DE102011011259A1 - Verfahren zur Feinbearbeitung von Laufflächen von Zylinderrohren in einem Zylinderkurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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    • B24B33/00Honing machines or devices; Accessories therefor
    • B24B33/02Honing machines or devices; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution, e.g. of cylindrical or conical shapes

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feinbearbeitung von Laufflächen (5) von Zylinderrohren (2) in einem Zylinderkurbelgehäuse (1) einer Brennkraftmaschine, das eine ebene Anlagefläche (4) für eine Zylinderkopfdichtung und eine Mehrzahl von Innengewindebohrungen (3) für Zylinderkopfschrauben zum Festschrauben eines Zylinderkopfs aufweist, wobei eine mit Durchtrittsöffnungen (8) für ein Feinbearbeitungswerkzeug versehene Platte oder Honbrille (6) auf die Anlagefläche (4) aufgelegt und mit Spannschrauben (7) festgeschraubt wird, um einen durch das Festschrauben des Zylinderkopfs bedingten mechanischen Kaltverzug der Zylinderrohre (2) nachzuahmen. Um auf einfache Weise zu gewährleisten, dass die Zylinderlaufflächen (5) während eines späteren Betriebs der fertigen Brennkraftmaschine in betriebswarmem Zustand einen kreisförmigen oder näherungsweise kreisförmigen Querschnitt besitzen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Spannschrauben (7) mit einer definierten Vorspannkraft angezogen werden, die größer ist als die Vorspannkraft der Zylinderkopfschrauben beim Festschrauben des Zylinderkopfs und/oder dass um die Zylinderrohre (2) herum die Flächenpressung zwischen der Platte oder Honbrille (6) und der Anlagefläche (4) im Vergleich zu der beim Festschrauben des Zylinderkopfs erzeugten Flächenpressung erhöht wird, um neben dem mechanischen Kaltverzug zusätzlich noch einen durch die Erwärmung der Brennkraftmaschine im Betrieb bedingten Warmverzug der Zylinderrohre (2) nachzuahmen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feinbearbeitung von Laufflächen von Zylinderrohren in einem Zylinderkurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei der Montage des Zylinderkopfs auf dem Zylinderkurbelgehäuse werden beim Festziehen der Zylinderkopfschrauben im Bereich der Innengewindebohrungen hohe Spannkräfte in das Zylinderkurbelgehäuse eingeleitet, die zu einem ungleichmäßigen Verzug der Zylinderrohre bzw. der Laufflächen führen. Dieser als Kaltverzug bezeichnete Verzug hat zur Folge, dass sich ein zuvor in unbelastetem oder unverspanntem Zustand im Querschnitt exakt kreisförmiges Zylinderrohr verformt, so dass seine Lauffläche nach der Montage des Zylinderkopfs einen unrunden Querschnitt besitzt. Im Betrieb der Brennkraftmaschine tritt neben dem Kaltverzug noch ein Warmverzug auf, das heißt ein durch die Erwärmung der Brennkraftmaschine bedingter Verzug, der unter anderem durch eine unterschiedliche Wärmedehnung unterschiedlich heißer Bereich des Zylinderkurbelgehäuses und/oder des Zylinderkopfs verursacht wird.
  • Um die durch den Kalt- und Warmverzug bedingte Verformung der Zylinderlaufflächen auszugleichen, kann zwar die Geometrie der Kolbenringe an die Verformung der Laufflächen angepasst und/oder die Anpresskraft der Kolbenringe gegen die Laufflächen verstärkt werden. Beide Maßnahmen sind jedoch nicht ohne Nachteile, da die Anpassung der Geometrie der Kolbenringe höhere Kosten verursacht, während eine Verstärkung der Anpresskräfte zu höheren Reibleistungsverlusten führt.
