DE102015007932A1 - Zylinderlaufbuchse mit einer glattgewalzten Ausnehmung - Google Patents

Zylinderlaufbuchse mit einer glattgewalzten Ausnehmung Download PDF

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Abstract

Eine Zylinderlaufbuchse (28) ist offenbart. Die Zylinderlaufbuchse kann einen hohlen, im Wesentlichen zylindrischen Körper, der sich von einem oberen Ende zu einem unteren Ende entlang einer Längsachse (32) erstreckt, und einen ringförmigen Bund (40), der sich von dem oberen Ende des Körpers radial nach außen erstreckt, aufweisen. Die Zylinderlaufbuchse kann auch einen ringförmige Ausnehmung (42) aufweisen, die an diejenige Seite des Bundes angrenzt, die dem unteren Ende des Körpers am nähesten ist. Die Ausnehmung kann ein erstes und zweites axiales Ende, einen wesentlichen geraden Bereich (50), der sich zwischen dem ersten und zweiten axialen Ende erstreckt, und mindestens eine Verrundung (46, 48), die in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem geraden Bereich und dem ersten axialen Ende und/oder dem zweiten axialen Ende ausgebildet ist, aufweisen. Der gerade Bereich und die mindestens eine Verrundung kann in eine Richtung entlang der Längsachse glattgewalzt sein.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Zylinderlaufbuchse und insbesondere eine Zylinderlaufbuchse mit einer glattgewalzten Ausnehmung.
  • Hintergrund
  • Ein Verbrennungsmotor, beispielweise ein Diesel- oder Benzinmotor, weist einen Zylinderblock auf, der mehrere Zylinderbohrungen definiert. Zum Erzeugen von mechanischer Leistung bewegen sich Kolben in den Zylinderbohrungen hin und her. Typischerweise weist jede Zylinderbohrung eine austauschbare Zylinderlaufbuchse auf. Die Zylinderlaufbuchse weist einen zylindrischen Körper auf, der in die Zylinderbohrung passt. Die Zylinderlaufbuchse kann auch einen sich radial erstreckenden Bund (Kragen) an einem oberen Ende des Körpers aufweisen, der die Zylinderlaufbuchse an dem Motorblock abstützt.
  • Während des Einbaus der Zylinderlaufbuchse in den Motorblock und während des Betriebs des Motors werden hohe Spannungen in die Zylinderlaufbuchse induziert. Diese Spannungen können besonders hoch in der Nähe des Bundes sein, der die Zylinderlaufbuchse an dem Motorblock abstützt. Aufgrund dieser hohen Spannungen sind die Bereiche der Zylinderlaufbuchse nahe des Bundes anfällig für einen Ermüdungsbruch. Daher können verschiedene festigkeitssteigernde Verfahren auf die Zylinderlaufbuchse zum Erhöhen von deren Festigkeit in diesem kritischen Bereich angewendet werden.
  • Ein beispielhaftes Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit der Zylinderlaufbuchse ist in dem US-Patent 6,732,699 von Wakade et al. offenbart, das am 11. Mai 2004 erteilt wurde (das '699-Patent). Im Einzelnen offenbart das '699-Patent eine gusseiserne Zylinderlaufbuchse mit einem sich radial erstreckenden oberen Bund, der eine bogenförmige Verrundung an der Verbindungsstelle zwischen dem Bund und einer Außenfläche der Zylinderlaufbuchse aufweist. In der Zylinderlaufbuchse des '699-Patents ist ein Bereich des Materials, der an die bogenförmige Verrundung angrenzt, zum Erhöhen der Dauerfestigkeit in diesem Bereich lasergehärtet.
  • Auch wenn der Einsatz einer Laserhärtung in diesem Bereich die Dauerfestigkeit der Zylinderlaufbuchse erhöhen kann, kann dieser Ansatz suboptimal sein. Beispielsweise kann die Anwendung der Laserhärtung die Kosten der Zylinderlaufbuchse erhöhen. Zusätzlich können in einigen Anwendungen potentielle Entstehungsstellen für einen Ermüdungsbruch der Zylinderlaufbuchse nicht leicht zugänglich für die Laserhärtung sein.
  • Die Zylinderlaufbuchse der vorliegenden Offenbarung löst eines oder mehrere der obigen Probleme und/oder andere Probleme des Standes der Technik.
