DE102019004080A1 - Device for sealing a transition area - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abdichtung eines Übergangsbereichs (4) zwischen einer Zylinderbohrung (2) und einem Kurbelraum (3) in einem Kurbelgehäuse (1) beim thermischen Beschichten der Zylinderbohrung (2), mit einem zur Anlage an dem Übergangsbereich (4) bestimmten Dichtelement (10). Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) eine Tragstruktur (11) und eine Abdeckplatte (12) aufweist, zwischen welchen eine flächige Dichtung (13) zur umlaufenden Anlage an einer Wand des Übergangsbereichs (4) ausgebildet ist.The invention relates to a device for sealing a transition area (4) between a cylinder bore (2) and a crank chamber (3) in a crankcase (1) during the thermal coating of the cylinder bore (2), with a device intended to rest on the transition area (4) Sealing element (10). The device according to the invention is characterized in that the sealing element (10) has a support structure (11) and a cover plate (12), between which a flat seal (13) is formed for circumferential contact with a wall of the transition area (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abdichtung eines Übergangsbereichs zwischen einer Zylinderbohrung und einem Kurbelraum in einem Kurbelgehäuse beim thermischen Beschichten der Zylinderbohrung, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a device for sealing a transition area between a cylinder bore and a crankcase in a crankcase during thermal coating of the cylinder bore, according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.

Das thermische Beschichten von Zylinderbohrungen, beispielsweise durch Lichtbogendrahtspritzen, ist prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt. Rein beispielhaft kann in diesem Zusammenhang auf die Patentschrift DE 10 2012 017 479 B4 der Anmelderin hingewiesen werden. In diesem Patent sind eine Maske und eine Maskenhalterung beschrieben, welche das dem Kurbelraum zugewandte Ende der Zylinderbohrung maskieren, um im Randbereich keine Beschichtung zu erhalten. Gleichzeitig kann über die Maske, durch eine Öffnung in deren Zentrum eine Gasabsaugung erfolgen, um die Menge an sogenanntem Overspray, also nicht gewünschten Partikeln der Beschichtung, welche in den Kurbelraum gelangen, im Bereich des Kurbelraums zu reduzieren. Dabei ist es so, dass immer prinzipbedingt ein Spalt zwischen der Maske und der Zylinderbohrung verbleibt, sodass Sauerstoff aus dem Kurbelraum in den Bereich der Zylinderbohrung eindringen kann. Dadurch kann es zu einer ungewollten Oxidation von bei der Beschichtung aufgetragenen Partikeln kommen. Die Haftfähigkeit und die Eigenschaften der Beschichtung können sich dadurch verschlechtern.The thermal coating of cylinder bores, for example by wire arc spraying, is known in principle from the prior art. Purely by way of example in this context, reference can be made to the patent specification DE 10 2012 017 479 B4 notify the applicant. This patent describes a mask and a mask holder which mask the end of the cylinder bore facing the crankcase so as not to obtain a coating in the edge area. At the same time, gas suction can take place through an opening in the center of the mask in order to reduce the amount of so-called overspray, i.e. undesired particles of the coating that get into the crank chamber, in the area of the crank chamber. The principle is that a gap always remains between the mask and the cylinder bore so that oxygen can penetrate from the crankcase into the area of the cylinder bore. This can lead to unwanted oxidation of the particles applied during the coating. The adhesion and the properties of the coating can deteriorate as a result.

Aus der gattungsgemäßen DE 696 19 769 T2 sind aufblasbare Maskenelemente bekannt, welche im aufgeblähten Zustand in dem Kurbelgehäuse an das untere Ende der Zylinderbohrung anschließen und damit den Übergangsbereich zwischen der Zylinderbohrung und dem Kurbelraum des Kurbelgehäuses abdichten. Hierdurch wird das Eindringen von Overspray in den Kurbelraum ebenso verhindert, wie ein Gasaustausch zwischen dem Bereich der Zylinderbohrung und dem Kurbelraum. Im praktischen Einsatz ist dieser Aufbau jedoch relativ aufwändig, da die aufblasbaren Maskenelemente relativ schnell verschleißen und das Aufblähen und das Ablassen des zum Aufblähen genutzten Gases relativ zeitaufwändig ist, was die Taktzeit erhöht. Ferner kann es durch die notwendige Flexibilität der aufblähbaren Maskenelemente zu einer nicht exakt im gewünschten Bereich erfolgenden Anlage der Maskenelemente kommen. In der Praxis kann dies schlimmstenfalls zu Rändern der Beschichtung in dem dem Kurbelraum zugewandten Teil der Zylinderbohrungen führen, welche nicht in der gewünschten Art und Weise ausgeführt sind, und deren Abmaße schlimmstenfalls außerhalb der zulässigen Toleranzen liegen.From the generic DE 696 19 769 T2 Inflatable mask elements are known which, when inflated, adjoin the lower end of the cylinder bore in the crankcase and thus seal the transition area between the cylinder bore and the crankcase of the crankcase. This prevents overspray from penetrating into the crankcase as well as gas exchange between the area of the cylinder bore and the crankcase. In practical use, however, this structure is relatively complex, since the inflatable mask elements wear out relatively quickly and the inflation and discharge of the gas used for inflation is relatively time-consuming, which increases the cycle time. Furthermore, the necessary flexibility of the inflatable mask elements can lead to the mask elements not resting exactly in the desired area. In practice, in the worst case, this can lead to edges of the coating in the part of the cylinder bores facing the crankcase, which are not designed in the desired manner and, in the worst case, the dimensions of which are outside the permissible tolerances.

