DE112005000002B4 - Cylinder liner - Google Patents
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Abstract
Zylinderlaufbuchse, deren Mantelfläche zur Verbesserung der Anbindung beim Umgießen durch den Werkstoff des Kurbelgehäuses ganz oder teilweise durch Rauhen nachbehandelt ist, wobei die Mantelfläche ein Rillenprofil mit umlaufenden scharfkantigen Stegen aufweist, deren Rauhtiefe (r) zwischen 0,10 mm und 0,75 mm beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die scharfkantigen Schneiden der Stege durch axiales Bürsten in Art eines Haifischzahnprofils (7) gekrümmt und aufgerissen sind.Cylinder liner, whose lateral surface is completely or partially aftertreated to improve the connection during the casting through the material of the crankcase by roughing, wherein the lateral surface has a groove profile with circumferential sharp-edged webs, the roughness (r) is between 0.10 mm and 0.75 mm , characterized in that the sharp edges of the ridges are curved and torn by axial brushing in the manner of a shark tooth profile (7).
Description
Die Erfindung betrifft eine Zylinderlaufbuchse, deren Mantelfläche zur Verbesserung der Anbindung beim Umgießen durch den Werkstoff des Kurbelgehäuses ganz oder teilweise durch Rauen nachbehandelt ist.The invention relates to a cylinder liner, whose lateral surface is fully or partially treated by roughing to improve the connection during the casting through the material of the crankcase.
Derartig nachbehandelte Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss oder Leichtmetall, zum Beispiel aus einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung, sind mehrfach bekannt (
In
Zur weiteren Verbesserung der Prozesssicherheit und der Einbindung der Zylinderlaufbuchse in das Kurbelgehäuse ist es ferner bekannt (
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine über die gesamte aufgeraute Oberfläche der Zylinderlaufbuchse wirksame metallische und gleichzeitig mechanische Verbindung zwischen Zylinderlaufbuchse und dem das Kurbelgehäuse bildenden Umgussmaterial zu gewährleisten.It is the object of the present invention to ensure effective over the entire roughened surface of the cylinder liner metallic and at the same mechanical connection between the cylinder liner and the crankcase forming Umgussmaterial.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zylinderlaufbuchse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a cylinder liner with the features of
Durch die spitz zulaufenden Stege wird nicht nur eine große Oberfläche für die mechanische Anbindung verwirklicht; dadurch, dass die Stege scharfkantige, messerartige Schneiden bilden, kommt es beim Umgießen zu deren Aufschmelzen, so dass eine metallurgische Anbindung mindestens im angussnahen Bereich erzielt wird. Im angussfernen Bereich der Buchse, in dem die Umguss-Schmelze etwas kälter ist, so dass das weitgehende Anschmelzen der Spitzen bzw. Schneiden nicht mehr erzielbar ist, steht für den Anbindungseffekt die mechanische Verklammerung im Vordergrund.Due to the tapered webs not only a large surface for the mechanical connection is realized; The fact that the webs form sharp-edged, knife-like blades, it comes to the overmolding to the melting, so that a metallurgical connection is achieved at least in the region near the sprue. In the region of the socket remote from the nozzle, in which the encapsulation melt is somewhat colder, so that the extensive melting of the tips or cutting edges is no longer achievable, the mechanical interlocking is in the foreground for the connection effect.
Bei einer Zylinderlaufbuchse aus einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung beträgt die Rautiefe vorteilhaft 0,35 mm. Sie gewährleistet, von der Angussseite ausgehend, einen allmählichen Übergang von einer im Wesentlichen metallurgischen Anbindung auf eine zunehmend mechanische Verbindung zwischen Zylinderlaufbuchse und Kurbelgehäuse, dessen Werkstoff zweckmäßig aus Leichtmetall, bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung, besteht.In a cylinder liner made of a hypereutectic aluminum-silicon alloy, the roughness is advantageously 0.35 mm. It ensures, starting from the sprue side, a gradual transition from an essentially metallurgical connection to an increasingly mechanical connection between cylinder liner and crankcase, the material of which is advantageously made of light metal, preferably of an aluminum alloy.
