DE102012023369B4 - Method for producing an internal combustion engine - Google Patents

Method for producing an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102012023369B4
DE102012023369B4 DE102012023369.8A DE102012023369A DE102012023369B4 DE 102012023369 B4 DE102012023369 B4 DE 102012023369B4 DE 102012023369 A DE102012023369 A DE 102012023369A DE 102012023369 B4 DE102012023369 B4 DE 102012023369B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cylinder
cylinder liner
outer contour
contour surface
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102012023369.8A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102012023369A1 (en
Inventor
Johann Schlamp
Andreas Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102012023369.8A priority Critical patent/DE102012023369B4/en
Publication of DE102012023369A1 publication Critical patent/DE102012023369A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102012023369B4 publication Critical patent/DE102012023369B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/3568—Modifying rugosity
    • B23K26/3584—Increasing rugosity, e.g. roughening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/003—Pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/006—Vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Brennkraftmaschine mit einer Zylinderlaufbuchse (1), wobei ein Befestigen der Zylinderlaufbuchse (1) in einem Zylinder der Brennkraftmaschine mittels Einpressen, thermischem Fügen oder Einschrumpfen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenkonturfläche (2) der Zylinderlaufbuchse (1) wenigstens bereichsweise gezielt aufgeraut wird und nach einer Montage der Zylinderlaufbuchse (1) in der Brennkraftmaschine zumindest bereichsweise an einer Innenwand des Zylinders anliegt.A method for producing an internal combustion engine with a cylinder liner (1), wherein a fastening of the cylinder liner (1) is provided in a cylinder of the internal combustion engine by press fitting, thermal joining or shrinking, characterized in that an outer contour surface (2) of the cylinder liner (1) at least selectively roughened areas and after an assembly of the cylinder liner (1) in the internal combustion engine at least partially applied to an inner wall of the cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1.

Eine bekannte Brennkraftmaschine weist wenigstens einen Zylinder auf, in welchem ein Kolben verlagerbar angeordnet ist. Die Verlagerung des Kolbens ist dabei beispielsweise entlang einer Längsmittelachse des Zylinders vorgesehen. Der Zylinder liegt insbesondere als Ausnehmung in einem Motorblock beziehungsweise Zylinderkurbelgehäuse vor. Dieser besteht bevorzugt aus Aluminiumguss oder Eisenguss. Um ein schnelles Verschleißen des Motorblocks beziehungsweise des Zylinderkurbelgehäuses zu vermeiden, ist es üblicherweise vorgesehen, dass der Kolben nicht unmittelbar mit einer Innenwand des Zylinders in Berührkontakt beziehungsweise Gleitkontakt steht. Vielmehr ist in den Zylinder die Zylinderlaufbuchse eingesetzt, welche eine Lauffläche für den Kolben aufweist. Die Zylinderlaufbuchse besteht beispielsweise aus Gusseisen, insbesondere aus Grauguss, oder einer Aluminiumlegierung. Alternativ kann jedoch auch Stahl eingesetzt werden. Um gute Laufeigenschaften des Kolbens in dem Zylinder beziehungsweise in der Zylinderlaufbuchse zu gewährleisten, wird die Lauffläche, welche von einer Innenfläche der Zylinderlaufbuchse gebildet ist, beispielsweise spanend nachbearbeitet, um die gewünschte geometrische Form und/oder eine gewünschte Oberflächenrauigkeit mit hoher Genauigkeit einzustellen.A known internal combustion engine has at least one cylinder, in which a piston is arranged displaceably. The displacement of the piston is provided for example along a longitudinal central axis of the cylinder. The cylinder is present in particular as a recess in an engine block or cylinder crankcase. This is preferably made of cast aluminum or cast iron. In order to avoid a rapid wear of the engine block or the cylinder crankcase, it is usually provided that the piston is not directly in contact contact or sliding contact with an inner wall of the cylinder. Rather, the cylinder liner is used in the cylinder, which has a running surface for the piston. The cylinder liner consists for example of cast iron, in particular cast iron, or an aluminum alloy. Alternatively, however, steel can be used. In order to ensure good running properties of the piston in the cylinder or in the cylinder liner, the running surface, which is formed by an inner surface of the cylinder liner, for example, machined, to adjust the desired geometric shape and / or a desired surface roughness with high accuracy.