  • Eine Möglichkeit zur Vermeidung dieser Nachteile ist das so genannte Brillenhonen, bei dem eine als Honbrille bezeichnete, mit Durchtrittsöffnungen für ein Honwerkzeug und mit Schraubenbohrungen versehene Platte so auf die Anlagefläche des Zylinderkurbelgehäuses aufgelegt wird, dass die Durchtrittsöffnungen mit den Zylinderrohren und die Schraubenbohrungen mit den Innengewindebohrungen des Zylinderkurbelgehäuses fluchten. Diese Platte wird dann mit dem Zylinderkurbelgehäuse verspannt, um einen Zustand nachzuahmen oder zu simulieren, der dem späteren Verspannungszustand nach der Montage des Zylinderkopfs weitestgehend entspricht und damit auch denselben Kaltverzug verursacht. In diesem Zustand werden die Zylinderlaufflächen mit einem kreisförmigen Querschnitt gehont. Infolge der Verspannung des Zylinderkurbelgehäuses mit der Platte oder Honbrille während des Honens weisen die Laufflächen nach dem Abnehmen der Platte oder Honbrille einen unrunden Querschnitt auf, der sich jedoch nach der anschließenden Montage des Zylinderkopfs wieder einem nahezu kreisförmigen Querschnitt annähert. Ein solches Verfahren der eingangs genannten Art ist in der DE 28 10 322 A1 offenbart, wo zum Verspannen der Platte oder Honbrille mit dem Zylinderkurbelgehäuses Spannschrauben verwendet werden, die an Stelle von Zylinderkopfschrauben durch die Schraubenbohrungen der Platte oder Honbrille in die Innengewindebohrungen des Zylinderkurbelgehäuses eingeschraubt und mit einem Schrauber festgezogen werden. Dabei wird die Vorspannkraft der Spannschrauben so bemessen, dass das Zylinderkurbelgehäuse mit einer vorherbestimmten Spannkraft gegen die Platte oder Honbrille gezogen wird. Die Spannkraft wird dabei so bemessen, dass sie der Spannkraft zwischen dem Zylinderkurbelgehäuse und dem Zylinderkopf bei der späteren Montage der Brennkraftmaschine entspricht.
  • Durch die beschriebene Vorgehensweise wird allerdings lediglich der Kaltverzug nachgeahmt oder simuliert, das heißt die durch die Montage des Zylinderkopfs auf dem Zylinderkurbelgehäuse hervorgerufene mechanische Verformung der Zylinderlaufflächen, nicht jedoch der Warmverzug, das heißt die im späteren Betrieb der Brennkraftmaschine auftretende zusätzliche thermische Verformung der Zylinderlaufflächen. Dies bedeutet jedoch, dass die Zylinderlaufflächen keinen kreisförmigen oder näherungsweise kreisförmigen Querschnitt mehr besitzen, wenn sich die Brennkraftmaschine nach ihrer Fertigstellung im Betrieb befindet und ihre übliche Betriebstemperatur erreicht hat.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass mit Hilfe der Platte oder Honbrille auf einfache Weise und ohne großen Aufwand nicht nur der Kaltverzug sondern auch der Warmverzug simuliert oder nachgeahmt werden kann, so dass die Zylinderlaufflächen während eines späteren Betriebs der fertigen Brennkraftmaschine in betriebswarmem Zustand einen kreisförmigen oder näherungsweise kreisförmigen Querschnitt besitzen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die zur Anpressung der Platte oder Honbrille dienenden Spannschrauben mit einer definierten Vorspannkraft angezogen werden, die um ein vorbestimmtes Maß größer ist als die Vorspannkraft der Zylinderkopfschrauben beim Festschrauben des Zylinderkopfs. Alternativ oder zusätzlich kann diese Wirkung mindestens teilweise auch dadurch erzielt werden, dass um die Zylinderrohre herum die Flächenpressung zwischen der Platte oder Honbrille und der Anlagefläche im Vergleich zu der beim Festschrauben des Zylinderkopfs erzeugten Flächenpressung erhöht wird. Durch beide Maßnahmen kann neben dem mechanischen Kaltverzug zusätzlich noch ein durch die Erwärmung der Brennkraftmaschine im Betrieb bedingter Warmverzug der Zylinderrohre nachgeahmt werden.
