DE10310130A1

DE10310130A1 - Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit

Info

Publication number: DE10310130A1
Application number: DE10310130A
Authority: DE
Inventors: Noritaka Miyamoto; Hirohumi Michioka; Kazunari Takenaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2023-03-08
Also published as: JP2003260559A; US6865807B2; JP4131371B2; DE10310130B4; US20030168197A1

Abstract

Ein Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit ist dadurch gekennzeichnet, daß es als Schritt, der vor dem Schritt des Umgießens durchgeführt wird, bei dem eine gußeiserne Zylinderlaufbuchse in einem Zylinderblock eingeschlossen wird, einen Erodierungs/Reinigungsschritt aufweist, bei dem eine äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse gereinigt wird und ein Teil der Grundstruktur des Gußeisens, das die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bildet, erodiert wird, so daß zahlreiche kleine Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche gebildet werden, und zwar durch Hochdruckfluidstrahlen der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, um dadurch die Verbundstärke zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock zu verstärken. Da die Grundstruktur teilweise erodiert wird, können komplex geformte kleine Vorsprünge ausgebildet werden. Außerdem können Sand und ein Entformungsmittel, die auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse haften, entfernt werden. Somit wird die Verbundstärke verbessert.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND

1. GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit und insbesondere ein Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit, bei dem in einem Gießverfahren eine Zylinderblock-Einheit durch Umgießen einer gußeisernen Zylinderlaufbuchse mit einem Zylinderblockmaterial erzeugt wird.

2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK

Im Hinblick auf einen sparsameren Energieverbrauch durch die Reduzierung des Zylinderblockgewichts eines Motors wird bereits heute eine Technik angewandt, bei der eine Zylinderblock-Einheit dadurch ausgebildet wird, daß man eine Zylinderlaufbuchse aus Gußeisen, die als Einsatz bzw. Kern bereitgestellt wird, mit einem Zylinderblockmaterial aus Aluminiumlegierung umgießt.

Bei einem Motor, der eine Zylinderblock-Einheit enthält, die durch Umgießen einer Zylinderlaufbuchse aus Gußeisen mit einer Aluminiumlegierung gebildet wurde, ergeben sich jedoch Probleme. Das heißt, wenn der Motor in Betrieb ist, entsteht ein Spalt an der Übergangs- bzw. Grenzfläche (boundary) zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock.

Wenn ein Spalt zwischen dem Zylinderblock und der Zylinderlaufbuchse entsteht, variiert die Wärmeübertragung in Umfangsrichtung der Zylinderlaufbuchse. Wenn die Wärmeübertragung in Umfangsrichtung der Zylinderlaufbuchse variiert, variiert auch die Wärmedehnung der Zylinderlaufbuchse in Umfangsrichtung abhängig von der Position. Infolgedessen dehnt sich die Zylinderlaufbuchse nicht vollkommen kreisförmig aus. Wenn die Zylinderlaufbuchse, welche die Oberfläche einer Zylinderbohrung bildet, sich nicht vollkommen kreisförmig ausdehnt, nimmt die Zylinderbohrung eine verzerrte Zylinderform an und weist einen erhöhten Reibungskoeffizienten bezüglich des Kolbens auf, der sich innerhalb der Zylinderbohrung hin und her bewegt. Dadurch entsteht das Problem, daß der Motor in mehrfacher Hinsicht verschlechtert wird, und zwar bezüglich des Kraftstoffverbrauchs, der Leistung, der Lebensdauer usw., beispielsweise durch einen erhöhten Ölverbrauch, einen schnelleren Abrieb des Kolbenrings und dergleichen.

Das Problem der Entstehung eines Spalts zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock, der die Zylinderlaufbuchse umgibt, ist nicht auf den Fall beschränkt, wo eine Zylinderlaufbuchse als Gießeinsatz bzw. -kern mit einem Zylinderblockmaterial aus Aluminium oder Aluminiumlegierung umgegossen wird, sondern tritt auch in Fällen auf, wo eine Zylinderlaufbuchse als Gießeinsatz bzw. -kern mit einem Zylinderblock aus anderen Metallen umgegossen wird. Das heißt, dieses Problem kann auch in einem Fall auftreten, wo eine Zylinderblock-Einheit durch Umgießen einer gußeisernen Zylinderlaufbuchse mit einem gußeisernen Zylinderblockmaterial erzeugt wird.

Um die Entstehung eines Spalts zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock einer Zylinderblockeinheit, die durch Umgießen der Zylinderlaufbuchse mit einem Zylinderblockmaterial gebildet wurde, zu verhindern, wurden Verfahren vorgeschlagen, welche den Verbund zwischen dem Zylinderblock und der Zylinderlaufbuchse verbessern, und zwar durch Bereitstellen von Erhebungen, Vorsprüngen usw. auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, das heißt, der Oberfläche der Zylinderlaufbuchse, die mit dem Zylinderblock verbunden ist.

Beispielsweise offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP A-58-211550 einen "Zylinderblock, der durch Gießen einer Aluminiumlegierung oder dergleichen um die äußere Umfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse, die aus einem Gießmaterial auf Eisenbasis besteht, hergestellt wird, wobei die Zylinderblock-Einheit dadurch gekennzeichnet ist, daß die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, die integral mit zahlreichen Vorsprüngen versehen ist, welche eine konische Form aufweisen und vorzugsweise in Längsrichtung geneigt oder gebogen sind, durch Gießen in einen Zylinderblock aus Aluminiumlegierung oder dergleichen eingebettet wird" (Anspruch 1). Was die Vorsprünge betrifft, so steht in der Beschreibung einer Ausführungsform (im linken unteren Abschnitt der Seite (2) der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. JP A-S8-211550): "In der Ausführungsform ragen die Vorsprünge 3 über die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse hinaus und sind gleichsinnig in Umfangsrichtung gebogen.

Vorzugsweise ragen die Vorsprünge 3 so weit vor, daß ihre Länge mindestens etwa 10% der Wanddicke der Zylinderlaufbuchse 2 beträgt. Beispielsweise beträgt die Wanddicke der Laufbuchse 3 mm, die Vorsprünge stehen in einer Länge von 0,5 mm hervor, der Basisabschnitt jedes Vorsprungs beträgt 1,0 mm, und der distale Endabschnitt jedes Vorsprungs mißt 0,2 mm. Die Abstände zwischen den Vorsprüngen sind größer als der Basisabschnitt jedes Vorsprungs, so daß das Fließen nicht behindert wird". Ebenso wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Vorsprünge gleichzeitig mit der Ausbildung der Zylinderlaufbuchse unter Verwendung einer Form ausgebildet werden. Fig. 30 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. JP A-S8-211550 offenbart ist.

Angesichts der üblichen Wanddicke einer Gußeisen-Zylinderlaufbuchse von etwa 2 mm steht das Verfahren, bei dem Vorsprünge von 0,5 mm Länge auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bereitgestellt werden, wie in dieser Ausführungsform, einer Reduzierung der Abstände zwischen den Zylinderbohrungen entgegen und erschwert daher die Bereitstellung einer kompakten Zylinderblock-Einheit. Wenn die Länge, mit der die Vorsprünge hervorstehen, auf oder über 0,5 mm erhöht wird, um die Ausbildung der Vorsprünge sicherzustellen, wird es noch schwieriger, eine kompakte Zylinderblock-Einheit bereitzustellen. Das Vorhandensein von Vorsprüngen bringt auch die Gefahr einer Verschlechterung des Fließens während des Umgießens der Zylinderlaufbuchse mit sich.

Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP A-3-238157 offenbart ein "Herstellungsverfahren für eine Motorzylinderblock-Einheit, die durch Umgießen einer Zylinderlaufbuchse aus Gußeisen mit einem Zylinderblockmaterial aus Gußeisen ausgebildet wird, wobei das Herstellungsverfahren für die Zylinderblock-Einheit dadurch gekennzeichnet ist, daß eine äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse gestrahlt wird, um die Oberfläche zu aktivieren und um zahlreiche kleine Vorsprünge auszubilden, und daß anschließend die Zylinderlaufbuchse als Gießkern in dem Zylinderblockmaterial aus Gußeisen eingeschlossen wird." (Anspruch 1). Ein ähnliches Verfahren, bei dem die Oberfläche einer Zylinderlaufbuchse durch Sandstrahlen aufgerauht wird, ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. JP A 10-94867 offenbart.

Die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. JP A-3-238157 und in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. JP A-10-94867 offenbarten Verfahren unterscheiden sich von dem in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. JP A-58-211550 offenbarten Verfahren zur Ausbildung von Vorsprüngen auf der Oberfläche einer Zylinderlaufbuchse dadurch, daß die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse einer Oberflächen-Aufrauhung durch Sandstrahlen unterzogen wird.

Jedoch hat sich gezeigt, daß dieses Oberflächen-Bearbeitungsverfahren auf der Grundlage von Sandstrahlen nicht in der Lage ist, zuverlässig eine ausreichend starke Verbindung zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock zu bewirken. Auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse befindet sich darauf angelagertes unerwünschtes Material, beispielsweise Sand (Quarzsand (SiO₂)), der während des Zylinder-Gießformens als Auskleidung der Innenfläche einer Form verwendet wurde, sowie ein Entformungsmittel, das auf der Form verwendet wurde.

Das Sandstrahlen der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse kann den Sand und das Entformungsmittel, die sich auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse abgelagert haben, jedoch nicht ausreichend entfernen. Insbesondere werden wegen des Sands, der als Auskleidung auf der Innenfläche der Form bereitgestellt wird, Unebenheiten auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse ausgebildet. Der Sand, der sich in den Vertiefungen der rauhen Oberfläche der Zylinderlaufbuchse abgelagert hat, kann durch Sandstrahlen nicht entfernt werden; außerdem kann durch das Sandstrahlen Sand in die Vertiefungen geschoben werden.

Wenn die Zylinderlaufbuchse, die den Sand und das Entformungsmittel trägt, die sich auf ihrer äußeren Umfangsfläche angelagert haben, als Gießkern in einem Zylinderblock eingeschlossen wird, befinden sich der Sand und das Entformungsmittel, die auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse zurückgeblieben sind, nunmehr zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock, so daß die Stärke der Verbindung zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock auf ein ungenügendes Maß sinkt. Es hat sich gezeigt, daß während des Betriebs eines Motors, der eine Zylinderblock-Einheit enthält, bei der Sand und ein Entformungsmittel zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock vorhanden sind, ein Spalt zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock entsteht.

Außerdem erzeugt das Sandstrahlen der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bis zu einem gewissen Grad Vertiefungen und Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse. Jedoch haben die Vertiefungen und Vorsprünge keine bestimmten Merkmale, sondern stellen einfach Unebenheiten dar. Beispielsweise weisen die Vertiefungen und Vorsprünge, die durch Sandstrahlen ausgebildet werden, nicht das Merkmal der gebogenen distalen Enden der Vorsprünge auf. Deshalb erreichen die durch Sandstrahlen ausgebildeten Vertiefungen und Vorsprünge nicht unbedingt eine ausreichende Verbesserung der Verbindung zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren zum Umgießen einer aus Gußeisen hergestellten Zylinderlaufbuchse mit einem Zylinderblockmaterial bereitzustellen, um eine Zylinderblock-Einheit herzustellen, die eine ausgezeichnete Verbundstärke zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock aufweist.

(1) Ein erster Aspekt der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit, bei dem eine aus Gußeisen erzeugte Zylinderlaufbuchse durch Umgießen in einem Zylinderblock eingeschlossen wird, wobei das Verfahren als Schritt vor dem Umgießen, durch den die Zylinderlaufbuchse in dem Zylinderblockmaterial eingeschlossen wird, eine Erodierung/Reinigung einschließt, bei der eine äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse gereinigt wird und ein Teil der Grundstruktur des Gußeisens, welches die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bildet, erodiert wird, und zwar so, daß durch ein Hochdruck-Fluidstrahlen der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse zahlreiche kleine Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche erzeugt werden, um die Stärke der Verbindung zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock zu verbessern.

Kurz gesagt wird im Erodierungs/Reinigungsschritt die Grundstruktur des Gußeisens, das die Zylinderlaufbuchse bildet, durch ein mit hohem Druck auftreffendes Fluid teilweise erodiert, wodurch zahlreiche kleine Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse ausgebildet werden, und die äußere Umfangsfläche wird durch das unter hohen Druck gesetzte Fluid gereinigt. Die gereinigte Zylinderlaufbuchse, deren äußere Umfangsfläche kleine Vorsprünge aufweist, wird einem Umgießen unterzogen. Deshalb ist das Zylinderblock-Herstellungsverfahren der Erfindung in der Lage, eine Zylinderblock-Einheit zu erzeugen, die eine ausgezeichnete Verbundstärke zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock aufweist.

(2) Im Erodierungs/Reinigungsschritt des Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit wird in einem ersten Aspekts der Erfindung die Grundstruktur des Gußeisens, das die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bildet, durch ein Fluid, das unter hohem Druck auf die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse gestrahlt wird, teilweise erodiert. Wenn die Grundstruktur durch ein unter hohem Druck auftreffendes Fluid teilweise erodiert wird, entstehen im Gußeisen an Stellen mit niedriger Festigkeit Risse, und Teile der Grundstruktur in der Umgebung der Risse fallen ab.