  • Zusammenfassung der Offenbarung
  • Gemäß einem Aspekt ist eine Zylinderlaufbuchse offenbart. Die Zylinderlaufbuchse kann einen hohlen, im Wesentlichen zylindrischen Körper, der sich von einem oberen Ende zu einem unteren Ende entlang einer Längsachse erstreckt, und einen ringförmigen Bund, der sich von dem oberen Ende des Körpers radial nach außen erstreckt, aufweisen. Die Zylinderlaufbuchse kann auch eine ringförmige Ausnehmung aufweisen, die an diejenige Seite des Bundes angrenzt, die dem unteren Ende des Körpers am nähesten ist. Die Ausnehmung kann ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende, einen im Wesentlichen geraden Bereich, der sich zwischen dem ersten axialen Ende und dem zweiten axialen Ende erstreckt, und mindestens eine Verrundung, die in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem geraden Bereich und dem ersten axialen Ende und/oder dem zweiten axialen Ende ausgebildet ist, aufweisen. Der gerade Bereich und die mindestens eine Verrundung kann in eine Richtung entlang der Längsachse glattgewalzt worden sein.
  • Gemäß einem anderen Aspekt ist ein Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbuchse offenbart. Das Verfahren kann das Herstellen eines hohlen, im Wesentlichen zylindrischen Körpers, der sich von einem oberen Ende zu einem unteren Ende entlang einer Längsachse erstreckt, und eines ringförmigen Bundes, der sich von dem oberen Ende des Körpers radial nach außen erstreckt, aufweisen. Das Verfahren kann auch das Anwenden eines Glattwalzverfahrens entlang der Längsachse zum Ausbilden einer ringförmigen Ausnehmung, die an diejenige Seite des Bundes angrenzt, die dem unteren Ende des Körpers am nähesten ist, aufweisen.
  • Gemäß einem weiteren anderen Aspekt ist eine Zylinderlaufbuchse offenbart. Die Zylinderlaufbuchse kann einen hohlen, im Wesentlichen zylindrischen Körper, der sich von einem oberen Ende zu einem unteren Ende entlang einer Längsachse erstreckt, und einen ringförmigen Bund, der sich von dem oberen Ende des Körpers radial nach außen erstreckt, aufweisen. Die Zylinderlaufbuchse kann auch eine ringförmige Ausnehmung aufweisen, die an diejenige Seite des Bundes angrenzt, die dem unteren Ende des Körpers am nähesten ist. Die Ausnehmung kann eine erste Verrundung, die in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Bund und der Ausnehmung ausgebildet ist, eine zweite Verrundung, die in einem Verbindungsabschnitt zwischen der Ausnehmung und einer Außenfläche der Zylinderlaufbuchse ausgebildet ist, und einen im Wesentlichen geraden Bereich, der sich zwischen der ersten Verrundung und der zweiten Verrundung erstreckt und tangential an diese anschließt, aufweisen. Ein Glattwalzverfahren kann auf den geraden Bereich und die erste Verrundung und/oder die zweite Verrundung in eine Richtung entlang der Längsachse angewendet werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines beispielhaft offenbarten Motors, der teilweise im Schnitt dargestellt ist;
  • 2 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaft offenbarten Zylinderlaufbuchse, die in Verbindung mit dem Motor der 1 verwendet werden kann,
  • 3 zeigt eine Schnittansicht eines Absatzes der Zylinderlaufbuchse der 2, und
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaft offenbartes Verfahren zum Herstellen der Zylinderlaufbuchse der 2 darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die 1 stellt eine beispielhafte Ausführungsform eines Motors 10 dar, der beispielsweise ein Dieselmotor, ein Benzinmotor oder ein durch Gaskraftstoff angetriebener Motor sein kann. In der offenbarten Ausführungsform ist der Motor 10 ein Viertaktdieselmotor. Fachleute werden indes erkennen, dass der Motor 10 jeglicher anderer Motortyp sein kann, wie beispielsweise ein Zwei- oder Viertaktbenzin- oder Gaskraftstoffmotor.