  • Allgemein wird der Verzug der Zylinderrohre vor allem durch zwei Effekte verursacht, nämlich durch die von der Platte oder Honbrille bzw. vom Zylinderkopf auf die Anlagefläche des Zylinderkurbelgehäuses ausgeübten Flächenpressung sowie durch die von den Spannschrauben bzw. den Zylinderkopfschrauben in das Zylinderkurbelgehäuse eingeleiteten Schraubenkräften, die zu einer Verformung der Innengewinde der Innengewindebohrungen führen.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der im Betrieb der Brennkraftmaschine auftretende Warmverzug in der Regel den Kaltverzug verstärkt, da auch der Warmverzug durch eine höhere Flächenpressung im Bereich der Anlagefläche und/oder durch höhere Schraubenkräfte und damit eine stärkere Verformung der Innengewinde der Innengewindebohrung verursacht wird. Dies bedeutet jedoch, dass zumindest der durch diese Ursachen hervorgerufene Warmverzug durch eine Verstärkung des Kaltverzugs nachgeahmt oder simuliert werden kann.
  • Da numerische Untersuchungen ergeben haben, dass der Warmverzug in der für die Verformung der Zylinderlauffläche kritischen Verzugsordnung, die der Anzahl der um jedes Zylinderrohr herum angeordneten Zylinderkopfschrauben entspricht, das heißt der vierten Verzugsordnung bei vier Zylinderkopfschrauben pro Zylinderrohr, etwa 20 bis 30% größer ist als der Kaltverzug, beträgt das vorbestimmte Maß, um welches die Vorspannkraft der Spannschrauben größer ist als die Vorspannkraft der Zylinderkopfschrauben, zweckmäßig etwa 10 bis 30% und vorzugsweise etwa 20 bis 30%, je nachdem ob zugleich die Flächenpressung zwischen der Platte oder Honbrille und der Anlagefläche um die Zylinderrohre herum erhöht wird, oder nicht. Dies gestattet es, den Warmverzug durch eine stärkere Anpressung der Platte oder Honbrille gegen das Zylinderkurbelgehäuse im Bereich der Zylinderohre relativ genau nachzuahmen oder zu simulieren, so dass der Warmverzug beim anschließenden Brillenhonen zusammen mit dem Kaltverzug ausgeglichen werden kann. Eine stärkere Erhöhung der Vorspannkraft der Spannschrauben bzw. der Schraubenvorspannung ist nicht sinnvoll, da dies zu einer Beschädigung des Innengewindes der Innengewindebohrungen im Zylinderkurbelgehäuse führen kann.
  • Die Erhöhung der Vorspannkraft bzw. der Schraubenvorspannung der Spannschrauben kann auf einfache Weise umgesetzt werden, indem zur Befestigung der Platte oder Honbrille Spannschrauben verwendet werden, deren Streckgrenze bei gleichen Querschnittabmessungen höher als die Streckgrenze der Zylinderkopfschrauben ist. Eine solche höhere Streckgrenze kann dadurch erreicht werden, dass man die Spannschrauben aus einem anderen Material als die Zylinderkopfschrauben herstellt, oder noch einfacher dadurch, dass die Spannschrauben durch eine modifizierte Wärmebehandlung höher vergütet werden als die Zylinderkopfschrauben. Vorzugsweise entspricht das Verhältnis zwischen der Streckgrenze der Spannschrauben und der Streckgrenze der Zylinderkopfschrauben etwa dem Verhältnis zwischen der Vorspannkraft der Spannschrauben und der Vorspannkraft der Zylinderkopfschrauben, so dass beide Schraubensorten ihre Streckgrenze erreichen, wenn sie mit der jeweils eingestellten Vorspannkraft angezogen werden. Um Verwechslungen zu vermeiden, können die Spannschrauben im Vergleich zu den Zylinderkopfschrauben vorteilhaft mindestens ein Unterscheidungsmerkmal aufweisen, zum Beispiel einen anderen Kopfquerschnitt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Spannschrauben in gleicher Weise wie die Zylinderkopfschrauben bis zum Erreichen ihrer Streckgrenze angezogen. Dies hat den Vorteil, dass die Verschraubung der Platte oder Honbrille mit dem Zylinderkurbelgehäuse maschinell überwacht und der Einfluss der Reibung in den Kontaktflächen ausgeschaltet werden kann.