Damit die Zylinderlaufbuchse in allen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine die auftretenden statischen und dynamischen Kräfte aufnehmen kann, ist eine entsprechende Passung zwischen der Zylinderlaufbuchse und der Innenwand des Zylinders, dem sogenannten Liner, notwendig. Beispielsweise wird die Zylinderlaufbuchse in den Zylinder eingepresst, wobei die Außenkonturfläche der Zylinderlaufbuchse beziehungsweise ihre Außenkonturfläche wenigstens bereichsweise ein Übermaß bezüglich dem Zylinder beziehungsweise dessen Innenwand aufweist. Mithin liegt eine Presspassung zwischen dem Zylinder und der Zylinderlaufbuchse vor, sodass diese, insbesondere in axialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse des Zylinders, sicher in der Brennkraftmaschine gehalten ist. Alternativ kann – mit demselben Ergebnis – eine Befestigung mittels thermischem Fügen oder Einschrumpfen vorgesehen sein.Thus, the cylinder liner can absorb the static and dynamic forces occurring in all operating points of the internal combustion engine, a corresponding fit between the cylinder liner and the inner wall of the cylinder, the so-called liner, is necessary. For example, the cylinder liner is pressed into the cylinder, wherein the outer contour surface of the cylinder liner or its outer contour surface at least partially has an excess with respect to the cylinder or its inner wall. Thus, there is an interference fit between the cylinder and the cylinder liner so that it is held securely in the internal combustion engine, in particular in the axial direction with respect to the longitudinal central axis of the cylinder. Alternatively - with the same result - an attachment by means of thermal joining or shrinking may be provided.

Aus dem Stand der Technik sind die Druckschriften DE 20 2004 003 675 U1 , CH 321 258 A sowie DE 10 2007 023 418 A1 bekannt. Die erstgenannte Druckschrift zeigt eine Zylinderlaufbuchse, deren Mantelfläche zur Verbesserung der Anbindung beim Umgießen durch den Werkstoff des Kurbelgehäuses ganz oder teilweise durch Rauen nachbehandelt ist, wobei sie ein Rillenprofil mit umlaufenden scharfkantigen Stegen aufweist, deren Rautiefe zwischen 0,10 und 0,75 mm beträgt. Die Druckschrift CH 321 258 A betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinders für Brennkraftmaschinen sowie einen durch dieses Verfahren hergestellten Zylinder, während die Druckschrift DE 10 2007 023 418 A1 ein Verfahren zum Aufrauen von Oberflächen für die spätere Aufbringung von Spritzschichten beschreibt, wobei in die Oberfläche mittels gepulster Laserstrahlen mit Neigungswinkeln im Bereich von 20° bis 80° schräg verlaufende Formtaschen eingebracht werden, die so dimensioniert sind, dass mindestens eine der Kanten der Formtaschen einen Hinterschnitt in Bezug zur Metalloberfläche bildet.From the prior art, the publications DE 20 2004 003 675 U1 . CH 321 258 A such as DE 10 2007 023 418 A1 known. The former document shows a cylinder liner whose outer surface is partially or completely treated by roughing to improve the connection during casting through the material of the crankcase, wherein it has a groove profile with circumferential sharp-edged webs whose roughness is between 0.10 and 0.75 mm , The publication CH 321 258 A relates to a method for producing a cylinder for internal combustion engines and a cylinder produced by this method, while the document DE 10 2007 023 418 A1 describes a method for roughening surfaces for the subsequent application of sprayed layers, wherein in the surface by means of pulsed laser beams with angles of inclination in the range of 20 ° to 80 ° inclined forming pockets are introduced, which are dimensioned so that at least one of the edges of the form pockets a Undercut forms in relation to the metal surface.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbuchse einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, mit welchem kostengünstig und großserientauglich die Befestigung der Zylinderlaufbuchse in dem Zylinder verbessert werden kann.It is an object of the invention to propose a method for producing a cylinder liner of an internal combustion engine, with which the attachment of the cylinder liner can be improved in the cylinder cost and mass production.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass eine Außenkonturfläche der Zylinderlaufbuchse wenigstens bereichsweise, insbesondere vollständig, gezielt aufgeraut wird und nach einer Montage der Zylinderlaufbuchse in der Brennkraftmaschine zumindest bereichsweise an einer Innenwand des Zylinders anliegt. Neben dem durch die entsprechende Passung vorliegenden Anpressdruck kann die Haftung zwischen der Zylinderlaufbuchse und der Innenwand des Zylinders durch entsprechende Wahl des Reibungskoeffizienten zwischen den beiden Elementen erreicht werden. Derzeit ist es üblich, dass die Außenkonturfläche der Zylinderlaufbuchse geschliffen wird, sodass beispielsweise eine gemittelte Rautiefe Rz von etwa 1 μm bis maximal etwa 5 μm vorliegt. Bedingt durch diese geringe Rautiefe ist jedoch auch der Reibungskoeffizient zwischen der Zylinderlaufbuchse und der Innenwand des Zylinders gering.This is achieved according to the invention by a method having the features of claim 1. It is provided that an outer contour surface of the cylinder liner is at least partially, in particular completely roughened targeted and rests after assembly of the cylinder liner in the internal combustion engine at least partially against an inner wall of the cylinder. In addition to the existing by the corresponding fit contact pressure, the adhesion between the cylinder liner and the inner wall of the cylinder can be achieved by appropriate selection of the coefficient of friction between the two elements. It is currently customary for the outer contour surface of the cylinder liner to be ground, so that, for example, there is an average roughness depth R z of approximately 1 μm to a maximum of approximately 5 μm. Due to this small roughness but also the coefficient of friction between the cylinder liner and the inner wall of the cylinder is low.

