DE102012201342A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

The method involves drilling a hole (3). An inner surface (1) of the hole is fine drilled or pre-honed such that regions (A) with a small roughness after complete honing includes a measurement (2) relative to other regions (B) with a large roughness after complete honing after fine drilling or pre-honing of the surface. The inner surface is completely honed. A shape deviating from an ideal cylindrical shape is obtained during fine drilling or pre-honing the surface. An additional honing step is performed between the fine drilling or pre-honing and the complete honing of the surface. An independent claim is also included for a component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Innenfläche einer Bohrung mit lokal unterschiedlichen Rauheitsstrukturen gemäß den Verfahrensschritten nach Patentanspruch 1 und ein Bauteil mit lokal unterschiedlichen Rauheitsstrukturen gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 4.The invention relates to a method for producing an inner surface of a bore with locally different roughness structures according to the method steps according to patent claim 1 and to a component having locally different roughness structures according to the features of patent claim 4.

Das tribologische Verhalten funktionaler Oberflächen, insbesondere der von Zylinderlaufbahnen von Verbrennungsmotoren, hängt zum großen Teil von zwei Faktoren ab:

  • – der makrogeometrischen Form der Oberfläche und der
  • – mikrogeometrischen Rauheit und Feinstruktur.
The tribological behavior of functional surfaces, in particular cylinder liners of internal combustion engines, depends to a large extent on two factors:
  • The macrogeometric shape of the surface and the
  • - microgeometric roughness and fine structure.

Zur Erreichung der gewünschten Oberflächenmikrostruktur stehen heute beispielsweise verschiedene Honverfahren zur Verfügung. Je nach Körnung der Honleisten, den gewählten Bearbeitungsparametern und der Kombination verschiedener Honoperationen können unterschiedliche Rauheiten und Mikrostrukturen dargestellt werden. Darüber hinaus existieren auch verschiedene Laserbearbeitungsverfahren (Laserhonen, UV-Belichten usw.) zur gezielten Bearbeitung der gewünschten Oberflächenstruktur.To achieve the desired surface microstructure, for example, various honing methods are available today. Depending on the grain size of the honing stones, the selected processing parameters and the combination of different honing operations, different roughness and microstructures can be displayed. In addition, there are also various laser processing methods (laser honing, UV exposure, etc.) for targeted processing of the desired surface structure.

Ferner ist es bekannt, dass die optimale Oberflächenstruktur wesentlich von der Art der tribologischen Belastung (Relativgeschwindigkeit der Gleitpartner, Größe der Flächenpressung, Schmierstoffviskosität, usw.) abhängt. Da die Kolbengeschwindigkeit von Hubkolbenmotoren in einem großen Bereich variiert (von stehend bis gering im oberen und unteren Zylinderbereich, sehr hoch in der Mitte der Zylinderlaufbahn) sind daher in den unterschiedlichen Bereichen auch unterschiedliche Mikrostrukturen anzustreben.Furthermore, it is known that the optimum surface structure depends essentially on the type of tribological load (relative speed of the sliding partners, size of the surface pressure, lubricant viscosity, etc.). Since the piston speed of reciprocating engines varies within a wide range (from upright to low in the upper and lower cylinder region, very high in the middle of the cylinder bore), different microstructures are therefore desirable in the different regions.