  • Der Motor 10 kann, neben anderen Dingen, eine Kolbenbaugruppe 12, Pleuel 14 und eine Kurbelwelle 16 aufweisen. Jeder Kolben 12 kann mit der Kurbelwelle 16 durch ein entsprechendes Pleuel 14 verbunden sein, sodass eine Bewegung des Kolbens 12 zu einer Drehung der Kurbelwelle 16 führt. Diese Komponenten können zum Wandeln von chemischer Energie in dem Kraftstoff in Drehbewegung der Kurbelwelle 16 durch eine Reihe von Explosionen in Verbrennungskammern 18 des Motors 10 zusammenarbeiten. Diese Explosionen können die Kolben 12 und die entsprechenden Pleuel 14 des Motors 10 dazu bringen, sich in den Zylindern 20 hin- und herzubewegen. Auf diese Weise können die Zylinder 20 als Druckbehälter, in denen der Verbrennungsprozess stattfindet, und als Führungen für die in diesen gleitenden Kolben 12 dienen.
  • Die Zylinder 20 können in einem Motorblock 22 in zwei Reihen, die zueinander in einem Winkel positioniert sind, angeordnet sein. Jede Reihe kann eine Gruppe von Zylindern 20 aufweisen, die auf der gleichen Seite der Kurbelwelle 16 angeordnet sind, wobei deren Achsen in einer gemeinsamen Ebene liegen, die durch eine Achse der Kurbelwelle 16 verläuft. Jeder Zylinder 20 kann an dessen oberem Ende durch einen Zylinderkopf 26 abgedichtet sein. Der in dem Zylinder 20 hin- und herbewegbare Kolben 12 kann somit eine Verbrennungskammer 18 mit variablem Volumen definieren.
  • Die 2 stellt eine Schnittansicht einer beispielhaften Zylinderlaufbuchse 28 dar, die zum Schutz vor Verschleiß und Abnutzung eines zugehörigen Zylinders 20 verwendbar ist, der durch den Kolben 12 verursacht wird. Die Zylinderlaufbuchse 28 kann lösbar in einer Kolbenbohrungen 30 angebracht sein, in der sich der Kolben 12 hin- und herbewegt. Die Zylinderlaufbuchse 28 kann ein hohler im Wesentlichen zylindrischer Körper sein, der sich entlang einer Längsachse 32 erstreckt. Während des Betriebs der Kraftmaschine 10 kann die Zylinderlaufbuchse 28 eine Gleitfläche für den Kolben 12 bilden, wenn der Kolben 12 durch sich das Pleuel 14 und die Kurbelwelle 16 in einer Auf- und Abbewegung hin- und herbewegt (gezeigt in der 1). Während eine Verbrennung in der Verbrennungskammer 18 stattfindet, kann sich die Zylinderlaufbuchse 28 erwärmen. Der Motorblock 22 kann einen Kühlmittelmantel oder -Hohlraum 34 aufweisen, der ein Kühlmittel (zum Beispiel Wasser, Glykol oder eine Mischung) entlang einer Außenfläche der Zylinderlaufbuchse 28 zum Kühlen der Zylinderlaufbuchse 28 zirkuliert. In einigen Ausführungsformen kann die Zylinderlaufbuchse 28 durch andere bekannte Verfahren gekühlt werden. Zusätzlich können eines oder mehrere Befestigungsmittel 36 zum Sichern des Zylinderkopfes 26 an dem Motorblock 22 verwendet werden. In der offenbarten Ausführungsform kann das Befestigungsmittel 36 als ein Bolzen ausgebildet sein, allerdings kann je nach Anforderung jegliches anderes bekanntes Befestigungsmittel verwendet werden.
  • Die Zylinderlaufbuchse 28 kann aus jeglichem Stahl- oder Eisengusstyp hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Zylinderlaufbuchse 28 aus einem duktilen oder Sphäro-Guss hergestellt sein. In anderen Ausführungsformen kann die Zylinderlaufbuchse 28 aus Stahl oder einem anderen Eisenguss, wie beispielsweise Grauguss oder Vermikularguss hergestellt sein. In der offenbarten Ausführungsform ist die Zylinderlaufbuchse 28 aus Grauguss hergestellt.
  • Wie in der 2 gezeigt ist, kann die Zylinderlaufbuchse 28 einen ringförmigen Absatz 38 an einem oberen Ende der Zylinderlaufbuchse 28 aufweisen. Der Absatz 38 der Zylinderlaufbuchse 28 kann einen ringförmigen Bund 40 aufweisen, der sich von dem oberen Ende der Zylinderlaufbuchse 28 radial nach außen erstreckt. Eine Außenfläche des Bundes 40 kann mit einer ring- und stufenförmigen Auflagefläche zusammenpassen, die in dem Motorblock 22 zum ortsfesten Sichern der Zylinderlaufbuchse 28 und zum Verhindern, dass die Zylinderlaufbuchse 28 tiefer in die Bohrung 30 rutscht, ausgebildet ist.