Entsprechend soll die Außenkonturfläche der Zylinderlaufbuchse, mit welcher sie nach der Montage in der Brennkraftmaschine zumindest bereichsweise an der Innenwand des Zylinders anliegt, aufgeraut werden. Das Aufrauen kann beispielsweise durch mechanisches beziehungsweise spanabtragendes Bearbeiten erfolgen. Dies ist jedoch arbeitsaufwendig, zudem wird Material von der Außenkonturfläche abgetragen, sodass die Zylinderlaufbuchse mit einem großen Übermaß ausgebildet werden muss, um auch nach dem spanabtragenden Bearbeiten den gewünschten Anpressdruck zwischen Zylinderlaufbuchse und Innenwand des Zylinders zu erzielen. Entsprechend ist auch ein hoher Materialaufwand notwendig.Accordingly, the outer contour surface of the cylinder liner, with which it rests at least partially on the inner wall of the cylinder after assembly in the internal combustion engine, should be roughened. The roughening can be done, for example, by mechanical or chip removal machining. However, this is labor intensive, also material is removed from the outer contour surface, so that the cylinder liner must be formed with a large oversize to achieve the desired contact pressure between the cylinder liner and inner wall of the cylinder even after the chip removal. Accordingly, a high cost of materials is necessary.

Aus diesem Grund ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Außenkonturfläche mittels Laserstrukturieren nachbehandelt und auf diese Art und Weise gezielt aufgeraut wird. Durch das Laserstrukturieren wird die Außenkonturfläche der Zylinderlaufbuchse bereichsweise aufgeschmolzen, wobei sich im Auftreffpunkt eines zum Laserstrukturieren verwendeten Laserstrahls auf der Zylinderlaufbuchse eine Vertiefung in der Außenkonturfläche einstellt. Bei geeigneter Wahl der Behandlungsparameter kann erreicht werden, dass benachbart zu dieser Vertiefung eine Erhebung entsteht, welche beispielsweise die Vertiefung wenigstens bereichsweise, insbesondere vollständig, umgreift. Im Bereich der Erhebung ist mithin der Anpressdruck der Zylinderlaufbuchse an die Innenwand des Zylinders höher als vor dem Laserstrukturieren, obwohl zusätzlich die Vertiefung vorliegt. Der Vorteil an dem Laserstrukturieren ist zusammenfassend, dass kein spanabtragendes Bearbeiten durchgeführt wird, also kein Material von der Außenkonturfläche abgetragen wird. Vielmehr wird dieses lediglich neu strukturiert angeordnet. For this reason, it is preferably provided that the outer contour surface is aftertreated by means of laser structuring and roughened in a targeted manner in this way. As a result of the laser structuring, the outer contour surface of the cylinder liner is melted in regions, with a depression in the outer contour surface being established on the cylinder liner at the point of impact of a laser beam used for laser structuring. With a suitable choice of treatment parameters can be achieved that adjacent to this depression a survey arises, which surrounds, for example, the depression at least partially, in particular completely. In the region of the survey, therefore, the contact pressure of the cylinder liner to the inner wall of the cylinder is higher than before the laser structuring, although in addition the depression is present. In summary, the advantage of the laser structuring is that no chip-removing machining is carried out, that is, no material is removed from the outer contour surface. Rather, this is merely arranged restructured.

Alternativ oder zusätzlich kann selbstverständlich das Aufrauen mittels Prägen, Ätzen, Strahlen, Schweißen und/oder Rollieren vorgenommen werden.Alternatively or additionally, of course, the roughening by embossing, etching, blasting, welding and / or rolling can be made.