Es existieren bereits verschiedene Patentanmeldungen, die eine Zylinderlaufbahn mit lokal unterschiedlichen Rauheitsstrukturen in verschiedenen Zylinderbereichen beschreiben, hierzu zählen beispielsweise die DE 196 05 588 A1 , die DE 10 2005 001 915 A1 , die DE 103 55 685 A1 , die DE 10 2006 057 111 A1 und die DE 195 42 892 A1 . In diesen Offenlegungsschriften wird beispielsweise vorgeschlagen, in einem, der Honbearbeitung nachgeschalteten Bearbeitungsschritt, z. B. durch Laserbearbeitung in bestimmten Bereichen zusätzliche Strukturen einzuarbeiten. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, diese Strukturen durch ein abschließendes Kurzhubhonen mit gröberer Körnung zu erreichen.There are already various patent applications that describe a cylinder liner with locally different roughness structures in different cylinder areas, these include, for example, the DE 196 05 588 A1 , the DE 10 2005 001 915 A1 , the DE 103 55 685 A1 , the DE 10 2006 057 111 A1 and the DE 195 42 892 A1 , In these publications, for example, proposed in a, the honing processing downstream processing step, for. B. by laser processing in certain areas to incorporate additional structures. Another possibility is to achieve these structures by a final Kurzhubhonen coarser grit.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2006 057 111 A1 sieht beispielsweise vor, bereichsweise mit einer Kombination aus Plateauhonen und (Ultra-)Feinhonen zu arbeiten, beschreibt aber nicht näher, wie das fertigungstechnisch umgesetzt werden soll. All den bisher beschriebenen Verfahren ist gemein, dass die Zylinderlaufbahn zunächst in einem oder mehreren Bearbeitungsschritten gemäß den Anforderungen der glatten Bereiche bearbeitet wird. In weiteren darauf folgenden Bearbeitungsschritten erfolgt dann in ausgewählten Bereichen eine zusätzliche Strukturierung.The German patent application DE 10 2006 057 111 A1 For example, it is intended to work with a combination of plateau hoops and (ultra) fine honing in certain areas, but does not describe in more detail how the production technology should be implemented. All the methods described so far have in common that the cylinder bore is first processed in one or more processing steps according to the requirements of the smooth areas. In subsequent subsequent processing steps, additional structuring then takes place in selected areas.

Neben Verfahren zur Herstellung sehr exakter zylindrischer Bohrungen mit unterschiedlichen Oberflächenrauigkeiten existieren inzwischen auch erste Verfahren zur Herstellung von „unrunden” Bohrungen. Diese sog. Formhonverfahren sind beispielsweise in den Offenlegungsschriften DE 10 2007 038 123 A1 , DE 10 2007 063 567 A1 , EP 1 815 944 A1 , DE 10 2006 062 665 A1 , EP 1 815 943 A1 und EP 1 790 453 A1 beschrieben. Da sich die Zylinderbohrung durch die Montage des Zylinderkopfes auf dem Kurbelgehäuse und durch inhomogene thermische Ausdehnung im Betrieb der Hubkolben-Brennkraftmaschine verformt, sehen die beschriebenen Verfahren vor, diese Verformungen bereits bei der Fertigung des Kurbelgehäuses durch Bearbeitung einer inversen Ausgleichskontur zu kompensieren. Das Ziel ist die Bearbeitung einer unrunden Zylinderbohrung, die infolge der später auftretenden Verformungen unter Betriebsbedingungen wieder eine ideale Zylinderform annimmt. Umgesetzt wird dieses Ziel dadurch, dass für mindestens einen Bearbeitungsschritt ein aktives Formhonwerkzeug verwendet wird, dessen kurze Honleisten individuell, z. B. durch Piezoaktoren angesteuert und ausgelenkt werden können. Aktuell sieht die Umsetzung weiter vor, die abschließende Glättbearbeitung mit einem Werkzeug durchzuführen, das mehrere ebenfalls kurze, federnd gelagerte Honleisten aufweist, die der zuvor bearbeiteten unrunden Form folgen können.In addition to methods for producing very accurate cylindrical holes with different surface roughness meanwhile there are also first methods for the production of "non-round" holes. These so-called. Formhonverfahren are, for example, in the published patent applications DE 10 2007 038 123 A1 . DE 10 2007 063 567 A1 . EP 1 815 944 A1 . DE 10 2006 062 665 A1 . EP 1 815 943 A1 and EP 1 790 453 A1 described. Since the cylinder bore deformed by the assembly of the cylinder head on the crankcase and by inhomogeneous thermal expansion during operation of the reciprocating internal combustion engine, the described method, to compensate for these deformations already during the production of the crankcase by processing an inverse compensation contour. The aim is to machine a non-circular cylinder bore, which assumes an ideal cylinder shape again as a result of the later occurring deformations under operating conditions. This goal is implemented by using an active shaping tool for at least one processing step, the short honing stones of which are individually, eg. B. can be controlled and deflected by piezoelectric actuators. Currently, the implementation plans to carry out the final Smoothing with a tool that has several also short, spring-mounted honing stones that can follow the previously processed non-circular shape.

