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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abdichtvorrichtung oder -lehre
zum Abdichten einer Zylinderinnenfläche als zu behandelnder
Oberfläche eines Motorblocks, beispielsweise während
der Zufuhr von Behandlungsflüssigkeit zu einer inneren
Umfangsfläche eines Zylinders. Außerdem betrifft
die Erfindung eine Galvanisiervorrichtung, die mit einer solchen
Abdichtvorrichtung ausgestattet ist, um eine Vorgalvanisierung oder
eine Galvanisierung an einer Zylinderinnenfläche vorzunehmen.
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Bekannt
ist ein Verfahren zum Abdichten einer Zylinderinnenfläche
eines Motorblocks in einer Vorrichtung zum Durchführen
einer Oberflächenbehandlung, beispielsweise einer Galvanisierung,
an der Zylinderinnenfläche durch Aufbringen einer Behandlungsflüssigkeit
auf die Zylinderinnenfläche.
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In
einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung gemäß der
japanischen Patent-Offenlegungsschrift 8-199390 wird
der Durchmesser eines Zylinders vollständig aufgeweitet
durch wiederholtes Expandieren des Durchmessers eines Dichtungselements
und Bewegen der gesamten Abdichtvorrichtung einschließlich
des Dichtungselements innerhalb des Zylinders, um anschließend
den Dichtungsvorgang an der Zylinderinnenfläche durchzuführen.
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Die
japanische Patent-Offenlegungsschrift 8-144082 zeigt
eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung, bei der ein Luftschlauch
so aufgeweitet wird, dass er mit der Zylinderinnenfläche
in Berührung tritt, um dadurch eine Abdichtung an der Fläche zu
erreichen.
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Allerdings
hat die Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach der
japanischen Patent-Offenlegungsschrift
8-199390 folgende Nachteile: kommt es bei der Justierung
eines Ausdehnungshubs eines Dichtungselements oder bei der Justierung
der Bewegung einer Abdichtvorrichtung zu Ungenauigkeiten, so wird
die zu behandelnde Zylinderinnenfläche möglicherweise
beschädigt, oder es kommt zu einer Lageabweichung zwischen
der Abdichtstelle und der Zylinderinnenfläche, was die
Genauigkeit der Abdichtungsstelle vermindert.
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Bei
der Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach der
japanischen Patent-Offenlegungsschrift 8-144082 ist
es möglicherweise unmöglich, eine Form oder eine
Abdichtstelle des Luftschlauchs während dessen Aufweitung
zu beherrschen, bedingt durch eine unzulängliche Positionierung
des Luftschlauchs. Auch in diesem Fall ist die Genauigkeit der Abdichtstelle
an der Zylinderinnenwand unzureichend.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf die Umstände im Stand der Technik ist es Ziel
der Erfindung, eine Abdichtvorrichtung anzugeben, die eine höhere
Genauigkeit der Abdichtungsstelle an der zu behandelnden Oberfläche
gestattet. Außerdem soll eine Galvanisiervorrichtung mit
einer derartigen Abdichtvorrichtung angegeben werden.
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Erreicht
werden diese Ziele einerseits durch eine Abdichtvorrichtung mit
den Merkmalen des Anspruchs 1, andererseits durch eine Galvanisiervorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 5.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
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Erfindungsgemäß ermöglichen
die neue Abdichtvorrichtung und die neue Galvanisiervorrichtung mit
einer derartigen Abdichtvorrichtung, dass ein Dichtungselement lediglich
in radialer Richtung aufgeweitet wird und in Berührung
mit einer Zylinderinnenfläche gelangt, während
Fluid in den Innenbereich eingeleitet wird. Hierdurch wird die Genauigkeit der
Abdichtstelle in Bezug auf die Zylin-derinnenfläche, die
die zu behandelnde Fläche bildet, gesteigert.
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Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Gesamt-Frontansicht einer ersten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Galvanisiervorrichtung;
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2 eine
Schnittansicht eines Bereichs um eine Elektrode und einen Luftanschluss
in der in 1 gezeigten Galvanisiervorrichtung;
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3A eine
Schnittansicht eines aufgeweiteten Zustands eines Dichtungselements
einer Abdichtvorrichtung nach 2, und
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3B eine
Schnittansicht eines zusammengezogenen Zustands eines Dichtungselements;
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4 eine
Draufsicht auf das in 3 gezeigte Dichtungselement;
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5 eine
Schnittansicht entlang der Linie V-V in 4;
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6 eine
Draufsicht auf eine Unterplatte als der Dichtungsträger
nach 3;
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7 eine
Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in 6;
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8 eine
Draufsicht auf eine Dichtungsfassung nach 3;
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9 eine
Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in 8;
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10 eine
Draufsicht auf eine Dichtungsvorrichtungs-Halteplatte als Isolierelement
nach 3;
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11 eine
Schnittansicht entlang der Linie XI-XI in 10; und
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12 eine
Schnittansicht eines Bereichs um eine Elektrode und einen Luftanschluss
in einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Galvanisiervorrichtung.
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Im
folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
anhand der Zeichnungen näher erläutert. Allerdings
ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Es sei außerdem angemerkt, dass sich die Begriffe ”oben”, ”unten”, ”links”, ”rechts” und
dergleichen auf die jeweilige Einbaulage beziehen.
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[Erste Ausführungsform (1 bis 11)]
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Nach
den 1 und 2 wird eine Zylinderinnenfläche 3 als
zu behandelnde Fläche eines Motorblocks 1 mit
hoher Geschwindigkeit vorgalvanisiert oder galvanisiert unter Verwendung
einer in 1 dargestellten Galvanisiervorrichtung 10,
wozu eine Behandlungsflüssigkeit (eine Galvanisier-Vorbehandlungsflüssigkeit
oder eine Galvanisierflüssigkeit) der Zylinderinnenfläche 3 zugeführt
wird.