Das Aufrauen, insbesondere Laserstrukturieren, kann an der gesamten Außenkonturfläche der Zylinderlaufbuchse vorgenommen werden. Selbstverständlich ist auch ein vollständiges Behandeln der Außenkonturfläche, insbesondere durch das Laserstrukturieren, möglich. Die Außenkonturfläche ist beispielsweise die gesamte Außenfläche der Zylinderlaufbuchse. Alternativ kann sie jedoch auch lediglich diejenige Fläche sein, welche nachfolgend der Anordnung der Zylinderlaufbuchse in dem Zylinder mit dessen Innenwand in Berührkontakt tritt.The roughening, in particular laser structuring, can be carried out on the entire outer contour surface of the cylinder liner. Of course, a complete treatment of the outer contour surface, in particular by the laser structuring, possible. The outer contour surface is, for example, the entire outer surface of the cylinder liner. Alternatively, however, it may also be only that surface which subsequently comes into contact with the inner wall of the arrangement of the cylinder liner in the cylinder.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die gesamte Außenkonturfläche der Zylinderlaufbuchse vor dem Aufbauen geschliffen wird. Es wird also nicht allein das Aufrauen, insbesondere Laserstrukturieren, zum Behandeln der Zylinderlaufbuchse vorgenommen. Vielmehr wird zunächst die Außenkonturfläche geschliffen, um eine hohe Formgenauigkeit und eine hohe Oberflächengüte der Zylinderlaufbuchse zu erzielen. Dabei werden beispielsweise mittlere Rautiefen Rz von höchstens 5 μm, höchstens 4 μm, höchstens 3 μm, höchstens 2 μm oder höchstens 1 μm erzielt. Nach dem Schleifen liegt jedoch der bereits vorstehend erwähnte geringe Reibungskoeffizient vor, sodass unter Umständen eine aufwändige Befestigung der Zylinderlaufbuchse in dem Zylinder beziehungsweise die Wahl eines entsprechenden Übermaßes vorgenommen werden muss. Besonders bevorzugt wird die gesamte Außenkonturfläche der Zylinderlaufbuchse geschliffen. Selbstverständlich kann es alternativ jedoch auch vorgesehen sein, lediglich einen Bereich der Außenkonturfläche zu schleifen, beispielsweise denjenigen Bereich, welcher nachfolgend nicht, insbesondere mittels Laserstrukturieren, gezielt aufgeraut wird. Ebenso kann es selbstverständlich vorgesehen sein, lediglich den nachfolgend, insbesondere mittels Laserstrukturieren, gezielt aufgerauten Bereich der Zylinderlaufbuchse zuvor zu schleifen.In a further embodiment of the invention it is provided that the entire outer contour surface of the cylinder liner is ground prior to building. It is therefore not just the roughening, in particular laser structuring, made to treat the cylinder liner. Rather, first the outer contour surface is ground to achieve a high dimensional accuracy and a high surface quality of the cylinder liner. In this case, for example average roughness depths R z of at most 5 μm, at most 4 μm, at most 3 μm, at most 2 μm or at most 1 μm are achieved. After grinding, however, the previously mentioned low coefficient of friction is present, so that under certain circumstances a complex attachment of the cylinder liner in the cylinder or the choice of a corresponding oversize must be made. Particularly preferably, the entire outer contour surface of the cylinder liner is ground. Of course, however, it may alternatively also be provided to grind only a region of the outer contour surface, for example that region which is not subsequently roughened in a targeted manner, in particular by means of laser structuring. Likewise, it may of course be provided that only the area of the cylinder liner which has been purposefully roughened beforehand, in particular by means of laser structuring, is previously grinded.