Die eingangs beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Zylinderbohrungen mit unterschiedlichen Mikrostrukturen in verschiedenen Bereichen der Zylinderbohrung zeichnen sich dadurch aus, dass die stärker ausgeprägten Strukturen, die Bereiche größerer Rauheit, durch zusätzliche Bearbeitungsschritte in den jeweiligen Bereichen erreicht werden. Das bedeutet, dass die Herstellung unterschiedlicher Strukturen gegenüber einer homogenen Bearbeitung der gesamten Zylinderlauffläche mit entsprechendem Mehraufwand verbunden ist, was eine derartige Bearbeitung signifikant verteuert.The methods described above for producing cylinder bores with different microstructures in different areas of the cylinder bore are characterized in that the more pronounced structures, the areas of greater roughness, are achieved by additional processing steps in the respective areas. This means that the production of different structures compared to a homogeneous machining of the entire cylinder surface is associated with a corresponding additional effort, which significantly increases the cost of such machining.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, o. g. Nachteile zu vermeiden.The object of the present invention is o. G. To avoid disadvantages.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 sowie bauteilmäßig mit einem Bauteil mit den Merkmalen aus dem Patentanspruch 4 gelöst.This object is procedurally characterized by the features in the characterizing part of Patent claim 1 and componentally solved with a component having the features of claim 4.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung von Zylinderlaufbahnen mit lokal unterschiedlichen Rauheitsstrukturen, wobei keine zusätzlichen Bearbeitungsschritte benötigt werden.The invention thus relates to a method for producing cylinder liners with locally different roughness structures, wherein no additional processing steps are required.

Bisher wird die gesamte Zylinderlaufbahn zunächst in einer oder mehreren Vor- und Zwischenhonoperationen bzw. Feinbohroperationen bearbeitet. Das anschließende Glatt- bzw. Fertighonen erfolgt in manchen Zylinderbereichen länger und ausgiebiger, so dass dort eine sehr glatte Oberfläche entsteht und in anderen Bereichen kürzer oder sogar gar nicht, so dass dort eine ausgeprägte Rauheitsstruktur oder eine Plateaustruktur mit ausgeprägten Riefen verbleibt. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass unterschiedliche Rauheitsbereiche mit der gleichen Anzahl von Bearbeitungsschritten wie bei einer konventionellen Bearbeitung, also ohne zusätzliche Strukturierungsschritte realisiert werden können. Der Nachteil einer solchen Vorgehensweise besteht allerdings darin, dass in den Bereichen, die stärker geglättet werden, mehr Material abgetragen wird und es somit zu ungewünschten Formabweichungen in der Zylinderlaufbahn kommt.So far, the entire cylinder bore is first processed in one or more pre and Zwischenhonoperationen or Feinbohroperationen. The subsequent smooth or finish honing takes place in some cylinder areas longer and more extensive, so that there is a very smooth surface and in other areas shorter or even not, so that there remains a pronounced roughness structure or a plateau structure with pronounced grooves. This approach has the advantage that different roughness areas can be realized with the same number of processing steps as in conventional processing, ie without additional structuring steps. The disadvantage of such an approach, however, is that in the areas that are smoothed more, more material is removed and thus it comes to unwanted shape deviations in the cylinder bore.

Der Vorschlag im Rahmen dieser Erfindung ist daher, bereits bei der Vor- und/oder Zwischenbearbeitung in den Bereichen, die nach der Fertigbearbeitung glatter sein sollen, weniger Material abzutragen und somit ein Aufmaß zu erzeugen, das später stärker geglättet werden soll. Durch die anschließende Glättbearbeitung wird dieses Aufmaß abgetragen, so dass die dann fertige Zylinderlaufbahn wieder die gewünschte Makroform aufweist und zudem in diesen Bereichen eine glattere Oberfläche besitzt. Dieses Aufmaß kann bei einer konventionellen Honbearbeitung dadurch erreicht werden, dass mit einer Kombination aus mehreren Lang- und Kurzhüben die vorzuhaltenden Zylinderbereiche seltener von den Honleisten überstrichen werden als die restliche Laufbahn. Dadurch wird in diesen Bereichen weniger Material abgetragen.The proposal in the context of this invention is therefore, already in the pre-and / or intermediate processing in the areas that should be smoother after finishing, less material and thus to produce an allowance that will be smoothed more later. By subsequent smoothing this allowance is removed, so that the finished cylinder bore again has the desired macro-shape and also has a smoother surface in these areas. This allowance can be achieved in a conventional honing process in that, with a combination of several long and short strokes, the cylinder areas to be kept are more rarely covered by the honing stones than the remaining raceway. As a result, less material is removed in these areas.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2 und 3 beschrieben.Advantageous developments of the method according to the invention are described in the claims 2 and 3.