  • Der Absatz 38 kann auch eine ringförmige Ausnehmung 42 aufweisen, die an den Bund 40 angrenzt. Im Einzelnen kann die Ausnehmung 42 angrenzend an diejenige Seite des Bundes 40, die einem unteren Ende der Zylinderlaufbuchse 28 am nähesten ist, ausgebildet sein. Die Ausnehmung 42 kann dazu ausgebildet sein, eine ringförmige Dichtung 44 aufzunehmen, die zwischen der Ausnehmung 42 und dem Motorblock 22 vorgesehen ist. Die Dichtung 44 kann dazu ausgebildet sein, zu verhindern, dass Wasser und/oder Öl in die Verbrennungskammer 18 austritt. In einer Ausführungsform kann die Dichtung 44 als ein O-Ring ausgebildet sein, allerdings kann je nach Anforderung jegliche andere bekannte Dichtung verwendet werden.
  • Wie in der 3 gezeigt ist, kann die Ausnehmung 42 zumindest eine Verrundung (Abrundung) und einen im Wesentlichen geraden Bereichen 50 aufweisen. Zum Beispiel kann eine erste Verrundung 46 an einem ersten axialen Ende der Ausnehmung 42 ausgebildet sein, wo der Bund 40 und die Ausnehmung 42 zusammentreffen, und eine zweite Verrundung 48 kann an einem zweiten axialen Ende der Ausnehmung 42 ausgebildet sein, wo die Ausnehmung 42 mit einer Außenfläche der Zylinderlaufbuchse 28 zusammentrifft. Der gerade Bereich 50 kann sich zwischen den Verrundungen 46, 48 zum Ausbilden einer Wand der Ausnehmung 42 erstrecken. Im Einzelnen kann der gerade Bereich 50 tangential an die Verrundung 46 und an die Verrundung 48 anschließen. Zusammen können die Verrundungen 46, 48 und der gerade Bereich 50 eine glatte Kontaktoberfläche für die Dichtung 44 bereitstellen, sodass eine gute Abdichtung zwischen der Zylinderlaufbuchse 28 und dem Motorblock 22 besteht.
  • Aufgrund der hohen Verbrennungsdrücke und der intensiven Hin- und Herbewegung des Kolbens 12 kann der Bund 40 hohen Spannungen ausgesetzt sein. Zusätzlich kann das Befestigungsmittel 36 die Spannung an dem Bund 40 während des Einbaus der Zylinderlaufbuchse 28 erhöhen. Aufgrund der Nähe der Rundungen 46, 48 zu dem Bund 40, sind die Verrundungen 46, 48 ebenfalls Bereiche mit hohen Spannungen, die Ausgangspunkte für einen Ermüdungsbruch in der Zylinderlaufbuchse 28 darstellen können. Typischerweise können in Systemen des Standes der Technik die Verrundungen 46, 48 und der gerade Bereich 50 Merkmale der Zylinderlaufbuchse 28 sein, die im Gusszustand der Zylinderlaufbuchse 28 vorliegen (direkt so gegossen werden). Zusätzlich kann in einigen Anwendungen nach dem Gießen ein Kugelstrahlen auf die Verrundungen 46, 48 zum Induzieren von Druckeigenspannungen in diesen Bereichen angewendet werden. Allerdings kann das Gießen und/oder das Kugelstrahlen ungenügend in diesen Bereichen mit hohen Spannungen der Zylinderlaufbuchse 28 sein. Im Einzelnen kann das Gießen und Kugelstrahlen zu geringeren Druckeigenspannungen als andere Bearbeitungsverfahren führen. Zusätzlich kann das Kugelstrahlen zu raueren Oberflächen führen und/oder ineffizient in der Großserienfertigung sein. Im Ergebnis kann die Verwendung nur dieser Bearbeitungsverfahren zu einem schnelleren Ermüden und/oder Bruch in diesen Bereichen führen.