Nach dem Schleifen wird, bevorzugt unmittelbar anschließend, das Aufrauen, insbesondere Laserstrukturieren, vorgenommen. Bei dem Aufrauen wird beispielsweise eine mittlere Rautiefe von mindestens 5 μm, mindestens 6 μm, mindestens 7 μm, mindestens 8 μm, mindestens 9 μm oder mindestens 10 μm erzielt. Gleichzeitig kann es wie bereits vorstehend beschrieben vorgesehen sein, dass die Abmessungen der Außenkonturfläche bedingt durch die Erhebung wenigstens bereichsweise vergrößert, sodass zusätzlich zu der größeren Rauheit ein größeres Übermaß vorliegt. Mithin ist eine sehr sichere und zuverlässige Befestigung der Zylinderlaufbuchse in dem Zylinder möglich.After grinding, roughening, in particular laser structuring, is carried out, preferably immediately thereafter. In the roughening, for example, an average roughness depth of at least 5 μm, at least 6 μm, at least 7 μm, at least 8 μm, at least 9 μm or at least 10 μm is achieved. At the same time, as already described above, it may be provided that the dimensions of the outer contour surface are at least partially enlarged by the elevation, so that in addition to the larger roughness there is a greater oversize. Thus, a very secure and reliable attachment of the cylinder liner in the cylinder is possible.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Laserstrukturieren mittels eines gepulsten Lasers vorgenommen wird. Beispielsweise wird die Zylinderlaufbuchse um ihre Längsmittelachse rotiert und die Außenkonturfläche mit in bestimmten zeitlichen Abständen erfolgenden Laserimpulsen behandelt. Beispielsweise ist es dabei vorgesehen, dass die von dem Laser erzeugten Vertiefungen nicht miteinander überlappen. Beispielsweise sind ihre Mittelpunkte – bezogen auf den Umfang der Zylinderlaufbuchse beziehungsweise der Außenkonturfläche – wenigstens 250 μm, wenigstens 500 μm, oder wenigstens 750 μm voneinander entfernt. Der Durchmesser der mittels des Lasers erzeugten Vertiefungen beträgt beispielsweise wenigstens 100 μm, wenigstens 150 μm, wenigstens 200 μm oder wenigstens 250 μm. Der Laser wird zur Erzielung dieser Abmessungen entsprechend fokussiert.A development of the invention provides that the laser structuring is performed by means of a pulsed laser. For example, the cylinder liner is rotated about its longitudinal central axis and treated the outer contour surface with taking place at certain intervals laser pulses. For example, it is provided that the recesses generated by the laser do not overlap with each other. For example, their centers - based on the circumference of the cylinder liner or the outer contour surface - at least 250 microns, at least 500 microns, or at least 750 microns apart. The diameter of the recesses produced by means of the laser is, for example, at least 100 μm, at least 150 μm, at least 200 μm or at least 250 μm. The laser is focused appropriately to achieve these dimensions.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann zudem vorgesehen sein, dass der aufgeraute Bereich der Außenkonturfläche als Kontaktfläche ausgebildet wird, indem in diesem Bereich die Außenkonturfläche mit den größten Abmessungen der Zylinderlaufbuchse in radialer Richtung, insbesondere mittels des Laserstrukturierens, ausgebildet wird. Auf eine derartige Vorgehensweise wurde bereits vorstehend hingewiesen. Die Kontaktfläche ist derjenige Bereich der Zylinderlaufbuchse, mit welcher sie nach der Montage in dem Zylinder in Berührkontakt mit dessen Innenwand steht. Entsprechend weist die Außenkonturfläche vorzugsweise im Bereich der Kontaktfläche die größten Abmessungen in radialer Richtung (bezogen auf die Längsmittelachse der Zylinderlaufbuchse) auf. Dies kann beispielsweise durch das Erzeugen der Erhebung durch das Laserstrukturieren erzielt werden.In a preferred embodiment of the invention may also be provided that the roughened region of the outer contour surface is formed as a contact surface by the outer contour surface with the largest dimensions of the cylinder liner in the radial direction, in particular by means of laser structuring, is formed in this area. Such an approach has already been mentioned above. The contact surface is the region of the cylinder liner, with which it is in contact with the inner wall after mounting in the cylinder. Accordingly, the outer contour surface preferably in the region of the contact surface on the largest dimensions in the radial direction (relative to the longitudinal center axis of the cylinder liner). This can be achieved, for example, by generating the elevation by laser structuring.

Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass zumindest ein Bereich der Außenkonturfläche aufgeraut wird, der nach einer Montage der Zylinderlaufbuchse an einem Bereich einer Innenwand eines Zylinders der Brennkraftmaschine anliegt, in welchem die Steifigkeit der Innenwand in radialer Richtung einen bestimmten Wert aufweist, insbesondere über den Zylinder gesehen am höchsten ist. Zum Abstützen beziehungsweise Befestigen der Zylinderlaufbuchse in dem Zylinder ist es von besonderer Bedeutung, dass der Anpressdruck der Zylinderlaufbuchse an die Innenwand des Zylinders über die Lebensdauer der Brennkraftmaschine nicht nachlässt. Entsprechend ist es sinnvoll, wenn der größte Anpressdruck an einer Stelle vorliegt, an welcher die Brennkraftmaschine beziehungsweise ihr Motorblock diese Belastung ohne Weiteres aufnehmen kann.Particularly preferably, it can be provided that at least a portion of the outer contour surface is roughened, which rests after assembly of the cylinder liner at a region of an inner wall of a cylinder of the internal combustion engine, in which the rigidity of the inner wall in the radial direction has a certain value, in particular over the Cylinder is seen highest. To support or secure the cylinder liner in the cylinder, it is of particular importance that the contact pressure of the cylinder liner to the inner wall of the cylinder does not deteriorate over the life of the internal combustion engine. Accordingly, it makes sense if the largest contact pressure is present at a point at which the internal combustion engine or its engine block can easily absorb this load.