Besonders gut lässt sich das beschriebene Aufmaß speziell in Kombination mit einer Formhonbearbeitung erreichen. Die anschließend stärker zu glättenden Bereiche werden bei der unrunden Bearbeitungsform durch ein entsprechendes Aufmaß durch Materialvorhalt berücksichtigt. Durch die kurzen, beispielsweise aktiv angesteuerten Honleisten kann in diesen Bereichen ganz gezielt weniger Material abgetragen werden. Daraufhin erfolgt in diesen Bereichen eine intensivere Glättbearbeitung (mit federnd gelagerten, ebenfalls kurzen Honleisten) mit stärkerem Materialabtrag, so dass die fertig bearbeitete Zylinderbohrung wieder die gewünschte, in diesem Fall unrunde Sollform annimmt aber zugleich in den entsprechenden Bereichen eine glattere Oberfläche aufweist.The described oversize can be achieved especially well in combination with a form honing process. The areas that are to be smoothed out more then are taken into account in the non-circular machining shape by a corresponding oversize by material preconditioning. Due to the short, for example, actively controlled honing stones, it is possible to deliberately remove less material in these areas. This is followed by intensive smoothing machining (with spring-loaded, likewise short honing stones) with greater removal of material in these areas, so that the finished cylinder bore again assumes the desired, in this case non-round desired shape but at the same time has a smoother surface in the corresponding areas.

Besonders bevorzugt ist das erfindungsgemäße Bauteil mit einer Bohrung aus einem eisenmetallischen Werkstoff wie z. B. Grauguss oder einem Leichtmetall wie z. B. Aluminium.Particularly preferred is the component according to the invention with a bore made of an iron-metallic material such. B. gray cast iron or a light metal such. As aluminum.

Besonders vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auf einer thermisch gespritzten Beschichtung, insbesondere einer thermisch gespritzten Eisenbeschichtung, wie z. B. einer LDS-Beschichtung (Lichtbogendrahtspritzen) oder einer HVOF-Beschichtung (Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, High Velocity Oxygen-Fuel Spraying), oder einer PTWA-Beschichtung (Plasma Transwire Arc) oder APS-Beschichtung (Atmosphärisches Plasmaspritzen) durchführen.Particularly advantageous method of the invention can be applied to a thermally sprayed coating, in particular a thermally sprayed iron coating such. As an LDS coating (arc wire spraying) or a HVOF coating (high velocity flame spraying, High Velocity Oxygen-Fuel Spraying), or a PTWA coating (Plasma Transwire Arc) or APS coating (Atmospheric plasma spraying) perform.

Die Rauheitswerte gemäß den Patentansprüchen 6 und 7 sind besonders bevorzugte Rauheitswerte für Zylinderbohrungen von Hubkolben-Brennkraftmaschinen.The roughness values according to claims 6 and 7 are particularly preferred roughness values for cylinder bores of reciprocating internal combustion engines.

Mit der beschriebenen Erfindung kann somit eine Bohrung, wie eine Zylinderlaufbahn dargestellt werden, die in den unterschiedlichen Höhenbereichen (oberer Totpunkt, maximale Kolbengeschwindigkeit, unterer Totpunkt) lokal unterschiedliche Rauheitsstrukturen aufweist, die dort hinsichtlich Reibung, Verschleiß und Schmiermittelverbrauch optimal sind. Gegenüber einer konventionellen homogenen Laufbahnbearbeitung ermöglicht dies eine Reduktion von Reibung, Verschleiß und Schmiermittelverbrauch.With the described invention, a bore, such as a cylinder bore can thus be represented, which has locally different roughness structures in the different height ranges (top dead center, maximum piston speed, bottom dead center), which are optimal there in terms of friction, wear and lubricant consumption. Compared to conventional homogeneous raceway machining, this allows a reduction of friction, wear and lubricant consumption.