  • Zum Überwinden dieser Schwierigkeiten kann ein Glattwalzverfahren (insbesondere mit einer Rolle) auf die Verrundungen 46, 48 und/oder den geraden Bereich 50 angewendet werden. Das Glattwalzverfahren kann eine Zylinderrolle (nicht gezeigt) umfassen, die über die Flächen der Ausnehmung 42 mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit zum Erzeugen einer glatten und gleichmäßigen Fläche bewegt wird. Es wird in Betracht gezogen, dass in einigen Ausführungsformen eine einzige Rolle zum Ausbilden der Verrundungen 46, 48 und/oder des geraden Bereichs 50 verwendet wird. Allerdings können in anderen Ausführungsformen je nach Anforderung mehrere Rollen verwendet werden. Eine Spindel (nicht gezeigt) kann auch zum Drehen der Zylinderlaufbuchse 28 während des Glattwalzverfahrens verwendet werden. Das Glattwalzen kann die Rauheit der Oberfläche der Zylinderlaufbuchse 28 verringern, was zur Abdichtung beiträgt. Der Glattwalzvorgang kann auch Druckeigenspannungen in der Zylinderlaufbuchse 28 an dem Absatz 38 induzieren. Es ist bekannt, dass Zugeigenspannungen dazu neigen, die Entstehung und Fortpflanzung eines Ermüdungsbruchs zu beschleunigen, und daher an Stellen ungewünscht sind, die anfällig für einen Ermüdungsbruch sind. Folglich können durch Verwendung des Glattwalzverfahrens die Eigenspannungen an den freiliegenden Flächen der Verrundungen 46, 48 und dem geraden Bereich 50 der Zylinderlaufbuchse 28 von Zugeigenspannungen zu Druckeigenspannungen umgewandelt zu werden. Die Druckeigenspannungen können dabei helfen, die Entstehung und Fortpflanzung eines Ermüdungsbruchs zu verzögern. Folglich kann das Glattwalzen in diesen Regionen die Dauerhaltbarkeit der Zylinderlaufbuchse 28 erhöhen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Glattwalzverfahren zu vielen einzigartigen Größenmerkmalen in dem Absatz 38 führen. Zum Beispiel kann das Glattwalzverfahren die Verrundungen 46, 48 und den geraden Bereich 50 verformen. In einer Ausführungsform können die Verrundungen 46, 48 und der gerade Bereich 50 jeweils eine Verformung von ungefähr 0,05 mm nach dem Glattwalzverfahren aufweisen. Das Glattwalzverfahren kann auch einen einzigartigen Krümmungsradius jeder Verrundung 46, 48 erzeugen. In einigen Ausführungsformen können die Verrundungen 46, 48 im Wesentlichen denselben Krümmungsradius aufweisen. In anderen Ausführungsformen kann die Verrundung 48 einen größeren Krümmungsradius als die Verrundung 46 aufweisen. In einer Ausführungsform kann ein Krümmungsradius R1 der Verrundung 46 ungefähr 1,10 mm bis 4,0 mm (zum Beispiel 1,14 mm) betragen, und ein Krümmungsradius R2 der Verrundung 48 kann auch ungefähr 1,10 mm bis 4,0 mm (zum Beispiel ungefähr 1,14 mm) betragen. In dieser Ausführungsform kann ein Verhältnis von R1 zu R2 ungefähr 1:1 bis 1:3 betragen. Ebenso kann in einigen Ausführungsformen eine Länge des geraden Bereichs 50 ungefähr 1 mm bis 8 mm (zum Beispiel ungefähr 6 mm) betragen. Weiterhin kann in einigen Ausführungsformen eine Tiefe der Ausnehmung 42 ungefähr 1 mm bis 2 mm (zum Beispiel ungefähr 2 mm) betragen. Diese Größenmerkmale des Absatzes 38 können Druckeigenspannungen in diesen Bereichen mit hohen Spannungen induzieren, wodurch die Entstehung und Fortpflanzung eines Ermüdungsbruchs in diesen Regionen verzögert wird. Zusätzlich können diese Größenmerkmale eine glatte Kontaktfläche für die Dichtung 44 bereitstellen, die zu einer guten Abdichtung führt und dabei hilft, dass kein Wasser und/oder Öl in die Verbrennungskammer 18 austritt. Insbesondere kann, wenn ein Verhältnis von R1 zu R2 höher oder geringer als die gewünschten Verhältnisse ist, die Ausnehmung 42 eine unebene Kontaktfläche für die Dichtung 44 bereitstellen, was zu einer Leckage von Wasser und/oder Öl in die Verbrennungskammer 18 führen kann.