Vorzugsweise wird das Rillenprofil vorteilhaft spanend als Rillierung mit geschlossenen Rillen oder als Gewindeschnitt mit geringer Steigung eingebracht.Preferably, the groove profile is advantageously introduced by machining as grooving with closed grooves or as a thread cut with a small pitch.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird die raue Oberfläche durch in die Mantelfläche der Zylinderlaufbuchse eingeschnittene Stegprofile gebildet, wobei die Stege im Querschnitt eine Art Sägezahnprofil aufweisen.In a particularly advantageous embodiment, the rough surface is formed by cut into the lateral surface of the cylinder liner web profiles, wherein the webs in cross section have a kind of sawtooth.
Zum Erzielen der geschilderten Anbindungseffekte ist es dabei vorteilhaft, dass die Zähne gegen das dem Eintritt der Schmelze in der Gießform entgegengerichtete Ende der Buchse geneigt sind.To achieve the described connection effects, it is advantageous that the teeth are inclined against the inlet of the melt in the mold opposite end of the bushing.
Bei einem als Gewindeschnitt erzeugten Rillenprofil beträgt die Gewindesteigung vorteilhaft zwischen 1,5 und 2,5 mm.In a groove profile produced as a thread, the thread pitch is advantageously between 1.5 and 2.5 mm.
Zur Verbesserung des Anschmelzens erfolgt die Ausgestaltung des Rillenprofils dadurch, dass das von den Stegen gebildete Sägezahnprofil durch axiales Bürsten aufgerissen ist, zum Beispiel indem rotierende Bürsten mit harten Borsten in Axialrichtung entlang der mit der Profilierung versehenen Mantelfläche der Zylinderlaufbuchse bewegt werden. Dabei werden die Profilstege in Richtung dieser Bewegung umgelenkt und deren Schneiden aufgerissen, so dass diese beim Umguss zumindest im Angussbereich unter Verwirklichung der gewünschten metallurgischen Anbindung verglichen mit den ungebürsteten Stegen noch weitgehender aufschmelzen.To improve the melting, the configuration of the groove profile takes place in that the sawtooth profile formed by the webs is torn open by axial brushing, for example by moving rotating brushes with hard bristles in the axial direction along the profiled surface of the cylinder liner. In this case, the profile webs are deflected in the direction of this movement and torn open their cutting, so that they melt even more at the encapsulation at least in the sprue under realization of the desired metallurgical connection compared to the unguided webs.
Eine optimale Anbindung zum Umguß wird erzielt, wodurch nicht nur die Verbindungsqualität, sondern auch die Wärmeableitung beim Gießvorgang und auch im Motorbetrieb erheblich verbessert wird.An optimal connection to the encapsulation is achieved, which not only the quality of connection, but also the heat dissipation during casting and also in engine operation is significantly improved.
Dadurch werden nicht beherrschbare Zylinderverzüge vermieden, die sich besonders negativ auf das Emissionsverhalten des Motors auswirken.This avoids uncontrollable cylinder distortions, which have a particularly negative effect on the emission behavior of the engine.
Zahlreiche bereits in dem oben aufgeführten Stand der Technik beschriebene Verfahren sind zur Herstellung des Rillenprofils denkbar, wobei es stets darauf ankommt, die zwischen den Rillen gebildeten Stege möglichst dünn in Art von scharfkantigen Schneiden auslaufen zu lassen. Bevorzugt wird die gesamte Mantelfläche der Zylinderlaufbuchse entsprechend nachbehandelt, das Aufbringen einer besonderen, im Stand der Technik bekannten Aktivierungsschicht (
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.In the following an embodiment of the invention will be explained with reference to the drawing.
Diese zeigt eine Teilansicht einer Zylinderlaufbuchse
Die gewählte Darstellungsform ist deutlich vergrößert. Die Wandstärke der Zylinderlaufbuchse beträgt üblicherweise zwischen 1,5 und 5 mm; die Steigung s beträgt zwischen 1,5 und 2,5 mm, bevorzugt etwa 2 mm. Als geeignete Rautiefe r ist ein Bereich zwischen 0,10 und 0,75 mm, bevorzugt eine Rautiefe von 0,35 mm vorgesehen.The selected presentation is significantly enlarged. The wall thickness of the cylinder liner is usually between 1.5 and 5 mm; the slope s is between 1.5 and 2.5 mm, preferably about 2 mm. As a suitable roughness r a range between 0.10 and 0.75 mm, preferably a roughness of 0.35 mm is provided.
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