  • An Stelle von Spannschrauben mit einer höheren Streckgrenze können im Falle einer Neukonstruktion einer Brennkraftmaschine auch. Spannschrauben verwendet werden, die aus demselben Material wie die Zylinderkopfschrauben bestehen und bezogen auf den Querschnitt dieselbe Streckgrenze besitzen. In diesem Fall wäre die im Vergleich zu den Spannschrauben geringere Vorspannkraft bzw. Schraubenvorspannung der Zylinderkopfschrauben durch einen reduzierten Schaftquerschnitt realisierbar, zum Beispiel indem man die Schraubenschäfte der Zylinderkopfschrauben abdreht oder dünner rolliert.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • 1 ist eine schematische Oberseitenansicht einer auf einem Zylinderkurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine montierten Honbrille zur Feinbearbeitung von Zylinderohren des Zylinderkurbelgehäuses;
  • 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Honbrille und eines Teils des Zylinderkurbelgehäuses entlang der Linie II-II der 1;
  • die 3a bis 3f zeigen in stark überhöhter Darstellung Innenquerschnitte eines Zylinderrohrs vor, während und nach der Feinbearbeitung durch Brillenhonen ohne Nachahmung eines Warmverzugs;
  • die 4a bis 4f zeigen in stark überhöhter Darstellung Innenquerschnitte eines Zylinderrohrs vor, während und nach der Feinbearbeitung durch Brillenhonen mit Nachahmung des Warmverzugs.
  • Das in 1 und 2 dargestellte Zylinderkurbelgehäuse 1 einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschine weist vier Zylinderrohre 2 und zehn Innengewindebohrungen 3 auf, die ebenso wie die Zylinderrohre 2 an einer ebenen Oberseite des Zylinderkurbelgehäuses 1 münden, die eine Anlagefläche 4 für eine Zylinderkopfdichtung (nicht dargestellt) bildet. Die Innengewindebohrungen 3 dienen zur Aufnahme von Zylinderkopfschrauben (nicht dargestellt), mit denen nach der Fertigstellung des Zylinderkurbelgehäuses 1 ein Zylinderkopf (nicht dargestellt) am Zylinderkurbelgehäuse 1 festgeschraubt wird. Die Innengewindebohrungen 3 sind so angeordnet, dass jedes Zylinderrohr 2 von vier der Bohrungen 3 umgeben ist, die in Bezug zu den Längsmittelachsen der Zylinderrohre 2 in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet sind. Die inneren Begrenzungswände der Zylinderrohre 2 bilden Laufflächen 5, an denen sich ein im Zylinderrohr 2 hin und her beweglicher Kolben (nicht dargestellt) entlang bewegt. Jeder Kolben weist in bekannter Weise mehrere Kolbenringe auf, die gegen die benachbarte Zylinderlauffläche 5 angepresst werden, um einen oberhalb des Kolbens befindlichen Brennraum gegenüber einem unterhalb des Kolbens befindlichen Kurbelraum abzudichten.
  • Um es zu ermöglichen, die Anpresskraft der Kolbenringe gegen die Zylinderlaufflächen 5 und damit die Reibleistungsverluste bei der Kolbenbewegung ohne eine Beeinträchtigung der Abdichtung zu verkleinern, werden die Zylinderrohre 2 nach einer spanabhebenden Grobbearbeitung einer Feinbearbeitung durch Honen unterzogen.
  • Dabei werden die Zylinderrohre 2 zuerst in unbelastetem Zustand vorgehont, so dass die Zylinderlaufflächen 5 einen kreisförmigen Querschnitt mit einem gewünschten Innendurchmesser besitzen, wie in 3a und 4a dargestellt. Wie am besten in 1 und 2 dargestellt, wird anschließend eine Honbrille 6 auf die Anlagefläche 4 aufgelegt und am Zylinderkurbelgehäuse 1 mit Spannschrauben 7 festgeschraubt, die in die Innengewindebohrungen 3 für die Zylinderkopfschrauben eingeschraubt und festgezogen werden, um die Honbrille 6 gegen die Anlagefläche 4 anzupressen.
  • Die Honbrille 6 besteht zum Beispiel aus einer rechteckigen Metallplatte, die mit vier kreisförmigen Durchtrittsöffnungen 8 für ein Honwerkzeug und mit zehn Schraubenbohrungen 9 für die Spannschrauben 7 versehen ist. Die Durchtrittsöffnungen 8 und die Schraubenbohrungen 9 sind so angeordnet, dass nach dem Ausrichten der Honbrille 6 auf der Anlagefläche 4 die Durchtrittsöffnungen 8 mit den Zylinderrohren 2 und die Schraubenbohrungen 9 mit den Innengewindebohrungen 3 des Zylinderkurbelgehäuses 1 fluchten. Die Spannschrauben 7 werden zum Zweck der maschinellen Überwachung der Verschraubung und zum Zweck der Beseitigung des Einflusses der Reibung in den Kontaktflächen bis zur Streckgrenze festgezogen.