  • Die 4 stellt ein beispielhaftes Verfahren dar, das zum Herstellen der Zylinderlaufbuchse 28 verwendet werden kann. Die 4 wird eingehender in dem nachfolgenden Abschnitt zum weiteren Darstellen der offenbarten Konzepte erklärt.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die offenbarte Zylinderlaufbuchse kann in jeglicher Anwendung verwendet werden, in der gewünscht ist, die Zuverlässigkeit und Betriebsdauer des zugeordneten Motors zu erhöhen. Die offenbarte Zylinderlaufbuchse kann zumindest eine Verrundung und einen geraden Bereich, die durch ein Glattwalzverfahren zum Einleiten von Druckeigenspannungen in einem Bereich mit hohen Spannungen der Zylinderlaufbuchse ausgebildet wurden. Die Druckeigenspannungen können dabei helfen, die Entstehung und Fortpflanzung eines Ermüdungsbruchs in diesen Bereichen mit hohen Spannungen zu verzögern. Ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen der offenbarten Zylinderlaufbuchse ist nachfolgend beschrieben.
  • Gemäß 4 kann eine Zylinderlaufbuchse 28 als erstes mittels eines bekannten Vorgangs (Schritt 400) hergestellt werden. Zum Beispiel kann die Zylinderlaufbuchse 28 ein sandgegossener Grauguss sein. Die gegossene Zylinderlaufbuchse 28 kann bereits grobe Umrisse der Ausnehmung 42 aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann anstatt der Herstellung einer neuen Zylinderlaufbuchse 28 eine bereits zuvor verwendete Zylinderlaufbuchse 28 wieder aufgearbeitet werden. In diesen Ausführungsformen können die bereits zuvor verwendete Zylinderlaufbuchse 28 gereinigt und dessen (Ober-)Flächen (insbesondere die Ausnehmung 42) für zusätzliche Bearbeitungsverfahren vorbereitet werden. Die Vorbereitung der Oberflächen kann das Entfetten und Entfernen von Überresten, wenn vorhanden, von den Oberflächen der Zylinderlaufbuchse 28 umfassen.
  • Ein Glattwalzverfahren kann dann an dem Absatz 38 zum Induzieren von Druckeigenspannungen in die Ausnehmung 42 angewendet werden. Im Einzelnen kann das Glattwalzverfahren auf zumindest eine der Verrundungen 46, 48 und den geraden Bereich 50 der Ausnehmung 42 angewendet werden (Schritt 402). In einer Ausführungsform kann das Glattwalzverfahren auf beide Verrundung 46, 48 angewendet werden. Das Glattwalzverfahren kann auch auf den geraden Bereich 50 in eine Richtung entlang der Längsachse 32 (gezeigt in der 2) der Zylinderlaufbuchse 28 angewendet werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Zylinderlaufbuchse 28 auf einer Spindel angeordnet sein und durch die Spindel mit einer hohen Drehzahl gedreht werden. Dann kann die Rolle gegen die Zylinderlaufbuchse 28 an der Verrundung 48 gedrückt und in eine Richtung entlang der Längsachse 32 in Richtung des Bundes 40 bewegt werden, während es gegen den geraden Bereich 50 und die Verrundung 46 gedrückt wird. Die Rolle kann diesen Vorgang fortsetzen bis die gewünschte Tiefe der Verformung (zum Beispiel ungefähr 0,05 mm) an den Flächen der Verrundungen 46, 48 und dem geraden Bereich 50 erreicht ist. Es wird in Betracht gezogen, dass in einigen Ausführungsformen dieser Vorgang mehrere Durchgänge zum Erreichen der gewünschten Tiefe benötigen kann. Allerdings kann in einigen Ausführungsformen ein einzelner Hub ausgehend von der Verrundung 46 über den geraden Bereich 50 zu der Verrundung 48 zum Glattwalzen dieser Flächen verwendet werden. In dieser Ausführungsform können Kosten reduziert werden, da diese Flächen alle ohne einen zusätzlichen Prozessschritt ausgebildet werden können. Es wird ferner in Betracht gezogen, dass, je nach Anforderung, die Zylinderlaufbuchse zur Unterstützung des Glattwalzverfahrens erhitzt und/oder geschmiert werden kann.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, sollte, da der Eigenspannungszustand an den Verrundungen 46, 48 und dem geraden Bereich 50 ein Druckzustand ist, die Entstehung (wenn überhaupt) eines Ermüdungsrisses in diesem Bereich verzögert werden. Die Dauerfestigkeit der Zylinderlaufbuchse 28 kann folglich verbessert werden.