Gußeisen weist Graphitanteile und Grundstrukturanteile auf, welche die Graphitanteile umgeben. Normalerweise weisen die Übergänge zwischen der Grundstruktur und dem Graphit eine geringe Festigkeit auf und dort entstehen leicht Risse. Wenn sich in Gußeisen wegen eines mit hoher Geschwindigkeit auftreffenden Fluids Risse bilden, bilden sich diese Risse daher an den Übergängen zwischen der Grundstruktur und dem Graphit, oder es bilden sich Risse innerhalb des Graphits. Wenn beispielsweise Graphitanteile dreidimensional verbunden sind, wie in Lamellengraphit-Gußeisen, wachsen Risse entlang der Grenzen zwischen den Graphitanteilen und der Grundstruktur, so daß Teile der Grundstruktur in der Umgebung der Risse abfallen.

Die Graphitanteile sind in der Grundstruktur verteilt. Wenn daher durch Teilerosion der Grundstruktur beim Auftreffen eines unter hohen Druck gesetzten Fluids zahlreiche kleine Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche ausgebildet werden, schließen die kleinen Vorsprünge komplex geformte Vorsprünge ein, beispielsweise kleine gebogene Vorsprünge oder kleine Vorsprünge, deren distale Enden zur äußeren Umfangsfläche gerichtet sind.

Deshalb erzeugt das Umgießen der Zylinderlaufbuchse, deren äußere Umfangsfläche zahlreiche kleine Vorsprünge, einschließlich komplex geformter kleiner Vorsprünge, aufweist, eine Zylinderblock-Einheit, deren Verbundstärke besser ist als die einer Zylinderblock-Einheit, die durch Umgießen einer Zylinderlaufbuchse hergestellt wurde, deren äußere Umfangsfläche einfache Unebenheiten aufweist, beispielsweise Unebenheiten, die durch Sandstrahlen erzeugt wurden.

Da außerdem die Grundstruktur des Gußeisens, welches die äußere Umfangsfläche bildet, durch das Hochdruckfluid im Erodierungs/Reinigungsschritt teilweise erodiert wird, können der Sand und das Entformungsmittel, die sich während des Gießens der Zylinderlaufbuchse auf deren äußerer Umfangsfläche abgelagert haben, in ausreichendem Maß entfernt werden. Da Teile der Grundstruktur durch das mit hohem Druck ausgestrahlte Fluid erodiert werden, werden der Sand und das Entformungsmittel, die an den abfallenden Teilen der Grundstruktur haften, entfernt. Außerdem wäscht das Hochdruckfluid den Sand und das Enformungsmittel von der äußeren Umfangsfläche ab. So ist die dem Erodierungs/Reinigungsschritt unterzogene äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse ausreichend frei von Sand und Entformungsmittel. Deshalb wird durch das Umgießen der Zylinderlaufbuchse mit dem Zylinderblockmaterial im Schritt des Umgießens vermieden, daß Sand und Entformungsmittel an den Übergängen zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock zurückbleiben. Als Ergebnis wird die Verbundstärke zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock verbessert.

Bei Hochdruck-Fluid kann es sich um Wasser oder ein konservierungsmittelhaltiges Wasser handeln. Das Fluid ist nicht auf Wasser beschränkt, sondern kann auch Öl oder dergleichen sein. Das heißt, jede Flüssigkeit, die geeignet ist, unter hohem Druck als Fluid ausgestrahlt zu werden, kann ausgewählt und verwendet werden. Im Hinblick auf die Reinigung der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse ist die Verwendung von Wasser bevorzugt.

(3) Wenn im Erodierungs/Reinigungsschritt kleine Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche durch Erodieren von Teilen der Grundstruktur ausgebildet werden, können die kleinen Vorsprünge solche einschließen, die komplex geformt sind, wie oben erwähnt. In diesem Fall können kleine schlüsselförmigen Vorsprünge ausgebildet werden, die eine Oberfläche ausweisen, welche einen Winkel von weniger als 90 Grad bezüglich der äußeren Umfangsfläche aufweist. Es können auch kleine schlüsselförmige Vorsprünge ausgebildet werden, die einen Winkel von weniger als 90 Grad bezüglich der äußeren Umfangsfläche aufweisen sowie ein distales Ende, das zur äußeren Umfangsfläche hin gebogen ist.

"Äußere Umfangsfläche" im Ausdruck "90 Grad bezüglich der äußeren Umfangsfläche" meint eine ideale glatte Oberfläche, die als Bezug für das Ausbilden einer tatsächlichen äußeren Umfangsfläche dient.

Wenn komplex geformte kleine Vorsprünge, einschließlich der obengenannten schlüsselförmigen kleinen Vorsprünge, auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse ausgebildet werden, weist die Zylinderblock-Einheit, die durch Umgießen der Zylinderlaufbuchse mit dem Zylinderblockmaterial gebildet wird, eine verbesserte Verbundstärke zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock auf.

(4) Im Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit des ersten Aspekts der Erfindung wird die Grundstruktur des Gußeisens, das die Zylinderlaufbuchse bildet, durch Hochdruckstrahlen der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse mit einem Fluid, beispielsweise Wasser oder dergleichen, teilweise erodiert. Vorzugsweise ist der Strahl des Hochdruckfluids ein Flachstrahl.

In dem Verfahren wird das Hochdruck-Fluidstrahlen, beispielsweise Hochdruck- Wasserstrählen oder dergleichen, unter Verwendung einer Düse durchgeführt. Breite und Form der Auftreffläche des Hochdruck-Fluidstrahls variieren abhängig vom Düsentyp. Beispielsweise ermöglichen es Variationen der Düsenform und insbesondere der Form des Hochdruckfluid-Auslasses der Düse, das Hochdruckfluid so auszustrahlen, daß das Hochdruckfluid an einem Punkt oder auf einer kleinen Fläche eines Gegenstands konzentriert wird, wodurch das Hochdruckfluid so ausgestrahlt werden kann, daß der hohe Druck jeweils eine bestimmte Fläche eines Gegenstands trifft.

Im Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit des ersten Aspekts der Erfindung wird das Hochdruck-Fluidstrahlen der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse vorzugsweise so durchgeführt, daß jeweils eine bestimmte Fläche eines Gegenstands getroffen wird. Wenn das Hochdruck-Fluidstrahlen so durchführt wird, daß jeweils eine bestimmte Fläche eines Gegenstands getroffen wird, können kleine Vorsprünge über der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse zuverlässig und gleichmäßig ausgebildet werden.

Das Hochdruck-Fluidstrahlen, das so durchgeführt wird, daß jeweils eine bestimmte Fläche eines Objekts getroffen wird, kann durch ein Hochdruck-Flachstrahlen des Fluids durchgeführt werden. Daher ist der Strahl des Hochdruckfluids vorzugsweise ein Flachstrahl. Flachstrahl bedeutet hierin, daß das Hochdruckfluid sich ausbreitet und in Tröpfchen zerfällt bzw. zerstäubt, nachdem es aus der Düse ausgetreten ist.

(5) im Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit des ersten Aspekts der Erfindung kann die Grundstruktur des Gußeisens, das die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bildet, durch einen auf der äußeren Umfangsfläche auftreffenden Hochdruck-Fluidstrahl teilweise erodiert werden. Daher wird vorzugsweise ein Gußeisen ausgewählt und verwendet, das sich ohne weiteres teilweise erodieren läßt, wenn es von einem Hochdruckfluid getroffen wird.

Da beispielsweise Risse an den Übergängen zwischen dem Graphit und der Grundstruktur oder innerhalb des Graphits entstehen, so daß die Grundstruktur teilweise erodiert wird und kleine Vorsprünge gebildet werden, wird vorzugsweise eine Zylinderlaufbuchse verwendet, die aus einem Gußeisen erzeugt wurde, welches, wenn es einen Schlag erhält, die Entstehung von Rissen an den Übergängen zwischen dem Graphit und der Grundstruktur begünstigt, oder aus einem Gußeisen, welches, wenn es einen Schlag erhält, die Entstehung von Rissen innerhalb des Graphits begünstigt.

Bevorzugte Beispiele für solch ein Gußeisen schließen ein Lamellengraphit-Gußeisen ein, bei dem der Graphit aus einem gewöhnlichen A-Graphits besteht, ein Lamellengraphit-Gußeisen, bei dem ein oberflächennaher Bereich eine Struktur aus Perlit und D-Graphit (unterkühltem Graphit) aufweist, die durch rasches Abkühlen während des Gießens eines Lamellengraphit-Gußeisens gebildet wird, ein graues Gußeisen, das teilweise eine Ledeburit-Struktur (chilled structure) aufweist, ein Vermiculargraphit-Gußeisen usw.

Dies wird nun am Beispiel eines Lamellengraphit-Gußeisens erklärt. In einem Querschnitt des Lamellengraphit-Gußeisens weist der Graphit eine Lamellenform auf. Die meisten lamellenförmigen Graphitbereiche sind untereinander auf komplizierte Weise dreidimensional verbunden. Wenn das Lamellengraphit-Gußeisen einen Schlag erhält, können leicht Risse an den Übergängen zwischen den untereinander verbundenen Graphitbereichen und der Grundstruktur. Wenn daher die äußere Umfangsfläche einer aus solch einem Lamellengraphit-Gußeisen geformten Zylinderlaufbuchse einem Hochdruck-Fluidstrahlen ausgesetzt wird, entstehen Risse an den Übergängen zwischen der Grundstruktur und den untereinander verbundenen Graphitbereichen, so daß die Grundstruktur teilweise abfällt. Im Falle von Lamellengraphit-Gußeisen sind die Graphitbereiche auf komplexe Weise untereinander verbunden. Daher entstehen auch Risse innerhalb des Graphits, und die Grundstruktur fällt mit den Rissbereichen teilweise ab.-

(6) So weist die Zylinderblock-Einheit, die durch Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit des ersten Aspekts der Erfindung erzeugt wird, eine verbesserte Verbundstärke zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock auf. Wenn diese Zylinderblock-Einheit als Bauteil eines Motors verwendet wird, kann daher die Entstehung von Spalten zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock im wesentlichen verhindert werden.

Infolgedessen können Unterschiede im Wärmeleitverhalten in Umfangsrichtung einer Zylinderlaufbuchse vermieden werden, und die vollkommen runde Form der Zylinderbohrung in einem Bereich senkrecht zur Achse der Zylinderbohrung bleibt erhalten.

(7) Wenn ein Zylinderblock aus einem Metall um eine Zylinderlaufbuchse aus einem anderen Metall gegossen wird, ist es normalerweise schwierig, die Verbundstärke zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock zu erhöhen, beispielsweise wegen schlechter Haftung oder Affinität zwischen der Metallschmelze des Zylinderblocks und der Zylinderlaufbuchse. Jedoch ermöglicht die Anwendung des Herstellungssverfahrens für eine Zylinderblock-Einheit des ersten Aspekts der Erfindung die Herstellung einer Zylinderblock-Einheit mit ausgezeichneter Verbundstärke, selbst wenn die Zylinderblock-Einheit durch Umgießen einer aus Gußeisen gebildeten Zylinderlaufbuchse mit einem Zylinderblockmaterial gebildet wird, das aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.