Die beschriebene Vorgehensweise zur Herstellung einer solchen Zylinderlaufbahn zeichnet sich dadurch aus, dass keine weiteren Bearbeitungsschritte zur Herstellung der unterschiedlichen Strukturen notwendig werden. Die Erfindung stellt somit eine sehr effiziente und kostengünstige Lösung dar. Der komplette Prozess zur Fertigung lokal unterschiedlicher Oberflächenstrukturen kann darüber hinaus in vorteilhafter Weise in die heute bereits bestehenden Prozessschritte integriert werden.The procedure described for producing such a cylinder liner is characterized in that no further processing steps for producing the different structures are necessary. The invention thus represents a very efficient and cost-effective solution. In addition, the complete process for producing locally different surface structures can advantageously be integrated into the already existing process steps.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand einer einzigen Figur näher erläutert.In the following, the invention is explained in more detail with reference to a single figure.

1 zeigt einen Schnitt durch Bauteil mit einer Bohrung, mit einer erfindungsgemäßen Oberflächenbearbeitung.. 1 shows a section through component with a bore, with a surface treatment according to the invention ..

1 zeigt einen Schnitt durch ein stark vergrößert dargestelltes Bauteil 4 mit einer Bohrung 3, welches erfindungsgemäß bearbeitet wurde. Eine Schnittfläche durch das Bauteil 4 ist schraffiert dargestellt. Eine Innenfläche der Bohrung 3 ist mit 1 beziffert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich beispielsweise um eine Zylinderbohrung einer Hubkolben-Brennkraftmaschine. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch für jede andere Art von Bohrung angewandt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die die Innenfläche 1 der Zylinderbohrung in einen Bereich geringerer Rauheit A sowie einen Bereich größerer Rauheit B eingeteilt. 1 shows a section through a greatly enlarged component shown 4 with a hole 3 , which has been processed according to the invention. A cutting surface through the component 4 is shown hatched. An inner surface of the hole 3 is with 1 quantified. In the illustrated embodiment, for example, it is a cylinder bore of a reciprocating internal combustion engine. Of course, the method according to the invention can also be used for any other type of bore. In the illustrated embodiment, which is the inner surface 1 the cylinder bore into a region of lower roughness A and a region of greater roughness B divided.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Innenfläche 1 der Bohrung 3 mit lokal unterschiedlichen Rauheitsstrukturen ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:

  • – Bohren der Bohrung 3,
  • – Feinbohren oder Vorhonen der Innenfläche 1 der Bohrung 3 derart, dass nach dem Feinbohren oder Vorhonen Bereiche mit geringerer Rauheit A nach einem Fertighonen ein Aufmaß 2 aufweisen gegenüber Bereichen mit einer größeren Rauheit B nach dem Fertighonen,
  • – Fertighonen der Innenfläche 1.
The inventive method for producing the inner surface 1 the bore 3 with locally different roughness structures is characterized by the following process steps:
  • - Drilling the hole 3 .
  • - Fine drilling or pre-honing the inner surface 1 the bore 3 such that after fine boring or pre-honing areas with less roughness A after a finish honing an allowance 2 have areas of greater roughness B after finish honing,
  • - Finishing the inner surface 1 ,

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich nach dem Bohren der Bohrung 3 und nach dem Feinbohren oder Vorhonen der Innenfläche 1 im Mittel eine Innenfläche 1 der Zylinderbohrung, die strichpunktiert dargestellt ist. Wie in 1 deutlich erkennbar ist, weist der Bereich A, der Bereich der nach dem Fertighonen eine geringere Rauheit aufweist, ein Aufmaß 2 gegenüber dem Bereich der größeren Rauheit B auf. Überlagert ist die strichpunktierte Linie durch das Rauheitsprofil der Zylinderbohrung nach dem Feinbohren oder Vorhonen der Innenfläche 1. Nach dem Fertighonen der Innenfläche 1 ergibt sich final die Innenfläche 1, wie sie unterhalb der strichpunktierten Linie mit ihrer Endrauheit dargestellt ist. Deutlich erkennbar ist die Oberflächenrauheit im Bereich der größeren Rauheit B, während im Bereich der geringen Rauheit A eine sehr glatte Struktur erzielt ist.The inventive method results after drilling the hole 3 and after fine boring or pre-honing the inner surface 1 on average, an inner surface 1 the cylinder bore, which is shown in phantom. As in 1 As can be clearly seen, the area A, the area which after roughening has a lower roughness, has an oversize 2 towards the area of greater roughness B. The dash-dotted line is superimposed by the roughness profile of the cylinder bore after fine boring or pre-honing the inner surface 1 , After finishing the inner surface 1 final results in the inner surface 1 , as shown below the dotted line with its Endrauheit. The surface roughness in the area of greater roughness B is clearly recognizable, while in the area of low roughness A a very smooth structure is achieved.