  • Das Glattwalzen kann das Rollieren und/oder das Festwalzen umfassen.
  • Fachleute werden erkennen, dass unterschiedliche Modifikationen und Variationen an der offenbarten Zylinderlaufbuchse vorgenommen werden können. Fachleute werden andere Ausführungsformen aus der Berücksichtigung der Beschreibung und Anwendung der offenbarten Zylinderlaufbuchse erkennen. Die Beschreibung und Beispiele sind nur als beispielhaft anzusehen, wobei ein wahrer Umfang durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente angegeben ist.
  • 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
    • US 6732699 [0004]

Claims (10)

  1. Zylinderlaufbuchse (28), aufweisend: einen hohlen, im Wesentlichen zylindrischen Körper, der sich von einem oberen Ende zu einem unteren Ende entlang einer Längsachse (32) erstreckt, einen ringförmigen Bund (40), der sich von dem oberen Ende des Körpers radial nach außen erstreckt, eine ringförmige Ausnehmung (42), die an diejenige Seite des Bundes angrenzt, die dem unteren Ende des Körpers am nähesten ist, wobei die Ausnehmung aufweist: ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende, einen im Wesentlichen geraden Bereich (50), der sich zwischen dem ersten axialen Ende und dem zweiten axialen Ende erstreckt, und mindestens eine Verrundung (46, 48), die in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem geraden Bereich und dem ersten axialen Ende und/oder dem zweiten axialen Ende ausgebildet ist, wobei der gerade Bereich und die mindestens eine Verrundung in eine Richtung entlang der Längsachse glattgewalzt wurden.
  2. Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Verrundung aufweist: eine erste Verrundung (46), die in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Bund und der Ausnehmung ausgebildet ist, und eine zweite Verrundung (48), die in einem Verbindungsabschnitt zwischen der Ausnehmung und einer Außenfläche der Zylinderlaufbuchse ausgebildet ist.
  3. Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 2, wobei sich der gerade Bereich zwischen der ersten Verrundung und der zweiten Verrundung erstreckt und tangential an diese anschließt.
  4. Zylinderlaufbuchse nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Länge des geraden Bereichs ungefähr 1 mm bis 8 mm beträgt.
  5. Zylinderlaufbuchse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei ein Verhältnis zwischen einem Krümmungsradius (R1) der ersten Verrundung und einem Krümmungsradius (R2) der zweiten Verrundung ungefähr 1:1 bis 1:3 beträgt.
  6. Zylinderlaufbuchse nach Anspruch 5, wobei der Krümmungsradius sowohl der ersten Verrundung als auch der zweiten Verrundung ungefähr 1,10 mm bis 4,0 mm beträgt.
  7. Zylinderlaufbuchse nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zylinderlaufbuchse aus Grauguss hergestellt ist.
  8. Zylinderlaufbuchse nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Tiefe der Ausnehmung ungefähr 1 mm bis 2 mm beträgt.
  9. Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbuchse (28), aufweisend: Herstellen eines hohlen, im Wesentlichen zylindrischen Körpers, der sich von einem oberen Ende zu einem unteren Ende entlang einer Längsachse (32) erstreckt, und eines ringförmigen Bundes (40), der sich von dem oberen Ende des Körpers radial nach außen erstreckt, und Anwenden eines Glattwalzverfahrens in eine Richtung entlang der Längsachse auf eine ringförmige Ausnehmung (42), die an diejenige Seite des Bundes angrenzt, die dem unteren Ende des Körpers am nähesten ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Anwendung des Glattwalzverfahrens in die Richtung entlang der Längsachse auf die Ausnehmung das Anwenden des Glattwalzverfahrens in die Richtung entlang der Längsachse auf einen im Wesentlichen geraden Bereich (50), der im Wesentlichen mit der Längsachse ausgerichtet ist, und mindestens einer Verrundung (46, 48), die an einem axialen Ende des geraden Bereichs angeordnet ist, aufweist.
DE102015007932.8A 2014-06-25 2015-06-19 Zylinderlaufbuchse mit einer glattgewalzten Ausnehmung Pending DE102015007932A1 (de)

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US14/315,247 2014-06-25
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