Bezüglich Masken, welche zur Maskierung des anderen, dem Zylinderkopf zugewandten Endes der Zylinderbohrung eingesetzt werden, kann ferner auf die DE 10 2008 028 964 A1 sowie auf die DE 10 2008 028 960 A1 zum weiteren Stand der Technik hingewiesen werden.With regard to masks which are used to mask the other end of the cylinder bore facing the cylinder head, reference can also be made to the DE 10 2008 028 964 A1 as well as the DE 10 2008 028 960 A1 refer to the further state of the art.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine verbesserte Vorrichtung zur Abdichtung des Übergangsbereichs zwischen einer Zylinderbohrung und einem Kurbelraum in einem Kurbelgehäuse beim thermischen Beschichten der Zylinderbohrung anzugeben, welche vergleichbar wie im gattungsgemäßen Stand der Technik Dichtelemente nutzt, mittels welchen die dort genannten Nachteile jedoch vermieden werden können.The object of the present invention is to provide an improved device for sealing the transition area between a cylinder bore and a crankcase in a crankcase during the thermal coating of the cylinder bore, which, comparable to the prior art, uses sealing elements by means of which the disadvantages mentioned there however, can be avoided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a device with the features in claim 1. Advantageous refinements and developments result from the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht, vergleichbar wie die Vorrichtung im gattungsgemäßen Stand der Technik, ein Dichtelement vor, welches den Übergangsbereich zwischen der Zylinderbohrung und dem Kurbelraum abdichtet. Diese Abdichtung ermöglicht es, eine Wechselwirkung zwischen der Gasatmosphäre im Kurbelraum, welche typischerweise die Umgebungsatmosphäre ist und Sauerstoff enthält, und dem bei der thermischen Beschichtung schmelzflüssigen Beschichtungswerkstoff während des Beschichtungsprozesses, zu verhindern. Hierdurch wird eine Oxidation von Partikeln verhindert, was insbesondere in dem dem Kurbelraum zugewandten Endabschnitt der Zylinderbohrung zu einer deutlich besseren Schichthaftung führt.The device according to the invention provides, comparable to the device in the generic prior art, a sealing element which seals the transition area between the cylinder bore and the crank chamber. This seal makes it possible to prevent an interaction between the gas atmosphere in the crankcase, which is typically the ambient atmosphere and contains oxygen, and the coating material which is molten during the thermal coating during the coating process. This prevents particles from oxidizing, which leads to significantly better layer adhesion, in particular in the end section of the cylinder bore facing the crank chamber.