Besonders bevorzugt kann auch beim Feinbohren oder Vorhonen der Innenfläche 1 eine von einer idealen zylindrischen Form abweichende Form vorgehalten werden, so dass beispielsweise Deformationen im Betrieb der Brennkraftmaschine aufgrund von mechanischen Verspannungen und/oder thermischen Verzügen vorgehalten werden können. In einem weiteren besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann auch zwischen dem Feinbohren oder Vorhonen und dem Fertighonen der Innenfläche zumindest ein weiterer Honschritt durchgeführt werden.Particularly preferred may also be during fine boring or pre-honing the inner surface 1 a shape deviating from an ideal cylindrical shape can be held, so that, for example, deformations during operation of the internal combustion engine due to mechanical tension and / or thermal distortion can be maintained. In a further particularly preferred embodiment, at least one further honing step can also be carried out between the fine boring or pre-honing and the finishing honing of the inner surface.

Durch die erfindungsgemäße Bearbeitung des Bauteils 4 mit der Bohrung 3 mit einer Innenfläche 1 ergibt sich somit eine Innenfläche mit lokal unterschiedlichen Rauheitsstrukturen A, B, wobei das Bauteil 4 bevorzugt aus einem eisenmetallischen Werkstoff oder einem Leichtmetall ist. Bei dem eisenmetallischen Werkstoff kann es sich beispielsweise um Grauguss handeln, bei dem Leichtmetall um Aluminium.By the inventive processing of the component 4 with the hole 3 with an inner surface 1 thus results in an inner surface with locally different roughness structures A, B, wherein the component 4 is preferably made of an iron-metal material or a light metal. The iron-metallic material may, for example, be cast iron, with the light metal being aluminum.

Besonders vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auf einer thermisch gespritzten Beschichtung, insbesondere einer thermisch gespritzten Eisenbeschichtung, wie z. B. einer LDS-Beschichtung (Lichtbogendrahtspritzen) oder einer HVOF-Beschichtung (Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, High Velocity Oxygen-Fuel Spraying), oder einer PTWA-Beschichtung (Plasma Transwire Arc), oder APS-Beschichtung (Atmosphärisches Plasmaspritzen) durchführen. Selbstverständlich gibt es noch weitere Thermische. Spritzverfahren, die hier jedoch nicht explizit genannt werden.Particularly advantageous method of the invention can be applied to a thermally sprayed coating, in particular a thermally sprayed iron coating such. As an LDS coating (wire arc spraying) or a HVOF coating (high velocity flame spraying, High Velocity Oxygen-Fuel Spraying), or a PTWA coating (Plasma Transwire Arc), or APS coating (Atmospheric plasma spraying) perform. Of course there are other thermal. Spray methods, which are not explicitly mentioned here.

Im Falle einer Zylinderbohrung hat sich als besonders positiv herausgestellt, wenn der Bereich mit geringer Rauheit A nach dem Fertighonen einen Rpk-Wert zwischen 0,02 μm und 0,3 μm aufweist. Weiter hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Bereich mit großer Rauheit B einer Zylinderbohrung nach dem Fertighonen einen Rpk-Wert zwischen 0,1 μm und 0,8 μm aufweist.In the case of a cylinder bore has been found to be particularly positive when the area with low roughness A after the finishing honing has an R pk value between 0.02 microns and 0.3 microns. Further, it has been found to be particularly advantageous if the area having a large roughness B of a cylinder bore after the finish honing has an R pk value between 0.1 μm and 0.8 μm.

Mit der beschriebenen Erfindung kann somit beispielsweise eine Zylinderbohrung dargestellt werden, die in unterschiedlichen Höhenbereichen (oberer Totpunkt mittlerer Zylinderlaufbahnbereich, unterer Totpunkt) lokal unterschiedliche Rauheitsstrukturen aufweist, die dort hinsichtlich Reibung, Verschleiß und Schmiermittelverbrauch optimal sind. Gegenüber einer konventionellen homogenen Laufbahnbearbeitung ermöglicht dies eine Reduzierung von Reibung, Verschleiß und Schmiermittelverbrauch.Thus, for example, a cylinder bore can be represented with the described invention which has locally different roughness structures at different height ranges (upper dead center middle cylinder bore region, lower dead center), which are optimal there in terms of friction, wear and lubricant consumption. Compared to conventional homogeneous raceway machining, this allows a reduction of friction, wear and lubricant consumption.

