, alle entfernt werden können, indem Gebrauch von einer Presse nach dem Druckgießen gemacht wird, ist es möglich, den resultierenden Gussartikel (Zylinder) vollständig von irgendwelchen Rückständen des Einsatzkerns frei zu machen.
Als Ergebnis kann ein Zylinder in hoher Genauigkeit und mit niedrigen Kosten hergestellt werden verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren des Ausschneidens des Spülschlitzabschnitts durch mechanische Mittel nach dem Druckgießen oder mit dem herkömmlichen Herstellungsverfahren durch Druckgießen, wobei ein in den Spülschlitzabschnitt einzufügender Einsatzkern benutzt wird. Zur gleichen Zeit ist es nun möglich, die oben erwähnten Probleme der Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit sowie auch Schwierigkeiten, wie beispielsweise die Verformung oder Ablösung der Einsatzabschnitte aufgrund des Rests des Einsatzkerns im Gussartikel (Zylinder), zu vermeiden.
Sogar bei dem oben erwähnten Herstellungsverfahren werden jedoch die folgenden Probleme aufgeworfen. D. h., dass gemäß dem oben erwähnten Herstellungsverfahren der herzustellende Zylinder von einem scharfen Randabschnitt an dem Umfangsabschnitt begleitet wird, der auf der Zylinderbohrungsseite von jeweils dem Spülschlitz, dem Saugschlitz sowie dem Auslassschlitz angeordnet ist. Als Ergebnis ist eine fasenbildende Behandlung an diesem scharfen Randabschnitt nach der Herstellung des Zylinders (hauptsächlich für den Zweck, den Kolben zu schützen) erforderlich.
Hinsichtlich des Verfahrens dieser Fasenbildung gibt es verschiedene Verfahren, wie beispielsweise manuelle Bearbeitung, mechanische maschinelle Bearbeitung, elektrochemische maschinelle Bearbeitung, maschinelle Bearbeitung durch elektrische Entladung oder ein anderes geeignetes Verfahren. Alle diese fasenbildenden Verfahren sind jedoch dadurch nicht optimal, dass der Freiheitsgrad der Freiheit der maschinellen Bearbeitung mit Bezug auf die Größe und Konfiguration des abgefasten Abschnitts begrenzt ist, dass die Funktionsgenauigkeit nicht optimal ist, und dass die Kosten für die Fasenbildung aufwändig sind.
Die Größe und Konfiguration des abgefasten Abschnitts neigen dazu, zu schwanken, und falls so, würde es schwierig sein, den Zylinder, der eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit in der Form und Konfiguration seines abgefasten Abschnitts aufweist, in Massen zu produzieren.
Ferner ist es wahrscheinlich, wenn die Funktionsgenauigkeit des abgefasten Abschnitts schlecht ist, dass die relative Nichtübereinstimmung zwischen dem Spülschlitz, dem Saugschlitz und dem Auslassschlitz (der Stelle der Öffnungen dieser Schlitze) auftritt. Als Ergebnis kann die zeitliche Steuerung des Öffnens und Schließens dieser Schlitze durch den Kolben ungenau werden, und falls ja, wird es schwierig sein, die vorgeschriebene Leistung zu erhalten, die von dem Motor gewünscht wird.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um die oben erwähnten Probleme zu überwinden. Es besteht daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Einsatzkern sowie auch ein Verfahren zum Herstellen eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, indem Gebrauch von dem Einsatzkern gemacht wird, was nicht nur ermöglicht, den Zylinder durch ein Druckgussverfahren, wie beispielsweise ein Hochdruck-Druckgussverfahren, mit niedrigen Kosten und in hoher Genauigkeit herzustellen, ohne Probleme aufzuwerfen, wie beispielsweise die Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit und der Verformung oder des Ablösens des Zylinders, sondern ebenfalls ermöglicht, den abgefasten Abschnitt an dem Randabschnitt auf der Zylinderbohrungsseite des Spülschlitzes, des Saugschlitzes und des Auslassschlitzes mit hoher Genauigkeit und hoher Freiheit bei der Abmessung und Konfiguration, d. h. ohne irgendwelche Schwankung in der Größe und Konfiguration des abgefasten Abschnitts, rationell zu bilden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, wobei der oben erwähnte Einsatzkern benutzt wird.
Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, liefert die vorliegende Erfindung einen Einsatzkern, der ausgestaltet ist, um bei der Herstellung eines Zylinders verwendet zu werden, der mit einem innenwandbefestigten hohlen Spülkanal versehen ist, der einen Spülschlitz aufweist, der durch die Bewegung eines Kolbens zu öffnen und zu schließen ist, wobei sich der Einsatzkern dadurch auszeichnet, dass er einen zylindrischen Körper mit einem geringfügig kleineren Außendurchmesser als der Durchmesser der Bohrung des zu erhaltenden Zylinders aufweist, einen Spülschlitzbildungsabschnitt, der radial nach außen von dem zylindrischen Körper hervorragt und im Wesentlichen die gleiche Querschnittskonfiguration wie diejenige des Spülschlitzes aufweist, einen saugschlitzbildenden Abschnitt, der radial nach außen von dem zylindrischen Körper hervorragt und im Wesentlichen die gleiche Querschnittskonfiguration wie diejenige von mindestens dem Zylinderbohrungsseiten-Endabschnitt eines Saugschlitzes umfasst, und einen Auslassschlitzbildungsabschnitt, der radial nach außen von dem zylindrischen Körper hervorragt und im Wesentlichen die gleiche Querschnittskonfiguration wie diejenige von mindestens dem Zylinderbohrungsseiten-Endabschnitt eines Auslassschlitzes aufweist, und dadurch, dass er ferner abgefaste-Abschnitt-bildende Abschnitte zum Bilden eines abgefasten Abschnitts an jedem der Randabschnitte auf der Zylinderbohrungsseite des Spülschlitzes, des Saugschlitzes und des Auslassschlitzes umfasst.
Vorzugsweise wird der Einsatzkern als ein einstückiger Körper durch ein Druckgussverfahren gebildet, das eine Aluminiumlegierung als ein Rohmaterial verwendet.
Hinsichtlich des Materials für den Einsatzkern ist dieses nicht auf die oben erwähnte Aluminiumlegierung beschränkt, sondern jedes andere Metall der Eisenfamilie kann benutzt werden. Wenn die gleiche Art von Aluminiumlegierung wie diejenige des Zylinders als Material für den Einsatzkern benutzt wird, dann kann der Gehalt eines Zusatzstoffs, wie beispielsweise Silizium, in dem Einsatzkern auf mehr als dasjenige zum Bilden des Zylinders erhöht werden, wodurch der Schmelzpunkt des Einsatzkerns als der des Zylinders verbessert wird, um dadurch die Erzeugung einer Schmelzverbindung zwischen dem Einsatzkern und dem Zylinder zu verhindern.