Dies ist beispielsweise dort der Fall, wo der Zylinder nicht von einem Wassermantel umgriffen ist. An dieser Stelle ist insbesondere die Steifigkeit der Innenwand in radialer Richtung am größten; auch bei starker Belastung gibt der Motorblock in dieser Richtung also nicht nach. Um eine großflächige Behandlung der Außenkonturfläche durch das Laserstrukturieren zu vermeiden, ist es daher vorgesehen, dies lediglich dort vorzunehmen, wo die Zylinderlaufbuchse nach der Montage an einem Bereich der Innenwand des Zylinders anliegt, in welchem die Steifigkeit in radialer Richtung einen bestimmten Wert aufweist beziehungsweise diesen Wert überschreitet. Bevorzugt ist die Steifigkeit der Innenwand des Zylinders an dieser Stelle über dem Zylinder gesehen, beispielsweise in axialer Richtung, am höchsten.This is the case, for example, where the cylinder is not surrounded by a water jacket. In particular, the stiffness of the inner wall in the radial direction is greatest at this point; Even with heavy load, the engine block does not give way in this direction. In order to avoid a large-area treatment of the outer contour surface by the laser structuring, it is therefore intended to do this only where the cylinder liner after assembly rests against a region of the inner wall of the cylinder, in which the stiffness in the radial direction has a certain value or this Value exceeds. Preferably, the stiffness of the inner wall of the cylinder is seen at this point above the cylinder, for example in the axial direction, the highest.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzigeThe invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without any limitation of the invention. The only one shows

Figur eine Seitenansicht einer Zylinderlaufbuchse einer Brennkraftmaschine.Figure is a side view of a cylinder liner of an internal combustion engine.

Die Figur zeigt eine Seitenansicht einer Zylinderlaufbuchse 1, die beispielsweise in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine angeordnet werden kann. Um einen festen Sitz der Zylinderlaufbuchse 1 in dem Zylinder zu erzielen ist es vorgesehen, dass eine Außenkonturfläche 2 der Zylinderlaufbuchse 1 zunächst geschliffen und anschließend, beispielsweise mittels Laserstrukturieren, gezielt aufgeraut wird. Bei dem Schleifen werden mittlere Rautiefen von beispielsweise höchstens 5 μm erzielt. Durch das Laserstrukturieren werden dagegen mittlere Rautiefen von mindestens 5 μm erreicht.The figure shows a side view of a cylinder liner 1 , which can be arranged for example in a cylinder of an internal combustion engine. For a tight fit of the cylinder liner 1 in the cylinder, it is provided that an outer contour surface 2 the cylinder liner 1 first ground and then roughened, for example by means of laser structuring, targeted. In the grinding average roughness depths of, for example, at most 5 microns are achieved. By contrast, average surface roughness of at least 5 μm is achieved by laser structuring.

Es kann vorgesehen sein, dass das Schleifen für die gesamte Außenkonturfläche 2 oder lediglich im Bereich einer Kontaktfläche 3 vorgenommen wird. Im Bereich der Kontaktfläche 3 soll nach der Montage der Zylinderlaufbuchse 1 in dem Zylinder der Brennkraftmaschine der höchste Anpressdruck in radialer Richtung zwischen der Zylinderlaufbuchse 1 und einer Innenwand des Zylinders (hier nicht dargestellt) vorliegen. Ebenso kann es vorgesehen sein, das Laserstrukturieren beziehungsweise das gezielte Aufrauen für die gesamte Außenkonturfläche 2 oder lediglich für die Kontaktfläche 3 vorzunehmen. Besonders bevorzugt wird die gesamte Außenkonturfläche 2 vor dem Aufrauen geschliffen und nachfolgend lediglich die Kontaktfläche 3, welche nur einen Teil der Außenkonturfläche 2 umfasst, mittels Laserstrukturieren aufgeraut. Alternativ kann selbstverständlich auch ein Aufrauen der gesamten Außenkonturfläche 2 vorgesehen sein. In einer alternativen Ausführungsform entfällt das Schleifen, sodass nach dem Ausbilden der Zylinderlaufbuchse 1, beispielsweise durch Gießen, eine Oberflächenbehandlung der Außenkonturfläche 2 lediglich mittels des Laserstrukturierens vorgenommen wird.It can be provided that the grinding for the entire outer contour surface 2 or only in the area of a contact surface 3 is made. In the area of the contact surface 3 should after mounting the cylinder liner 1 in the cylinder of the internal combustion engine, the highest contact pressure in the radial direction between the cylinder liner 1 and an inner wall of the cylinder (not shown here). Likewise, it can be provided, the laser structuring or the targeted roughening for the entire outer contour surface 2 or only for the contact surface 3 make. Particularly preferred is the entire outer contour surface 2 ground before roughening and subsequently only the contact surface 3 , which only a part of the outer contour surface 2 includes roughened by means of laser structuring. Alternatively, of course, a roughening of the entire outer contour surface 2 be provided. In an alternative embodiment, the grinding is eliminated, so after forming the cylinder liner 1 , For example, by casting, a surface treatment of the outer contour surface 2 merely by means of laser structuring.