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Die
Galvanisiervorrichtung 10 enthält einen Gerätekörper 11,
eine Elektrode 12, eine Abdichtvorrichtung 13,
eine Werkstückhalterung 14, einen Luftanschluss 15,
einen Klemmzylinder 16 und einen Elektrodenzylinder 17.
Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei dem Motorblock 1 um
einen V-Motorblock eines V-Motors, und die Zylinderinnenfläche 3 mehrerer
Zylinder 2, die in dem Motorblock 1 unter einem
vorbestimmten Winkel ausgebildet sind, werden gleichzeitig vorbehandelt
(vorgalvanisiert) oder galvanisiert.
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Der
Gerätekörper 11 ist fest auf einer Unterlage 18 installiert.
Der Gerätekörper 11 ist ausgestattet
mit einer Werkstückhalterungsbühne 19 zur
Halterung des Motorblocks 1. Der Motorblock 1 ist
auf der Werkstückhalterungsbühne 19 so
angebracht, dass die Zylinderkopffläche 4 nach
unten weist.
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An
dem Gerätekörper 11 ist oberhalb der Werkstückhalterungsbühne
die Werkstückhalterung 14 installiert, so dass
sie mit Hilfe des Klemmzylinders 16 in vertikaler Richtung
bewegbar ist. Die Werkstückhalterung 14 ist mit
einer nicht dargestellten Klemme ausgestattet. Die Werkstückhalterung 14 tritt
mit einer Kurbelgehäusefläche 5 des an
der Werkstückhalterungsbühne 19 gehalterten
Motorblocks 1 in einer abgesenkten Stellung in Berührung. Dabei
klemmt die an der Werkstückhalterung 14 befindliche
Klemme den Seitenbereich der Kurbelgehäusefläche 5 des
Motorblocks 1, um den Motorblock 1 zwischen der
Werkstückhalterungsbühne 19 und der Werkstückhalterung
zu halten.
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Die
Elektrode 12 wird von einer Elektrodenhalterung 20 gehalten,
die an dem am Gerätekörper 11 installierten
Elektrodenzylinder 17 gelagert ist. Durch Hin- und Herbewegung
des Elektrodenzylinders 17 wird die Elektrode 12 in
den Zylinder 2 des Motorblocks 1 eingeführt
und aus dem Zylinder 2 zurückgezogen.
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In 1 ist
ebenso wie in 2 die links befindliche Elektrode 12 in
den Zylinder 2 eingeführt, die rechts befindliche
Elektrode 12 ist aus dem Zylinder 2 zurückgezogen.
Wenn die Elektrode 12 in den Zylinder 2 des Motorblocks 1 eingeführt
ist, tritt ein Dichtungsring 21 (2) auf beispielsweise
einem Silikonkautschuk-Flachstück an der Elektrodenhalterung 20 in
Berührung mit der Zylinderkopffläche 4 des
Motorblocks 1, so dass die zu der Zylinderkopffläche 4 gehörige
Seite der Zylinderinnenfläche 3 abgedichtet ist.
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Wie
in 1 dargestellt ist, ist die Abdichtvorrichtung 13 an
einem oberen Ende der Elektrode 12 gehaltert, und der Luftanschluss 15 ist
an der Werkstückhalterung 14 installiert. Wird
die Elektrode 12 in den Zylinder 2 des Motorblocks 1 eingeführt, gelangt
die Abdichtvorrichtung 13 in Berührung mit der
Luftkupplung 15, wie in 2 gezeigt
ist, und es wird Luft als Fluid aus einer Hauptluftkupplung 22 des Luftanschlusses 15 zu
einem Dichtungselement 33 der Abdichtvorrichtung 13 geleitet.
Hierdurch wird das Dichtungselement 33 ausschließlich
in radialer Richtung aufgeweitet und tritt in Berührung
mit der Zylinderinnenfläche 3 des Motorblocks 1,
so dass anschließend die zur Kurbelgehäusefläche 5 gelegene Seite
der Zylinderinnenfläche 3 abgedichtet ist.
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An
die Elektrodenhalterung 20 nach 1 ist eine
Behandlungsflüssigkeitsleitung 23 angeschlossen.
Die Behandlungsflüssigkeitsleitung 23 ist außerdem
mit einer Flüssigkeitszuführpumpe 24 (2) verbunden.
In dem Zustand, in welchem die zu der Kurbelgehäusefläche 5 gelegene
Seite der Zylinderinnenfläche 3 des Motorblocks 1 durch
das Dichtungselement 33 abgedichtet ist, leitet die Flüssigkeitszuführpumpe 24 eine
Behandlungsflüssigkeit (Vorgalvanisierflüssigkeit
oder Galvanisierflüssigkeit) aus einem Reservoir 25 durch
die Behandlungsflüssigkeitsleitung 23 und die
Elektrodenhalterung 20 in die Elektrode 12. Die
in die Elektrode 12 eingeleitete Behandlungsflüssigkeit
wird gemäß 2 in einen Raum 37 eingeleitet,
der begrenzt wird durch eine Außenumfangsfläche
der Elektrode 12 und die Zylinderinnenfläche 3 des
Motorblocks 1, wozu die Flüssigkeit durch einen
Schlitz 26 zwischen einer Unterplatte 34 der Abdichtvorrichtung 13 und
der Elektrode 12 gelangt, so dass anschließend
die Behandlungsflüssigkeit zwischen dem Raum 27 und
dem Reservoir 25 zirkuliert.