Andererseits ist das Verfahren zur Herstellung eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder durch ein Druckgussverfahren hergestellt wird, bei dem der Einsatzkern mit den oben erwähnten Merkmalen benutzt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Zylinder durch ein Verfahren hergestellt, bei dem der Einsatzkern extern an einer Bohrungskernform befestigt wird, wobei die resultierende Gussform dann benutzt wird, um einen Rohzylinderkörper gusszuformen, wobei der Einsatzkern darin zurück gelassen wird. Danach wird der resultierende Rohzylinderkörper einem Bohren zum Bilden einer Zylinderbohrung unterworfen, um einen zylindrischen Abschnitt des Einsatzkerns zu entfernen. Der spülschlitzbildende Abschnitt, der saugschlitzbildende Abschnitt und der auslassschlitzbildende Abschnitt des Einsatzkerns, die in dem Rohzylinderkörper zurückgelassen werden, werden dann entfernt, indem sie beispielsweise radial nach innen durch Verwenden einer Presse oder jeder anderen geeigneten Vorrichtung gedrückt werden, womit ein Zylinder erhalten wird, der einen abgefasten Abschnitt an den Randabschnitten, auf der Zylinderbohrungsseite, dem Spülschlitz, dem Saugschlitz und dem Auslassschlitz ausgebildet hat.
Es ist in diesem Fall wünschenswert, ein Trennmittel auf die äußere Oberfläche von mindestens dem spülschlitzbildenden Abschnitt, dem saugschlitzbildenden Abschnitt und dem austrittschlitzbildenden Abschnitt des Einsatzkerns durch Beschichtung oder Plattierung aufzubringen, wodurch eine formfreigebende Schicht vor dem Schritt des Druckgießens gebildet wird.
Hinsichtlich des auf der äußeren Oberfläche des Einsatzkerns durch Beschichtung oder Plattierung aufzubringenden Trennmittels kann Chrom, Nickel, Kohlenstoff oder jedes andere geeignete Material benutzt werden. Die Aufbringung dieser Trennmittel durch Beschichtung oder Plattierung kann geeigneterweise beispielsweise mittels elektrolytischer Plattierung oder Dampfabscheidung durchgeführt werden, womit eine formfreigebende Schicht gebildet wird.
Gemäß den oben erwähnten bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor ist es möglich, indem Gebrauch von dem Einsatzkern gemacht wird, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, aufgrund der Benutzung des Einsatzkerns ein Hochdruck-Gussdruckverfahren einzusetzen, das ermöglicht, einen Gussartikel mit hoher Maßgenauigkeit mit niedrigeren Kosten zu erhalten. Da der zylindrische Abschnitt des Einsatzkerns außerdem mit einem groben Bohren der Zylinderbohrung nach dem Druckgießen entfernt werden kann, und da der Restabschnitt des Einsatzkerns (d. h. der spülschlitzbildende Abschnitt, der saugschlitzbildende Abschnitt und der auslassschlitzbildende Abschnitt des Einsatzkerns), der nicht durch die grobe Bohrung entfernt werden kann, ohne weiteres und einfach entfernt werden kann, indem Gebrauch von einer Presse nach dem Druckgießen gemacht wird, ist es möglich, den resultierenden Artikel völlig frei von irgendwelchen Rückständen des Einsatzkerns zu machen.
Als Ergebnis kann ein Zylinder in hoher Genauigkeit und mit niedrigen Kosten verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren zum Ausschneiden des Spülschlitzabschnitts durch mechanische Mittel nach dem Druckgießen oder mit dem herkömmlichen Herstellungsverfahren durch Druckgießen hergestellt werden, bei dem ein in den Spülschlitzabschnitt einzufügender Einsatzkern benutzt wird. Zur gleichen Zeit ist es nun möglich, die oben erwähnten Probleme der Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit sowie auch des Verformens oder Ablösens dieser Schlitzabschnitte aufgrund des Rests des Einsatzkerns in dem Gussartikel (Zylinder) zu vermeiden.
Da alle, der spülschlitzbildende Abschnitt, der saugschlitzbildende Abschnitt und der auslassschlitzbildende Abschnitt, einstückig mit dem Einsatzkern (seinem zylindrischen Abschnitt) ausgebildet sind, ist es ferner möglich, die Positionen des Spülschlitzes, des Saugschlitzes und des Auslassschlitzes eindeutig zu bestimmen, wodurch die Erzeugung einer relativen Nichtübereinstimmung zwischen dem Spülschlitz, dem Saugschlitz und dem Auslassschlitz verhindert wird, deren Auftreten bei dem herkömmlichen Herstellungsverfahren verursacht werden kann, bei dem der spülschlitzbildende Abschnitt, der saugschlitzbildende Abschnitt und der auslassschlitzbildende Abschnitt getrennt von dem Einsatzkern bereitgestellt werden. Daher ist es nun möglich, einen Zylinder zu erhalten, der eine ausgezeichnete Maßgenauigkeit aufweist.
Da die Konfigurationen des spülschlitzbildenden Abschnitts, des saugschlitzbildenden Abschnitts und des auslassschlitzbildenden Abschnitts optional ausgewählt werden können, solange wie sie nach dem groben Bohren der Zylinderbohrung abgenommen oder entfernt werden können, können die Konfiguration, das Schrumpfungsverhältnis und der Neigungswinkel des Spülschlitzes, des Saugschlitzes und des Auslassschlitzes optional ausgewählt werden, wodurch möglich gemacht wird, den Freiheitsgrad beim Ausgestalten dieser Schlitze verglichen mit dem Fall zu erhöhen, bei dem diese Schlitzes durch Bearbeitung mit elektrischer Entladung gebildet werden, und zur gleichen Zeit ist es möglich, Herstellungskosten des Zylinders einzusparen.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor, wie mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, ist es nun möglich, da der spülschlitzbildende Abschnitt, der saugschlitzbildende und der auslassschlitzbildende Abschnitt des Einsatzkerns jeweils mit einem fasenbildenden Abschnitt zum Bilden eines abgefasten Abschnitts an dem Randabschnitt auf der Zylinderbohrungsseite von jeweils dem Spülschlitz, dem Saugschlitz und dem Auslassschlitz versehen sind, einen abgefasten Spülschlitz, einen abgefasten Saugschlitz und einen abgefasten Auslassschlitz an dem Randabschnitt auf der Zylinderbohrungsseite jedes dieser Schlitzes durch Prozeduren zu bilden, bei denen, nachdem ein gussgeformter Rohzylinderkörper mit dem darin platzierten Einsatzkern erhalten wird, der resultierende Rohzylinderkörper einem Bohren unterworfen wird, um einen zylindrischen Abschnitt des Einsatzkerns zu entfernen, und der spülschlitzbildende Abschnitt, der saugschlitzbildende Abschnitt und der auslassschlitzbildende Abschnitt des Einsatzkerns, die in dem Rohzylinderkörper zurück gelassen werden, dann dadurch entfernt werden, indem sie mit einer Presse oder einer anderen geeigneten Vorrichtung radial nach innen gedrückt werden. Daher wird die fasenbildende Bearbeitung auf der Zylinderbohrungsseite von jeweils dem Spülschlitz, dem Saugschlitz und dem Auslassschlitz nach der Herstellung des Zylinders durchgeführt.