Daher kann die Gewichtsreduzierung einer Zylinderblock-Einheit durch Verwenden von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung als Material für den Zylinderblock erreicht werden. Da eine gute Rundheit der Zylinderbohrungen einer Zylinderblock-Einheit beibehalten werden kann, die aus einer aus Gußeisen gebildeten Zylinderlaufbuchse und einem aus einer Aluminiumlegierung gebildeten Zylinderblock hergestellt wurde, kann außerdem der Kraftstoffverbrauch des Motors verbessert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die genannten sowie zusätzliche Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen deutlich, wobei gleiche Bezugszahlen verwendet werden, um gleiche Elemente darzustellen, und wobei:
Fig. 1 ein Schema ist, das eine Ausführungsform des Erodierungs/Reinigungsschritts im Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit der Erfindung erläutert;
Fig. 2 den Querschnitt einer Düse entlang ihrer Achse zeigt, welche als eine Ausführungsform der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. JP A-7-299390 offenbart ist;
Fig. 3 den Aufriß eines Hochdruck-Wasserauslasses einer als Ausführungsform der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. JP A-7-299390 offenbarten Düse darstellt;
Fig. 4 Front- und Seitenansichten einer als Ausführungsform der japanischen Patent- Offenlegungsschrift Nr. JP A-7-299390 offenbarten Düse zeigt, und die Form der Auftreffläche eines unter hohem Druck aus der Düse austretenden Wasserstrahls anzeigt;
Fig. 5 ein Schema ist, das den Zustand der äußeren Umfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse darstellt, die mittels einer Form gegossen wurde, deren Innenfläche mit Sand ausgekleidet wurde;
Fig. 6 ein Schema ist, das den Zustand der Zylinderlaufbuchse darstellt, wo Teile der Grundstruktur des Gußeisens, das die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bildet, durch einen Erodierungs/Reinigungsschritt entfernt wurden;
Fig. 7A und 7B verschiedene Ausgestaltungen von Unebenheiten der äußeren Umfangsfläche von Zylinderlaufbuchsen darstellen;
Fig. 8 eine vergrößerte Photographie der äußeren Umfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 1 zeigt, die einem Sandstrahlen unterzogen wurde, jedoch keinem Erodierungs/Reinigungsschritt durch ein Hochdruck- Fluidstrahlen;
Fig. 9 eine vergrößerte Photographie der äußeren Umfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse des Beispiels 1 zeigt, welche einem Sandstrahlen und dem Erodierungs/Reinigungsschritt durch Hochdruck-Wasserstrahlen unterzogen wurde;
Fig. 10 eine Photographie des Querschnitts eines Bereichs ist, der den Übergang zwischen einem Harz und der Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 1 einschließt;
Fig. 11 eine Photographie des Querschnitts eines Bereichs ist, der den Übergang zwischen einem Harz und der Zylinderlaufbuchse des Beispiels 1 einschließt;
Fig. 12 eine Photographie des Querschnitts eines Bereichs ist, der den Übergang zwischen dem Harz und der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 1 einschließt, die aufgenommen wurde, um das Vorhandensein eines Entformungsmittels zu zeigen;
Fig. 13 eine Photographie des Querschnitts eines Bereichs ist, der den Übergang zwischen dem Harz und der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Beispiels 1 einschließt, die aufgenommen wurde, um das Vorhandensein eines Entformungsmittels zu zeigen;
Fig. 14 eine vergrößerte Photographie der äußeren Umfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 2 ist, welche einem Sandstrahlen und einem Spanen, aber nicht dem Erodierungs/Reinigungsschritt durch Hochdruck- Wasserstrahlen unterzogen wurde;
Fig. 15 eine vergrößerte Photographie der äußeren Umfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse des Beispiels 2 ist, die einem Sandstrahlen, einem Spanen und dem Erodierungs/Reinigungsschritt durch Hochdruck-Wasserstrahlen unterzogen wurde;
Fig. 16 eine Photographie des Querschnitts eines Bereichs ist, der den Übergang zwischen einem Harz und der Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 2 einschließt;
Fig. 17 eine Photographie des Querschnitts eines Bereichs ist, der den Übergang zwischen einem Harz und der Zylinderlaufbuchse des Beispiels 2 einschließt;
Fig. 18 das Diagramm einer Zylinderlaufbuchse ist, welches die Lage des Schnitts anzeigt;
Fig. 19 eine Darstellung ist, welche die Verbundstärken zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock in den Zylinderblock-Einheiten von Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 1, Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 anzeigt;
Fig. 20 eine Darstellung ist, welche die Verbundstärken zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock in den Zylinderblock-Einheiten von Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 1, Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 anzeigt;
Fig. 21 eine Darstellung ist, die die Rundheit der Zylinderbohrung einer in Beispiel 1 hergestellten Zylinderblock-Einheit anzeigt;
Fig. 22 eine Darstellung ist, die die Rundheit der Zylinderbohrung einer in Vergleichsbeispiel 1 erzeugten Zylinderblock-Einheit anzeigt;
Fig. 23 die Photographie eines Querschnitts der Zylinderblock-Einheit des Beispiels 3 ist, die einen Bereich zeigt, der den Übergang zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock einschließt;
Fig. 24 die Photographie eines Querschnitts der Zylinderblock-Einheit des Vergleichsbeispiels 3 ist, die einen Bereich zeigt, der den Übergang zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock einschließt;
Fig. 25 die Photographie von kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen ist, die auf der äußeren Umfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse gebildet wurden;
Fig. 26 eine Darstellung ist, welche die Beziehung zwischen der Anzahl der kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge und dem Durchsatz des Hochdruckwassers anzeigt, welche sich aus Tabelle 1 ergibt;
Fig. 27 eine Raster-Elektronenmikroskop-(REM-)Photographie der äußeren Umfangsfläche einer sandgestrahlten Zylinderlaufbuchse zeigt;
Fig. 28 die Photographie der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse zeigt, die nach dem Erodierungs/Reinigungsschritt von einem Raster-Elektronenmikroskop (REM) aufgenommenen wurde;
Fig. 29 eine Darstellung ist, welche die Beziehung zwischen dem Wasserdruck des Hochdruck-Wasserstrahls und dem Vorkommen von mit Sand behafteten Bereichen in der äußeren Umfangsfläche anzeigt; und
Fig. 30 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform einer in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. JP A-58-211550 offenbarten Zylinderlaufbuchse ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