  • Wenn die Spannschrauben 7 wie im Stand der Technik üblich mit derselben Vorspannkraft wie später die Zylinderkopfschrauben festgezogen werden, kommt es zu einem Kaltverzug der Zylinderrohre 2, wie in 3b dargestellt. Dieser Kaltverzug entspricht etwa der Verformung der Zylinderrohre 2 nach der Montage der Zylinderkopfdichtung und des Zylinderkopfs sowie nach dem Festziehen der Zylinderkopfschrauben.
  • Anschließend werden die Zylinderlaufflächen 5 mit einem durch die Durchtrittsöffnungen 8 der Honbrille 6 in die Zylinderrohre 2 eingeführten Honwerkzeug (nicht dargestellt) bearbeitet, bis die Zylinderrohre 2 bzw. die Zylinderlaufflächen 5 wieder einen kreisförmigen Innenquerschnitt aufweisen, wie in 3c dargestellt. Wenn danach die Spannschrauben 7 gelöst werden und die Honbrille 6 abgenommen wird, entspannt sich das zuvor verformte Zylinderkurbelgehäuse 1, wodurch der Innenquerschnitt der Zylinderrohre 2 bzw. der Zylinderlaufflächen 5 die in 3d dargestellte Form annimmt. Wenn nach der anschließenden Fertigstellung des Zylinderkurbelgehäuses 1 die Zylinderkopfdichtung auf die Anlagefläche 4 aufgelegt und dann der Zylinderkopf auf die Zylinderkopfdichtung aufgesetzt und mit zehn in die Innengewindebohrungen 3 eingeschraubten Zylinderkopfschrauben am Zylinderkurbelgehäuse 1 befestigt wird, wird der Innenquerschnitt der Zylinderrohre 2 bzw. der Zylinderlaufflächen 5 durch die erneute Verspannung wieder nahezu rund, wie in 3e dargestellt. Dieser nahezu runde Innenquerschnitt bleibt jedoch bei der Erwärmung der Brennkraftmaschine im Betrieb nicht erhalten, da es infolge der Erwärmung zu einem zusätzlichen Warmverzug der Zylinderrohre 2 bzw. der Zylinderlaufflächen 5 kommt, wie in 3f dargestellt. Wegen des unrunden Zustands der Zylinderlaufflächen 5 im betriebswarmen Zustand der Brennkraftmaschine 1 müssen die Kolbenringe trotz der Brillenhonung noch mit einer beträchtlichen Anpresskraft gegen die Laufflächen 5 angepresst werden, um für eine ausreichende Abdichtung zu sorgen.
  • Wie man durch Vergleich der 3b und 3f sehen kann, ähnelt der Warmverzug dem Kaltverzug nach der Montage der Honbrille 6. Daraus kann abgeleitet werden, dass die infolge der Erwärmung im Betrieb der Brennkraftmaschine in die Zylinderrohre 2 eingeleiteten Verformungskräfte eine ähnliche Kraftverteilung aufweisen, wie die Verformungskräfte, die durch das Festziehen der Spannschrauben 7 beim Festschrauben der Honbrille 6 in die Zylinderrohre 2 eingeleitet werden, und diese damit verstärken. Weiter wurde durch numerische Untersuchungen ermittelt, dass die Größe des zusätzlichen Warmverzugs in der in 3 dargestellten kritischen vierten Verzugsordnung etwa 20 bis 30% der Größe des Kaltverzugs in dieser Verzugsordnung entspricht.