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Wie
in den 1 und 2 dargestellt ist, ist die Elektrodenhalterung 20 an
einen Leitungsdraht 28 angeschlossen, der seinerseits mit
einer Stromquelle 30 verbunden ist. Die Stromquelle 30 liefert elektrische
Leistung über den Leitungsdraht 28 und die Elektrodenhalterung 20 an
die Elektrode 12, während die Behandlungsflüssigkeit
den Raum 27 ausfüllt. Die Energie wird derart
zugeleitet, dass die Elektrode 12 zu einem negativen Pol
und der Motorblock 1 zu einem positiven Pol wird, wenn
die Vorgalvanisierung abläuft, so dass die Zylinderinnenfläche 3 des
Motorblocks 1 einer Vorbehandlung für das Galvanisieren
unterzogen wird. Bei dem Galvanisiervorgang arbeitet die Stromquelle
so, dass die Elektrode 12 zu einem positiven Pol und der
Zylinderblock 1 zu einem negativen Pol wird, so dass die
Zylinderinnenfläche 3 galvanisiert wird, um einen
Galvanisierfilm auf der Zylinderinnenfläche 3 zu
bilden. Die Galvanisier-Vorbehandlung und das Galvanisieren selbst werden
mit verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten und Energiezufuhrbedingungen
durchgeführt.
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Obschon 1 nur
einen Luftanschluss 15 zeigt, gibt es Luftanschlüsse 15 entsprechend
der Anzahl von Elektroden 12 an der Werkstückhalterung 14.
Bezugszeichen 31 in 1 bezeichnet
einen Reinigungsverschluss, der dann in Betrieb ist, wenn eine Reinigungsflüssigkeit
in den Zylinder 2 des Motorblocks 1 eingeleitet
wird, um im Anschluss an die Vorgalvanisierung oder die Galvanisierung
der Zylinderinnenfläche 3 des Motorblocks 1 und
nach dem Zurückziehen der Elektrode 12 aus dem
Motorblock 1 eine Reinigung durchzuführen.
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Als
nächstes auf die 2 bis 11 bezugnehmend,
sollen Ausgestaltungen der Abdichtvorrichtung 13 und des
Luftanschlusses 15 erläutert werden.
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Die
Abdichtvorrichtung 13 enthält das Dichtungselement 33,
die Unterplatte 34 und die Dichtungsfassung 35,
und sie dient zum Abdichten der Zylinderinnenfläche 13 in
Berührung mit dieser, während die Behandlungsflüssigkeit
eingeleitet wird in den Bereich an der Zylinderinnenfläche 3 des
Motorblocks 1.
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Wie
aus den 3 bis 5 hervorgeht,
besteht das Dichtungselement 33 aus einem aufweitbaren
(expandierbaren) Werkstoff, beispielsweise handelt es sich um ein
elastisches Bauteil aus beispielsweise Gummi und hat die Form eines
ringförmigen Schwimmkörpers. Ein Innenumfangsbereich
des Dichtungselements 33 ist offen und besitzt einen Öffnungsbereich 49,
und an beiden Seiten in der Nähe des Öffnungsbereichs 49 ist
ein Eingriffsvorsprung 36 ausgebildet. Ein Außenumfangsbereich 33A des Dichtungselements 33 ist
so ausgestaltet, dass er kontaktierbar ist mit der Zylinderinnenfläche 3 des Motorblocks 1.
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Die
Unterplatte 34 ist, wie aus den 3, 6 und 7 hervorgeht,
derart ausgebildet, dass einstückig in der Mitte eines
Scheibenteils 32 eine Verdickung 37 vorhanden
ist. An einem Außenumfang der Verdickung 37 befindet
sich ein Ringglied 39 mit einer Umfangsnut 38.
Die Verdickung 37 ist mit Hauptluftströmungswegen 40C und 40D ausgestattet,
die miteinander kommunizieren. Mehrere, beispielsweise drei Haupt-Luftströmungswege 40D sind in
gleichmäßigen Intervallen in Umfangsrichtung der Unterplatte 34 ausgebildet.
Die Haupt-Luftströmungswege 40D kommunizieren
mit der Umfangsnut 38 des Ringglieds 39 und kommunizieren
außerdem mit Haupt-Luftströmungswegen 40E,
die mit der Umfangsnut 38 strömungsverbunden sind.
Mehrere Haupt-Luftströmungswege 40E, beispielsweise
drei solche Strömungswege, sind in Umfangsrichtung des Ringglieds 39 ausgebildet.
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An
dem Scheibenteil 32 der Unterplatte 34 ist eine
Eingriffsnut 41 ringförmig an einem Grenzbereich
zu der Verdickung 37 ausgebildet. Der Eingriffsvorsprung 36 des
Dichtungselements 33 sitzt in der Eingriffsnut 41.
Darüber hinaus sind an dem Scheibenteil 32 und
der Verdickung 37 ein Befestigungs-Innengewindeteil 42 und
ein Bolzendurchgangsloch 44 zum Einführen eines
Bolzens 43 ausgebildet.
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Wie
aus 3 hervorgeht, ist die Unterplatte 34 derart
strukturiert, dass der Scheibenteil 32 eine seitliche Fläche
(eine Unterseitenfläche 33C in 3)
des Dichtungselements 33 in einem derartigen Zustand haltert,
dass der Öffnungsbereich 49 des Dichtungselements 33 auf
das Ringglied 39 passt und der Eingriffsvorsprung 36 des
Dichtungselements 33 in die Eingriffsnut 41 eingreift.
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In
der Dichtungsfassung 35 ist, wie in den 3, 8 und 9 dargestellt
ist, eine Verdickung 46 integral in der Mitte des Scheibenteils 45 ausgeformt,
wobei die Verdickung 46 mit einem Sitz 47 und
einem Haupt-Luftströmungsweg 408 ausgebildet ist.