Das erfindungsgemäße Dichtelement ist dabei anders als die Dichtelemente zum Aufblähen im gattungsgemäßen Stand der Technik als stabiles Bauteil ausgeführt, welches eine Tragstruktur und eine im bestimmungsgemäßen Einsatz der Zylinderbohrung zugewandte Abdeckplatte aufweist. Zwischen dieser Tragstruktur und der Abdeckplatte ist dabei eine flächige Dichtung angeordnet, welche zur umlaufenden Anlage an einer Wand im Übergangsbereich ausgebildet ist. Diese flächige Dichtung, welche gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee aus einem Elastomer hergestellt sein kann, kann also formgenau zum jeweiligen Übergangsbereich ausgebildet sein. Damit ist eine Anlage an einer Wand des Übergangsbereichs einfach und effizient möglich. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein elastischer Kunststoff wie beispielsweise ein Elastomer für die eigentliche Dichtung eingesetzt wird, sodass diese auch bei eventuellen Maßabweichungen des Kurbelgehäuses zuverlässig an der Wand im Übergangsbereich anliegt und damit den Aufbau sehr zuverlässig abdichtet. Damit lässt sich ein Gasaustausch zwischen der Atmosphäre des Kurbelraums und der Atmosphäre in der Zylinderbohrung während des thermischen Beschichtens vollständig ausschließen, sodass eine Verbesserung der Beschichtungseigenschaften erzielt werden kann. Außerdem wird Overspray, welcher in den Bereich des Kurbelraums gelangt, zuverlässig verhindert.The sealing element according to the invention, unlike the sealing elements for inflation in the generic prior art, is designed as a stable component which has a support structure and a cover plate facing the cylinder bore when used as intended. A flat seal is arranged between this support structure and the cover plate, which seal is designed for circumferential contact with a wall in the transition area. This flat seal, which, according to a very advantageous development of the idea, can be made from an elastomer, can therefore be designed with an exact shape for the respective transition area. This makes it easy and efficient to plant on a wall of the transition area. This is especially true when an elastic plastic such as an elastomer is used for the actual seal, so that it rests reliably against the wall in the transition area even in the event of any dimensional deviations of the crankcase and thus seals the structure very reliably. This allows a gas exchange between the atmosphere of the crankcase and completely exclude the atmosphere in the cylinder bore during the thermal coating, so that an improvement in the coating properties can be achieved. In addition, overspray that gets into the crankcase area is reliably prevented.

Das Dichtelement selbst kann dabei eine bezüglich der Zylinderbohrung zentrale Öffnung aufweisen, sodass ein Beschichtungswerkzeug auch durch den Bereich des Dichtelements hindurchragen oder fahren kann. Insbesondere kann die zentrale Öffnung jedoch dazu genutzt werden, Gas aus dem Beschichtungsbereich abzusaugen. Über eine solche Absaugung wird auch Overspray abgesaugt.The sealing element itself can have an opening that is central to the cylinder bore, so that a coating tool can also protrude or move through the area of the sealing element. In particular, however, the central opening can be used to suck off gas from the coating area. Such a suction means that overspray is also suctioned off.

Eine außerordentlich günstige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht es dabei vor, dass das Dichtelement, und hier insbesondere das Dichtelement im Bereich der Tragstruktur, zur Aufnahme einer Maske für das dem Kurbelraum zugewandte Ende der Zylinderbohrung ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ihrem Dichtelement ermöglicht es nun, anders als im gattungsgemäßen Stand der Technik, das Dichtelement zusammen mit einer Maske einzusetzen, wie sie insbesondere aus der eingangs genannten DE 10 2012 017 479 B4 bekannt ist. Hierdurch wird durch die Kombination der Maske einerseits und des Dichtelements der erfindungsgemäßen Vorrichtung andererseits ein Aufbau erreicht, welcher eine sehr gut reproduzierbare saubere Abgrenzung der Beschichtung an dem dem Kurbelraum zugewandten Ende der Zylinderbohrung ermöglicht, und welche andererseits eine gute Abdichtung erlaubt. Die Maske selbst kann dabei die Abdichtung nicht übernehmen, da eine Anlage der Maske am Material des Kurbelgehäuses, welches die Zylinderbohrung umgibt, dazu führen würde, dass bei der Beschichtung die Maske an der Beschichtung anhaftet und beim Entfernern den eigentlich gewünschten Endbereich der Beschichtung entsprechend beschädigt. Es muss daher ein Spaltmaß zwischen der Maske und dem die Zylinderbohrung umgebenden Material zuverlässig eingehalten werden. Eben dieses Spaltmaß führt in der Praxis jedoch zu einem Eindringen von Sauerstoff in die Zylinderbohrung und zu einem Eindringen von Overspray in den Kurbelraum. Durch die Kombination der Maske mit dem Dichtelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eben dies verhindert, sodass einerseits eine gute Abdichtung möglich wird und andererseits prozesssicher ein klar definiertes Ende der Beschichtung auf der dem Kurbelraum zugewandten Seite der Zylinderbohrung erreicht werden kann.An extremely favorable development of the device according to the invention provides that the sealing element, and here in particular the sealing element in the area of the support structure, is designed to accommodate a mask for the end of the cylinder bore facing the crankcase. The device according to the invention with its sealing element now makes it possible, unlike in the prior art of the generic type, to use the sealing element together with a mask, such as the one mentioned above in particular DE 10 2012 017 479 B4 is known. As a result, the combination of the mask on the one hand and the sealing element of the device according to the invention on the other hand achieves a structure which enables a very reproducible, clean delimitation of the coating at the end of the cylinder bore facing the crankcase, and which on the other hand allows a good seal. The mask itself cannot provide the seal, since contact between the mask and the material of the crankcase that surrounds the cylinder bore would result in the mask adhering to the coating during the coating and correspondingly damaging the desired end area of the coating when it is removed . A gap between the mask and the material surrounding the cylinder bore must therefore be reliably maintained. In practice, however, it is precisely this gap that causes oxygen to penetrate the cylinder bore and overspray to penetrate the crankcase. The combination of the mask with the sealing element of the device according to the invention prevents this, so that, on the one hand, a good seal is possible and, on the other hand, a clearly defined end of the coating can be achieved reliably on the side of the cylinder bore facing the crankcase.

Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Tragstruktur zur Aufnahme auf einem Maskenhalter ausgebildet ist. So kann beispielsweise ein Maskenhalter Verwendung finden, wie er aus der eingangs genannten schon mehrfach erwähnten Patentschrift DE 10 2012 017 479 B4 bekannt ist. Dieser Maskenhalter lässt sich dann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung einerseits und einer entsprechenden Maske andererseits bestücken, um so optimale Beschichtungsergebnisse zu erreichen.According to a further very advantageous embodiment, it is provided that the support structure is designed to be received on a mask holder. For example, a mask holder can be used such as that from the patent mentioned above, which has already been mentioned several times DE 10 2012 017 479 B4 is known. This mask holder can then be equipped with the device according to the invention on the one hand and a corresponding mask on the other in order to achieve optimal coating results.

Gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es ferner vorgesehen, dass Teile des Dichtelements, und hier insbesondere die Tragstruktur, als 3D-gedruckte Formteile ausgebildet sind. Die Ausbildung der Tragstruktur sowie gegebenenfalls der Abdeckplatte und des Dichtelements als im 3D-Druck hergestellte Formteile erlaubt sehr einfach und effizient einen Aufbau, welcher ausreichend stabil realisiert werden kann, beispielsweise indem die Tragstruktur tragende Rippen oder andere „fachwerkartige“ Elemente aufweist. Sie kann dann auf der der Dichtung zugewandten Seite eben ausgeführt sein, sodass die flächige Dichtung eben und zuverlässig aufgelegt werden kann. Über eine Abdeckplatte wird die Dichtung dann, gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee, vorzugsweise klemmend zwischen der Tragstruktur und der Abdeckplatte aufgenommen. Die Bauteile lassen sich auch bei komplexen geometrischen Formen im Übergangsbereich zwischen der Zylinderbohrung und dem Kurbelraum einfach und effizient über 3D-Druck herstellen. Sie können damit die Dichtung ideal unterstützen und ragen fast in den Bereich der abzudichtenden Wände, sodass die Dichtung nur leicht über die sie haltenden Elemente übersteht. Über einen solchen Sandwichaufbau lässt sich ein konstruktiver Aufbau erreichen, welcher einfach und kostengünstig entsprechend der benötigten zum Teil auch komplexen aus dem Gießen der Kurbelgehäuse resultierenden Formgebungen angepasst werden kann. Wie bereits erwähnt, kann die eigentliche Dichtung dabei klemmend zwischen der Tragstruktur und der Abdeckplatte aufgenommen werden, insbesondere indem die Abdeckplatte mit der Tragstruktur verschraubt ist, um so einfach und effizient die Möglichkeit zu schaffen, die Dichtung, falls diese verschlissen sein sollte, auszutauschen.According to an extremely favorable development of the device according to the invention, it is also provided that parts of the sealing element, and here in particular the support structure, are designed as 3D-printed molded parts. The design of the support structure and possibly the cover plate and the sealing element as molded parts produced by 3D printing allows a very simple and efficient structure that can be realized in a sufficiently stable manner, for example by having the support structure supporting ribs or other "truss-like" elements. It can then be made flat on the side facing the seal, so that the flat seal can be placed flat and reliably. According to a very advantageous development of the idea, the seal is then received, preferably in a clamping manner, between the support structure and the cover plate via a cover plate. The components can be easily and efficiently produced using 3D printing, even with complex geometric shapes in the transition area between the cylinder bore and the crankcase. You can thus ideally support the seal and protrude almost into the area of the walls to be sealed so that the seal only protrudes slightly over the elements that hold it. A sandwich structure of this type can be used to achieve a structural structure which can be easily and inexpensively adapted to the required, sometimes complex, shapes resulting from the casting of the crankcase. As already mentioned, the actual seal can be held in a clamping manner between the support structure and the cover plate, in particular by screwing the cover plate to the support structure, in order to simply and efficiently create the possibility of replacing the seal if it is worn.