Die beschriebene erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Herstellung einer solchen Laufbahn zeichnet sich dadurch aus, dass in vorteilhafter Weise keine weiteren Bearbeitungsschritte zur Herstellung der unterschiedlichen Strukturen notwendig werden. Die Erfindung stellt somit eine sehr effiziente und kostengünstige Lösung dar. Der komplette Prozess zur Fertigung lokal unterschiedlicher Oberflächenstrukturen kann hierbei in besonders vorteilhafter Weise in die bereits bestehenden Prozessschritte integriert werden.The described procedure according to the invention for producing such a track is characterized in that advantageously no further processing steps are necessary for the production of the different structures. The invention thus represents a very efficient and cost-effective solution. The complete process for producing locally different surface structures can in this case be integrated into the already existing process steps in a particularly advantageous manner.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Innenflächepalm
22
Aufmaßoversize
33
Bohrungdrilling
44
Bauteilcomponent
AA
Bereich geringerer RauheitArea of less roughness
BB
Bereich größerer RauheitArea of greater roughness

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • EP 1790453 A1 [0007] EP 1790453 A1 [0007]

Claims (7)

Verfahren zur Herstellung einer Innenfläche (1) einer Bohrung (3) mit lokal unterschiedlichen Rauheitsstrukturen durch folgende Verfahrensschritte: – Bohren der Bohrung (3), – Feinbohren oder Vorhonen der Innenfläche (1) der Bohrung (3) derart, dass nach dem Feinbohren oder Vorhonen Bereiche mit geringerer Rauheit (A) nach einem Fertighonen ein Aufmaß (2) aufweisen gegenüber Bereichen mit einer größeren Rauheit (B) nach dem Fertighonen, – Fertighonen der Innenfläche (1).Method for producing an inner surface ( 1 ) of a bore ( 3 ) with locally different roughness structures by the following method steps: - Drilling the hole ( 3 ), - fine boring or pre-honing the inner surface ( 1 ) of the bore ( 3 ) such that after fine boring or pre-honing areas with less roughness (A) after a finish honing an oversize ( 2 ) have areas with a greater roughness (B) after the finished honing, - finished honing the inner surface ( 1 ). Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Feinbohren oder Vorhonen der Innenfläche (1) eine von einer idealen zylindrischen Form abweichende Form vorgehalten wird.Method according to claim 1, characterized in that during fine boring or pre-honing of the inner surface ( 1 ) is maintained a shape deviating from an ideal cylindrical shape. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Feinbohren oder Vorhonen und dem Fertighonen der Innenfläche (1) zumindest ein weiterer Honschritt durchgeführt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that between the fine boring or pre-honing and the finishing honing of the inner surface ( 1 ) at least one further honing step is performed. Bauteil mit einer Bohrung mit einer Innenfläche mit lokal unterschiedlichen Rauheitsstrukturen nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (4) aus einem eisenmetallischen Werkstoff oder einem Leichtmetall ist.Component having a bore with an inner surface with locally different roughness structures according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the component ( 4 ) is made of an iron-metallic material or a light metal. Bauteil nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche eine thermisch gespritzte Beschichtung, insbesondere eine thermisch gespritzte Eisenbeschichtung aufweist.Component according to claim 4, characterized in that the inner surface has a thermally sprayed coating, in particular a thermally sprayed iron coating. Bauteil nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich mit geringer Rauheit (A) nach dem Fertighonen einen Rpk-Wert zwischen 0,02 μm und 0,3 μm aufweist.Component according to claim 4 or 5, characterized in that an area with low roughness (A) after the finishing honing has an R pk value between 0.02 μm and 0.3 μm. Bauteil nach einem der Patentansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich mit großer Rauheit (B) nach dem Fertighonen einen Rpk-Wert zwischen 0,1 μm und 0,8 μm aufweist.Component according to one of the claims 4 to 6, characterized in that an area with high roughness (B) after the finishing honing has an R pk value between 0.1 μm and 0.8 μm.
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