(1) Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Das Verfahren der Erfindung für die Herstellung einer Zylinderblock-Einheit ist ein Verfahren, bei dem eine Zylinderlaufbuchse aus Gußeisen durch Umgießen in ein Zylinderblockmaterial eingeschlossen wird, wobei das Verfahren einen Erodierungs/-Reinigungsschritt und einen Schritt des Umgießens umfaßt.
(2) Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit schließt einen Schritt des Umgießens ein, bei dem eine Zylinderlaufbuchse nach dem Erodierungs/Reinigungsschritt mit einem Zylinderblockmaterial umgossen wird.
Der Schritt des Umgießens kann anhand eines bekannten Verfahrens durchgeführt werden. Das heißt, eine Zylinderlaufbuchse, die dem Erodierungs/Reinigungsschritt unterzogen worden ist, wird in den Hohlraum einer Kokille eingebracht, und dann wird die Zylinderlaufbuchse anhand eines Kokillengießverfahrens oder dergleichen umgossen, und zwar dadurch, daß eine Metallschmelze, welche den Zylinderblock bildet, in die Form gegossen wird.
Bei dem Metall, das verwendet wird, um den Zylinderblock zu bilden, kann es sich um jedes Metall handeln, das für einen Zylinderblock geeignet ist. Beispiele für das Metall schließen Gußeisen, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Magnesiumlegierungen usw. ein. Was das Gußeisen betrifft, das für die Zylinderlaufbuchse verwendet wird, so ist es möglich, die Zylinderlaufbuchse mit einem anderen Metall zu umgießen, und es ist auch möglich, die gußeiserne Zylinderlaufbuchse mit Gußeisen zu umgießen.
(3) Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit schließt einen Erodierungs/Reinigungsschritt ein, bei dem zahlreiche kleine Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse ausgebildet werden, und zwar durch Hochdruckstrahlen der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse mit einem Fluid, beispielsweise Wasser oder dergleichen, um die Grundstruktur eines Gußeisens, das die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bildet, teilweise zu erodieren und um die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse zu reinigen.
Der Erodierungs/Reinigungsschritt kann beispielsweise anhand einer nachstehend beschriebenen Ausführungsform durchgeführt werden. Fig. 1 stellt schematisch eine Ausführungsform des Erodierungs/Reinigungsschritts dar. In dieser Ausführungsform wird Wasser als Hochdruckfluid verwendet. Jedoch ist das verwendete Hochdruckfluid nicht auf Wasser beschränkt, sondern kann auch Konservierungsmittel enthaltendes Wasser oder ein anderes Fluid sein, beispielsweise Öl oder dergleichen.
Eine Zylinderlaufbuchse A, die mittels einer Form oder dergleichen gebildet wurde, wird in einem Spannfutter B befestigt. Das Spannfutter B ist so angeordnet, daß die Zylinderlaufbuchse A, die im Spannfutter B befestigt ist, um eine Achse der Zylinderlaufbuchse A gedreht werden kann.
Während die Zylinderlaufbuchse A gedreht wird, wird Wasser aus einer Düse C über eine Hochdruckpumpe D unter hohem Druck auf die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse gestrahlt. Der Hochdruck-Wasserstrahl trifft die äußere Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A und entfernt dadurch Teile der Grundstruktur des Gußeisens, das die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse A bildet. Infolgedessen werden zahlreiche kleine Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A ausgebildet, und gleichzeitig wird die äußere Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A gereinigt.
Die kleinen Vorsprünge werden durch unter hohen Druck gesetztes Wasser ausgebildet, das Teile der Grundstruktur des Gußeisens erodiert. Deshalb können kleine schlüsselförmige Vorsprünge ausgebildet werden, die eine Oberfläche ausweisen, die sich in einem Winkel von unter 90 Grad zur äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A erstreckt. Weiterhin können kleine schlüsselförmige Vorsprünge ausgebildet werden, deren distale Enden zur äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A hin gebogen sind.
Das Hochdruck-Wasserstrahlen kann bei einem Druck, einem Durchsatz usw. durchgeführt werden, die geeignet sind, Teile der Grundstruktur, welche die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bildet, zu erodieren.
(4) Vorzugsweise wird das Hochdruck-Wasserstrahlen mit einem Flachstrahl durchgeführt. Der Flachstrahl macht es möglich, jeweils nur eine bestimmte Fläche der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse mit Hochdruck-Wasser zu treffen. Infolgedessen ist es möglich, die gesamte Fläche der äußeren Wandumfangsfläche gleichmäßig mit dem Hochdruck-Wasser zu treffen, wenn man die Düse C so bewegt, daß jeweils eine andere Fläche von dem Hochdruck-Wasser getroffen wird. Daher können Teile der Grundstruktur gleichmäßig über die ganze äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse erodiert werden.
Bei der Düse, die für das Hochdruck-Wasser-Flachstrahlen verwendet wird, kann es sich um die Flachstrahldüse handeln, die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. JP A-6-278027 offenbart ist (Titel: "Verfahren zum Entfernen von harten Überzügen durch Ultrahochdruck-Flachstrahlen", Anmelder Flow International Corporation) oder um die Flachstrahldüse, die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. JP A-7-299390 offenbart ist (Titel: "Ultrahochdruck-Flachstrahldüse", Anmelder Flow International Corporation).
Die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. JP A-7-299390 beschreibt als bevorzugte Ausführungsform eine in Fig. 2 und 3 gezeigte Flachdüse wie folgt. Diese "Düse 12 weist ein erstes Ende 14, ein zweites Ende 16, eine äußere Fläche 18 und eine innere Fläche 20 auf. Die innere Fläche 20 ist durch eine konische Bohrung 22 definiert, die sich von dem ersten Ende 14 bis zu dem zweiten Ende 16 erstreckt. Die konische Bohrung 22 weist eine Eintrittsöffnung 24 und eine Auslaßöffnung 26 auf, die im ersten Ende 14 bzw. im zweiten Ende 16 ausgebildet sind. Ein keilförmiger Schlitz bzw eine Kerbe 28 erstreckt sich von dem zweiten Ende 16 in Richtung auf das erste Ende 14 bis zu einer solchen Tiefe 44, daß der keilförmige Schlitz bzw. die Kerbe 28 und die konische Bohrung 22 sich kreuzen. Die Gestalt der Austrittsöffnung 26 ist deshalb definiert durch die Überkreuzung zwischen der konischen Bohrung 22 und dem keilförmigen Schlitz bzw. der Kerbe 28. Wenn ein Volumen des unter Druck stehenden Fluids die Düse 12 passiert und aus der Austrittsöffnung 12 austritt, bewirkt die Gestalt der Austrittsöffnung 26, daß das unter Druck stehende Fluid in Form eines Flachstrahls mit einer im wesentlichen linearen Auftreffläche aus der Düse 12 austritt." ((0009) in Abschnitt 6, Seite (4) der Patentanmeldung).
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die äußere Fläche 18 der Düse 12 "konisch, so daß das zweite Ende 16 eine im wesentlichen kreisförmige ebene Oberfläche 45 aufweist. Der keilförmige Schlitz bzw. die Kerbe 28 ist ausgerichtet auf den Durchmesser der kreisförmigen Oberfläche 45, so daß er durch das Zentrum 47 des zweiten Endes 16 hindurchgeht. Als Folge davon tritt der Flachstrahl des unter Druck stehenden Fluids aus der Düse 12 in einer Richtung aus, die im wesentlichen ausgerichtet ist auf die Längsachse 50 der Düse 12." ((0010) in Abschnitt 6, Seite (4) der Patentanmeldung).
Aufgrund dieser Düsenkonstruktion kann der Flachstrahl aus der Düse, wie in Fig. 4 gezeigt, "als "gerader" Flachstrahl 49 bezeichnet werden. Ein gerader Flachstrahl 49 kann für verschiedene Anwendungszwecke nützlich sein, beispielsweise bei der Reinigung oder der Entfernung eines Überzugs usw., wie nachstehend näher beschrieben wird". ((0010) in Abschnitt 6, Seite (4) der Patentanmeldung). Fig. 4 zeigt eine Frontansicht und eine Seitenansicht der Flachstrahldüse und die Form der Auftreffläche des unter hohem Druck aus der Düse austretenden Wasserstrahls.
Dann hat das "unter Druck gesetzte Fluid, das aus der Düse 12 austritt, die Form eines Flachstrahls mit einer im wesentlichen linearen Auftreffläche. Die Breite des Flachstrahls variiert bei Änderung der geometrischen Form der Düse 12. Für die Zwecke der Beschreibung kann die Auftreffläche als schmales Rechteck oder als Oval mit einem sehr hohen Aspektverhältnis (Längsachse zu Seitenachse), beispielsweise von 100 zu 1, betrachtet werden. Die geometrische Form des Flachstrahls kann durch Einstellen der geometrischen Form der Düse gesteuert werden. Vorzugsweise ist die geometrische Form des Flachstrahls eine von mehreren geometrischen Formen, je nach durchzuführender Arbeit. So ist beispielsweise bei der Reinigung häufig erwünscht, eine Materialschicht von einer darunter liegenden Oberfläche selektiv zu entfernen, ohne die darunter liegende Oberfläche zu beschädigen. Es ist auch erwünscht und häufig erforderlich, eine zu 100% reine Oberfläche zu erzeugen. Durch Führen des Flachstrahls, der gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Düse 12, die in den Zeichnungen dargestellt ist, erzeugt wird, über eine zu reinigende Oberfläche in Richtung der Nebenachse der Auftreffläche des Flachstrahls ist es möglich, eine Materialschicht gleichmäßig und vollständig zu entfernen. Dadurch können die mit der Rotation und der Verschiebung eines kreisförmigen Strahls verbundenen Problem vermieden werden. Es ist für einen Fachmann klar, daß eine Reihe von Düsen 12 ausgerichtet sein kann und gemeinsam über eine Oberfläche bewegt werden kann, um eine größere Fläche schneller und wirksamer zu reinigen." ((0011) in Abschnitt 7, Seite 5 der Patentanmeldung.
Der aus der Düse unter hohem Druck austretende Wasserstrahl teilt sich in einem gewissen Abstand von der Auslaßöffnung in einzelne Tröpfchen auf. Deshalb vergrößert sich die Auftreffläche des Hochdruckwassers auf eine bestimmte Fläche von elliptischer Form.
Im Erodierungs/Reinigungsschritt des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für eine Zylinderblock-Einheit kann ein Wasserstrahl unter hohem Druck aus einer Flachdüse austreten, wie derjenigen, die oben als Düse C beschrieben und in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem Fall wird die Zylinderlaufbuchse A, die im Spannfutter B befestigt ist, um die Achse der Zylinderlaufbuchse A gedreht. Außerdem wird die Düse C so eingestellt, daß die Richtung der Längsachse der Auftreffläche des unter hohem Druck aus der Düse C austretenden Wasserstrahls E mit einer Richtung zusammenfällt, die senkrecht zur Achse der in Fig. 1 gezeigten Zylinderlaufbuchse A verläuft, und daher fällt die Richtung der Nebenachse der Auftreffläche des mit hohem Druck austretenden Wasserstrahls E mit der Richtung der Achse der Zylinderlaufbuchse A zusammen.
Dann wird die Düse C mit einer geeigneten Geschwindigkeit in Richtung der Achse der Zylinderlaufbuchse A bewegt, während ein Wasserstrahl E unter hohem Druck als Flachstrahl aus der Düse C in Richtung zur äußeren Umfangsfläche der rotierenden Zylinderlaufbuchse A austritt. Durch Bewegen der Düse C, so daß ein Wasserstrahl E, der unter hohem Druck als Flachstrahl aus der Düse C austritt, die äußere Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A vom oberen Ende bis zum unteren Ende der Fläche bestreicht, kann der unter hohem Druck als Flachstrahl austretende Wasserstrahl E die gesamte Fläche der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse A im wesentlichen gleichmäßig bestreichen.
Wenn Wasser unter hohem Druck unter Verwendung der oben beschriebenen Flachstrahldüse als Flachstrahl auf die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse trifft, können der Düsendurchmesser, das heißt, der Durchmesser des Wasserstrahlauslasses, ebenso wie der Wasserdruck, der Durchsatz des unter hohen Druck gesetzten Wassers usw. auf Werte eingestellt werden, die eine Entfernung von Teilen der Grundstruktur des Gußeisens, welches die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bildet, ermöglichen.
Der Düsendurchmesser kann etwa 0,25 bis 0,56 mm und vorzugsweise 0,3 bis 0,45 mm betragen. Da ein gewisser Durchsatz notwendig ist, muß der Düsendurchmesser eine bestimmte Größe aufweisen. Wenn der Düsendurchmesser jedoch zu groß ist, muß eine Hochleistungsanlage bereitgestellt werden. Der Wasserdruck kann etwa 207 MPa oder mehr und vorzugsweise 276 bis 414 MPa betragen. Um Teile des Gußeisens zu erodieren, muß der Wasserdruck mindestens 207 MPa betragen. Unter dem Gesichtspunkt der Effektivität liegt ein bevorzugter Wasserdruck jedoch bei 276 bis 414 Mpa.
Der Durchsatz des unter hohen Druck gesetzten Wassers kann etwa 2 bis 201/min und vorzugsweise 2,67 bis 10 l/min betragen. Die Durchsatzkapazität ergibt sich aus Druck × Durchsatz. Der Durchsatz wird vom Druck bestimmt.
Wenn ein Hochdruck-Wasser-Flachstrahlen unter den oben genannten Bedingungen durchgeführt wird, kann der Abstand vom Hochdruckwasser-Auslaß der Düse zur äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse etwa 5 bis 40 mm und vorzugsweise 10 bis 25 mm betragen. Bei der Konstruktion der Düse kann der Abstand vom Hochdruckwasser-Auslaß der Düse zur äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse frei gewählt werden. Wenn man jedoch den Abstand, der erforderlich ist, damit das Wasser in einzelne Tröpfchen zerfällt, ebenso wie die Druckabschwächung in Betracht zieht, so ist der oben genannte Abstand im allgemeinen geeignet.
Außerdem kann die ist der Düse in Achsenrichtung etwa 1 bis 20 mm/s und vorzugsweise 2 bis 8 mm/s betragen. Wenn es die Kapazität der Hochdruckpumpe zuläßt, ist im Hinblick auf Leistung und Rostverhütung eine höhere Wanderungsgeschwindigkeit der Düse bevorzugt. Angesichts der Kapazität der zur Zeit zur Verfügung stehenden Pumpen ist die oben genannte Wanderungsgeschwindigkeit der Düse jedoch im allgemeinen geeignet.
Die Drehgeschwindigkeit einer Zylinderlaufbuchse, die einen Außendurchmesser von etwa 80 mm aufweist, kann etwa 50 bis 1000 Umdrehungen/Minute (UpM) und vorzugsweise 100 bis 600 UpM betragen. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Zylinderlaufbuchse zu niedrig ist, sind Unregelmäßigkeiten die Folge. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Zylinderlaufbuchse zu hoch ist, wird der Vektor des Wasserstroms, der senkrecht auf das Werkstück (die Zylinderlaufbuchse) trifft, zu klein.
Der in den nachstehend beschriebenen Beispielen durchgeführte Erodierungs/-Reinigungsschritt auf der Basis eines Hochdruck-Wasserstrahlens wurde in Übereinstimmung mit Ausführungsformen durchgeführt, bei denen die oben beschriebene Flachstrahldüse verwendet wird.
(5) Das Gußeisen weist normalerweise Grundstrukturanteile und Graphitanteile auf. Wenn solch ein Gußeisen von einem Schlag getroffen wird, bilden sich normalerweise an Schwachstellen Risse, so daß die Grundstruktur von den Stellen, die Risse aufweisen, abfallen kann. Im Fall von Gußeisen werden die Übergangsbereiche zwischen der Grundstruktur und dem Graphit im allgemeinen als Schwachstellen betrachtet, und das Innere des Graphits wird im allgemeinen ebenfalls als Schwachstelle betrachtet.
Deshalb wird in der Erfindung vorzugsweise ein Gußeisen verwendet, in dem der Graphit so verteilt ist, daß sich Risse, die in Bereichen mit niedriger Festigkeit entstehen, auf komplexe Weise miteinander verbinden, damit durch Entfernen von Teilen der Grundstruktur zahlreiche kleine Vorsprünge gebildet werden können. Daher wird vorzugsweise ein Gußeisen ausgewählt und verwendet, in dem die Graphitanteile dreidimensional verbunden sind, oder in dem die Graphitanteile nahe beieinander liegen, so daß sich die Risse, die in den Übergangsbereichen zwischen dem Graphit und der Grundstruktur entstehen, oder die Risse, die innerhalb der Graphitbereiche entstehen, verbinden können. Solch ein Gußeisen kann als Gußeisen bezeichnet werden, in dem sich nach einem Schlag Risse miteinander verbinden und Teile der Grundstruktur abfallen, so daß kleine, komplex geformte Vorsprünge entstehen können.
Bevorzugte Beispiele für das Gußeisen schließen ein Lamellengraphit-Gußeisen ein, in dem der Graphit ein gewöhnlicher A-Graphit ist, und ein Lamellengraphit-Gußeisen, in dem in Oberflächennähe aufgrund der raschen Abkühlung der oberflächennahen Bereiche ein D-Graphit vorliegt. Wenn ein Gußeisen rasch abgekühlt wird, kann eine Ledeburit-Struktur (chilled structure) entstehen. Es kann auch ein Gußeisen verwendet werden, das eine Struktur aufweist, in der zum Teil eine Ledeburit-Struktur vorliegt, die aber nicht durchgehend ausgebildet ist. Es ist auch möglich, ein "Wurmgraphit-Gußeisen" zu verwenden, üblicherweise als Vermicular-Gußeisen bezeichnet.
Deshalb wird im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit vorzugsweise eine Zylinderlaufbuchse verwendet, die durch Gießen aus einem der oben erwähnten Gußeisen gebildet wurde.
(6) Fig. 5 zeigt schematisch den Zustand der äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A, der sich einstellt, wenn die Zylinderlaufbuchse unter Verwendung einer Form gegossen wird, welche eine mit Sand ausgekleidete Innenfläche aufweist. Das heißt, Fig. 5 zeigt den Zustand der äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A in einem Stadium vor der Durchführung des Extrudierungs/-Reinigungsschritts. Fig. 6 zeigt schematisch den Zustand der äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A, der sich einstellt, wenn Teile der Grundstruktur des Gußeisens, das die äußere Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A bildet, durch den Erodierungs/Reinigungsschritts entfernt worden sind. In den Fig. 5 und 6 sind die Zylinderlaufbuchse und die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in Fig. 1.
Gußeiserne Zylinderlaufbuchsen werden häufig unter Verwendung einer Kokille gegossen, welche eine mit Sand ausgekleidete Hohlraum-Oberfläche aufweist. Die Sandauskleidung wird bereitgestellt, um eine thermische Zerstörung der Kokille, die für das Gießen des Gußeisens verwendet wird, zu verhindern und um Unebenheiten auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse aufgrund der Sandauskleidung zu erzeugen. Darum werden, wie in Fig. 5 gezeigt, Unebenheiten auf der äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A ausgebildet, und Sand und Entformungsmittel F bleiben in Vertiefungen der äußeren Umfangsfläche AS zurück.
Wenn solch eine Zylinderlaufbuchse A von einem Zylinderblockmaterial umgossen wird, stellen der Sand und das Entformungsmittel F eine Ursache für einen schlechteren Verbund zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock dar. In der verwandten Technik ist es übliche Praxis, vor dem Umgießen einer Zylinderlaufbuchse A mit einem Zylinderblockmaterial ein Sandstrahlen der Zylinderlaufbuchse A durchzuführen. Obwohl das Sandstrahlen weitere Unebenheiten erzeugen kann, kann das Sandstrahlen den Sand und das Entformungsmittel F, die sich auf der äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A abgelagert haben, nicht entfernen. Außerdem können durch das Sandstrahlen manchmal kleine Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche AS abbrechen.
Im Gegensatz dazu wird im Erodierungs/Reinigungsschritt der Erfindung ein Fluid, wie Wasser oder dergleichen, unter hohem Druck auf die äußere Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A gestrahlt, um Teile der Grundstruktur des Gußeisen, das die äußere Umfangsfläche AS der Wand der Zylinderbuchse A bildet, zu erodieren, so daß zahlreiche kleine Vorsprünge G auf der äußeren Umfangsfläche AS ausgebildet werden, wie in Fig. 6 gezeigt. Als kleine Vorsprünge G, die entstehen, wenn Teile der Grundstruktur abfallen, können auch kleine schlüsselförmige Vorsprünge H gebildet werden, die eine Oberfläche aufweisen, die sich in einem Winkel von unter 90 Grad zur äußeren Umfangsfläche AS erstreckt.
Außerdem werden gleichzeitig mit der Erodierung von Teilen der Grundstruktur auch der Sand und das Entformungsmittel F, die sich auf der äußeren Umfangsfläche AS abgelagert haben, durch den Hochdruck-Wasserstrahl entfernt, wodurch die äußere Umfangsfläche gereinigt wird. Das heißt, wenn Teile der Grundstruktur durch das Hochdruck-Wasserstrahlen erodiert werden, werden zusammen mit den Teilen der Grundstruktur, die durch das Hochdruckwasser erodiert werden, auch der Sand und das Entformungsmittel F abgewaschen, die sich auf der äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A, die gegossen wurde wie in Fig. 5 gezeigt, abgelagert hatten. Daher können der Sand und das Entformungsmittel F von der äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A entfernt werden, wie in Fig. 6 gezeigt.
Die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, die einem erfindungsgemäßen Erodierungs/Reinigungsschritt durch Hochdruck-Wasserstrahlen unterzogen wird, ist nicht auf eine äußere Umfangsfläche beschränkt, die Unebenheiten aufweist wie in Fig. 5 gezeigt. Der Erodierungs/Reinigungsschritt kann auch auf eine Oberfläche angewandt werden, die durch Spanen geglättet wurde. Der Erodierungs/Reinigungsschritt kann auch auf eine äußere Umfangsfläche angewendet werden, die rechteckige Vertiefungen und Vorsprünge aufweist wie in Fig. 7(A) gezeigt, und auf eine äußere Umfangsfläche mit sägezahnförmigen Vertiefungen und Vorsprüngen, wie in Fig. 7(B) gezeigt.
Im Erodierungs/Reinigungsschritt werden Teile der Grundstruktur des Gußeisens, das die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bildet, unter Verwendung eines Hochdruckfluids erodiert. Daher kann der Erodierungs/Reinigungsschritt auf die äußere Umfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse angewandt werden, solange Teile der Grundstruktur des Gußeisens durch das Hochdruckfluid entfernt werden können, unabhängig davon, ob vor der Durchführung des Erodierungs/Reinigungsschritts Vertiefungen und Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche vorliegen oder nicht, unabhängig von der Form der Vertiefungen und Vorsprünge usw.