Die thermische Beschichtung selbst kann dabei in beliebiger Art und Weise aufgebracht sein. Der beschriebene Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignet sich jedoch insbesondere dann, wenn die thermische Beschichtung als durch Lichtbogendrahtspritzen aufgebrachte Beschichtung ausgebildet ist, da insbesondere hier die Problematik des Oversprays und der ungewollten Reaktion des Beschichtungswerkstoffs mit Sauerstoff bezüglich der Schichthaftung eine entscheidende Rolle spielt. Genau diese Probleme lassen sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch vermeiden.The thermal coating itself can be applied in any desired manner. However, the described structure of the device according to the invention is particularly suitable when the thermal coating is designed as a coating applied by arc wire spraying, since the problem of overspray and the unwanted reaction of the coating material with oxygen with regard to the layer adhesion play a decisive role here. However, precisely these problems can be avoided by the device according to the invention.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand des Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.Further advantageous configurations of the device according to the invention emerge from the remaining dependent claims and are made clear by means of the exemplary embodiment which is described in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:

  • 1 eine prinzipmäßige Darstellung eines thermischen Beschichtungsvorgangs unter Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 2 einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung; und
  • 3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend dem Schnitt III - III in 1
Show:
  • 1 a basic representation of a thermal coating process using the device according to the invention;
  • 2 a section of the device according to the invention in a schematic sectional view; and
  • 3 a plan view of the device according to the invention according to the section III - III in 1

In der 1 ist sehr stark schematisiert ein Kurbelgehäuse 1 für eine Brennkraftmaschine dargestellt. Eine Zylinderbohrung 2 in dem Kurbelgehäuse 1 ist zu erkennen. Die Zylinderbohrung 2 beginnt in dem in der 1 oben gezeigten Abschnitt im Bereich eines hier nicht dargestellten Zylinderkopfes und endet in dem in der 1 unten dargestellten Abschnitt in einem mit 3 bezeichneten Kurbelraum des Kurbelgehäuses 1. Zwischen der Zylinderbohrung 2 und dem eigentlichen Kurbelgehäuse 1 befindet sich dabei ein mit 4 bezeichneter Übergangsbereich zwischen der Zylinderbohrung 2 und dem Kurbelraum 3 des Kurbelgehäuses 1. Dieser Übergangsbereich 4 ist dabei hinsichtlich seines Umfangs für jede einzelne Zylinderbohrung 2 in sich geschlossen, während der Kurbelraum 3 mehrere Zylinderbohrungen, welche beispielsweise in der Blattebene hintereinander liegen können, untereinander verbindet.In the 1 is a very schematic representation of a crankcase 1 shown for an internal combustion engine. A cylinder bore 2 in the crankcase 1 can be seen. The cylinder bore 2 begins in the 1 section shown above in the area of a cylinder head, not shown here, and ends in that in FIG 1 Section shown below in a designated 3 crank space of the crankcase 1 . Between the cylinder bore 2 and the actual crankcase 1 there is a with 4th designated transition area between the cylinder bore 2 and the crankcase 3 of the crankcase 1 . This transition area 4th is in terms of its scope for each individual cylinder bore 2 self-contained while the crankcase 3 several cylinder bores, which for example can lie one behind the other in the plane of the sheet, connects with one another.

Die Innenfläche der Zylinderbohrung 2, welche später eine Zylinderlauffläche für einen in der Zylinderbohrung 2 beweglichen Kolben ausbildet, wird über eine gestrichelt angedeutete Beschichtungseinrichtung 5 mittels einer thermischen Beschichtung versehen. Die Beschichtung kann beispielsweise durch Lichtbogendrahtspritzen (LDS) aufgebracht werden. Typischerweise ist das Material des Kurbelgehäuses 1 ein Gussmaterial aus einer Leichtmetalllegierung, beispielsweise einer Aluminiumlegierung. Die über die Beschichtungseinrichtung 5 aufgebrachte Beschichtung ist demgegenüber härter und sorgt für eine hohe Verschleißfestigkeit und für gute tribologische Eigenschaften im Bereich der Zylinderbohrung. Häufig ist die Beschichtung auf Basis einer Eisen-Kohlenstoff-Legierung aufgebaut.The inner surface of the cylinder bore 2 which later became a cylinder running surface for one in the cylinder bore 2 Movable piston is formed by a coating device indicated by dashed lines 5 provided by means of a thermal coating. The coating can be applied, for example, by wire arc spraying (LDS). Typically is the material of the crankcase 1 a casting material made of a light metal alloy, for example an aluminum alloy. The over the coating device 5 In contrast, the applied coating is harder and ensures high wear resistance and good tribological properties in the area of the cylinder bore. The coating is often based on an iron-carbon alloy.