Ein Dichtungsflachstück 48 sitzt in dem Sitz 47,
und ein mit einem Haupt-Luftströmungsweg 40B kommunizierender
Haupt-Luftströmungsweg 40A durchsetzt als Bohrung
das Dichtungsflachstück 48. Der Haupt-Luftströmungsweg 408 ist
so ausgebildet, dass er mit einem Haupt-Luftströmungsweg 40C in der
Unterplatte 34 kommuniziert.
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Außerdem
ist der Scheibenteil 45 mit einer Ausnehmung 50 ausgestattet,
in die die Verdickung 37 der Unterplatte 34 an
einer Stelle gegenüber dem Sitz 37 passt, und
es ist eine Eingriffsnut 51 ringförmig außerhalb
der Ausnehmung 50 ausgebildet. Die Verdickung 37 der
Unterplatte 34 und der Eingriffsvorsprung 36 des
Dichtungselements 33 wirken zusammen mit den konzentrischen
Ausnehmungen 50 bzw. 51, die jeweils abgestufte
Form aufweisen und auf der gegenüberliegenden Seite des
Sitzes 47 des Scheibenteils 45 ausgebildet sind.
Ein Bolzen-Gewindeloch 52 zum Einschrauben eines Bolzens 43 durchsetzt
den Scheibenteil 45 und die Verdickung 46.
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Wie
in 3 dargestellt ist, sitzt, wenn
die Verdickung 37 der Unterplatte 34 in der Ausnehmung 50 der
Dichtungsfassung 35 aufgenommen ist, der Öffnungsbereich 49 des
Dichtungselements 33 an dem Ringglied 39 der Unterplatte 34,
und der Eingriffsvorsprung 36 des Dichtungselements 33 sitzt
in der Eingriffsnut 41 der Unterplatte 34. Die
Eingriffsnut 51 der Dichtungsfassung 35, das Dichtungselement 33,
die Unterplatte 34 und die Dichtungsfassung 35 sind
vereint durch Einschrauben des Bolzens 43 in das Bolzen-Gewindeloch 44 der
Un terplatte 34 und das Bolzen-Gewindeloch 52 der
Dichtungsfassung 35, was die Abdichtvorrichtung 13 vervollständigt.
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In
diesem Zustand sind die Unterplatte 34 und die Dichtungsfassung 35 einander
zugewandt angeordnet, wobei der Scheibenteil 32 der Unterplatte 34 eine
Seitenfläche (eine untere Seitenfläche 33C in 3) an einer Seite des Dichtungselements 33 abstützt,
während der Scheibenteil 45 der Dichtungsfassung 35 eine
Seitenfläche (eine obere Seitenfläche 33B)
der anderen Seite des Dichtungselements 33 in einem Oberflächenkontaktzustand
haltert.
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Darüber
hinaus sind das Dichtungselement 33, die Unterplatte 34 und
die Dichtungsfassung 35 in einem solchen Zustand vereint,
dass die Haupt-Luftströmungswege 40A, 40B, 40C, 40D und 40E miteinander
und mit dem Inneren des Dichtungselements 33 kommunizieren.
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Wie
in 2 dargestellt ist, ist die Abdichtvorrichtung 13 an
einem oberen Ende der Elektrode 12 mit Hilfe einer als
Isolierelement fungierenden Abdichtvorrichtungs-Halteplatte 53 installiert.
Die Halteplatte 53 ist nach den 2, 10 und 11 etwa in
Form eines Kreuzes ausgebildet, und sie besitzt einen Außengewindeabschnitt 54 zur
Befestigung in der Mitte der Halteplatte 53. Ein vorderer
Endabschnitt der nahezu kreuzförmig ausgebildeten Abdichtvorrichtungs-Halteplatte 53 ist
an der Elektrode 12 mit Hilfe von Bolzen 55 befestigt.
Der Außengewindeabschnitt 54 der Halteplatte ist
in einen Innengewindeabschnitt 52 in der Unterplatte 34 der
Abdichtvorrichtung 13 eingeschraubt. Die Abdichtvorrichtung 13,
bestehend aus dem Abdichtungselement 33, der Unterplatte 34 und
der Dichtungsfassung 35, die einstückig zusammengefügt
sind, ist an der Abdichtvorrichtungs-Halteplatte 53 installiert.
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Die
Halteplatte 53 besteht aus nicht-leitendem Harzmaterial
und isoliert die Unterplatte 34 und die Dichtungsfassung 35,
die aus leitendem Metall bestehen, gegenüber der Elektrode 12.
Die Behandlungsflüssigkeit strömt gemäß Pfeil richtung
in 2 zu dem Schlitz 26, wobei sie einen
Ausschnitt der kreuzförmigen Halteplatte 53 passiert.
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Der
in den 1 und 2 dargestellte Luftanschluss 15 enthält
einen Haupt-Luftzuführweg 56 zusätzlich
zu der Haupt-Luftkupplung 22, die oben erläutert
wurde. Die Haupt-Luftkupplung 22 ist an ein Luftzuführventil
und an einen Kompressor, die beide nicht dargestellt sind, über
eine Haupt-Luftzuführleitung 57 angeschlossen.
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Wenn
die Elektrode 12 in den Zylinder 2 des Motorblocks 1 eingeführt
wird, gelangt der Luftanschluss 15 in Berührung
mit dem Dichtungsflachstück 48 der Abdichtvorrichtung 13 an
der Elektrode 12, und der Haupt-Luftzuführweg 56 kommuniziert mit
dem Haupt-Luftströmungsweg 40A des Dichtungsflachstücks 48.
Luft gelangt aus dem Haupt-Luftzuführweg 56 zu
dem Haupt-Luftströmungsweg 40A, wobei eine Luftleckage
durch das Dichtungsflachstück 48 verhindert wird.