Die Kontaktfläche 3 liegt beispielsweise in Form eines Streifens vor, welcher über den gesamten Umfang der Zylinderlaufbuchse 1 beziehungsweise der Außenkonturfläche 2 (bezogen auf eine Längsmittelachse 4 der Zylinderlaufbuchse 1) vorliegt. Die Erstreckung der Kontaktfläche 3 in axialer Richtung (wiederum bezogen auf die Längsmittelachse 4) beträgt dabei lediglich einen Bruchteil der axialen Erstreckung der Außenkonturfläche 2 beziehungsweise der Zylinderlaufbuchse 1, beispielsweise mindestens 1%, mindestens 5%, mindestens 10%, mindestens 20%, mindestens 30%, mindestens 40% oder mindestens 50%. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch ein Anteil von höchstens 5%, höchstens 10%, höchstens 20%, höchstens 30%, höchstens 40%, höchstens 50%, höchstens 60%, höchstens 70%, höchstens 80% oder höchstens 90% vorgesehen sein.The contact surface 3 is for example in the form of a strip, which over the entire circumference of the cylinder liner 1 or the outer contour surface 2 (relative to a longitudinal central axis 4 the cylinder liner 1 ) is present. The extent of the contact surface 3 in the axial direction (again based on the longitudinal central axis 4 ) is only a fraction of the axial extent of the outer contour surface 2 or the cylinder liner 1 for example at least 1%, at least 5%, at least 10%, at least 20%, at least 30%, at least 40% or at least 50%. Alternatively or additionally, however, a share of not more than 5%, not more than 10%, not more than 20%, not more than 30%, not more than 40%, not more than 50%, not more than 60%, not more than 70%, not more than 80% or not more than 90% may be envisaged.

Claims (8)

Verfahren zum Herstellen einer Brennkraftmaschine mit einer Zylinderlaufbuchse (1), wobei ein Befestigen der Zylinderlaufbuchse (1) in einem Zylinder der Brennkraftmaschine mittels Einpressen, thermischem Fügen oder Einschrumpfen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenkonturfläche (2) der Zylinderlaufbuchse (1) wenigstens bereichsweise gezielt aufgeraut wird und nach einer Montage der Zylinderlaufbuchse (1) in der Brennkraftmaschine zumindest bereichsweise an einer Innenwand des Zylinders anliegt.Method for producing an internal combustion engine with a cylinder liner ( 1 ), wherein a fastening of the cylinder liner ( 1 ) is provided in a cylinder of the internal combustion engine by means of press-fitting, thermal joining or shrinking, characterized in that an outer contour surface ( 2 ) of the cylinder liner ( 1 ) is at least partially roughened targeted and after an assembly of the cylinder liner ( 1 ) rests in the internal combustion engine at least partially against an inner wall of the cylinder. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkonturfläche (2) vollständig aufgeraut wird.Method according to claim 1, characterized in that the outer contour surface ( 2 ) is completely roughened. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Außenkonturfläche (2) der Zylinderlaufbuchse (1) vor dem Aufrauen geschliffen wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the entire outer contour surface ( 2 ) of the cylinder liner ( 1 ) is ground before roughening. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrauen mittels Laserstrukturieren erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the roughening takes place by means of laser structuring. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrauen der Außenkonturfläche (2) mittels eines gepulsten Lasers vorgenommen wird.A method according to claim 4, characterized in that the roughening of the outer contour surface ( 2 ) is performed by means of a pulsed laser. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgeraute Bereich der Außenkonturfläche (2) als Kontaktfläche (3) ausgebildet wird, indem in diesem Bereich die Außenkonturfläche (2) mit den größten Abmessungen der Zylinderlaufbuchse (1) in radialer Richtung ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the roughened region of the outer contour surface ( 2 ) as a contact surface ( 3 ) is formed by in this area the outer contour surface ( 2 ) with the largest dimensions of the cylinder liner ( 1 ) is formed in the radial direction. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden der Außenkonturoberfläche (2) mit den größten Abmessungen in radialer Richtung mittels des Laserstrukturierens erfolgt.Method according to claim 6, characterized in that the formation of the outer contour surface ( 2 ) takes place with the largest dimensions in the radial direction by means of laser structuring. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bereich der Außenkonturfläche (2) aufgeraut wird, der nach einer Montage der Zylinderlaufbuchse (1) an einem Bereich der Innenwand des Zylinders der Brennkraftmaschine anliegt, in welchem die Steifigkeit der Innenwand in radialer Richtung über den Zylinder gesehen am höchsten ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least a portion of the outer contour surface ( 2 ) roughened, after mounting the cylinder liner ( 1 ) abuts a portion of the inner wall of the cylinder of the internal combustion engine, in which the rigidity of the inner wall in the radial direction seen over the cylinder is highest.
DE102012023369.8A 2012-11-29 2012-11-29 Method for producing an internal combustion engine Active DE102012023369B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012023369.8A DE102012023369B4 (en) 2012-11-29 2012-11-29 Method for producing an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012023369.8A DE102012023369B4 (en) 2012-11-29 2012-11-29 Method for producing an internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102012023369A1 DE102012023369A1 (en) 2014-03-13
DE102012023369B4 true DE102012023369B4 (en) 2016-05-04