Um ein definiertes Ende der Beschichtung der Zylinderbohrung 2 in ihrem gemäß der Darstellung in 1 unteren Abschnitt, also ihrem dem Kurbelraum 3 bzw. dem Übergangsbereich 4 zugewandten Abschnitt zu erreichen, ist eine Maske 6 vorgesehen. Diese Maske 6 kann beispielsweise aus Blech realisiert werden. Sie nimmt einen Teil der Beschichtung auf, um so für ein klar definiertes Ende der Beschichtung in der Zylinderbohrung selbst zu sorgen. Sie verhindert außerdem das Eindringen einer großen Menge von Overspray, also von Beschichtungspartikeln an unerwünschten Stellen, in den Kurbelraum 3. Die Maske 6 selbst ist dabei typischerweise ein Verschleißartikel, da sie nach einer gewissen vorgegebenen Anzahl von Beschichtungsvorgängen ausgetauscht werden muss. Sie sitzt auf einem mit 7 bezeichneten Maskenhalter. Dieser Maskenhalter 7 weist ebenso wie die Maske 6 eine bezüglich der Zylinderbohrung 2 zentrale Öffnung 8 auf. Über diese Öffnung 8 wird mittels einer sogenannten Tischabsaugung unterhalb des aufgeständerten Kurbelgehäuses 1 Gas aus der Zylinderbohrung 2 während des Beschichtungsvorgangs abgesaugt. Dies ist in der Darstellung der 1 durch die mit 9 bezeichneten gestrichelten Pfeile entsprechend angedeutet.Around a defined end of the coating of the cylinder bore 2 in their as shown in 1 lower section, so your crankcase 3 or the transition area 4th To reach facing section is a mask 6th intended. This mask 6th can be made from sheet metal, for example. It absorbs part of the coating in order to ensure a clearly defined end of the coating in the cylinder bore itself. It also prevents a large amount of overspray, i.e. coating particles from entering the crankcase, in undesired places 3 . The mask 6th itself is typically a wear item, since it has to be replaced after a certain predetermined number of coating processes. It sits on a mask holder labeled 7. This mask holder 7th points just like the mask 6th one related to the cylinder bore 2 central opening 8th on. About this opening 8th is by means of a so-called table suction below the elevated crankcase 1 Gas from the cylinder bore 2 vacuumed during the coating process. This is in the representation of the 1 indicated accordingly by the dashed arrows labeled 9.

Prinzipbedingt muss nun zwischen der Maske 6 und der Wand der Zylinderbohrung 2 immer ein gewisser Spalt verbleiben, um ein Anhaften der Maske 6 an der Wand der Zylinderbohrung 2 beziehungsweise der Beschichtung während des Vorgangs der thermischen Beschichtung zu verhindern. Dies führt in der Praxis dazu, dass durch den Spalt eine gewisse Menge an Overspray in den Kurbelraum 3 gelangen kann, und insbesondere dazu, dass die Atmosphäre aus dem Kurbelraum 3, welche typischerweise die Umgebungsatmosphäre ist und Sauerstoff aufweist, in die Zylinderbohrung 2, in welcher typischerweise eine Schutzgasatmosphäre vorherrscht, gelangen kann. Durch den Sauerstoff können Partikel der flüssigen Beschichtung vor dem Auftreffen auf die Wand der Zylinderbohrung 2 oxidiert werden. Dies führt zu ungewollten Beschichtungseigenschaften und reduziert insbesondere die Anhaftung der Beschichtung, vor allem auf dem dem Kurbelraum 3 zugewandten Abschnitt der Zylinderbohrung 2.Due to the principle, there must now be between the mask 6th and the wall of the cylinder bore 2 There is always a certain gap left to prevent the mask from sticking 6th on the wall of the cylinder bore 2 or to prevent the coating during the process of thermal coating. In practice, this leads to a certain amount of overspray entering the crankcase through the gap 3 can get, and in particular that the atmosphere from the crankcase 3 , which is typically the ambient atmosphere and includes oxygen, into the cylinder bore 2 , in which a protective gas atmosphere typically prevails, can reach. Due to the oxygen, particles of the liquid coating can be released before they hit the wall of the cylinder bore 2 be oxidized. This leads to unwanted coating properties and in particular reduces the adhesion of the coating, especially on the crankcase 3 facing section of the cylinder bore 2 .