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Die
von dem Haupt-Luftzuführweg 56 zu dem Haupt-Luftströmungsweg 40A gelangte
Luft wird durch die Haupt-Luftströmungswege 40B, 40C, 40D und 40E gemäß Darstellung
in 3 in das Dichtungselement 33 eingeleitet.
An dem Dichtungselement 33 ist dessen Oberseite 33B von
der Dichtungsfassung 35 und die Unterseite 33C von
der Unterplatte 34 abgestützt, wodurch das Aufweiten
des Dichtungselements 33 reguliert wird.
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Demgemäß wird
gemäß 3A das
Dichtungselement 44 ausschließlich in einer radialen Richtung
aufgeweitet, wobei der Außenumfangsteil 33A des
Dichtungselements 33 in Berührung mit der Zylinderinnenfläche 3 des
Motorblocks 1 gelangt, um dadurch die zu der Kurbelgehäuseseite 5 gelegene Seite
der Zylinderinnenfläche 3 abzudichten. Folglich kann
verhindert werden, dass die Galvanisier-Vorbehandlungsflüssigkeit
oder die Galvanisierflüssigkeit aus dem Raum 27 (2),
der begrenzt wird durch die Zylinderinnenfläche 3 und die
Außenumfangsfläche der Elektrode 12,
zu der Seite der Kurbelgehäusefläche 5 hin
austritt.
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Wenn
die Luftzufuhr von der Haupt-Luftkupplung 22 zu dem Dichtungselement 33 gesperrt
wird, zieht sich das Dichtungselement 33 in radialer Richtung
zusammen, und sein Außenumfangsbereich 33A trennt
sich von der Zylinderinnenfläche 3, wie in 3B zu
sehen ist.
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Eine
Einrichtung zum Bestätigen oder Rückmelden der
Ausdehnung oder Kontraktion des Dichtungselements 33 ist
für die Abdichtvorrichtung 13 und den Luftanschluss 15 vorgesehen.
Die Bestätigungseinrichtung setzt sich zusammen aus einer
Neben-Luftkupplung 58 und einem Neben-Luftzuführweg 59 auf
der Seite des Luftanschlusses 15, und einem Neben-Luftströmungsweg
auf der Seite der Abdichtvorrichtung 13, außerdem
aus einem Luftdruckfühler 61 und einer Steuerschaltung 62.
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Mehrere
Nebenluftkupplungen 58, beispielsweise drei solcher Nebenluftkupplungen 58,
sind an dem Luftanschluss 15 ausgebildet. Mehrere, beispielsweise
drei Nebenzuführwege 59 sind an dem Luftanschluss 15 entsprechend
den Nebenluftkupplungen 58 ausgebildet, und jeder von drei
Neben-Luftzuführwegen 59 kommuniziert mit den
Luftkupplungen 58.
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Der
Neben-Luftströmungsweg 60 ist an der Dichtungsfassung 35 der
Abdichtvorrichtung 13 ausgebildet. wie in den 8 und 9 zu
sehen ist, sind mehrere, beispielsweise drei konzentrische Ringnuten 63 an
einer Oberseite der Verdickung 46 der Dichtungsfassung 35 entsprechend
der Anzahl der Neben-Luftzuführwege 59 ausgebildet,
wobei jede der konzentrischen Ringnuten 53 mit jedem der Neben-Luftzuführwege 59 kommuniziert.
Mehrere (beispielsweise drei) der Neben-Luftströmungswege 60 sind
radial in gleichmäßigen Intervallen entsprechend
der Anzahl der Ringnuten 63 ausgebildet. Jeder der Neben-Luftströmungswege 60 kommuniziert mit
jeder der Ringnuten 63 und ist mit einem Abblasloch 64 am
Außenumfangs-Endbereich der Dichtungsfassung 35 ausgestattet.
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Das
Abblasloch 64 ist derart gelegen, dass es von dem Dichtungselement 33 in
dessen aufgeweitetem Zustand verschlossen wird, während
es im zusammengezogenen Zustand des Dichtungselements 33 offen
ist, wie aus 3 hervorgeht.
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Die
als Fluid über die an dem Luftanschluss 15 nach 2 befindliche
Nebenluftkupplung 58 eingeleitete Luft gelangt durch den
Neben-Luftzuführweg 59 und wird über
das Abblasloch 64 und die Ringnut 53 sowie den
Neben-Luftströmungsweg 60 in der Abdichtvorrichtung 13 (3) ausgeblasen. Luft wird dann über
das Abblasloch 64 ausgeblasen, wenn das Loch geöffnet
ist, also nicht von dem Dichtungselement 33 in dessen zusammengezogenem Zustand
verschlossen wird, wie in 3B gezeigt
ist. Zu dieser Zeit ist der Luftdruck in dem Neben-Luftströmungsweg 60,
dem Neben-Luftzuführweg 59 und der Nebenluftkupplung 58 vermindert.
Während der Zeit der Ausdehnung des Dichtungselements 33 hingegen
wird gemäß 3A keine
Luft aus dem Abblasloch 64 geblasen, weil dieses von dem
Dichtungselement 33 verschlossen wird, so dass in dem Neben-Luftströmungsweg 60,
dem Neben-Luftzuführweg 59 und der Nebenluftkupplung 58 der
Luftdruck erhöht ist.
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Die
in 2 dargestellten Luftdruckfühler 61 befinden
sich an den Neben-Luftzuführleitungen 65, beispielsweise
den drei Leitungen 65, um die Luft in die Nebenluftkupplungen 58 einzuleiten.