[1] BEISPIELE

HERSTELLUNG EINER ZYLINDERBLOCK-EINHEIT

Nachstehend sind Beispiele für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit beschrieben.
(1) Im Beispiel 1 des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für eine Zylinderblock-Einheit wurde eine Zylinderblock-Einheit hergestellt wie nachstehend beschrieben.
Eine röhrenförmige Zylinderlaufbuchse aus Lamellengraphit-Gußeisen (JIS 5501 F230 im folgenden einfach als "FC230" bezeichnet) mit einem Innendurchmesser von 79 mm, einem Außendurchmesser von 89 mm und eine Länge von 136 mm wurde durch ist hergestellt. Da das Lamellengraphit-Gußeisen einem Schleudergießen unterzogen wurde, wurde der oberflächennahe Bereich der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse von einem Lamellengraphit-Gußeisen gebildet, welches Graphit vom Typ D aufwies, und der innere Teil der Zylinderlaufbuchse wurde von einem Lamellengraphit-Gußeisen gebildet, welches Graphit vom Typ A aufwies.
Die Zylinderlaufbuchse wurde unter Verwendung einer Kokille gegossen, deren Innenfläche mit Sand ausgekleidet war. Deshalb blieben während des Gießens der Zylinderlaufbuchse Sand, der die Kokille auskleidete (Quarzsand SiO₂) und das Entformungsmittel an der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse haften. Das Auskleiden der Kokille mit Sand wurde durchgeführt, um eine Zerstörung der Kokille aufgrund der Hitze der Metallschmelze zu verhindern und um aufgrund der Sandauskleidung kleine Unebenheiten auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse auszubilden.
Angesichts dessen, daß in der verwandten Technik eine gegossene Zylinderlaufbuchse normalerweise einem Sandstrahlen unterzogen wird, um den Sand und das Entformungsmittel, die an der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse haften, zu entfernen, wurde in diesem Beispiel ebenfalls ein Sandstrahlen der äußeren Umfangsfläche der durch Gießen gebildeten Zylinderlaufbuchse durchgeführt. In diesem Beispiel wurde das Sandstrahlen vor dem Erodierungs/Reinigungsschritt durchgeführt, nachstehend im Zusammenhang mit einem Vergleichsbeispiel für die Herstellung einer Zylinderblock-Einheit beschrieben. Die gegossene Zylinderlaufbuchse kann jedoch auch ohne die Durchführung eines Sandstrahlens sofort dem durch Hochdruck- Wasserstrahlen durchgeführten Erodierungs/Reinigungsschritt unterzogen werden.
Das Sandstrahlen wurde unter Verwendung von Aluminiumteilchen (Nr. 24) als Strahlsand durchgeführt, und zwar so, daß die Menge des ausgestoßenen Strahlsands bei 135 g/min lag, die Strahlsandgeschwindigkeit 60 m/s betrug und die Bearbeitungszeit 0,07 s/cm² betrug. Als Ergebnis davon bildeten sich bis zu einem gewissen Grad Unebenheiten auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, wobei Vertiefungen dieser Unebenheiten im wesentlichen mit zurückgebliebenem Sand gefüllt waren.
Die sandgestrahlte Zylinderlaufbuchse wurde dann dem Erodierungs/Reinigungsschritt der oben beschriebenen Ausführungsform unterzogen. Der Erodierungs/-Reinigungsschritt dieses Beispiels wird mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben, die oben im Zusammenhang mit der Beschreibung der Ausführungsform erklärt wurde. Komponenten und Teile, die den in Fig. 1 gezeigten ähneln, haben die Bezugszeichen, die in Fig. 1 verwendet werden.
Zuerst wurde die Zylinderlaufbuchse A so im Spannfutter B befestigt, daß die Zylinderlaufbuchse A um ihre Achse drehbar war.
Während die Zylinderlaufbuchse A mit einer Drehgeschwindigkeit von 650 UpM rotierte, wurde Wasser unter hohem Druck aus der Düse C zur äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A gestrahlt. Der Druck des Hochdruckwassers betrug 270 MPa. Der Durchsatz des Hochdruckwassers betrug 4,16 l/min. Der Durchmesser der verwendeten Düse C betrug 0,38 mm. Die Düse wurde mit einer Geschwindigkeit von 2 mm/min bewegt. Die verwendete Düse C war eine Flachstrahldüse, die in einem Abstand von 10 mm vom Hochdruckwasserauslaß (Auslaßöffnung) eine Aufteilung des Hochdruckwassers in Tröpfchen bewirkte. Der Abstand vom Auslaß der Düse C zur äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse war auf 12,5 mm eingestellt.
Unter den genannten Bedingungen wurde die äußere Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A dem Erodierungs/Reinigungsschritt unterzogen, der durch ein Hochdruck-Wasserstrahlen durchgeführt wurde, wodurch Teile der Grundstruktur der äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A erodiert wurden.
Nach dem Erodierungs/Reinigungsschritt wurde die Zylinderlaufbuchse einem Umgießen unterzogen, wodurch eine Zylinderblock-Einheit erzeugt wurde. In diesem Schritt des Umgießens wurde die Zylinderlaufbuchse anhand eines Kokillengießverfahrens unter Verwendung einer Aluminiumlegierung für einen Zylinderblock (JIS H ADC 12) im folgenden einfach "ADC 12" genannt)) umgegossen.
Für Vergleichszwecke wurde in Vergleichsbeispiel 1 eine Zylinderlaufbuchse unmittelbar nach dem Sandstrahlverfahren, d. h. ohne sie dem Erodierungs/Reinigungsschritt durch Hochdruck-Wasserstrahlen zu unterziehen, dem gleichen Umgießen wie in Beispiel 1 unterzogen, so daß eine Zylinderblock-Einheit durch Gießen einer Aluminiumlegierung (ADC 12) um die Zylinderlaufbuchse erzeugt wurde.
Fig. 8 zeigt eine vergrößerten Photographie der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 1, die einem Sandstrahlen, aber nicht dem Erodierungs/Reinigungsschritt durch Hochdruckwasser unterzogen wurde. Fig. 9 zeigt eine vergrößerte Photographie der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Beispiels 1, die dem Erodierungs/Reinigungsschritt unterzogen wurde. Ein Vergleich von Fig. 8 und Fig. 9 zeigt, daß die in Fig. 9 gezeigte äußere Umfangsfläche mehr sichtbare Unebenheiten aufweist als die äußere Umfangsfläche, die in Fig. 8 gezeigt ist. Außerdem ist in Fig. 8 anhaftendes Entformungsmittel zu erkennen.
Die Fig. 10, 11, 12 und 13 zeigen jeweils eine Photographie des Querschnitts eines Übergangsbereichs zwischen der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse und einem Phenolharz-Überzug auf der äußeren Umfangsfläche. In Fig. 10 bis 13 ist der obere, dunklere Teil das Harz und der untere, hellere Teil ist die Zylinderlaufbuchse.
Die Fig. 10 und 12 sind Photographien des Querschnitts eines Übergangsbereichs zwischen dem Harz und der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse von Vergleichsbeispiel 1. Die Fig. 11 und 13 sind Photographien des Querschnitts eines Übergangsbereichs zwischen dem Harz und der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Beispiels 1.
Wie in Fig. 10 gezeigt, weist die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 1 nach dem das Sandstrahlen Unebenheiten auf. Die Unebenheiten auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 1 sind einfach geformt, verglichen mit den Vorsprüngen, die auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Beispiels 1 gebildet wurden, die dem Erodierungs/-Reinigungsschritt durch Hochdruckwasserstrahlen unterzogen worden war und die in Fig. 11 gezeigt ist. Die in Fig. 11 gezeigten kleinen Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche sind komplex geformt. Die kleinen Vorsprünge schließen kleine schlüsselförmige Vorsprünge ein sowie kleine schlüsselförmige Vorsprünge, die zur äußeren Umfangsfläche gebogen sind. Ein denkbarer Grund für die Bildung der komplex geformten kleinen Vorsprünge ist, daß Teile der Grundstruktur des Gußeisens, das die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bildet, durch mit hohem Druck auftreffende Wasserstrahlen erodiert wurden.
Fig. 12 und 13 sind Photographien, die zeigen, ob Entformungsmittel zwischen dem Harz und der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse vorhanden ist. In Fig. 12 ist Entformungsmittel zwischen dem Harz und der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse vorhanden. Im Gegensatz dazu ist in Fig. 13 kein Entformungsmittel zwischen dem Harz und der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse zu sehen. Das heißt, man kann davon ausgehen, daß Sand auf der Oberfläche der Zylinderlaufbuchse durch den mit Hochdruck-Wasserstrahlen durchgeführten Erodierungs/-Reinigungsschritt entfernt werden kann.
Obwohl es aus den Figuren nicht eindeutig hervorgeht, war mit bloßen Auge zu sehen, daß die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 1, die lediglich sandgestrahlt worden war, mit schwarzem Eisenoxid-Zunder bedeckt war, während die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Beispiels 1, die dem Erodierungs/Reinigungsschritt durch Hochdruck-Wasserstrahlen unterzogen worden war, nicht diesen schwarzen Zunder aufwies, sondern silbrig glänzte.
Das Gußeisen in Beispiel 1 war ein Lamellengraphit-Gußeisen, das einen D-Graphit (unterkühlten Graphit) aufwies, wie in den Zylinderlaufbuchsen-Abschnitten der Fig. 10 und 11 zu sehen ist. Es liegt nahe, daß, wenn viele D-Graphitbereiche in der Oberfläche des Lamellengraphits vorhanden sind, Risse hauptsächlich an den Übergängen zwischen dem Graphit und der Grundstruktur und im Inneren des Graphits entstehen, so daß Teile der Grundstruktur erodiert werden.
(2) Als Beispiel 2 des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für eine Zylinderblock-Einheit wurde eine Zylinderblock-Einheit hergestellt wie nachstehend beschrieben.
Eine röhrenförmige Zylinderlaufbuchse aus Lamellengraphit-Gußeisen (FC 230) mit einem Innendurchmesser von 79 mm, einem Außendurchmesser von 89 mm und einer Länge von 136 mm wurde durch Standgießen erzeugt. Aufgrund des Standgießens des Lamellengraphit-Gußeisens wurde bis hinauf zur Oberfläche ein Lamellengraphit gebildet, der aus gewöhnlichem A-Graphit bestand.
Die Zylinderlaufbuchse wurde unter Verwendung einer Form gegossen, deren Innenfläche mit Sand (Quarzsand SiO₂) ausgekleidet war. Deshalb blieben während des Gießens der Zylinderlaufbuchse der Sand und das Entformungsmittel der Form an der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse haften.
Wie in Beispiel 1 wurde angesichts dessen, daß in der verwandten Technik eine gegossene Zylinderlaufbuchse normalerweise einem Sandstrahlen unterzogen wird, um den Sand und das Entformungsmittel, die an der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse haften, zu entfernen, auch in diesem Beispiel ein Sandstrahlen der äußeren Umfangsfläche der standgegossenen Zylinderlaufbuchse durchgeführt.
Das Sandstrahlen wurde unter Verwendung von Aluminiumteilchen (Nr. 24) als Strahlsand durchgeführt, und zwar so, daß die Menge des ausgestoßenen Strahlsands bei 135 g/min lag, die Strahlsandgeschwindigkeit 60 m/s betrug und die Bearbeitungszeit 0,07 s/cm² betrug. Als Ergebnis wurden bis zu einem gewissen Grad Unebenheiten auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse gebildet, wobei die tieferen Bereiche der Unebenheiten im wesentlichen mit zurückgebliebenem Entformungsmittel gefüllt waren.
Die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, die dem oben beschriebenen Sandstrahlen unterzogen worden war, wurde dann einem Spanen unterzogen. Das Spanen wurde unter Verwendung einer Drehbank durchgeführt. Was die Drehbank betrifft, so wurde die Drehgeschwindigkeit auf 1500 UpM eingestellt, die Vorschubgeschwindigkeit wurde auf 0,6 m/min eingestellt und die Schnitttiefe wurde auf 0,1 mm eingestellt. In der Praxis besteht eigentlich kein Bedarf an einer Spanbehandlung. In diesem Beispiel wurde jedoch durch Spanen ein Glätten der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bis zu einem gewissen Glattheitsgrad durchgeführt, so daß das Hochdruck-Wasserstrahlen der geglätteten äußeren Umfangsfläche es möglich machte, die Wirkung des Erodierungs/Reinigungsschritts des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für eine Zylinderblock-Einheit zu überprüfen.
Die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, die unter Verwendung der Drehbank gespant worden war, wie oben beschrieben, wurde dem Erodierungs/-Reinigungsschritt der oben beschriebenen Ausführungsform unterzogen. Der Erodierungs/Reinigungsschritt dieses Beispiels wird mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben, die oben im Zusammenhang mit der Beschreibung der Ausführungsformen erklärt ist. Komponenten und Teile, die den in Fig. 1 gezeigten ähneln, haben die Bezugszeichen, die in Fig. 1 verwendet werden.
Wie oben beschrieben, wurde die Zylinderlaufbuchse A im Spannfutter B so befestigt, daß die Zylinderlaufbuchse A um ihre Achse gedreht werden konnte.
Während die Zylinderlaufbuchse A mit einer Drehgeschwindigkeit von 650 UpM rotierte, wurde Wasser unter hohem Druck aus der Düse C auf die äußere Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A gestrahlt. Der Waserdruck betrug 270 MPa. Der Durchsatz des unter hohen Druck gesetzten Wassers betrug 3,55 l/min. Der Durchmesser der verwendeten Düse C betrug 0,38 mm. Die Düse wurde mit einer Geschwindigkeit von 1 mm/min bewegt. Die verwendete Düse C war eine Flachstrahldüse, die in einem Abstand von 10 mm vom Hochdruckwasserauslaß (Auslaßöffnung) eine Aufteilung des unter hohen Druck gesetzten Wassers in Tröpfchen bewirkte. Der Abstand vom Auslaß der Düse C zur äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse war auf 12,5 mm eingestellt.
Unter den oben genannten Bedingungen wurde die äußere Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A dem Erodierungs/Reinigungsschritt unterzogen, der durch Hochdruck-Wasserstrahlen durchgeführt wurde, wodurch Teile der Grundstruktur der äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A erodiert wurden.
Dann wurde die Zylinderlaufbuchse demselben Schritt des Umgießens wie in Beispiel 1 unterzogen, so daß eine Zylinderblock-Einheit durch Gießen einer Aluminiumlegierung (ADC 12) um die Zylinderlaufbuchse erzeugt wurde.
Für Vergleichszwecke wurde als Vergleichsbeispiel 2 eine Zylinderlaufbuchse, die einem Sandstrahlen und Spanen, aber nicht dem Erosions/Reinigungsschritt durch Hochdruck-Wasserstrahlen unterzogen worden war, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 umgossen, so daß eine Zylinderblock-Einheit durch Gießen der Aluminiumlegierung um die Zylinderlaufbuchse erzeugt wurde.
Fig. 14 zeigt eine vergrößerte Photographie der einem Sandstrahlen und Spanen, aber nicht dem Erodierungs/Reinigungsschritt unterzogenen äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse 2 des Vergleichsbeispiels 2. Fig. 15 zeigt eine vergrößerte Photographie der einem Sandstrahlen und Spanen und dem Erodierungs/Reinigungsschritt durch Hochdruck-Wasserstrahlen unterzogenen äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse von Beispiel 2. Ein Vergleich zwischen Fig. 14 und Fig. 15 zeigt, daß die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse von Beispiel 2 der Fig. 15, die dem Hochdruck-Wasserstrahlen unterzogen worden war, komplexere Unebenheiten aufweist als die einem Hochdruck-Wasserstrahlen unterzogene äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 2 von Fig. 14. In Fig. 14 zeigt die gespante äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse streifenartige Bearbeitungsspuren.
Die Fig. 16 und 17 zeigen jeweils die Photographie eines Querschnitts des Übergangsbereichs zwischen der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse und einem Phenolharz-Überzug auf der äußeren Umfangsfläche. In Fig. 16 und 17 ist ein oberer Teil, der dunkler ist, das Harz, und ein unterer Teil, der heller ist, ist die Zylinderlaufbuchse.
Fig. 16 zeigt die Photographie eines Übergangsbereichs zwischen dem Harz und der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 2, nach dem Spanen. Fig. 17 zeigt die Photographie eines Übergangsbereichs zwischen dem Harz und der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Beispiels 2, die dem Erodierungs/Reinigungsschritt durch Hochdruck-Wasserstrahlen unterzogen wurde. Das graue Gußeisen war ein gewöhnliches Lamellengraphit-Gußeisen. Das heißt, das graue Gußeisen war hierin ein Lamellengraphit-Gußeisen, dessen Graphit ein A-Graphit war.
Da die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des in Fig. 16 gezeigten Vergleichsbeispiels 2 gespant worden war, ist die in Fig. 16 gezeigte äußere Umfangsfläche eine glatte Oberfläche ohne kleine Unebenheiten. Obwohl in den Figuren nicht gezeigt, war eine unregelmäßige metallische Reflektierung auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Beispiels 2, die dem Erodierungs/Reinigungsschritt durch Hochdruck-Wasserstrahlen unterzogen worden war, zu sehen, und ein Glitzern infolge des Spanens war auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 2 zu sehen, nachdem diese dem Spanen unterzogen worden war.
Aus Fig. 7 geht hervor, daß komplex geformte kleine Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse ausgebildet werden, wenn die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 2, die im wesentlichen keine Unebenheiten aufweist, einem Erodierungs/Reinigungsschritt durch Hochdruck-Wasserstrahlen unterzogen wird. Die äußere Umfangsfläche weist kleine, schlüsselförmige Vorsprünge auf. Ein denkbarer Grund für die Existenz von kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen ist, daß das unter hohem Druck ausgestrahlte Wasser Risse an den Übergängen zwischen der Grundstruktur und dem Graphit des Lamellengraphit-Gußeisens erzeugte, so daß Teile der Grundstruktur abfielen. Daraus geht hervor, daß, wenn der Erodierungs/Reinigungsschritt durch Hochdruck-Wasserstrahlen auf eine Zylinderlaufbuchse angewendet wird, die eine glatte Oberfläche aufweist, kleine Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse ausgebildet werden.