Um genau diese Problematik zu vermeiden, ist in dem hier dargestellten Aufbau eine Vorrichtung zur Abdichtung des Übergangsbereichs 4 vorgesehen. Diese Vorrichtung zur Abdichtung des Übergangsbereichs 4 weist, wie es bereits in der Darstellung der 1 zu erkennen ist, ein Dichtelement 10 in einem Sandwichaufbau auf, auf welchen in dem vergrößerten Ausschnitt in der Darstellung der 2 nun näher eingegangen wird.In order to avoid precisely this problem, a device for sealing the transition area is in the structure shown here 4th intended. This device for sealing the transition area 4th shows, as it is already in the representation of the 1 can be seen, a sealing element 10 in a sandwich structure, on which in the enlarged section in the illustration of 2 will now be discussed in more detail.

Das Dichtelement 10 besteht, wie es in der Darstellung der 2 zu erkennen ist, aus einer Tragstruktur 11 und einer Abdeckplatte 12 sowie einer dazwischen eingeklemmten Dichtung 13, beispielsweise aus einem Elastomer. Die Tragstruktur 11 kann vorzugsweise im 3D-Druck hergestellt sein. Sie kann eine Struktur mit Rippen und Aussparungen aufweisen, um sie entsprechend leicht und stabil zu machen. Rein beispielhaft ist eine Aussparung 14 im unteren Bereich der Tragstruktur 11 zu erkennen. An ihrem in der Darstellung der 2 rechten Ende weist sie außerdem einen Bund 15 auf, um möglichst formschlüssig auf dem hier angedeuteten Aufbau aus Maskenhalter 7 und Maske 6 aufgenommen zu werden. Das Dichtelement 10 weist dabei wie auch die anderen Elemente die bezüglich der Zylinderbohrung 2 zentrale Öffnung 8 für das Absaugen der Gase auf. Die Abdeckplatte 12, welche den Aufbau des Dichtelements 10 in Richtung der Zylinderbohrung 2 abschließt, lässt sich über hier angedeutete Schrauben 16 mit der Tragstruktur 11 verbinden, um die flächige Dichtung 13 klemmend zwischen der Tragstruktur 11 und der Abdeckplatte 12 aufzunehmen. Die Verschraubung könnte dabei selbstverständlich auch andersherum ausgestaltet sein, sodass die Schrauben 16 von der Tragstruktur 11 zur Abdeckplatte 12 verlaufen, was letztlich dieselbe Funktionalität gewährleistet.The sealing element 10 as it is in the representation of the 2 can be seen from a supporting structure 11 and a cover plate 12th and a seal sandwiched between them 13th , for example from an elastomer. The supporting structure 11 can preferably be produced using 3D printing. It can have a structure with ribs and recesses to make it light and stable close. A recess is purely exemplary 14th in the lower area of the supporting structure 11 to recognize. At her in the representation of the 2 It also has a collar on the right end 15th in order to be as positive as possible on the structure of the mask holder indicated here 7th and mask 6th to be included. The sealing element 10 has, like the other elements, those relating to the cylinder bore 2 central opening 8th for sucking off the gases. The cover plate 12th showing the structure of the sealing element 10 towards the cylinder bore 2 can be closed using the screws indicated here 16 with the supporting structure 11 connect to the planar seal 13th clamped between the supporting structure 11 and the cover plate 12th record. The screw connection could of course also be designed the other way around, so that the screws 16 from the supporting structure 11 to the cover plate 12th run, which ultimately ensures the same functionality.

Die flächige Dichtung 13, vorzugsweise aus einem Elastomer, ist dabei etwas größer als die Tragstruktur 11 und/oder die Abdeckplatte 12 ausgebildet, sodass sie auf jeden Fall etwas übersteht und der am weitesten in Richtung der Wand des Übergangsbereichs 4 ragende Teil des Dichtelements 10 ist. Damit ist gewährleistet, dass die Dichtung 13 an der Wand des Übergangsbereichs 4 anliegt und damit für eine gute Abdichtung, auch bei Unebenheiten oder Maßabweichungen sorgt.The flat seal 13th , preferably made of an elastomer, is slightly larger than the supporting structure 11 and / or the cover plate 12th formed so that it definitely protrudes a little and the furthest in the direction of the wall of the transition area 4th protruding part of the sealing element 10 is. This ensures that the seal 13th on the wall of the transition area 4th and thus ensures a good seal, even with unevenness or dimensional deviations.