Die Luftdruckfühler 61 erfassen jeweils den Luftdruck
in dem Neben-Luftströmungsweg 60. Anhand der gemessenen
oder erfassten Druckluftwerte lässt sich der Zustand der
Ausweitung oder der Kontraktion des Dichtungselements 33 der
Abdichtvorrichtung 13 ermitteln. Insbesondere lässt
sich bestätigen, dass das Dichtungselement 33 ausgedehnt
ist und in Berührung mit der Zylinderinnenfläche 3 des
Motorblocks 1 steht, wobei es eine Abdichtung bezüglich
der Zylinderinnenfläche 3 bildet, oder es wird
be stätigt, dass das Dichtungselement 33 zusammengezogen
ist und nicht in Berührung mit der Zylinderinnenfläche 3 des Motorblocks 1 steht,
so dass die Zylinderinnenfläche 3 nicht abgedichtet
ist.
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Im
folgenden wird ein detailliertes Beispiel für die Bestätigung
des Abdichtzustands anhand des Luftdrucks erläutert. Wenn
beispielsweise Luft mit einem Druck von 0,10 MPa aus der Nebenluftkupplung 58 in
den Neben-Luftströmungsweg 60 eingeleitet wird,
so beträgt der Luftdruck in dem Neben-Luftströmungsweg 60 dann
0,09 bis 0,10 MPa im ausgedehnten Zustand des Dichtungselements 33.
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Obschon
sich möglicherweise der Luftdruck in dem Neben-Luftströmungsweg 60 absenkt
aufgrund einer Fehlfunktion oder einer Beeinträchtigung des
Dichtungselements 33, so lässt sich dennoch bei einem
Luftdruck im Bereich von 0,06 bis 0,10 MPa bestätigen,
dass das Dichtungselement 33 aufgeweitet ist und in Berührung
mit der Zylinderinnenfläche des Motorblocks 1 steht,
so dass die Zylinderinnenfläche 3 von dem Dichtungselement 33 abgedichtet ist.
Wenn hingegen der Luftdruck in dem Neben-Luftströmungsweg 60 einen
Wert von 0,05 MPa oder weniger aufweist, bestätigt dies,
dass das Dichtungselement 33 zusammengezogen ist und nicht
in Berührung mit der Zylinderinnenfläche 3 des
Motorblocks 1 steht, so dass die Zylinderinnenfläche
von dem Dichtungselement 33 nicht abgedichtet wird, was
ein mögliches Leck für die Flüssigkeit
bedeutet.
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Die
abdichtende Anlage an der Zylinderinnenfläche 3 des
Motorblocks 1 durch Ausweiten und Zusammenziehen des Dichtungselements 33 wird deshalb
in sämtlichen Zuständen des Dichtungselements 33 bestätigt,
weil mehrere Neben-Luftströmungswege 60 in gleichmäßigen
Abständen in Umfangsrichtung der Dichtungsfassung 35 (das
heißt des Dichtungselements 33) ausgebildet sind,
beispielsweise drei Neben-Luftströmungswege 60 in gleichmäßigen
Ab ständen von 120 Grad in Umfangsrichtung des Dichtungselements 33 gebildet
sind.
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Der
aufgeweitete bzw. zusammengezogene Zustand des Dichtungselements 33 lässt
sich also nachweisen, und damit lässt sich auch die dichtende Anlage
an der Zylinderinnenfläche 3 im Fall einer Beeinträchtigung,
eines Brechens oder eines Reißens in einem Bereich des
Dichtungselements 33 in Umfangsrichtung bestätigen,
da das Dichtungselement 33 sich normalerweise in jedem
Bereich ausweitet, ausgenommen in einem Schadensbereich, wo sich das
Dichtungselement unzureichend ausdehnt, beispielsweise in Folge
einer Rissbildung, so dass dieser Bereich nicht in Berührung
mit der Zylinderinnenfläche 3 des Motorblocks 1 gelangt.
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Die
Steuerschaltung 62 nach 2 nimmt Messwerte
von dem Luftdruckfühler 61 auf und steuert den
Betrieb der Flüssigkeitszuführpumpe 24 und der
Stromversorgung 30. Insbesondere bestimmt die Steuerschaltung 62,
dass sich, wenn ein Nachweiswert von dem Luftdruckfühler 61 höher
als ein vorbestimmter Wert ist, das Dichtungselement 33 der
Abdichtvorrichtung 13 ausweitet und zusammenzieht und die
Zylinderinnenfläche 3 des Motorblocks 1 ausreichend
abgedichtet ist. Dabei startet die Steuerschaltung 32 die
Flüssigkeitszuführpumpe 64 zum Zuführen
von Behandlungsflüssigkeit zu dem Raum 27, der
begrenzt wird von der Zylinderinnenfläche 3 und
der Außenumfangsfläche der Elektrode 12,
um anschließend die Stromversorgung 30 zu veranlassen,
elektrische Leistung an die Elektrode 12 zu liefern, um
die Zylinderinnenfläche 3 einer Vorgalvansierung
oder einer Galvanisierung zu unterziehen.
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Wenn
der detektierte Wert von dem Luftdruckfühler 61 einem
vorbestimmten Wert entspricht oder darunter liegt, stellt die Steuerschaltung 62 fest, dass
das Dichtungselement 33 der Abdichtvorrichtung 13 sich
nicht richtig aufweitet oder sich sogar zusammenzieht und nicht
in Berührung mit der Zylinderinnenfläche 3 tritt,
so dass keine Abdichtung bezüglich dieser Zylinderinnenfläche 3 zustande
kommt. In diesem Fall treibt die Steuerschaltung 62 die
Flüssigkeitszuführpumpe 24 oder die Stromversorgung 30 nicht,
bzw. sie hält den Betrieb der Flüssigkeitszuführpumpe 24 und
der Stromversorgung 30 an.