  • Um zu erreichen, dass die Zylinderrohre 2 nach der Fertigstellung der Brennkraftmaschine den kreisrunden Innenquerschnitt nicht im kalten Zustand aufweisen, wie in 3e dargestellt, sondern in betriebswarmem Zustand, werden erfindungsgemäß bei der Montage der Honbrille 6 die Spannschrauben 7 mit einer Vorspannkraft angezogen, die um 20 bis 30% höher ist als die Vorspannkraft der Zylinderkopfschrauben bei der Montage des Zylinderkopfs, nachdem die Zylinderrohre 2 zuvor zur Erzielung eines kreisrunden Innenquerschnitts in unbelastetem Zustand vorgehont worden sind, wie in 4a dargestellt. Durch die höhere Vorspannkraft kommt es zu einem stärkeren mechanischen Kaltverzug der Zylinderrohre 2 bzw. der Zylinderlaufflächen 5, wie in 4b dargestellt bzw. durch Vergleich mit 3b ersichtlich ist. Der in 4b dargestellte Verzug entspricht in etwa der Summe aus dem Kaltverzug infolge der Montage des Zylinderkopfs und dem Warmverzug infolge der Erwärmung der Brennkraftmaschine im Betrieb.
  • Um die Spannschrauben 7 auch in diesem Fall bis zur Streckgrenze festziehen zu können, werden im Vergleich zum Stand der Technik stärker vergütete Spannschrauben 7 verwendet, deren Streckgrenze bei gleichen Abmessungen entsprechend der höheren Vorspannkraft um 20 bis 30% höher als die Streckgrenze der Zylinderkopfschrauben ist.
  • Anschließend werden die Zylinderlaufflächen 5 mit einem durch die Durchtrittsöffnungen 8 der Honbrille 6 in die Zylinderrohre 2 eingeführten Honwerkzeug (nicht dargestellt) bearbeitet, bis die Zylinderrohre 2 wieder einen kreisförmigen Innenquerschnitt aufweisen, wie in 4c dargestellt. Wenn danach die Spannschrauben 7 gelöst werden und die Honbrille 6 abgenommen wird, entspannt sich das zuvor verformte Zylinderkurbelgehäuse 1, wodurch der Innenquerschnitt der Zylinderrohre 2 bzw. der Zylinderlaufflächen 5 die in 4d dargestellte Form annimmt, die im Vergleich zu der Form in 3d stärker verformt ist. Nachdem die Zylinderkopfdichtung auf die Anlagefläche 4 aufgelegt und dann der Zylinderkopf auf die Zylinderkopfdichtung aufgesetzt und durch Festziehen der Zylinderkopfschrauben in den Innengewindebohrungen 3 am Zylinderkurbelgehäuse 1 befestigt worden ist, wird dadurch der Innenquerschnitt der Zylinderrohre 2 bzw. der Zylinderlaufflächen 5 eine von der kreisrunden Form abweichende Form aufweisen, wie in 4e dargestellt. Im Zuge einer Erwärmung der Brennkraftmaschine wird dieser unrunde Innenquerschnitt allerdings dann mehr und mehr eine kreisförmige Gestalt annehmen, die er bei der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine zumindest annähernd erreichen wird, wie in 4f dargestellt.
  • Damit kann im betriebswarmen Zustand der Brennkraftmaschine ohne eine Anpassung der Geometrie der Kolbenringe bereits mit einer geringen Anpassung der Kolbenringe gegen die Zylinderlaufflächen 5 für eine ausreichende Abdichtung zwischen dem Brennraum und dem Kurbelraum gesorgt werden. In kaltem Zustand der Brennkraftmaschine ist zwar der Innenquerschnitt der Zylinderrohre 2 nicht optimal, wie in 4e dargestellt, jedoch hat dies wegen der geringen Last bei kalter Brennkraftmaschine und einer geringen Verweildauer in diesem Betriebspunkt keine spürbaren negativen Auswirkungen auf den Betrieb der Brennkraftmaschine.
  • Statt einer Erhöhung der Vorspannkraft und der Streckgrenze der Spannschrauben 7 um 20 bis 30% ist auch eine geringere Erhöhung der Vorspannkraft und der Streckgrenze der Spannschrauben 7 um etwa 10 bis 20% ausreichend, wenn die Honbrille 6 auf ihrer der Anlagefläche 4 zugewandten Unterseite um die Zylinderrohre 2 herum mit flachen überstehenden Erhebungen 10 (nur in 1 dargestellt) versehen wird, so dass die Honbrille 6 beim Festziehen der Spannschrauben 7 um die Zylinderrohre 2 herum verstärkt gegen die Anlagefläche 4 angepresst wird. Auf diese Weise können um die Zylinderrohre 2 herum die Flächenpressungen zwischen der Honbrille 6 und der Anlagefläche 4 im Vergleich zu den Flächenpressungen an denselben Stellen zwischen der Zylinderkopfdichtung und der Anlagefläche 4 nach der Montage des Zylinderkopfs vergrößert werden. Dadurch wird in Verbindung mit der geringeren Erhöhung der Vorspannkraft eine ähnliche Wirkung erzielt, wie zuvor unter Bezugnahme auf die 4a bis 4e beschrieben worden ist, da eine erhöhte Flächenpressung um die Zylinderrohre 2 herum zu einem stärkeren Verzug derselben führt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Zylinderkurbelgehäuse
    2
    Zylinderrohre
    3
    Innengewindebohrungen
    4
    Anlagefläche für Zylinderkopfdichtung
    5
    Zylinderlaufflächen
    6
    Honbrille
    7
    Spannschrauben
    8
    Durchtrittsöffnungen
    9
    Schraubenbohrungen
    10
    ringförmige Erhebungen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2810322 A1 [0004]

Claims (11)

  1. Verfahren zur Feinbearbeitung von Laufflächen von Zylinderrohren in einem Zylinderkurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, das eine ebene Anlagefläche für eine Zylinderkopfdichtung und eine Mehrzahl von Innengewindebohrungen für Zylinderkopfschrauben zum Festschrauben eines Zylinderkopfs aufweist, wobei eine mit Durchtrittsöffnungen für ein Feinbearbeitungswerkzeug versehene Platte oder Honbrille auf die Anlagefläche aufgelegt und mit Spannschrauben festgeschraubt wird, um einen durch das Festschrauben des Zylinderkopfs bedingten mechanischen Kaltverzug der Zylinderrohre nachzuahmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschrauben (7) mit einer definierten Vorspannkraft angezogen werden, die größer ist als die Vorspannkraft der Zylinderkopfschrauben beim Festschrauben des Zylinderkopfs und/oder dass um die Zylinderrohre (2) herum die Flächenpressung zwischen der Platte oder Honbrille (6) und der Anlagefläche (4) im Vergleich zu der beim Festschrauben des Zylinderkopfs erzeugten Flächenpressung erhöht wird, um neben dem mechanischen Kaltverzug zusätzlich noch einen durch die Erwärmung der Brennkraftmaschine im Betrieb bedingten Warmverzug der Zylinderrohre (2) nachzuahmen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschrauben (7) mit einer definierten Vorspannkraft angezogen werden, die um 10 bis 30% größer ist als die Vorspannkraft der Zylinderkopfschrauben beim Festschrauben des Zylinderkopfs.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschrauben (2) mit einer definierten Vorspannkraft angezogen werden, die um 20 bis 30% größer ist als die Vorspannkraft der Zylinderkopfschrauben beim Festschrauben des Zylinderkopfs.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschrauben (7) bis zum Erreichen der Streckgrenze angezogen werden.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannkraft beim Anziehen der Spannschrauben (7) überwacht und das Anziehen der Spannschrauben (7) beim Erreichen der Streckgrenze abgebrochen wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spannschrauben (7) verwendet werden, deren Streckgrenze bei gleichen Querschnittabmessungen höher als die Streckgrenze der Zylinderkopfschrauben ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Streckgrenze der Spannschrauben (7) zur Streckgrenze der Zylinderkopfschrauben etwa dem Verhältnis der Vorspannkraft der Spannschrauben (7) zur Vorspannkraft der Zylinderkopfschrauben entspricht.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Spannschrauben (7) verwendet werden, welche dieselbe Streckgrenze wie die Zylinderkopfschrauben aber kleinere Schaftquerschnitte aufweisen.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die höhere Flächenpressung zwischen der Platte oder Honbrille (6) und der Anlagefläche (4) im Bereich der Zylinderrohre (2) durch wulstartige Erhebungen (10) auf der zur Anlagefläche (4) benachbarten Seite der Platte oder Honbrille (6) erzeugt wird, die sich um die Durchtrittsöffnungen (8) herum erstrecken.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderrohre (2) vor dem Auflegen und Festschrauben der Platte oder Honbrille (6) in unbelastetem Zustand mit einem kreisförmigen Querschnitt vorgehont werden.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderrohre (2) nach dem Auflegen und Festschrauben der Platte oder Honbrille (6) in verspanntem Zustand mit einem kreisförmigen Querschnitt gehont werden.
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