(3) UNTERSUCHUNG DER VERBUNDSTÄRKE

Mit Bezug auf die Zylinderblock-Einheit des Beispiels 1, die Zylinderblock- Einheit des Vergleichsbeispiels 1, die Zylinderblock-Einheit des Beispiels 2 und die Zylinderblock-Einheit des Vergleichsbeispiels 2 wurde die Verbundstärke zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock untersucht.
Die Zylinderblöcke von Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 1, Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 wurden jeweils abgeschnitten, wie in Fig. 18 gezeigt. Das heißt, die Zylinderblock-Einheit H wurde senkrecht zu den Achsen der Zylinderbohrungen I durchschnitten, wie von der Linie a-a in Fig. 18 angezeigt.
Auf der Schnittfläche jeder Zylinderblock-Einheit wurden Stellen mit guter Verbindung zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock und Stellen, wo sich ein Spalt zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock gebildet hatte, im Mikroskop betrachtet und vermessen.
Der Gesamtumfang der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse wurde als 100% definiert, und der Anteil von Stellen, die gut mit dem Zylinderblock verbunden waren (der Verbundanteil) wurde berechnet. Die Ergebnisse sind in Fig. 19 gezeigt. Was die Beispiele 1 und 2 betrifft, so lag der Verbundanteil bei 100%. Ein denkbarer Grund für einen Verbundanteil von 100% ist, daß der Sand und das Entformungsmittel, die sich auf der Zylinderlaufbuchse abgelagert hatten, durch den mit Hochdruck-Wasserstrahlen durchgeführten Erodierungs/Reinigungsschritt des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für eine Zylinderblock-Einheit entfernt worden waren. Ein denkbarer Grund dafür, daß die Zylinderblock-Einheit des Vergleichsbeispiels 1 einen niedrigeren Verbundanteil aufweist als die Zylinderblock-Einheit des Beispiels 1, ist, daß der Sand und das Entformungsmittel durch bloßes Sandstrahlen nicht entfernt werden konnten. Ein denkbarer Grund dafür, daß die Zylinderblock- Einheit des Vergleichsbeispiels 2 einen niedrigeren Verbundanteil aufweist als die Zylinderblock-Einheit des Beispiels 2, ist, daß das Spanen den Sand und das Entformungsmittel und außerdem im wesentlichen die Unebenheiten von der äußeren Umfangsfläche entfernt hat, so daß die Verbundstärke des Gußeisens der Zylinderlaufbuchse mit der Aluminiumlegierung des Zylinderblocks reduziert worden war.
Die Zylinderblöcke von Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 1, Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 wurden jeweils senkrecht zu den Achsen der Zylinderbohrungen abgeschnitten, und zwar an einer Stelle, von der man annahm, daß dort die Zylinderlaufbuchse mit dem Zylinderblock verbunden war. Die Verbundstärke zwischen dem Zylinderblock und der Zylinderlaufbuchse wurde gemessen. Die Verbundstärke wurde mit einem Test der Scherfestigkeit der Verbindung (shear adhesion test) gemessen. Die Meßergebnisse aus diesem Test sind in Fig. 20 gezeigt. Es ist eindeutig zu sehen, daß die Zylinderblöcke der Beispiele 1 und 2 einen festeren Verbund aufwiesen als die Zylinderblöcke der Vergleichsbeispiele 1 und 2. Ein denkbarer Grund für den festeren Verbund ist, daß die Zylinderlaufbuchsen der Beispiele 1 und 2 im wesentlichen frei von Sand und Entformungsmittel waren, und daß die äußere Umfangsfläche jeder der Zylinderlaufbuchsen komplexgeformte Vorprünge aufwies, einschließlich von kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen. Die Zylinderlaufbuchse des Vergleichsbeispiels 1 wies zwar Unebenheiten auf, aber diese Unebenheiten waren nicht komplex, sondern einfach geformt. Außerdem blieben Sand und Entformungsmittel an den Übergängen zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock zurück. Deshalb war die Verbundstärke des Vergleichsbeispiels 1 niedrig. In der Zylinderblock-Einheit des Vergleichsbeispiels 2 waren weder Sand noch Entformungsmittel an den Übergängen zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock vorhanden. Aufgrund des Spanens der Oberfläche der Zylinderlaufbuchse waren jedoch Spuren, die das Spanen hinterlassen hatte, zu sehen. Die Spanungsspuren bildeten jedoch keine Unebenheiten, die fein genug waren, um die Verbundstärke zu erhöhen. Es wird angenommen, daß die Verbundstärke des Vergleichsbeispiels 2 darum niedrig war.
Der Unterschied zwischen der Verbundstärke der Zylinderblock-Einheit des Beispiels 1 und der Zylinderblock-Einheit des Beispiels 2 kann wie folgt betrachtet werden.
Die sandgestrahlte äußere Umfangsfläche der Zylinderblock-Einheit des Beispiels 2 wurde durch Spanen geglättet. Verglichen mit der Zylinderlaufbuchse der Zylinderblock-Einheit von Beispiel 1 weist die Zylinderlaufbuchse von Beispiel 2 weniger kleine schlüsselförmige Vorsprünge und nicht so komplex geformte kleine Vorsprünge auf.
(4) MESSUNG DER RUNDHEIT
Ein 100stündiger Motorlauftest wurde mit der Zylinderblock-Einheit des Beispiels 1 und der Zylinderblock-Einheit des Vergleichsbeispiels 1 durchgeführt. Nach dem Test wurde der Motor auseinandergenommen, und die Rundheit der Zylinderbohrungen wurde gemessen. Fig. 21 zeigt die Rundheit der Zylinderbohrung der in Beispiel 1 erzeugten Zylinderblock-Einheit. Fig. 22 zeigt die Rundheit der Zylinderbohrung der im Vergleichsbeispiel 1 erzeugten Zylinderblock-Einheit. Das Ergebnis der Rundheit der Zylinderbohrung des Beispiels 1 war 6 µm, während das Ergebnis der Rundheit der Zylinderbohrung des Vergleichsbeispiels 1 42 µm war.
Ein denkbarer Grund, warum die Zylinderblock-Einheit des Beispiels 1 im Vergleich zur Zylinderblock-Einheit des Vergleichsbeispiels 1 eine wesentlich bessere Rundheit aufweist, ist, daß die Verbundstärke zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock besser war, so daß die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Spalten zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock während des Motorbetriebs niedriger und daher die Wärmeübertragung während des Motorbetriebs in Umfangsrichtung der Zylinderlaufbuchse im wesentlichen gleichmäßig war. Das heißt, man nimmt an, daß aufgrund der gleichmäßigen Wärmeübertragung in Umfangsrichtung der Zylinderlaufbuchse die Verformung der Zylinderbohrung verringert werden konnte.
Die geringere Verformung einer Zylinderbohrung reduziert den Ölverbrauch für die Zylinderbohrung und ermöglicht eine Senkung der Ringspannung. Infolgedessen wird die Reibung verringert, was zu einem gesenkten Kraftstoffverbrauch führt.
(5) Als Beispiel 3 wurde eine Zylinderblock-Einheit gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit hergestellt.
Eine röhrenförmige Zylinderlaufbuchse aus Lamellengraphit-Gußeisen (FC 230) mit einem Innendurchmesser von 79 mm, einem Außendurchmesser von 89 mm und einer Länge von 136 mm wurde durch Schleudergießen erzeugt. Die Zylinderlaufbuchse wurde unter Verwendung einer Form gegossen, deren Innenfläche mit Sand (Quarzsand SiO₂) ausgekleidet war. Deshalb blieben während des Gießens der Zylinderlaufbuchse der Sand und das Entformungsmittel der Form an der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse haften.
Dann wurde die durch Schleudergießen gebildete Zylinderlaufbuchse auch sandgestrahlt. Das Sandstrahlen wurde unter Verwendung von Aluminiumteilchen (Nr. 24) als Strahlsand durchgeführt, und zwar so, daß die Menge des ausgestoßenen Strahlsands bei 135 g/min lag, die Strahlsandgeschwindigkeit 60 m/s betrug und die Bearbeitungszeit 0,07 s/cm² betrug. Als Ergebnis davon bildeten sich bis zu einem gewissen Grad Unebenheiten auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, wobei Vertiefungen dieser Unebenheiten im wesentlichen mit zurückgebliebenem Sand gefüllt waren.
Die Zylinderlaufbuchse, die wie oben beschrieben sandgestrahlt worden war, wurde dem Erodierungs/Reinigungsschritt der oben beschriebenen Ausführungsform unterzogen. Der Erodierungs/Reinigungsschritt in diesem Beispiel wird mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben, die oben im Zusammenhang mit der Beschreibung der Ausführungsformen erklärt wurde. Komponenten und Teile, die den in Fig. 1 gezeigten ähneln, haben die Bezugszeichen, die in Fig. 1 verwendet werden.
Wie oben beschrieben, wurde die Zylinderlaufbuchse A im Spannfutter B so befestigt, daß die Zylinderlaufbuchse A um ihre Achse gedreht werden konnte.
Während die Zylinderlaufbuchse A mit einer Drehgeschwindigkeit von 200 UpM rotierte, wurde Wasser unter hohem Druck aus der Düse C zur äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A gestrahlt. Der Wasserdruck betrug 414 MPa. Der Durchsatz des unter hohen Druck gesetzten Wassers betrug 4,94 l/min. Der Durchmesser der verwendeten Düse C betrug 0,38 mm. Die Wanderungsgeschwindigkeit der Düse betrug 2 mm/min. Die verwendete Düse C war eine Flachstrahldüse, die bewirkte, daß sich das Hochdruckwasser in einem Abstand von 10 mm vom Hochdruckwasserauslaß (Auslaßöffnung) in Tröpfchen aufteilte. Der Abstand vom Auslaß der Düse C zur äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse war auf 12,5 mm eingestellt.
Unter den oben genannten Bedingungen wurde die äußere Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A dem Erodierungs/Reinigungsschritt unterzogen, der mit Hochdruck-Wasserstrahlen durchgeführt wurde, wodurch Teile der Grundstruktur der äußeren Umfangsfläche AS der Zylinderlaufbuchse A erodiert wurden.
Nach dem Erodierungs/Reinigungsschritt wurde die Zylinderlaufbuchse dem Schritt des Umgießens unterzogen, um eine Zylinderblock-Einheit zu erzeugen. Im Schritt des Umgießens wurde eine Aluminiumlegierung (ADC 12) für den Zylinderblock verwendet und durch Kokillengießen um die Zylinderlaufbuchse gegossen. Für Vergleichszwecke wurde als Vergleichsbeispiel 1 eine Zylinderlaufbuchse, die einem Sandstrahlen, aber nicht dem durch Hochdruck-Wasserstrahlen durchgeführten Erodierungs/Reinigungsschritt unterzogen worden war, dem gleichen Schritt des Umgießens unterzogen wie in Beispiel 1, so daß durch Gießen einer Aluminiumlegierung um die Zylinderlaufbuchse eine Zylinderblock-Einheit erzeugt wurde.
Die Fig. 23 und 24 zeigen vergrößerte Photographien von Schnittflächen der Zylinderblock-Einheit von Beispiel 3 und der Zylinderblock-Einheit von Vergleichsbeispiel 3, die senkrecht zu den Achsen der Zylinderbohrungen verlaufen.
Fig. 23 zeigt die Photographie eines Abschnitts der Zylinderblock-Einheit von Beispiel 3, die den Übergang zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock zeigt. Die Photographie zeigt einen guten Verbund zwischen dem Lamellengraphit- Gußeisen, das die Zylinderlaufbuchse bildet, und der Aluminiumlegierung (ADC 12), die den Zylinderblock bildet. Es ist im wesentlichen kein Entformungsmittel am Übergang zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock vorhanden.
Fig. 24 ist die Photographie eines Querschnitts der Zylinderblock-Einheit von Vergleichsbeispiel 3 und zeigt den Übergang zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock. Die Photographie zeigt das Vorhandensein von Entformungsmittel am Übergang zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock. Es wird angenommen, daß dieser Sand die Ursache für die Schwächung des Verbunds zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock ist.