Abschließend ist in der Darstellung der 3 eine Ansicht des Dichtelements 10 von oben zu erkennen. Um die zentrale Öffnung 8 herum ist die Maske 6 zum Teil in der Draufsicht, zum Teil im Schnitt zu erkennen. Diese umgibt die Abdeckplatte 12, welche über die Schrauben 16 mit der hier nicht erkennbaren Tragstruktur 11 verschraubt ist. Klemmend zwischen der Tragstruktur 11 und der Abdeckplatte 12 ist dabei die Dichtung 13 aufgenommen, welche die Abdeckplatte 12 überragt und dichtend an der Wand des Übergangsbereichs 4 anliegt. Dabei ist in der Darstellung der 3 rein beispielhaft die häufig auftretende relativ komplexe Formgebung des Übergangsbereichs 4, welche typischerweise von einer runden Form abweicht, zu erkennen. Die passgenau ausgeformte Dichtung 13 mit dem beispielsweise über 3D-Druck passgenau hergestellten Aufbau aus Tragstruktur 11 und Abdeckplatte 12 erlaubt trotz der komplexen Geometrie des Übergangsbereichs 4 eine sehr gute Anlage der Dichtung 13 und damit eine ideale Abdichtung zwischen dem Bereich der Zylinderbohrung 2, welche thermisch beschichtet wird, und dem in der Darstellung der 1 darunter liegenden Kurbelraum 3.Finally, the representation of the 3 a view of the sealing element 10 recognizable from above. Around the central opening 8th around is the mask 6th partly seen from above, partly seen in section. This surrounds the cover plate 12th which about the screws 16 with the supporting structure that cannot be seen here 11 is screwed. Clamping between the supporting structure 11 and the cover plate 12th is the seal 13th recorded which the cover plate 12th towering over and sealing on the wall of the transition area 4th is applied. The representation of the 3 purely by way of example, the relatively complex shape of the transition area that occurs frequently 4th , which typically deviates from a round shape. The perfectly fitting seal 13th with the structure made of the supporting structure, for example, manufactured using 3D printing 11 and cover plate 12th allows despite the complex geometry of the transition area 4th a very good attachment of the seal 13th and thus an ideal seal between the area of the cylinder bore 2 , which is thermally coated, and the one in the illustration of 1 crankcase underneath 3 .

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Claims (8)

Vorrichtung zur Abdichtung eines Übergangsbereichs (4) zwischen einer Zylinderbohrung (2) und einem Kurbelraum (3) in einem Kurbelgehäuse (1) beim thermischen Beschichten der Zylinderbohrung (2), mit einem zur Anlage an dem Übergangsbereich (4) bestimmten Dichtelement (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) eine Tragstruktur (11) und eine Abdeckplatte (12) aufweist, zwischen welchen eine flächige Dichtung (13) zur umlaufenden Anlage an einer Wand des Übergangsbereichs (4) ausgebildet ist.Device for sealing a transition area (4) between a cylinder bore (2) and a crank chamber (3) in a crankcase (1) during the thermal coating of the cylinder bore (2), with a sealing element (10) intended to rest against the transition area (4) , characterized in that the sealing element (10) has a support structure (11) and a cover plate (12), between which a flat seal (13) for circumferential contact with a wall of the transition area (4) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) eine bezüglich der Zylinderbohrung (2) zentrale Öffnung (8) aufweist.Device according to Claim 1 , characterized in that the sealing element (10) has an opening (8) which is central to the cylinder bore (2). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10), insbesondere im Bereich der Tragstruktur (11), zur Aufnahme einer Maske (6) für das dem Kurbelraum (3) zugewandte Ende der Zylinderbohrung (2) ausgebildet ist.Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the sealing element (10), in particular in the area of the supporting structure (11), is designed to accommodate a mask (6) for the end of the cylinder bore (2) facing the crank chamber (3). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (11) zur Aufnahme auf einem Maskenhalter (7) ausgebildet ist.Device according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the support structure (11) is designed to be received on a mask holder (7). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Teile des Dichtelements (10), insbesondere die Tragstruktur (11), als 3D-gedruckte Formteile ausgebildet sind.Device according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that parts of the sealing element (10), in particular the support structure (11), are designed as 3D-printed molded parts. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Dichtung (13) aus einem Elastomer ausgebildet ist.Device according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the flat seal (13) is formed from an elastomer. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Dichtung (13) klemmend zwischen der Tragstruktur (11) und der Abdeckplatte (12) aufgenommen ist.Device according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the flat seal (13) is clamped between the support structure (11) and the cover plate (12). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (12) und die Tragstruktur (11) über Schrauben (16) verbunden sind.Device according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the cover plate (12) and the support structure (11) are connected by screws (16).
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