In diesem Fall kann, da es gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung möglich ist, den abgefaste-Abschnitt-bildenden Abschnitt bei jeder optionalen Konfiguration bei jeweils dem spülschlitzbildenden Abschnitt, dem saugschlitzbildenden Abschnitt und dem saugschlitzbildenden Abschnitt des Einsatzkerns auszugestalten, der abgefaste Abschnitt, der auf der Zylinderbohrungsseite von jeweils dem Spülschlitz, dem Saugschlitz und dem Auslassschlitz zu bildende abgefaste Abschnitt frei in der Größe und Konfiguration entlang des gesamten Umfangs der Öffnungen dieser Schlitzes verändert werden, wodurch möglich gemacht wird, die Freiheit in der Größe und Konfiguration des abgefasten Abschnitts sehr zu erhöhen.
Da außerdem die Größe und die Konfiguration des abgefaste-Abschnitt-bildenden Abschnitts im Voraus festgelegt werden kann, ist es nun möglich, die abgefasten Abschnitte mit höherer Präzision und mit minimaler Unregelmäßigkeit in der Größe und Konfiguration des abgefasten Abschnitts verglichen mit den abgefasten Abschnitten zu bilden, die bei der herkömmlichen Art und Weise, wie beispielsweise manueller Bearbeitung, mechanischer Bearbeitung, elektrochemischer Bearbeitung, Bearbeitung durch elektrische Entladung oder andere herkömmliche Verfahren gebildet werden können.
Außerdem ist es gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich, die Kosten zum Bilden des abgefasten Abschnitts zu verringern und den Zylinder zu erhalten, der eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit bei der Massenproduktion des Zylinders aufweist. Außerdem kann ein gekrümmter abgefaster Abschnitt (abgerundete Konfiguration und dergleichen), die nicht ohne weiteres durch das herkömmliche Verfahren, wie beispielsweise manuelle Bearbeitung, mechanische Bearbeitung, elektrochemische Bearbeitung, Bearbeitung durch elektrische Entladung oder ein anderes geeignetes Verfahren erhalten werden kann, ohne weiteres durch das Herstellungsverfahren erhalten werden, wie es von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird.
Da es ferner möglich ist, die Größe und Konfiguration der abgefasten Abschnitte eindeutig zu bestimmen, kann die Erzeugung einer relativen Nichtübereinstimmung zwischen dem Spülschlitz, dem Saugschlitz und dem Auslassschlitz (der Stelle der Öffnungen dieser Schlitze) unterdrückt werden. Als Ergebnis ist es nun möglich, die zeitliche Steuerung des Öffnens und Schließen dieser Schlitze durch den Kolben immer ordnungsgemäß beizubehalten, wodurch möglich gemacht wird, die von dem Motor gewünschte vorgeschriebene Leistung zu erlangen.
KURZBESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform des Einsatzkerns gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Einsatzkerns, wobei dessen spülschlitzbildender Abschnitt, saugschlitzbildender Abschnitt und auslassschlitzbildender Abschnitt unter der Annahme dargestellt sind, dass sie auf der gleichen Ebene angeordnet sind;
3 ist eine Längsschnittansicht des spülschlitzbildenden Abschnitts des Einsatzkerns von 1, wenn der Einsatzkern in Position in einer Bohrungskernform eingestellt wird;
4 ist eine Längsschnittansicht des saugschlitzbildenden Abschnitts und des auslassschlitzbildenden Abschnitts des Einsatzkerns von 1, wenn der Einsatzkern in Position in einer Bohrungskernform eingestellt wird;
5 ist eine Längsschnittansicht zum Darstellen des Druckgussverfahrens, wobei der Einsatzkern von 1 und die Bohrungskernform benutzt werden und der Spüldurchgang im Längsschnitt dargestellt ist;
6 ist eine Längsschnittansicht zum Darstellen des Druckgussverfahrens, wobei der Einsatzkern von 1 und die Bohrungskernform benutzt werden, und wobei der Saugschlitz und der Austrittsschlitz jeweils im Längsschnitt dargestellt sind;
7 ist eine Längsschnittansicht, die einen Rohzylinder darstellt, der bei dem in 5 und 6 gezeigten Druckgussverfahren erhalten wurde, wobei der Spüldurchgang im Längsschnitt dargestellt ist;
8 ist eine Längsschnittansicht, die einen Rohzylinderkörper darstellt, der bei dem in 5 und 6 gezeigten Druckgussverfahren erhalten wurde, wobei der Saugschlitz und der Auslassschlitz jeweils im Längsschnitt dargestellt sind;
9 ist eine Längsschnittansicht zum Darstellen eines groben Bohrverfahrens zum Schneiden und Entfernen des zylindrischen Abschnitts des Einsatzkerns, das durch das grobe Bohren der Zylinderbohrung eines durch ein in 7 und 8 gezeigten Druckgussverfahrens hergestellten Rohzylinderkörpers durchgeführt werden kann, wobei der Spülkanal im Längsschnitt dargestellt ist;
10 ist eine Längsschnittansicht zum Darstellen eines groben Bohrverfahrens zum Schneiden und Entfernens des zylindrischen Abschnitts des Einsatzkerns, der durch das grobe Bohren der Zylinderbohrung eines bei dem in 7 und 8 gezeigten Druckgussverfahrens hergestellten Rohzylinderkörpers durchgeführt werden kann, wobei der Saugschlitz und der Auslassschlitz jeweils im Längsschnitt dargestellt sind;
11 ist eine Längsschnittansicht zum Darstellen eines Verfahrens zum Entfernen, indem von einer Presse oder einer anderen geeigneten Vorrichtung Gebrauch gemacht wird, des spülschlitzbildenden Abschnitts des Einsatzkerns, der bei dem in 9 und 10 gezeigten groben Bohrverfahren nicht entfernt werden konnte, wobei der Spülkanal im Längsschnitt dargestellt ist;
12 ist eine Längsschnittansicht zum Darstellen eines Verfahrens zum Entfernen, indem Gebrauch von einer Presse oder einer anderen geeigneten Vorrichtung gemacht wird, des saugschlitzbildenden Abschnitts und auslassschlitzbildenden Abschnitts des Einsatzkerns, die bei dem in 9 und 10 gezeigten groben Bohrverfahren nicht entfernt werden konnten, wobei der Saugschlitz und der Auslassschlitz jeweils im Längsschnitt dargestellt sind;
13 ist eine Längsschnittansicht zum Darstellen eines fertigen Zylinders für einen kleinen luftgekühlten Zweitakt-Verbrennungsmotor, der durch das Verfahren zur Herstellung eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor mittels eines Einsatzkerns gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann, wobei der Spülkanal im Längsschnitt dargestellt ist;
14 ist eine Längsschnittansicht zum Darstellen eines fertigen Zylinders für einen kleinen luftgekühlten Zweitakt-Verbrennungsmotor, der durch das Verfahren zur Herstellung eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor mittels eines Einsatzkerns gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann, wobei der Saugschlitz und der Auslassschlitz jeweils im Längsschnitt dargestellt sind; und
15 zeigt den in 13 und 14 gezeigten Spülschlitzabschnitt, wobei (A) eine vergrößerte Längsschnittansicht seines Hauptabschnitts und (B) eine entlang der Linie B-B von (A) genommene vergrößerte Querschnittsansicht ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird ferner mit Bezug auf eine Ausführungsform des Herstellungsverfahrens eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor beschrieben, wobei ein Einsatzkern gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
Der Zylinder für einen Verbrennungsmotor, der durch das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform hergestellt werden kann, ist ein Zylinder 1 für einen kleinen luftgekühlten Zweitakt-Benzinmotor, wie in 13 (eine Längsschnittansicht, wobei dessen Spülkanal im Längsschnitt dargestellt ist) und 14 (eine Längsschnittansicht, wobei dessen Saugschlitz und Auslassschlitz im Längsschnitt dargestellt sind) gezeigt, der bei einer tragbaren Arbeitsmaschine benutzt werden kann. Dieser Zylinder 1 ist aus einer Aluminiumlegierung gebildet und umfasst einen einstückigen Körper, der aus einem Hauptkörper 2 mit einer Zylinderbohrung 10, um zu ermöglichen, dass ein Kolben 60 darin eingepasst wird, einen Kopfabschnitt 3, der darin mit einer Verbrennungskammer 4 mit beispielsweise einer halbsphärischen Konfiguration bereitgestellt wird, und einer großen Anzahl von Kühlrippen 9, die über die gesamte Außenwand des einstückigen Körpers ausgebildet sind. Ferner wird die Verbrennungskammer 4 mit einem Zündkerzenmontageloch (nicht gezeigt) versehen (in dem ein Innengewinde nach dem Gussformen ausgebildet wird).
Die Zylinderbohrung 10 ist mit einem Saugschlitz 11 und einem Auslassschlitz 12 versehen, die durch die Bewegung des Kolbens 60 zu öffnen und zu schließen sind, wobei dieser Saugschlitz 11 und Auslassschlitz 12 angeordnet sind, um einander und versatzniveauweise voneinander gegenüberzuliegen. Zwei Paare von hohlen Spülkanälen 14 und 15, wobei jedes Paar von diesem Saugschlitz 11 und Auslassschlitz 12 um einen Winkel von 90 Grad versetzt sind, sind zusammen mit der Zylinderbohrung 10 ausgebildet. D. h., der Zylinder 1 ist in diesem Fall ein so genannter Zylinder vom quaternären Fluidspültyp, wobei zwei Paare von Spülschlitzes symmetrisch mit Bezug auf den Längsschnitt F ausgebildet sind, der entlang der Mitte des Auslassschlitzes 12 genommen ist. Der stromabwärtige Endabschnitt (oberer Endabschnitt) jedes hohlen Spüldurchgangs 14 (oder 15) wird durch einen Spülschlitz 16 (oder 17) aufgebaut, wodurch zwei Paare von Spülschlitzen (Spülauslassschlitze) 16 und 17 bereitgestellt werden, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, die ausgestaltet sind, um durch die Bewegung des Kolbens 60 geöffnet und geschlossen zu werden und etwas nach oben in der Richtung entgegengesetzt der des Auslassschlitzes 12 (d. h. zu dem Saugschlitz 11 hin gerichtet) des Zylinders 10 geneigt sind.
Diese gepaarten Spülkanäle 14 und 15 sind jeweils mit einer Halbwand ausgestattet. D. h., dass diese gepaarten Spüldurchgänge 14 und 15 sind an einem stromabwärtigen Endabschnitt (an einem unteren Endabschnitt) desselben mit gepaarten Spüleinlässen 21 bzw. 22 versehen. Zwischen diesen gepaarten Spüleinlassöffnungen 21 und 22 und diesen gepaarten Spülauslassschlitze 16 und 17 ist ein Paar von Zwischenwänden 18 angeordnet, die den gleichen Durchmesser wie den der Zylinderbohrung 10 bilden und eine vorbestimmte Wanddicke aufweisen. Ferner sind an der unteren Seite dieser gepaarten Spüleinlassöffnung 21 und 22 gepaarte untere Endwände 23 bzw. 24 angeordnet.
Bei jedem der gepaarten Spülauslassschlitze 16 und 17, den gepaarten Spüleinlassöffnungen 21 und 22, dem Randabschnitt auf der Zylinderbohrungsseite des Saugschlitzes 11 und dem Randabschnitt auf der Zylinderbohrungsseite des Auslassschlitzes 12 sind abgefaste Abschnitte (abgefast an deren gesamtem Umfang) 16a, 17a, 21a, 22a, 11a bzw. 12a ausgebildet. 15 veranschaulicht eine vergrößerte Ansicht des abgefasten Abschnitts 16a des Spülschlitzes 16, der als repräsentativ für andere abgefaste Abschnitte gezeigt wird.
Bei dem Herstellungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform zum Erhalten des oben beschriebenen Zylinders 1 wird ein Einsatzkern 30, wie in 1 gezeigt, benutzt. D. h., dieser ist in 1 gezeigte Einsatzkern aus einem einstückig geformten Körper gebildet, der durch ein Druckgussverfahren erhalten werden kann und umfasst: einen zylindrischen Körper 32 mit einem Außendurchmesser Di, der geringfügig kleiner (d. h. mindestens kleiner um eine Dicke, die einer formfreigebenden Schicht 61 entspricht), als der Durchmesser D der Bohrung des Zylinders 1, die man zu erhalten wünscht; zwei Paare von spülschlitzbildenden Abschnitten 36 und 37, wobei jedes Paar entgegengesetzt zueinander positioniert ist, radial nach außen von dem zylindrischen Körper 32 hervorragen und im Wesentlichen die gleiche Querschnittskonfiguration wie die der Spülschlitze 16 bzw. 17 aufweisen; zwei Paare von spüleinlassöffnungsbildenden Abschnitten 38 und 39, wobei jedes Paar entgegengesetzt zueinander positioniert ist, radial nach außen von dem zylindrischen Körper 32 hervorragen und im Wesentlichen die gleiche Querschnittskonfiguration wie die der Spüleinlassöffnungen 21 bzw. 22 aufweisen; einen saugschlitzbildenden Abschnitt 41, der radial nach außen von dem zylindrischen Körper 32 hervorragt und im Wesentlichen die gleiche Querschnittskonfiguration wie die des Zylinderbohrungsseiten-Endabschnitts eines Saugschlitzes 11 aufweist; und ein auslassschlitzbildender Abschnitt 42, der radial nach außen von dem zylindrischen Körper 32 hervorragt und im Wesentlichen die gleiche Querschnittskonfiguration wie die von mindestens dem Zylinderbohrungsseiten-Endabschnitt eines Auslassschlitzes 12 aufweist. Der Einsatzkern 30 ist ferner an einem proximalen Endabschnitt, jedem der spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37, jedem der spüleinlassöffnungsbildenden Abschnitte 38 und 39, dem saugschlitzbildenden Abschnitt 41 und dem auslassschlitzbildenden Abschnitt 42 mit divergierenden abgefaste-Abschnitt-bildende Abschnitten 36a, 37a, 38a, 39a, 41a und 42a zum Bilden von abgefasten Abschnitten 16a, 17a, 21a, 22a, 11a bzw. 12a an jedem der Randabschnitte auf der Zylinderbohrungsseite der Spülschlitze 16 und 17, der Spüleinlassöffnungen 21 und 22, des Saugschlitzes 11 und des Auslassschlitzes 12 versehen.
In diesem Fall sind auf die gleiche Art und Weise wie die Positionsbeziehungen des Saugschlitzes 11 und des Auslassschlitzes 12 mit Bezug auf jeden der Spülschlitze 16 und 17 des Zylinders 1, dieser saugschlitzbildende Abschnitt 41 und auslassschlitzbildende Abschnitt 42 angeordnet, um einander in einer versetzten Art und Weise gegenüberzuliegen, so dass sie im Niveau voneinander unterschiedlich sind und von diesen Spülschlitzen 16 und 17 um einen Winkel von 90 Grad weg verschoben sind. 2 ist eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Einsatzkerns, wobei dessen spülschlitzbildende Abschnitte 36 und 37, der saugschlitzbildende Abschnitt 41 und der auslassschlitzbildende Abschnitt 42 unter der Annahme dargestellt sind, dass sie auf der gleichen Ebene angeordnet sind.
Wie aus 2 und 4 klar ersichtlich ist, werden dieser saugschlitzbildende Abschnitt 41 und auslassschlitzbildende Abschnitt 42 jeweils mit Montagelöchern 41b und 42b versehen, in die abgeschnittene kegelförmige Vorsprünge 46a und 47a, die jeweils an dem distalen Endabschnitt des Kerns 46 für den Saugschlitz und des Kerns 47 für den Auslassschlitz ausgestaltet sind, jeweils eingepasst werden. In diesem Fall weist jeder dieser Kerne 46 und 47 eine Querschnittskonfiguration auf, die ungefähr die gleiche Querschnittskonfiguration wie die des Saugschlitzes 11 und des Auslassschlitzes 12 ausschließlich deren Zylinderbohrungsseiten-Endabschnitte ist, wobei diese Kerne 46 und 47 aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material ausgebildet sind, wodurch möglich wird, dass sie wiederholt verwendet werden können. Diese Montagelöcher 41a und 42a sind für die Positionierung der Kerne und zum Verhindern des Abfallens der Kerne und ebenfalls zum Verringern der Menge des für diese Kerne zu verwendenden Materials wirksam.
Wie in 1 gezeigt, ist es wünschenswert, den zylindrischen Körper 32 auf eine solche Art und Weise zu bauen, dass der zylindrische Körper 32 an einem oberen Randabschnitt desselben mit einem ineingriffnehmenden ausgeschnittenen Abschnitt 32a, um den zylindrischen Körper 32 beim Drehbankdrehen, wie erforderlich, am Drehen der inneren oder äußeren Oberfläche des Einsatzkerns 30 zu hindern, und an einem unteren Abschnitt derselben mit einem positionierenden ausgeschnittenen Abschnitt 32b zum Ermöglichen der Ausrichtung des zylindrischen Körpers 32 mit einer hier nachstehend zu erläuternden Gussform ausgestattet ist.
Alle spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37, alle spüleinlassöffnungsbildenden Abschnitte 38 und 39, der saugschlitzbildende Abschnitt 41, der auslassschlitzbildende Abschnitt 42, der Kern 46 für den Saugschlitz und der Kern 47 für den Auslassschlitz sind derart aufgebaut, dass deren proximale Endabschnitte (einschließlich der abgefaste- Abschnitt-bildenden Abschnitte 36a, 37a, 38a, 39a, 41a und 42a) alle in der Richtung des zylindrischen Körpers 32 divergiert oder allmählich vergrößert sind, um den Zylinderbohrungsseiten-Endabschnitten der Spülauslassschlitze 16 und 17, der Spüleinlassöffnungen 21 und 22 des Saugschlitzes 11 und des Auslassschlitzes 12 zu entsprechen (um zu ermöglichen, dass die oben erwähnten proximalen Endabschnitte entfernt werden können, indem sie in das Innere der Zylinderbohrung 10 gedrückt werden, wie in 11 und 12 gezeigt, die nachstehend erläutert werden).
Ferner kann die äußere Oberfläche des Einsatzkerns 30 vollständig, wie erforderlich, mit einer formfreigebenden Schicht 61 abgedeckt werden, die durch Aufbringen eines Trennmittels durch Beschichtung oder Plattierung, wie beispielsweise Chrom oder Nickel, gebildet werden kann.
Die Anbringung dieser formfreigebenden Schicht 61 kann im allgemeinen auch auf die äußeren Oberflächen der spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37, der spüleinlassöffnungsbildenden Abschnitte 38 und 39, des saugschlitzbildenden Abschnitts 41 und des auslassschlitzbildenden Abschnitts 42 begrenzt sein. Um zu verhindern, dass der Oberflächenabschnitt der Zylinderbohrung 10 beim des Ausschneidens des zylindrischen Abschnitts 32 des Einsatzkerns 30 abgerissen wird, wie nachstehend erläutert, ist es jedoch ratsamer, die formfreigebende Schicht 61 über die gesamte äußere Oberfläche des Einsatzkerns 30 zu bilden, wie oben beschrieben.
Bei der Herstellung des Zylinders 1 wird, indem Gebrauch von dem oben erwähnten Einsatzkern 30 gemacht wird, der positionierende ausgeschnittene Abschnitt 32b des Einsatzkerns 30 mit dem herausragenden Abschnitt 50a der Bohrungskernform 50 in Eingriff genommen, wodurch der Einsatzkern 30 in Position eingestellt wird, wie in 3 und 4 gezeigt, und zur gleichen Zeit werden der Kern 46 für den Saugschlitz und der Kern 47 für den Auslassschlitz jeweils an dem saugschlitzbildenden Abschnitt 41 und dem auslassschlitzbildenden Abschnitt 42 befestigt (die Vorsprünge 46 und 47a werden in die Montagelöcher 41b bzw. 42b eingepasst), wodurch die relative Positionierung dieser Kerne durchgeführt und zur gleichen Zeit das Abfallen dieser Kerne verhindert wird.
Die Bohrungskernform 50 ist eine gewöhnliche Kernform, die bei einem Hochdruck-Druckgussverfahren zu benutzen ist, und umfasst einen säulenförmigen Bohrungseinfügungsabschnitt 51, auf dem der zylindrische Abschnitt 32 des Einsatzkerns 30 eingepasst ist, einen verbrennungskammerbildenden Abschnitt 52, der angrenzend mit dem oberen Abschnitt des Bohrungseinfügungsabschnitts 51 ausgebildet und konfiguriert ist, um der Verbrennungskammer 4 des Zylinders 1 zu entsprechen, einen säulenförmigen unteren bohrungsabschnittbildenden Abschnitt 53, der angrenzend mit dem unteren Ende des Bohrungseinfügungsabschnitts 51 ausgebildet ist, ein Paar von spüldurchgangsbildenden Abschnitten 54 (55), die angrenzend mit den rechten und linken Seiten des unteren bohrungsabschnittbildenden Abschnitts 53 ausgebildet sind, und die spüldurchgangsbildende Abschnitte 54 (55), die den Spülkanälen 14 bzw. 15 entsprechen.
Der Bohrungseinfügungsabschnitt 51 weist einen Außendurchmesser auf, der in der Größe fast der gleiche wie der Innendurchmesser des Einsatzkerns 30 ist. Ferner weist der untere bohrungsabschnittbildende Abschnitt 53 einen Außendurchmesser auf, der größer als der Außendurchmesser des Bohrungseinfügungsabschnittes 51 ist, wodurch er in die Lage versetzt wird, den zylindrischen Abschnitt 32 des Einsatzkerns 30 aufzunehmen und in Eingriff zu nehmen. Ferner werden ein Paar von spüldurchgangbildende Abschnitten 54 und ein weiteres Paar von spüldurchgangsbildende Abschnitten 55, die in 3 gezeigt sind, jeweils mit Aussparungsabschnitten 56 (57), in die die spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37 des Einsatzkerns 30 eingefügt werden können, mit zwischenwandbildenden Räumen 58 (59), die der Konfiguration der Zwischenwandabschnitte 18 und 19 entsprechen, und ebenfalls mit unteren wandbildenden Räumen 63 (64), die der Konfiguration der unteren Wandabschnitte 23 (24) entsprechen, versehen.
Wie oben beschrieben wird der Einsatzkern 30 in die Bohrungskernform 50 eingesetzt, und der Kern 46 für den Saugschlitz und der Kern 47 für den Auslassschlitz werden positioniert, wie oben beschrieben. Danach wird, wie in 5 und 6 gezeigt, das Druckgießen durch das Hochdruck-Druckgießen (wobei Schmelze einer Aluminiumlegierung zum Bilden des Zylinders in die Form injiziert wird) durchgeführt. Anschließend werden die Bohrungskernform 50, der Kern 46 für den Saugschlitz und der Kern 47 für den Auslassschlitz jeweils herausgezogen, um einen Rohzylinderkörper 1' zu erhalten, wobei der Einsatzkern 30 darin zurück gelassen wird, wie in 7 und 8 gezeigt.
Unter dieser Bedingung kann, obwohl der Einsatzkern 30 eng an der Bohrung 10 des somit erhaltenen Rohzylinderkörpers 1' haftet, die Möglichkeit einer Erzeugung eines Problem, wie beispielsweise einer Schmelzverbindung zwischen diesen Elementen, vermieden werden, wenn die formfreigebende Schicht 61, wie oben erwähnt, im Voraus auf der äußeren Oberfläche des Einsatzkerns 30 gebildet wird.
Danach wird, wie in 9 und 10 gezeigt, das grobe Bohren der Zylinderbohrung 10 des Rohzylinderkörpers 1' durchgeführt, um dadurch den zylindrischen Abschnitt 32 des Einsatzkerns 30 abzuschneiden und zu entfernen. Dabei wird der obere Endabschnitt der Zylinderbohrung 10 (ein an einem oberen Abschnitt des Einsatzkerns 30 existierender Rohmaterialabschnitt) ebenfalls ausgeschnitten und gleichzeitig mit der Entfernung des Einsatzkerns 30 geformt.
Dann werden, wie in 11 und 12 gezeigt, die spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37 und die spüleinlassöffnungsbildenden Abschnitte 38 und 39 des Einsatzkerns 30, die in dem Rohzylinderkörper 1' zurück gelassen werden, nach innen in die radialen Richtung (zu dem Innern der Zylinderbohrung 10 hin) gedrückt, indem beispielsweise von einer Presse oder einer anderen geeigneten Vorrichtung Gebrauch gemacht wird, um dadurch die spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37 und die spüleinlassbildenden Abschnitte 38 und 39 von dem Rohzylinderkörper 1' zu entfernen. In diesem Fall können sie, da die spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37 und die spüleinlassöffnungsbildenden Abschnitte 38 und 39 ausgebildet sind, um allmählich zu dem Innern der Zylinderbohrung 10 hin zu expandieren, ohne weiteres durch Anwendung einer Schubkraft darauf von der Seite der Zylinderbohrung 10 entfernt werden, indem von einer Presse oder einer anderen geeigneten Vorrichtung Gebrauch gemacht wird.
Auf ähnliche Weise werden der saugöffnungsbildende Abschnitt 41 und der auslassschlitzbildende Abschnitt 42, die in dem Rohzylinderkörper 1' zurück gelassen werden, nach innen in radialer Richtung (zu dem Innern der Zylinderbohrung 10 hin) gedrückt, indem Gebrauch von einer Presse gemacht wird, um sie dadurch von dem Rohzylinderkörper 1' zu entfernen. In diesem Fall können sie ebenfalls, da der saugöffnungsbildende Abschnitt 41 und der auslassschlitzbildende Abschnitt 42 ausgebildet sind, um allmählich zu dem Innern der Zylinderbohrung hin zu expandieren, ohne weiteres durch die Anwendung einer Schubkraft darauf von der Seite der Zylinderbohrung 10 entfernt werden, indem beispielsweise Gebrauch von einer Presse oder einer anderen geeigneten Vorrichtung gemacht wird.
Danach werden die spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37, die spüleinlassöffnungsbildenden Abschnitte 38 und 39, der saugschlitzbildende Abschnitt 41 und der auslassschlitzbildende Abschnitt 42 entfernt, um einen fertigen Zylinder 1 zu erhalten, wie in 13 und 14 gezeigt, der abgefaste Abschnitte (entlang dessen gesamten Umfang abgefast) 16a, 17a, 21a, 22a, 11a und 12a aufweist, die an dem Randabschnitt, auf der Zylinderbohrungsseite der Spülauslassschlitze 16 und 17, der Spüleinlassöffnungen 21 und 22), des Saugschlitzes 11 bzw. des Auslassschlitzes 12 ausgebildet sind.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Zylinders 1 für einen Zweitakt-Verbrennungsmotor ist es aufgrund der Verwendung des Einsatzkerns 30 möglich, indem Gebrauch von dem Einsatzkern 30 dieser Ausführungsform gemacht wird, der wie oben beschrieben aufgebaut ist, ein Hochdruck-Druckgussverfahren zu verwenden, das ermöglicht, einen Gussartikel mit hoher Maßgenauigkeit zu erhalten. Da der zylindrische Abschnitt 32 des Einsatzkerns 30 außerdem mittels eines groben Bohrens der Zylinderbohrung 10 nach dem Druckgießen entfernt werden kann, und da die spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37, die spüleinlassöffnungsbildenden Abschnitte 38 und 39, der saugschlitzbildende Abschnitt 41 und der auslassschlitzbildende Abschnitt 42 des Einsatzkerns 30, die nicht durch das grobe Bohren entfernt werden können, ohne weiteres entfernt werden können, indem Gebrauch von einer Presse bei einem nachfolgenden Schritt gemacht wird, ist es außerdem möglich, den resultierenden Artikel (Zylinder) vollständig von irgendwelchen Reststoffen des Einsatzkerns frei zu machen.
Als Ergebnis kann ein Zylinder in höherer Präzision und mit niedrigen Kosten verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren des Ausschneidens des Spülschlitzabschnitts durch mechanische Mittel nach dem Druckgießen oder mit dem herkömmlichen Herstellungsverfahren durch Druckgießen, wobei ein in den Spülschlitzabschnitt einzuführender Einsatzkern benutzt wird, hergestellt werden. Zur gleichen Zeit kann verhindert werden, dass die oben erwähnten Probleme der Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit und der Verformung oder des Ablösens dieser Schlitzabschnitte aufgrund der Reststoffe des Einsatzkerns in dem Gussartikel (Zylinder) auftreten.
Da außerdem alle diese spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37, spüleinlassbildenden Abschnitte 38 und 39, der saugschlitzbildende Abschnitt 41 und der auslassschlitzbildende Abschnitt 42 einstückig mit dem Einsatzkern 30 (dessen zylindrischen Abschnitt 32) ausgebildet sind, ist es möglich, die relativen Positionen der Spülschlitzes 16 und 17, der Spüleinlassöffnungen 21 und 22, des Saugschlitzes 11 und des Auslassschlitzes 12 eindeutig zu bestimmen, wodurch die Möglichkeit einer relativen Nichtübereinstimmung unter den Spülschlitzen 16 und 17, den Spüleinlassöffnungen 21 und 22, dem Saugschlitz 11 und dem Auslassschlitz 12 vermieden wird, deren Auftreten bei den herkömmlichen Herstellungsverfahren verursacht werden könnte, wobei diese spülschlitzbildenden Abschnitte, die Spüleinlassöffnungen, der saugschlitzbildende Abschnitt und der auslassschlitzbildende Abschnitt getrennt von dem Einsatzkern angeordnet sind. Daher ist es nun möglich, einen Zylinder mit ausgezeichneter Maßgenauigkeit zu erhalten.
Da außerdem die Konfigurationen der spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37, der spüleinlassöffnungsbildenden Abschnitte 38 und 39, des saugschlitzbildenden Abschnitts 41 und des auslassschlitzbildenden Abschnitts 42 optional ausgewählt werden können, solange wie sie physisch nach dem Druckgießen abgebaut oder entfernt werden können, kann die Konfiguration, das Schrumpfungsverhältnis und der Neigungswinkel dieser Spülschlitze 16 und 17, der Spüleinlassöffnungen 21 und 22, des Saugschlitzes 11 und des Auslassschlitzes 12 optional ausgewählt werden, wodurch der Freiheitsgrad beim Ausgestalten dieser Schlitze verglichen mit dem Fall, wo diese Schlitze durch Bearbeitung mittels elektrischer Ladung gebildet werden, erhöht werden kann, und es zur gleichen Zeit möglich gemacht wird, die Herstellungskosten des Zylinders zu minimieren.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor, wie bei dieser Ausführungsform dargestellt, werden die spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37, die spüleinlassöffnungsbildenden Abschnitte 38 und 39, der saugschlitzbildende Abschnitt 41 und der auslassschlitzbildende Abschnitt 42 des Einsatzkerns 30 jeweils mit abgefaste-Abschnitt-bildenden Abschnitten 36a, 37a, 38a, 39a, 41a und 42a zum Bilden von abgefasten Abschnitten (entlang deren gesamtem Umfang abgefast) 16a, 17a, 21a, 22a, 11a bzw. 12a an jeweils den Randabschnitten auf der Zylinderbohrungsseite der Spülschlitze 16 und 17, der Spüleinlassöffnungen 21 und 22, des Saugschlitzes 11 und des Auslassschlitzes 12 bereitgestellt. Daher ist es nun möglich, die Spülschlitze 16 und 17, die Spüleinlassöffnungen 21 und 22, den Saugschlitz 11 und den Auslassschlitz 12 mit abgefasten Abschnitten (entlang deren gesamtem Umfang abgefast) 16a, 17a, 21a, 22a, 11a bzw. 12a an jeweils ihren Zylinderbohrungs-Seitenrandabschnitten durch die Prozeduren zu versehen, wobei nach einem gussgeformten Rohzylinderkörper 1', der den darin platzierten Einsatzkern aufweist, erhalten wird, der resultierende Rohzylinderkörper 1' einem Bohren unterzogen wird, um einen zylindrischen Abschnitt 32 des Einsatzkerns 30 zu entfernen, und dann werden die spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37, die spüleinlassöffnungsbildenden Abschnitte 38 und 39, der saugschlitzbildende Abschnitt 41 und der auslassschlitzbildende Abschnitt 42 des Einsatzkerns 30, die in dem Rohzylinderkörper 1' zurück gelassen wurden, entfernt, indem sie radial nach innen verschoben werden, indem beispielsweise Gebrauch von einer Presse oder einer anderen geeigneten Vorrichtung gemacht wird. Somit ist es nicht länger erforderlich, die fasenbildende Bearbeitung auf der Zylinderbohrungsseite jeder dieser Schlitze und Öffnungen nach der Herstellung des Zylinders durchzuführen.
In diesem Fall können, da es möglich ist, die abgefaste-Abschnitt-bildenden Abschnitte 36a, 37a, 38a, 39a, 41a und 42a in jeder optionalen Konfiguration bei jedem der spülschlitzbildenden Abschnitte 36 und 37, der spüleinlassöffnungsbildenden Abschnitte 38 und 39, des saugschlitzbildenden Abschnitts 41 und des auslassschlitzbildenden Abschnitts 42 des Einsatzkerns 30 auszugestalten, die abgefasten Abschnitte 16a, 17a, 21a, 22a, 11a und 12a, die auf der Zylinderbohrungsseite der Spülschlitze 16 und 17, der Spüleinlassöffnungen 21 und 22, des Saugschlitzes 11 und des Auslassschlitzes 12 auszubilden sind, in der Größe und Konfiguration entlang des gesamten Rand der Öffnungen dieser Schlitzes frei verändert werden, wodurch möglich gemacht wird, die Freiheit in der Größe und Konfiguration dieser abgefasten Abschnitte sehr zu erhöhen.
Da die Größe und die Konfiguration der abgefaste-Abschnitt-bildenden Abschnitte 16a, 17a, 21a, 22a, 11a und 12a außerdem im Voraus festgelegt werden können, ist es nun möglich, die abgefasten Abschnitte mit höherer Präzision und mit minimaler Unregelmäßigkeit in der Größe und Konfiguration des abgefasten Abschnitts verglichen mit den abgefasten Abschnitten zu bilden, die auf die herkömmliche Art und Weise, wie beispielsweise manuelle Bearbeitung, mechanische Bearbeitung, elektrochemische Bearbeitung, Bearbeitung durch elektrische Entladung oder eines anderen geeigneten Verfahrens, gebildet werden können. Außerdem ist es ebenfalls gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung möglich, die Kosten zum Bilden des abgefasten Abschnitts zu verringern und den Zylinder, der eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit aufweist, bei der Massenproduktion des Zylinders 1 zu erhalten. Außerdem kann ein gekrümmter abgefaster Abschnitt (abgerundete Konfiguration und dergleichen), der nicht ohne weiteres durch das herkömmliche Verfahren, wie beispielsweise manuelle Bearbeitung, mechanische Bearbeitung, elektrochemische Bearbeitung, Bearbeitung durch elektrische Entladung oder andere herkömmliche Verfahren erzielt werden kann, ohne weiteres durch das Herstellungsverfahren erhalten werden, wie es durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagen wird.
Da es ferner möglich ist, die Größe und die Konfiguration jeder der abgefasten Abschnitte 16a, 17a, 21a, 22a, 11a und 12a zu bestimmen, kann die Erzeugung einer relativen Nichtübereinstimmung unter den Spülschlitzen 16 und 17, den Spüleinlassöffnungen 21 und 22, dem Saugschlitz 11 und dem Auslassschlitz 12 (der Stelle der Öffnungen dieser Schlitze) unterdrückt werden. Als Ergebnis ist es nun möglich, die zeitliche Steuerung des Öffnens und Schließens dieser Schlitze durch den Kolben immer ordnungsgemäß beizubehalten, wodurch möglich gemacht wird, die vorgeschriebene Leistung zu erlangen, die von dem Motor gewünscht wird.
Obwohl in dem vorhergehenden eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich zum Zwecke der Darstellung erläutert wurde, ist ersichtlich, dass der Aufbau der Vorrichtung ohne Abweichen von dem Geist und Umfang der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen beansprucht, verändert werden kann.

Claims

Einsatzkern, der bei der Herstellung eines Zylinders zu verwenden ist, der mit einem innenwandbefestigten hohlen Spülkanal ausgestattet ist, der einen durch die Bewegung eines Kolbens zu öffnenden und zu schließenden Spülschlitz aufweist, wobei der Einsatzkern umfasst: einen zylindrischen Körper, der einen geringfügig kleineren Außendurchmesser als der Durchmesser der Bohrung des zu erhaltenden Zylinders aufweist; einen spülschlitzbildenden Abschnitt, der radial nach außen von dem zylindrischen Körper hervorragt und im Westlichen die gleiche Querschnittskonfiguration wie die des Spülschlitzes aufweist: einen saugschlitzbildenden Abschnitt, der radial nach außen von dem zylindrischen Körper hervorragt und im Westlichen die gleichen Querschnittkonfiguration wie die von mindestens dem Zylinderbohrungs-Seitenendabschnitt eines Saugschlitzes aufweist; und einen auslassschlitzbildenden Abschnitt, der radial nach außen von dem zylindrischen Körper hervorragt und im Wesentlichen die gleichen Querschnittskonfiguration wie die von mindestens dem Zylinderbohrungs-Seitenendabschnitt eines Auslassschlitzes aufweist; wobei der Einsatzkern ferner abgefaste-Abschnitt-bildende Abschnitte zum Bilden eines abgefasten Abschnitts an jedem der Randabschnitte auf der Zylinderbohrungsseite des Spülschlitzes, des Saugschlitzes und des Auslassschlitzes umfasst.
Einsatzkern gemäß Anspruch 1, bei dem der Einsatzkern als ein einstückiger Körper durch ein Druckgussverfahren mit einer Aluminiumlegierung als ein Rohmaterial hergestellt wird.
Verwendung eines Einsatzkerns nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2 zur Herstellung eines Zylinders für einen Verbrennungsmotor.
Verfahren zum Entfernen eines Einsatzkerns gemäß den Ansprüchen 1 oder 2 nach dem Gießen aus dem Zylinder, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatzkern mit dem Zylinder von der Bohrungskernform an der er extern befestigt war, entfernt wird, dann ein zylindrischer Abschnitt des Einsatzkernes durch Bohren entfernt wird, wobei die Abschnitte, die den Spülschlitz, Saugschlitz und Auslassschlitz beim Gießen ausgebildet werden, im Zylinder belassen werden und anschließend entfernt werden, indem sie radial nach innen gedrückt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem ein Trennmittel auf einer äußeren Oberfläche von mindestens dem spülschlitzbildenden Abschnitt, dem saugschlitzbildenden Abschnitt und dem auslassschlitzbildenden Abschnitt des Einsatzkerns durch Beschichtung oder Plattierung aufgebracht wird.