[2] DURCHFÜHRUNG DES ERODIERUNGS/REINIGUNGSSCHRITTS DURCH HOCHDRUCK-WASSERSTRAHLEN: VERMESSUNG VON KLEINEN VORSPRÜNGEN AUF DER ÄUßEREN UMFANGSFLÄCHE

(1) Fig. 25 zeigt eine Photographie von kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen, von denen jeder eine Oberfläche aufweist, die einen Winkel von weniger als 90 Grad bezüglich der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse aufweist. Die Zylinderlaufbuchse war durch Schleudergießen von grauem Gußeisen (FC 230) erzeugt worden, so daß die Zylinderlaufbuchse aus einem Lamellengraphit-Gußeisen bestand, das im Oberflächenbereich der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse einen D-Graphit aufwies. Die Photographie zeigt einen Querschnitt der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, die im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit einem durch Hochdruck-Wasserstrahlen ausgeführten Erodierungs/-Reinigungsschritt unterzogen worden war. Was die Konstruktion der Zylinderlaufbuchse betrifft, so hatte sie einen Innendurchmesser von 79 mm, einen Außendurchmesser von 89 mm und eine Länge von 136 mm.
Was die Durchführungsbedingungen des Hochdruck-Wasserstrahlens betrifft, so betrug der Düsendurchmesser 0,38 mm, der Wasserdruck 414 MPa, und der Durchsatz 4,35 l/min. Die Wanderungsgeschwindigkeit der Düse war auf 2 mm/s eingestellt. Der Abstand vom Hochdruckwasserauslaß der Düse zur äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse war auf 12,5 mm eingestellt. Die verwendete Düse war eine Flachstrahldüse, die bewirkte, daß sich das Hochdruckwasser in einem Abstand von 10 mm vom Hochdruckwasserauslaß (Auslaßöffnung) in Tröpfchen aufteilte. Die Drehgeschwindigkeit der Zylinderlaufbuchse war auf 200 UpM eingestellt.
Diese Schnittaufnahme wurde gemacht, nachdem die äußere Umfangsfläche mit einem Harz überzogen und dann senkrecht zur Achse der Zylinderlaufbuchse abgeschnitten worden war. Deshalb ist ein oberer Teil der Photographie, der dunkler ist, das Harz, und ein unterer Teil, der hell ist, die Zylinderlaufbuchse.
Fig. 25 zeigt zwei kleine schlüsselförmige Vorsprünge. Wenn die Zylinderlaufbuchse, die eine äußere Umfangsfläche mit solchen kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen aufweist, mit einem Gießmaterial umgossen wird, wie einer Aluminiumlegierung oder dergleichen, werden die kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge in das sie umgebende Gießmaterial eingebettet, wodurch ein starker Verbund möglich wird.

(2) MESSUNG 1

Die schleudergegossene Zylinderlaufbuchse aus Lamellengraphit-Gußeisen (FC 230), in der nahe der Oberfläche ein D-Graphit gebildet worden war, wurde der oben im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschriebenen Erodierung/Reinigung unterzogen. Was die Konstruktion der Zylinderlaufbuchse betrifft, so hatte sie einen Innendurchmesser von 79 mm, einen Außendurchmesser von 89 mm und eine Länge von 136 mm.
Die Zylinderlaufbuchse wurde in einem Spannfutter befestigt. Während die Zylinderlaufbuchse rotierte, wurde der Erodierungs/Reinigungsschritt durch Versetzen der Düse in Richtung der Achse der Zylinderlaufbuchse und durch Hochdruck-Wasserstrahlen der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse durchgeführt. Der Erodierungs/Reinigungsschritt wurde bei einer Drehgeschwindigkeit der Zylinderlaufbuchse von 200 UpM und einer Düsen-Wanderungsgeschwindigkeit von 2 mm/s durchgeführt, wobei die anderen Bedingungen des Hochdruck-Wasserstrahlens variiert wurden. Der Abstand vom Hochdruckwasserauslaß der Düse zur äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse wurde auf 12,5 mm eingestellt. Die verwendete Düse war eine Flachstrahldüse, die im Abstand von 10 mm vom Hochdruckwasserauslaß (Auslaßöffnung) eine Aufteilung des Hochdruckwassers in Tröpfchen bewirkte.
Dann wurden die Anzahl der auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse gebildeten kleinen Vorsprünge, die Schnittiefe der äußeren Umfangs-Wandfläche und die Rauhigkeit der äußeren Umfangsfläche gemessen. Was die Messung der Anzahl der kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge betrifft, so wurde die Anzahl von kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen mit einer Höhe von mindestens 0,1 mm, die in einem Bereich von 40 mm in Umfangsrichtung der Zylinderlaufbuchse, d. h. an zwei Stellen auf einer Umfangslinie der Zylinderlaufbuchse, gemessen wurden, gezählt. Die Meßergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. In Tabelle 1 sind die gemittelte Zehnpunktehöhe (Rz) und der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) in der Einheit µm angegeben. In Tabelle 1 ist die Anzahl der kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge an zwei Meßstellen in den Spalten Nr. 1 und Nr. 2 für die Anzahl der Vorsprünge angegeben.
Die gegenwärtigen Erfinder haben durch Forschung erkannt, daß eine Anzahl von mehr als 10 kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen die Stärke eines Verbunds wirksam verbessert. Eine Beziehung zwischen der Anzahl der kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge und dem Durchsatz des Hochdruckwassers ist aus Tabelle 1 ersichtlich, wie in Fig. 26 angezeigt.
Aus Tabelle 1 und Fig. 26 ist ersichtlich, daß die Anzahl der kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge insgesamt 10 oder mehr beträgt, wenn das Hochdruck-Wasserstrahlen bei einem Durchsatz von über 3,621/min durchgeführt wurde, das heißt, wenn Wasser unter hohem Druck zu den Bedingungen von Nr. 6 bis Nr. 15 ausgestrahlt wird. Es wurde daher gefunden, daß kleine schlüsselförmige Vorsprünge gebildet werden können, um die Anforderungen and die Festigkeit eines Verbunds zu erfüllen, und zwar durch Hochdruck-Wasserstrahlen der Zylinderlaufbuchse, die aus einem grauen Gußeisen (FC 230) durch Schleudergießen hergestellt wurde, zu den Bedingungen von Nr. 6 bis Nr. 15.
Aus Tabelle 1 geht daher hervor, daß, um mindestens 10 kleine schlüsselförmige Vorsprünge zu bilden, ein Wasserdruck von 345 MPa oder höher und ein Durchsatz von 3,461/min oder mehr bevorzugt sind, wenn der Düsendurchmesser 0,36 mm beträgt. Es ist auch ersichtlich, daß, wenn der Düsendurchmesser 0,38 mm beträgt, ein Wasserdruck von 310 MPa oder höher und ein Durchsatz von 3,76 l/min genügen, um mindestens 10 kleine schlüsselförmige Vorsprünge auszubilden. Es ist auch ersichtlich, daß, wenn der Düsendurchmesser 0,41 mm beträgt, ein Wasserdruck von 241 MPa oder mehr und ein Durchsatz von 3,78 l/min oder mehr ausreichen, um mindestens 10 kleine schlüsselförmige Vorsprünge auszubilden.