Family

ID=50153138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012023369.8A Active DE102012023369B4 (en) 2012-11-29 2012-11-29 Method for producing an internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012023369B4 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH321258A (en) * 1952-08-23 1957-04-30 Himmelsbach Emil Method of manufacturing a cylinder for internal combustion engines and cylinders manufactured by this method
DE202004003675U1 (en) * 2004-03-08 2005-07-21 Peak Werkstoff Gmbh Cylinder sleeve has ribs on its outer surface to improve adhesion to material of crank case on casting, ribs having sharp edges and depth of 0.10 to 0.75 mm
DE102007023418A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-20 Daimler Ag Method for roughening component surfaces of the internal combustion engines to improve adhesion of layers, which are thermally sprayed onto the surface, comprises roughening the surface under the formation of microscopic undercuts

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH321258A (en) * 1952-08-23 1957-04-30 Himmelsbach Emil Method of manufacturing a cylinder for internal combustion engines and cylinders manufactured by this method
DE202004003675U1 (en) * 2004-03-08 2005-07-21 Peak Werkstoff Gmbh Cylinder sleeve has ribs on its outer surface to improve adhesion to material of crank case on casting, ribs having sharp edges and depth of 0.10 to 0.75 mm
DE102007023418A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-20 Daimler Ag Method for roughening component surfaces of the internal combustion engines to improve adhesion of layers, which are thermally sprayed onto the surface, comprises roughening the surface under the formation of microscopic undercuts

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012023369A1 (en) 2014-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2603685B1 (en) Piston for an internal combustion engine and method for producing same
EP0565742B1 (en) Procedure of fine machining workpiece surfaces
WO2007016913A2 (en) Shaft comprising functional elements, such as a camshaft for use in internal combustion engines, method for producing said shafts, and internal combustion engines equipped therewith
DE19731625A1 (en) Bearing material in a connecting rod eye
DE102008018545A1 (en) Shaft with roller bearings
DE102015206513A1 (en) Cylinder bore surface profile and method
WO2013060529A1 (en) Functionally optimized design of a cylinder liner
DE102010053326A1 (en) Slide bearing manufacturing method for internal combustion engine, involves machining surface area of welding-rod materials after coating bearing base component with materials, and etching surface area of materials by laser radiation
DE102015007932A1 (en) Cylinder liner with a smooth rolled recess
DE102009043566A1 (en) Cylinder crankcase for use in internal combustion engine of motor vehicle, has cylinder liner or assembly comprising outer shell surface with axial area surrounded by chamber, where lower area of surface is connected with crankcase casting
WO2013120480A1 (en) Method and tool for increasing the strength of shafts, in particular of crankshafts
DE19819080A1 (en) Machine housing with a split bearing arrangement, in particular plain bearings in reciprocating piston machines
DE102019201442B4 (en) Process for removing a hardening defect from a hardened raceway for rolling elements of a rolling bearing
DE102012023369B4 (en) Method for producing an internal combustion engine
DE102017203433A1 (en) Method for producing a piston
EP1000259B1 (en) Connecting rod with a multilayered thermally sprayed porous bearinglayer
DE102011079959A1 (en) Bearing part e.g. cylindrical rolling element, for rolling bearing, has recesses comprising elliptic outline contour, where prolonged shaft section of outline contour is aligned transverse to rolling direction
EP3601629A1 (en) Piston ring with shot-peened running-in layer and method for the production thereof
DE102012201342A1 (en) Method for producing inner surface of cylinder bore with local different roughness structures of reciprocating piston-internal combustion engine, involves fine drilling or pre-honing hole inner surface, and completely honing inner surface
DE10001781C1 (en) Machine casing with divided bearing fitting, materials of clamping surfaces of which is of similar hardness
WO2021139997A1 (en) Method for machining an annular groove
DE102008014664B4 (en) Method for producing a cylinder liner
WO2005077620A1 (en) Method for processing workpiece surfaces
DE10230745B4 (en) Method for producing a piston with a short compression height
DE102019133522B4 (en) Method of manufacturing a piston for an internal combustion engine and Pistons for an internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final