-
Mit
der vorliegenden Ausführungsform lassen sich die folgenden
Vorteile oder Wirkungen (1) bis (5) erzielen:
- (1)
Da die Oberseite 33B des Dichtungselements 33 der
Abdichtvorrichtung 13 von der Dichtungsfassung 35 abgestützt
wird und die Unterseite 33C von der Unterplatte 34 gehalten
wird, wird die Expansion des Dichtungselements 33 reguliert von
der Unterplatte 34 und der Dichtungsfassung 35,
während in das Dichtungselement 33 Luft eingeleitet
wird, so dass die Aufweitung ausschließlich in radialer
Richtung stattfindet und dazu führt, dass der Außenumfangsbereich 33A in
Berührung mit der Zylinderinnenfläche 3 des
Motorblocks 1 gelangt. Folglich lässt sich das
mit der Zylinderinnenfläche 3 in Berührung
tretende Dichtungselement 33 exakt positionieren.
Wenn
ein Galvanisierfilm auf die Zylinderinnenfläche 3 des
Motorblocks 1 aufgebracht wird, lässt sich ein
Galvanisierbereich durch die vorliegende Ausführungsform
exakt einstellen, demzufolge der Motorblock 1 mit einem
qualitativ hochstehenden Galvanisierfilm versehen werden kann.
- (2) Der Neben-Luftströmungsweg 60, der mit
einem Ausblasloch 64 zum Ausblasen von Luft versehen ist,
ist an der Dichtungsfassung 35 der Abdichtvorrichtung 13 ausgebildet.
Das Ausblasloch 64 wird von dem Dichtungselement 33 verschlossen,
wenn dieses sich in radialer Richtung ausdehnt, es wird geöffnet,
wenn sich das Dichtungselement 33 zusammenzieht. Der Umstand,
dass das Dichtungselement 33 zusammengezogen ist oder nicht
bzw. an der Zylinderinnenfläche 3 anliegt oder
nicht, lässt sich anhand des Luftdrucks in dem Neben-Luftströmungsweg 60 ermitteln. Nur
dann, wenn das Dichtungselement 33 in Berührung
mit der Zylinderinnenfläche 3 steht und diese
von dem Dich tungselement 33 abgedichtet wird, wird also
Behandlungsflüssigkeit in den von der Zylinderinnenfläche 3 begrenzten
Raum 27 eingeleitet, so dass ein Austreten von Flüssigkeit aus
dem Raum 27 verhindert wird.
Wenn der Berührzustand
zwischen der Zylinderinnenfläche 3 und dem Dichtungselement 33 während
der Zeit unterbrochen wird, zu der die Behandlungsflüssigkeit
in den Raum 27 eingeleitet wird, erfolgt eine Unterbrechung
der Zufuhr von Behandlungsflüssigkeit zu dem Raum 27,
so dass hierdurch ein Austreten der Flüssigkeit aus dem Raum 27 unterbunden
wird.
- (3) An der Dichtungsfassung 35 für die Abdichtvorrichtung 13 sind
entlang einer Umfangsrichtung des Dichtungselements 33 mehrere
Neben-Luftströmungswege 60 mit dem Ausblasloch 64 zum
Bestätigen des Ausdehnens und des Zusammenziehens des Dichtungselements 33 vorgesehen.
Selbst bei einer Verschlechterung, einer Rissbildung oder einem
Bruch in einem Teil des Dichtungselements 33, demzufolge
die Ausdehnung des Dichtungselements 33 unzureichend wird,
lässt sich ein solcher Teilausfall des Dichtungselements 33 sicher
nachweisen, so dass eine defekte Abdichtung der Zylinderinnenfläche 3 zuverlässig
bestätigt werden kann.
- (4) Um das Dichtungselement 33 zum Ausdehnen oder Kontrahieren
zu bringen, wird aus der Haupt-Luftkupplung 22 des Luftanschlusses 15 über
die Haupt-Luftströmungswege 40A, 40B, 40C, 40D und 40E Luft
in das Dichtungselement 33 der Abdichtvorrichtung 13 eingeleitet.
Zur Bestätigung dieser Ausdehnung oder Kontraktion des
Dichtungselements 33 wird in den Neben-Luftströmungsweg 60 mit
dem Ausblasloch 64 aus der Nebenluftkupplung 58 des
Luftanschlusses 15 Luft zugeleitet.
Wenn ein motorbetriebener
Mechanismus mit elektrischen Schaltern und elektrischen Leitungen zum
Ausdehnen bzw. Kontrahieren des Dichtungselements 33 und
zur Bestätigung dieser Vorgänge verwendet wird,
kann es möglicher weise zu einer elektrischen Fehlfunktion
kommen, verursacht durch Einflüsse seitens der Elektrode 12, und
möglicherweise werden die elektrischen Leitungen durch
die stark korrosive Behandlungsflüssigkeit, beispielsweise
Phosphorsäure oder Schwefelsäure, beschädigt,
so dass die Haltbarkeit dieser Teile beeinträchtigt wird.
Das
Ausdehnen und das Zusammenziehen des Dichtungselements 33 und
die Bestätigung dieser Vorgänge erfolgen in der
oben beschriebenen Weise pneumatisch, wodurch ein Versagen wie zum
Beispiel eine elektrische Fehlfunktion und eine Beeinträchtigung
der Haltbarkeit, wie sie oben angesprochen wurden, verhindert werden.
- (5) Da die Abdichtvorrichtung 13 an einem oberen Ende
der Elektrode 12 über eine Abdichtvorrichtungs-Halteplatte 53 als
Isolierelement installiert ist, lassen sich Ausfälle in
Form einer elektrolytischen Korrosion und einem Haftenbleiben von durch
Elektrolyse bedingten Ablagerungen an der metallischen Unterplatte 34 und
der Dichtungsfassung 35 der Abdichtvorrichtung 13 verhindern.
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Außerdem
sei angemerkt, dass die vorliegende Ausführungsform beispielhaft
in Verbindung mit drei Neben-Luftströmungswegen 60 in
der Dichtungsfassung 35 der Abdichtvorrichtung 13 in
Umfangsrichtung erläutert wurde, dass allerdings die Anzahl
der Neben-Luftströmungswege 60 bedarfsweise erhöht
oder vermindert werden kann. Die Neben-Luftströmungswege 60 können
auch an der Unterplatte 34 der Abdichtvorrichtung 13 ausgebildet sein.
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[Zweite Ausführungsform (12)]
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12 ist
eine schematische Ansicht eines Bereichs um eine Elektrode und einen
Luftanschluss in einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Galvanisiervorrichtung. Bei der zweiten Ausführungsform
sind gleiche Bezugszeichen für entsprechende Teile wie
in der ersten Ausführungsform ver wendet, auf eine nochmalige
Beschreibung wird verzichtet, oder es wird nur eine einfache, verkürzte
Beschreibung geliefert.
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Unterschiede
zwischen einer Galvanisiervorrichtung 70 gemäß der
zweiten Ausführungsform gegenüber der Galvanisiervorrichtung 10 bestehen
darin, dass bei der zweiten Ausführungsform zwischen der
Elektrode 12 und der Unterplatte 34 einer Abdichtvorrichtung 74 kein
Schlitz 26 vorhanden ist, dass die Elektrode 12 und
die Unterplatte 34 nahe nebeneinander liegen, und dass
ein Verbindungsloch 72 an der Elektrode 12 ausgebildet
ist.
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Insbesondere
besteht die Unterplatte 34 einer Abdichtvorrichtung 74 aus
einem ähnlichen Metall wie die Dichtungsfassung 35,
und sie ist an der Elektrode 12 über eine Abdichtvorrichtungs-Halteplatte 53 aus
einem Isolierstoff angebracht. Die Unterplatte 34 ist mit
einem Vorsprung 73 ausgestattet, dessen Durchmesser größer
ist als der Außendurchmesser der Elektrode 12,
wobei eine Isolierabdeckung 71 an der Unterseite des Vorsprungs 73 und an
einem äußeren Umfangsbereich des Scheibenteils 32 angebracht
ist.
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Die
Isolierabdeckung 71 besteht aus einem Isolierstoff, beispielsweise
nichtleitendem Harzmaterial. Die Elektrode 12 ist so aufgebaut,
dass ihr oberes Ende in Berührung mit der an der Unterplatte 34 befestigten
Isolierabdeckung 71 gelangt, wobei das Verbindungsloch 72 in
der Nähe der Unterplatte 34 ausgebildet ist. Die
der Elektrode 12 zugeleitete Behandlungsflüssigkeit
strömt in den Raum 27, der die Zylinderinnenfläche 3 des
Motorblocks 1 beinhaltet, über das Verbindungsloch 72,
wie in 12 dargestellt ist, und die
Flüssigkeit wird der Innenumfangsfläche 3 eines
Zylinders zugeleitet. Die Behandlungsflüssigkeit strömt
von dem die Zylinderinnenwand 3 aufweisenden Raum 27 durch
das Verbindungsloch 72 aus dem Raum 27 heraus.
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Dementsprechend
zeigt die vorliegende Ausführungsform die folgenden Wirkungen
(6) und (7) zusätzlich zu den oben angesprochenen Vorteilen (1)
bis (5) in Verbindung mit der ersten Ausführungsform.
- (6) Die Elektrode 12 gelangt in Berührung
mit der Isolierabdeckung 71, die an der Unterplatte 34 der Abdichtvorrichtung 74 angebracht
ist, und insbesondere befindet sich die Elektrode 12 in
der Nähe des Dichtungselements 33 der Abdichtvorrichtung 74.
Folglich wird an dem Ende auf der Seite der Kurbelgehäusefläche 5 eines
Galvanisierbereichs in der Zylinderinnenfläche 3 ein
Galvanisierfilm gleichförmiger Dicke gebildet.
- (7) Wenn die Isolierabdeckung 71 nicht an der Unterplatte 34 der
Abdichtvorrichtung 74 angebracht ist, wird der Vorsprung 73 mit
einem größeren Durchmesser als der Außenbereich
der Elektrode 12 wirksam, und es wird der Abstand zwischen dem
Vorsprung 73 und der Zylinderinnenfläche 3 des
Motorblocks 1 verkürzt. Es konzentrieren sich leicht
Ladungen an dem Vorsprung 73 der Unterplatte 34,
was ein abnormales Wachstum bei dem Galvanisiervorgang bewirkt,
so zum Beispiel einen blumenförmigen Bereich, und es kommt
zu einem exzessiven Ätzabtrag beim elektrischen Ätzen
der Zylinderinnenwand.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform hingegen ist die Isolierabdeckung 71 an
dem Vorsprung 73 der Unterplatte 34 befestigt,
und dementsprechend konzentrieren sich keine Ladungen an dem Vorsprung 73,
so dass die Entstehung des oben angesprochenen blumenförmigen
Ansatzes ebenso verhindert wird wie ein übermäßiges Ätzen.
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Anstelle
der Anbringung der Isolierabdeckung 71 an der Unterplatte 34 der
Abdichtvorrichtung 74 kann die Unterplatte 34 auch
aus einem Isolierstoff, beispielsweise einem nicht leitenden Harz, gebildet
werden, um über die Abdichtvorrichtungs-Halteplatte 53 oder
direkt an der Elektrode 12 angebracht zu werden. In diesem
Fall lassen sich im wesentlichen die gleichen Vorteile erzielen wie
in dem Fall, dass die Isolierabdeckung 71 an der Unterplatte 34 befestigt
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 8-199390 [0003, 0005]
- - JP 8-144082 [0004, 0006]