(3) MESSUNG 2

Der Erodierungs/Reinigungsschritt wurde unter verschiedenen Bedingungen des Hochdruck-Wasserstrahlens mit schleudergegossenen Zylinderlaufbuchsen aus Lamellengraphit-Gußeisen (FC 230) durchgeführt, in dem ein D-Graphit nahe der Oberfläche gebildet worden war, sowie mit Zylinderlaufbuchsen aus anderen Materialien. Die Konstruktion der Zylinderlaufbuchsen war die gleiche wie bei "Messung 1", das heißt, ihr Innendurchmesser betrug 79 mm, ihr Außendurchmesser betrug 89 mm und ihre Länge betrug 136 mm.
Messung 2 unterscheidet sich von Messung 1 dadurch, daß sämtliche Düsen, die für das Hochdruck-Wasserstrahlen verwendet wurden, einen Durchmesser von 0,38 mm aufwiesen, während der Wasserdruck, die Drehgeschwindigkeit der im Spannfutter befestigten Zylinderlaufbuchse und die Wanderungsgeschwindigkeit der Düse in Achsenrichtung der Zylinderlaufbuchse variiert wurden. Der Abstand vom Hochdruckwasserauslaß der Düse zur äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse wurde auf 12,5 mm eingestellt. Die verwendeten Düsen waren Flachstrahldüsen, die in einem Abstand von 10 mm vom Hochdruckwasserauslaß (Auslaßöffnung) eine Aufteilung des Hochdruckwassers in Tröpfchen bewirkten.
Wenn der Wasserdruck 310 MPa betrug, lag der Durchsatz bei 3,76 l/min. Wenn der Wasserdruck 345 MPa betrug, lag der Durchsatz bei 4,16 l/min. Wenn der Wasserdruck 379 MPa betrug, lag der Durchsatz bei 4,35 l/min. Wenn der Wasserdruck 414 MPa betrug, lag der Durchsatz bei 4,571/min.
Ähnlich wie bei der obigen Messung wurden die Anzahl der kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge, die auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse ausgebildet worden waren, die Schnittiefe der äußeren Umfangsfläche und die Rauheit der äußeren Umfangsfläche gemessen. Was die Messung der Anzahl der kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge betrifft, so wurde die Anzahl von kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen mit einer Höhe von mindestens 0,1 mm, die in einem Bereich von 40 mm in Umfangsrichtung der Zylinderlaufbuchse, d. h. zwischen zwei Stellen auf einer Umfangslinie der Zylinderlaufbuchse vorhanden waren, gezählt.
Tabelle 2 zeigt Meßergebnisse für die äußeren Umfangsflächen von schleudergegossenen Zylinderlaufbuchsen aus Lamellengraphit-Gußeisen (FC 230), in denen in der Nähe der Oberfläche ein D-Graphit gebildet worden war. Tabelle 3 zeigt Meßergebnisse für die äußeren Umfangsflächen von Zylinderlaufbuchsen, die aus anderen Materialien gebildet wurden.
Die Materialien, die verwendet werden, um die Zylinderlaufbuchsen von Nr. 36 bis Nr. 39 in Tabelle 3 herzustellen, sind nachstehend angegeben.
In Nr. 36 wurde die Zylinderlaufbuchse aus einem Lamellengraphit-Gußeisen (FC 230) durch Standgießen gebildet. In Nr. 37 wurde die Zylinderlaufbuchse aus einem Kugelgraphit-Gußeisen gebildet. In Nr. 38 wurde die Zylinderlaufbuchse aus Kohlenstoffstahl (JIS G 4051 S45C) gebildet. In Nr. 39 wurde die Zylinderlaufbuchse aus einem hitzebeständigen Stangenstahl gebildet (JIS G 4311 SUS304).
In den Tabellen 2 und 3 sind die gemittelte Zehnpunktehöhe (Rz) und der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) in der Einheit µm angegeben. In den Tabellen 2 und 3 ist die Anzahl von kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen an zwei Meßstellen in den Spalten von Nr. 1 und Nr. 2 der Anzahl der Vorsprünge angegeben.
Tabelle 4 zeigt den arithmetischen Mittenrauhwert (Ra) und die gemittelte Zehnpunktehöhe (Rz) der äußeren Umfangsflächen der Zylinderlaufbuchsen von Nr. 16 bis Nr. 39 sowie die Anzahl der kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge auf den äußeren Umfangsflächen, die vor dem Hochdruck-Wasserstrahlen gemessen wurden. In Tabelle 4 sind die gemittelte Zehnpunktehöhe (Rz) und der arithmetische Mittenrauhwert (Ra) in der Einheit µm angegeben. In Tabelle 4 ist die Anzahl der kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge an zwei Meßstellen in den Spalten Nr. 1 und Nr. 2 der Anzahl der Vorsprünge angegeben. Tabelle 4
In sämtlichen Zylinderlaufbuchsen (Nr. 18 bis Nr. 35), die durch Schleudergießen aus einem Lamellengraphit-Gußeisen erzeugt wurden, lag die Anzahl der kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen bei über 10.
Daher wird die Zylinderlaufbuchse vorzugsweise durch Schleudergießen aus einem Lamellengraphit-Gußeisen erzeugt, um die Zahl der kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge und damit die Festigkeit des Verbunds zu erhöhen. In der Zylinderlaufbuchse (Nr. 36), die durch Standgießen aus einem Lamellengraphit-Gußeisen erzeugt wurde, war die Anzahl der kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge 10.
Im Gegensatz zu den Zylinderlaufbuchsen (Nr. 18 bis Nr. 35 und Nr. 36), die aus Lamellengraphit-Gußeisen hergestellt worden waren, bildeten sich in den Zylinderlaufbuchsen (Nr. 37 bis Nr. 39), die aus anderen Materialien hergestellt worden waren, das heißt, aus Kugelgraphit-Gußeisen, aus Kohlenstoffstahl (JIS G 401 S45C) und aus einem hitzebeständigen Stangenstahl (JIS G 4311 SUS304), unter den oben im Zusammenhang mit "Messung 2" aufgeführten Bedingungen des Hochdruck-Wasserstrahlens keine kleinen schlüsselförmigen Vorsprünge.
Die Schnittiefen der Zylinderlaufbuchsen (Nr. 18 bis Nr. 35 und Nr. 36), die aus Lamellengraphit-Gußeisen erzeugt worden waren, betrug mindestens 0,07 mm.
Dagegen betrug die Schnittiefe der aus Kugelgraphit-Gußeisen erzeugten Zylinderlaufbuchse 0,04 mm. Die Schnittiefe der Zylinderlaufbuchse (Nr. 38), die aus Kohlenstoffstahl (JIS G 4051 S45C) hergestellt worden war, und der Zylinderlaufbuchse (Nr. 39), die aus einem hitzebeständigen Stangenstahl (JIS G 4311 SUS304) hergestellt worden war, betrug 0 mm. Es wurde gefunden, daß unter den im Zusammenhang mit "Messung 2" angegebenen Bedingungen des Hochdruck-Wasserstrahlens im wesentlichen keine Schnitte erreicht werden konnten, geschweige denn zufriedenstellend kleine schlüsselförmige Vorsprünge.
Ein Vergleich der Oberflächenrauheit der Zylinderlaufbuchsen (Nr. 37 bis Nr. 39), die aus anderen Materialien als dem Lamellengraphit-Gußeisen gebildet worden waren, mit der Oberflächenrauheit, die sie vor dem Hochdruck-Wasserstrahlen zeigten, wies auf das Phänomen hin, daß das Hochdruck-Wasserstrahlen die Oberflächenrauheit verringert.
Ein denkbarer Grund dafür, daß die Verwendung von Lamellengraphit-Gußeisen das Einschneiden der Oberflächen und die Bildung von kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen ermöglicht, ist, daß sich Risse an den Übergängen zwischen zusammenhängend verbundenen Lamellengraphit-Bereichen und der Grundstruktur oder innerhalb der zusammenhängend verbundenen Graphit-Bereiche bilden, so daß die Grundstruktur entlang der Risse teilweise abfällt. Ein Grund dafür, daß die Verwendung von Lamellengraphit-Gußeisen beim Schleudergießen die Bildung von kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen besonders erleichtert, wird im folgenden gesehen. In Folge der raschen Abkühlung von oberflächennahen Bereichen eines schleudergegossenen Produkts enthalten die oberflächennahen Bereiche nämlich große Mengen an Perlilt und D-Graphit. Das Auftreffen von Wasser unter hohem Druck bewirkt, daß der D-Graphit und die ihn umgebende Grundstruktur abfallen, so daß kleine, schlüsselförmige Vorsprünge, die hauptsächlich aus Perlit bestehen, gebildet werden.

[3] DURCHFÜHRUNG DES ERODIERUNGS/REINIGUNGSSCHRITTS: MESSUNG VON SAND, ENTFORMUNGSMITTEL, USW.

(1) In Zylinderlaufbuchsen, die durch Schleudergießen hergestellt wurden, bleiben Sand (Quarzsand SiO₂), der für die Auskleidung der Innenfläche der Form verwendet wird, sowie Entformungsmittel in tiefen Bereichen der Unebenheiten der äußeren Umfangsfläche zurück. Während des Umgießens solch einer Zylinderlaufbuchse mit einer Aluminiumlegierung oder dergleichen behindern der Sand und das Entformungsmittel, die auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse zurückgeblieben sind, das Eindringen der Schmelze aus Aluminiumlegierung oder dergleichen in die Vertiefungen der äußeren Umfangsfläche oder bewirken eine schlechte Anbindung der Aluminiumlegierung oder dergleichen, wodurch die Verbundstärke zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock verringert wird.

(2) Entfernen von Sand und Entformungsmittel durch Sandstrahlen

Üblicherweise wird in der Technik ein Sandstrahlen der äußeren Umfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse ausgeführt, um Sand und Entformungsmittel von der äußeren Umfangsfläche zu entfernen. Dieses Verfahren ist jedoch nicht wirksam genug.
Fig. 27 zeigt eine Raster-Elektronenmikroskop-(REM-)Photographie der äußeren Umfangsfläche einer sandgestrahlten Zylinderlaufbuchse. Das hierin beschriebene Sandstrahlverfahren wurde unter Verwendung von Aluminiumteilchen (Nr. 24) als Strahlsand unter der Bedingung durchgeführt, daß die Menge des ausgestoßenen Strahlsands 135 g/min betrug, die Geschwindigkeit des Strahlsands 60 m/s betrug und die Bearbeitungsdauer bei 0,07 s/cm² lag. Was die Form der Zylinderlaufbuchse betrifft, so betrugen ihr Innendurchmesser 79 mm, ihr Außendurchmesser 89 mm, und ihre Länge 136 mm.
In Fig. 27 zeigen die hellen Punkte restliches Entformungsmittel auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse an. Das zeigt, daß das Enformungsmittel nach dem Sandstrahlen auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse zurückbleibt, wie in Fig. 27 gezeigt. Es ist zu erwarten, daß die weitere Anwendung eines härteren Strahls lediglich die Vorsprünge auf der äußeren Zylinderlaufbuchse-Umfangsfläche abbricht und nicht in der Lage ist, Entformungsmittel, das tief in den Vertiefungen haftet, zu entfernen.

(3) Entfernen von Sand und Entformungsmittel durch einen Erodierungs/-Reinigungsschritt

Daher wurde eine identische Zylinderlaufbuchse dem oben im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschriebenen, mit Hochdruck-Wasserstrahlen durchgeführten Erodierungs/Reinigungsschritt unterzogen. Was die Bedingungen des Hochdruck- Wasserstrahlens betrifft, so betrug der Düsendurchmesser 0,38 mm (0,015 Inch), der Wasserdruck lag bei 310 MPa (45 000 Psi), die Düsenwanderungsgeschwindigkeit bei 2 mm/s, die Drehgeschwindigkeit der Zylinderlaufbuchse bei 200 UpM und der Abstand vom Hochdruckwasserauslaß der Düse zur äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse betrug 12,5 mm. Die verwendete Düse war eine Flachstrahldüse, die in einem Abstand von 10 mm vom Hochdruckwasserauslaß (Auslaßöffnung) eine Aufteilung des Hochdruckwassers in Tröpfchen bewirkte.
Unter den obengenannten Bedingungen wurde ein Hochdruck-Wasserstrahlen der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse durchgeführt. Fig. 28 zeigt die Photographie der von einem Raster-Elektronenmikroskop (REM) aufgenommenen äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, nachdem ein Hochdruck-Wasserstrahlen unter den oben genannten Bedingungen durchgeführt worden war. Die in Fig. 28 gezeigte Ansicht der äußeren Umfangsfläche zeigt, daß der Sand im wesentlichen vollständig von der äußeren Umfangsfläche entfernt worden ist.
Daher wurden Zylinderlaufbuchsen aus Lamellengraphit-Gußeisen, die durch Schleudergießen erzeugt worden waren, einem Hochdruck-Wasserstrahlen mit unterschiedlichen Wasserdrücken unterzogen, und der Anteil der Fläche, auf der sich Sand befand, welcher auf der äußeren Umfangsfläche zurückgeblieben war, zur äußeren Umfangsfläche jeder Zylinderlaufbuchse wurde gemessen.
Was die Bedingungen des Hochdruck-Wasserstrahlens betrifft, so lag der Düsendurchmesser bei 0,38 mm, die Drehgeschwindigkeit der Zylinderlaufbuchse wurde auf 200 UpM eingestellt und der Abstand vom Hochdruckwasserauslaß der Düse zur äußeren Zylinderlaufbuchse-Umfangsfläche wurde auf 12,5 mm eingestellt. Die verwendete Düse war eine Flachstrahldüse, die in einem Abstand von 10 mm vom Hochdruckwasserauslaß (Auslaßöffnung) eine Aufteilung des Hochdruckwassers in Tröpfchen bewirkte. Die Wanderungsgeschwindigkeit der Düse wurde auf drei Werte eingestellt, das heißt, auf 2 mm/s, 4 mm/s und 6 mm/s. Der Wasserdruck für den Hochdruck-Wasserstrahl wurde variabel auf 207 MPa, 241 MPa, 276 MPa, 310 MPa, 345 MPa, 379 MPa und 414 MPa eingestellt.
Die Meßergebnisse sind in Fig. 29 gezeigt. Aus Fig. 29 ist ersichtlich, daß im Fall eines Hochdruckstrahlens unter den obengenannten Bedingungen der Anteil der Fläche, auf der Sand vorhanden war, bei einem Wasserdruck von 310 MPa stark abfiel. Daraus ist ersichtlich, daß, wenn der Düsendurchmesser etwa 0,38 mm beträgt, im Hinblick auf die Entfernung von Sand und Entformungsmittel eine Durchführung des Hochdruck- Wasserstrahlens mit einem Wasserdruck von 310 MPa oder höher bevorzugt ist.
Infolgedessen ist nunmehr klar, daß die Durchführung des Erodierungs/Reinigungsschritts im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock- Einheit nicht nur die Bildung von kleinen Vorsprüngen, einschließlich von kleinen schlüsselförmigen Vorsprüngen, auf der äußeren Umfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse erreicht, sondern auch die Entfernung von Sand und Entformungsmittel, die auf der äußeren Umfangsfläche haften.
Die Erfindung ist zwar mit Bezug auf ihre derzeit als bevorzugt angesehenen Ausführungsformen beschrieben worden, es ist aber selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen oder Konstruktionen beschränkt ist. Die Erfindung soll im Gegenteil auch verschiedene Abwandlungen und gleichartige Anordnungen einschließen. Darüber hinaus sind, obwohl die verschiedenen Elemente der offenbarten Erfindung in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, die als Beispiel dienen sollen, auch andere Kombinationen und Konfigurationen, einschließlich von mehreren, wenigeren oder nur einer einzigen Ausführungsform, ebenfalls im Gedanken und Bereich der Erfindung eingeschlossen.

Claims

1. Herstellungsverfahren für eine Zylinderblock-Einheit, wobei eine aus Gußeisen gebildete Zylinderlaufbuchse durch Umgießen mit einem Zylinderblockmaterial umgossen wird, gekennzeichnet durch:
einen Schritt des Umgießens, bei dem die Zylinderlaufbuchse durch Umgießen im Zylinderblock eingeschlossen wird; und
einen Erodierungs/Reinigungsschritt, bei dem eine äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse gereinigt und ein Teil der Grundstruktur des Gußeisens, das die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse bildet, erodiert wird, um so durch Hochdruck-Fluidstrahlen der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse zahlreiche kleine Vorsprünge auf der äußeren Umfangsfläche zu erzeugen, wobei dieser Schritt vor dem Schritt des Umgießens durchgeführt wird, um die Verbundstärke zwischen der Zylinderlaufbuchse und dem Zylinderblock zu verbessern.

2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, worin das Hochdruckfluid Wasser ist.

3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die zahlreichen kleinen Vorsprünge schlüsselförmige kleine Vorsprünge einschließen, die eine Oberfläche aufweisen, die einen Winkel von weniger als 90 Grad bezüglich der äußeren Umfangsfläche aufweisen.

4. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Hochdruckfluidstrahl ein Flachstrahl ist.

5. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Material der aus Gußeisen gebildeten Zylinderlaufbuchse ein Lamellengraphit-Gußeisen ist.

6. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Material des Zylinderblocks Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist.