DE112017008049T5

DE112017008049T5 - RUGGING A STAGE SELECTIVE AREA OF A CYLINDER

Info

Publication number: DE112017008049T5
Application number: DE112017008049.5T
Authority: DE
Inventors: Timothy George BEYER; Scott Allan KERRY; Glyn Harris
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 2017-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2020-07-02
Also published as: CN111556925A; WO2019089046A1

Abstract

Ein Motorblock beinhaltet mindestens eine Zylinderbohrung. Die mindestens eine Zylinderbohrung beinhaltet einen ersten zylindrischen Abschnitt, einen zweiten zylindrischen Abschnitt und einen Übergangsabschnitt. Der erste zylindrische Abschnitt weist einen größeren Durchmesser auf als der zweite zylindrische Abschnitt. Der Übergangsabschnitt erstreckt sich vom ersten zylindrischen Abschnitt zum zweiten zylindrischen Abschnitt. Jeder von dem ersten zylindrischen Abschnitt, dem zweiten zylindrischen Abschnitt und dem Übergangsabschnitt definiert aufgeraute Flächen.An engine block contains at least one cylinder bore. The at least one cylinder bore includes a first cylindrical section, a second cylindrical section and a transition section. The first cylindrical section has a larger diameter than the second cylindrical section. The transition section extends from the first cylindrical section to the second cylindrical section. Each of the first cylindrical section, the second cylindrical section, and the transition section defines roughened surfaces.

Description

GEBIETAREA

Die vorliegende Offenbarung betrifft Zylinderbohrungen eines Motorblocks und insbesondere zylindrische Flächen von Zylinderbohrungen eines Motorblocks.The present disclosure relates to cylinder bores of an engine block and, more particularly, to cylindrical surfaces of cylinder bores of an engine block.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART

Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Informationen zum allgemeinen Stand der Technik in Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und stellen unter Umständen nicht den Stand der Technik dar.The statements in this section merely provide information on the general state of the art in relation to the present disclosure and may not represent the state of the art.

Motorblöcke in Kraftfahrzeugen beinhalten eine Reihe von Zylinderbohrungen. Die Innenfläche jeder Zylinderbohrung wird maschinell bearbeitet, damit die Fläche zur Verwendung in Fahrzeuganwendungen geeignet ist, z. B. eine geeignete Verschleißfestigkeit und Belastbarkeit aufweist. Der Bearbeitungsprozess kann Aufrauen der Innenfläche und anschließendes Aufbringen einer Metallbeschichtung auf die aufgeraute Fläche und anschließendes Honen der Metallbeschichtung beinhalten, um eine fertig bearbeitete Innenfläche zu erlangen.Engine blocks in motor vehicles contain a series of cylinder bores. The inner surface of each cylinder bore is machined to make the surface suitable for use in vehicle applications, e.g. B. has a suitable wear resistance and resilience. The machining process may include roughening the inner surface and then applying a metal coating to the roughened surface and then honing the metal coating to obtain a finished inner surface.

Verschiedene Flächenaufrautechniken sind im Stand der Technik bekannt, leiden jedoch oder einem oder mehreren Beeinträchtigungen oder Nachteilen. Beispielsweise kann es sein, dass die Metallbeschichtung nicht gleichmäßig auf die aufgeraute Fläche aufgebracht ist, was dazu führt, dass beim nachfolgenden Honprozess ein Riss erzeugt wird.Various surface roughening techniques are known in the art, but suffer from one or more impairments or disadvantages. For example, the metal coating may not be evenly applied to the roughened surface, which means that a crack is generated in the subsequent honing process.

Diese Probleme im Zusammenhang mit aufgerauten Zylinderflächen, unter anderem Probleme bei der maschinellen Bearbeitung und Endbearbeitung von Zylinderflächen, werden in der vorliegenden Offenbarung behandelt.These problems associated with roughened cylinder surfaces, including problems with machining and finishing cylinder surfaces, are addressed in the present disclosure.

KURZDARSTELLUNGSUMMARY

In einer Ausgestaltung wird ein Motorblock mit mindestens einer Zylinderbohrung bereitgestellt, die einen ersten zylindrischen Abschnitt, einen zweiten zylindrischen Abschnitt und einen Übergangsabschnitt beinhaltet. Der erste zylindrische Abschnitt weist einen größeren Durchmesser auf als der zweite zylindrische Abschnitt. Der Übergangsabschnitt erstreckt sich vom ersten zylindrischen Abschnitt zum zweiten zylindrischen Abschnitt. Jeder von dem ersten zylindrischen Abschnitt, dem zweiten zylindrischen Abschnitt und dem Übergangsabschnitt definiert aufgeraute Flächen.In one embodiment, an engine block is provided with at least one cylinder bore, which includes a first cylindrical section, a second cylindrical section and a transition section. The first cylindrical section has a larger diameter than the second cylindrical section. The transition section extends from the first cylindrical section to the second cylindrical section. Each of the first cylindrical section, the second cylindrical section, and the transition section defines roughened surfaces.

In einer weiteren Ausgestaltung kann der Übergangsabschnitt eine angeschrägte Konfiguration definieren und eine Vielzahl von Spitzen, die einen variablen Innendurchmesser definiert, und mindestens eine Ringnut beinhalten. Die Ringnut kann eine Hinterschneidung definieren.In another embodiment, the transition section may define a tapered configuration and include a plurality of peaks that define a variable inner diameter and at least one ring groove. The ring groove can define an undercut.

In noch einer weiteren Ausgestaltung kann der Übergangsabschnitt mindestens eine Stufe relativ zu dem ersten zylindrischen Abschnitt und dem zweiten zylindrischen Abschnitt definieren. In noch einer weiteren Ausgestaltung kann der Übergangsabschnitt eine erste Stufe relativ zu dem ersten zylindrischen Abschnitt und eine zweite Stufe relativ zu dem zweiten zylindrischen Abschnitt definieren. Der erste zylindrische Abschnitt ist gegenüber der ersten Stufe mit einer ersten Tiefe vertieft und die zweite Stufe ist gegenüber dem zweiten zylindrischen Abschnitt mit einer zweiten Tiefe vertieft. Die zweite Tiefe ist größer als die erste Tiefe. Die erste Stufe und die zweite Stufe können entlang einer axialen Richtung der Zylinderbohrung unterschiedliche Breiten aufweisen.In yet another embodiment, the transition section can define at least one step relative to the first cylindrical section and the second cylindrical section. In yet another embodiment, the transition section can define a first step relative to the first cylindrical section and a second step relative to the second cylindrical section. The first cylindrical portion is recessed from the first stage at a first depth and the second stage is recessed from the second cylindrical portion at a second depth. The second depth is greater than the first depth. The first step and the second step can have different widths along an axial direction of the cylinder bore.

In noch einer weiteren Ausgestaltung definieren der erste zylindrische Abschnitt und der zweite zylindrische Abschnitt jeweils eine Vielzahl von Ringnuten. Die Ringnuten des ersten zylindrischen Abschnitts definieren jeweils eine Hinterschneidung. Die Vielzahl von Nuten des zweiten zylindrischen Abschnitts definiert jeweils einen rechteckigen Querschnitt. Der zweite zylindrische Abschnitt beinhaltet zwei unterbrochene axiale Abschnitte. Der erste zylindrische Abschnitt erstreckt sich zwischen den zwei unterbrochenen axialen Abschnitten.In yet another embodiment, the first cylindrical section and the second cylindrical section each define a plurality of ring grooves. The ring grooves of the first cylindrical section each define an undercut. The plurality of grooves of the second cylindrical section each define a rectangular cross section. The second cylindrical section includes two interrupted axial sections. The first cylindrical section extends between the two interrupted axial sections.

In noch einer weiteren Ausgestaltung beinhaltet die Motorbohrung ferner einen aufgeweiteten Endabschnitt. Der zweite zylindrische Abschnitt ist zwischen dem aufgeweiteten Endabschnitt und dem Übergangsabschnitt angeordnet. Der aufgeweitete Endabschnitt weist einen Innendurchmeser auf, der größer als der des zweiten zylindrischen Abschnitts ist. Die Zylinderbohrung definiert einen Verfahrbereich, in dem sich ein Kolben bewegt, und einen Nicht-Verfahrbereich außerhalb einer Verfahrstrecke des Kolbens. Der erste zylindrische Abschnitt ist in dem Verfahrbereich angeordnet und der zweite zylindrische Abschnitt und der Übergangsabschnitt sind in dem Nicht-Verfahrbereich angeordnet.In yet another embodiment, the motor bore further includes an enlarged end section. The second cylindrical section is arranged between the widened end section and the transition section. The flared end portion has an inside diameter that is larger than that of the second cylindrical portion. The cylinder bore defines a travel range in which a piston moves and a non-travel range outside a travel distance of the piston. The first cylindrical section is arranged in the travel area and the second cylindrical section and the transition section are arranged in the non-travel area.

Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und konkrete Beispiele lediglich der Veranschaulichung dienen und den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.Further areas of applicability will become apparent from the description provided herein. It is understood that the description and specific examples are intended for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the present disclosure.

FigurenlisteFigure list

Die vorliegende Offenbarung wird aus der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen verständlicher, wobei:

1 eine Draufsicht auf einen beispielhaften Motorblock einer Brennkraftmaschine ist;
2 eine isolierte Querschnittsansicht einer Zylinderbohrung entlang der Linie 2-2 der 1 ist;
3 einen Vorbohrschritt darstellt, bei dem eine unbearbeitete Zylinderbohrungsinnenfläche auf einen Durchmesser gebohrt wird;
4 einen Interpolationsschritt darstellt, bei dem die unbearbeitete Zylinderbohrungsinnenfläche maschinell bearbeitet wird, um einen ersten zylindrischen Abschnitt mit einer aufgerauten Fläche zu bilden, die eine Aussparung und eine Vielzahl von Ringnuten beinhaltet;
5 einen Verformungsschritt darstellt, bei dem flache Spitzen zwischen benachbarten Ringnuten in dem ersten zylindrischen Abschnitt verformt werden, um verformte Spitzen zu erlangen;
6 einen zweiten Interpolationsschritt darstellt, bei dem ein zweiter zylindrischer Abschnitt und ein Übergangsabschnitt maschinell bearbeitet werden, um eine aufgeraute Fläche mit einer Vielzahl von Ringnuten zu bilden;
7 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts C der 6 darstellt;
8 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts D der 6 darstellt;
9 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts E der 6 darstellt;
10 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts F der 6 gemäß einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung darstellt;
11 eine Querschnittsansicht einer Zylinderbohrung ist, die gemäß einer dritten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist; und
12 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts G der 11 ist.

The present disclosure will become more apparent from the detailed description and the accompanying drawings, in which:

1 4 is a top view of an exemplary engine block of an internal combustion engine;
2nd an isolated cross-sectional view of a cylinder bore along line 2-2 of 1 is;
3rd represents a pre-drilling step in which an unprocessed cylinder bore inner surface is drilled to a diameter;
4th FIG. 4 illustrates an interpolation step in which the unprocessed cylinder bore inner surface is machined to form a first cylindrical portion with a roughened surface that includes a recess and a plurality of ring grooves;
5 FIG. 4 illustrates a deforming step in which flat tips are deformed between adjacent ring grooves in the first cylindrical portion to obtain deformed tips;
6 FIG. 2 illustrates a second interpolation step in which a second cylindrical portion and a transition portion are machined to form a roughened surface with a plurality of ring grooves;
7 an enlarged view of section C of the 6 represents;
8th an enlarged view of section D of 6 represents;
9 an enlarged view of section E of the 6 represents;
10th an enlarged view of section F of 6 according to a second embodiment of the present disclosure;
11 14 is a cross-sectional view of a cylinder bore constructed in accordance with a third embodiment of the present disclosure; and
12th an enlarged view of section G of the 11 is.

Entsprechende Bezugszeichen geben entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen an.Corresponding reference numerals indicate corresponding parts in the different views of the drawings.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder die Verwendungen nicht einschränken.The following description is merely exemplary in nature and is not intended to limit the present disclosure, application, or uses.

Ein Kraftfahrzeugmotorblock beinhaltet eine Reihe von Zylinderbohrungen, von denen jede eine Innenfläche aufweist, die eine geeignete Verschleißfestigkeit und Belastbarkeit aufweist, die für Kraftfahrzeuganwendungen geeignet ist. Der Bearbeitungsprozess kann Aufrauen einer Vorbohrinnenfläche, um eine aufgeraute Fläche zu bilden, anschließendes Aufbringen einer Metallbeschichtung auf die aufgeraute Fläche und anschließendes Honen der Metallbeschichtung beinhalten, um eine fertig bearbeitete Innenfläche mit der erforderlichen Belastbarkeit und Verschleißfestigkeit zu erlangen. Alternativ kann ein Auskleidungsmaterial mit den erforderlichen Belastbarkeits- und Verschleißfestigkeitseigenschaften auf die unfertige Innenfläche der Motorbohrung aufgebracht werden.An automotive engine block includes a series of cylinder bores, each of which has an inner surface that has suitable wear resistance and resilience suitable for automotive applications. The machining process can include roughening a pilot bore surface to form a roughened surface, then applying a metal coating to the roughened surface, and then honing the metal coating to obtain a finished inner surface with the required strength and wear resistance. Alternatively, a lining material with the required resilience and wear resistance properties can be applied to the unfinished inner surface of the motor bore.

Verschiedene hierin offenbarte Ausgestaltungen stellen ein Profil einer aufgerauten Fläche der Zylinderbohrung bereit, um die Haftung und Bindung einer anschließend aufgebrachten Metallbeschichtung, z. B. einer thermischen Sprühbeschichtung, zu verbessern. Entsprechend kann die fertig bearbeitete Innenfläche eine erhöhte Belastbarkeit und Verschleißfestigkeit aufweisen. Ferner verbessert die vorliegende Offenbarung das Zylinderbohrungsflächenprofil und -verfahren, die in dem US-Patent Nr. 9,382,868 offenbart sind, auf das hiermit in seiner Gesamtheit Bezug genommen wird.Various configurations disclosed herein provide a profile of a roughened surface of the cylinder bore to facilitate the adhesion and bonding of a subsequently applied metal coating, e.g. B. a thermal spray coating to improve. Accordingly, the finished inner surface can have increased resilience and wear resistance. Furthermore, the present disclosure improves the cylinder bore surface profile and method described in the U.S. Patent No. 9,382,868 to which reference is hereby made in its entirety.

Bezugnehmend auf die 1 und 2 beinhaltet ein beispielhafter Motorblock 10 einer Brennkraftmaschine eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 12 mit jeweils einer Innenfläche 14, die sich zwischen gegenüberliegenden Enden 16 erstreckt. Die Innenfläche 14 kann aus einem Metall, wie etwa unter anderem Aluminium, Magnesium oder Eisen, oder einer Legierung aus diesen oder Stahl gebildet sein. Aluminium- oder Magnesiumlegierungen können aufgrund ihres im Vergleich zu Stahl oder Eisen relativ geringen Gewichts genutzt werden, um die Motorgröße und das Motorgewicht zu reduzieren und dadurch die Motorleistung und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Eine Metallbeschichtung (nicht gezeigt) wird auf die Innenfläche 14 jeder Zylinderbohrung 12 aufgebracht, um Belastbarkeit und Verschleißfestigkeit der Zylinderbohrung 12 zu verbessern. Die Innenfläche 14 beinhaltet aufgeraute Flächen, die aufgeraut und fertig bearbeitet sind, um die Haftung und Bindung der darauf aufgebrachten Metallbeschichtung zu verbessern.Referring to the 1 and 2nd includes an exemplary engine block 10th an internal combustion engine has a large number of cylinder bores 12th each with an inner surface 14 that are between opposite ends 16 extends. The inner surface 14 may be formed from a metal such as aluminum, magnesium or iron, or an alloy thereof or steel. Aluminum or magnesium alloys, due to their relatively low weight compared to steel or iron, can be used to reduce the size and weight of the engine and thereby improve engine performance and fuel efficiency. A metal coating (not shown) is applied to the inner surface 14 every cylinder bore 12th applied to the resilience and wear resistance of the cylinder bore 12th to improve. The inner surface 14 includes roughened surfaces that are roughened and finished to improve the adhesion and bonding of the metal coating applied to them.

Jede Zylinderbohrung 12 beinhaltet einen ersten zylindrischen Abschnitt 20 in der Mitte der Zylinderbohrung 12, einen zweiten zylindrischen Abschnitt 22 an gegenüberliegenden Enden 16 der Zylinderbohrung 12 und einen Übergangsabschnitt 24 zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 20 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22. Der zweite zylindrische Abschnitt 22 beinhaltet zwei unterbrochene axiale Abschnitte an den gegenüberliegenden Enden 16 der Zylinderbohrung 12. Der erste zylindrische Abschnitt 20 erstreckt sich zwischen den zwei unterbrochenen axialen Abschnitten des zweiten zylindrischen Abschnitts 22. Der Übergangsabschnitt 24 beinhaltet zudem zwei unterbrochene axiale Abschnitte, die sich vom ersten zylindrischen Abschnitt 20 zu einem entsprechenden unterbrochenen axialen Abschnitt des zweiten zylindrischen Abschnitts 22 erstrecken. Jeder von dem ersten Abschnitt 20, dem zweiten Abschnitt 22 und dem Übergangsabschnitt 24 beinhaltet eine aufgeraute Fläche.Every cylinder bore 12th includes a first cylindrical section 20 in the middle of the cylinder bore 12th , a second cylindrical section 22 at opposite ends 16 the cylinder bore 12th and a transition section 24th between the first cylindrical section 20 and the second cylindrical portion 22 . The second cylindrical section 22 includes two interrupted axial sections at the opposite ends 16 the cylinder bore 12th . The first cylindrical section 20 extends between the two interrupted axial sections of the second cylindrical section 22 . The transition section 24th also includes two interrupted axial sections that extend from the first cylindrical section 20 to a corresponding interrupted axial section of the second cylindrical section 22 extend. Everyone from the first section 20 , the second section 22 and the transition section 24th includes a roughened surface.

3 zeigt einen Vorbohrschritt, bei dem eine unbearbeitete Zylinderbohrung in dem Motorblock 10 gebildet wird. Die unbearbeitete Zylinderbohrung beinhaltet eine Vorbohrfläche 26 mit einem Innendurchmesser, der kleiner als der der Innenfläche 14 ist. 3rd shows a pre-drilling step in which an unprocessed cylinder bore in the engine block 10th is formed. The unprocessed cylinder bore contains a pilot hole 26 with an inner diameter that is smaller than that of the inner surface 14 is.

Bezugnehmend auf 4 wird die Vorbohrfläche 26 der unbearbeiteten Zylinderbohrung maschinell bearbeitet, um den ersten zylindrischen Abschnitt 20, den zweiten zylindrischen Abschnitt 22 und den Übergangsabschnitt 24 zu bilden, die jeweils eine aufgeraute Fläche aufweisen. 4 zeigt einen ersten Interpolationsschritt, bei dem die Vorbohrinnenfläche 26 unter Verwendung eines Spanwerkzeugs maschinell bearbeitet wird, um einen ersten zylindrischen Abschnitt 20 mit einer aufgerauten Fläche zu bilden, die durch eine Aussparung 28 und eine Vielzahl von Ringnuten 30 definiert ist. Die Aussparung 28 ist gegenüber dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 und dem Übergangsabschnitt 24 vertieft.Referring to 4th becomes the pilot hole 26 the unprocessed cylinder bore machined to the first cylindrical section 20 , the second cylindrical section 22 and the transition section 24th to form, each having a roughened surface. 4th shows a first interpolation step in which the pilot hole inner surface 26 is machined using a cutting tool to form a first cylindrical portion 20 to form with a roughened surface through a recess 28 and a variety of ring grooves 30th is defined. The recess 28 is opposite the second cylindrical section 22 and the transition section 24th deepened.

Die Zylinderbohrung 12 definiert einen Verfahrbereich, in dem sich ein Kolben in der Zylinderbohrung 12 bewegt, und einen Nicht-Verfahrbereich außerhalb der axialen Verfahrstrecke des Kolbens. Der erste zylindrische Abschnitt 20 ist in dem Verfahrbereich angeordnet, wohingegen der zweite zylindrische Abschnitt 22 und der Übergangsabschnitt 24 in dem Nicht-Verfahrbereich angeordnet sind. Die Länge des ersten zylindrischen Abschnitts 20 entspricht der Strecke, um die sich der Kolben innerhalb der Zylinderbohrung 12 bewegt. Die zwei unterbrochenen axialen Abschnitte des zweiten Abschnitts 22 und der Übergangsabschnitt 24 an gegenüberliegenden Enden 16 der Zylinderbohrung 12 können die gleiche oder eine unterschiedliche Länge aufweisen.The cylinder bore 12th defines a travel range in which there is a piston in the cylinder bore 12th moves, and a non-travel range outside the axial travel of the piston. The first cylindrical section 20 is arranged in the travel area, whereas the second cylindrical section 22 and the transition section 24th are arranged in the non-travel area. The length of the first cylindrical section 20 corresponds to the distance the piston is within the cylinder bore 12th emotional. The two broken axial sections of the second section 22 and the transition section 24th at opposite ends 16 the cylinder bore 12th can have the same or a different length.

In 4 sind die Ringnuten 30 der Klarheit halber nur in dem vergrößerten Abschnitt A gezeigt. Es versteht sich, dass die Ringnuten 30 entlang der gesamten Länge der Aussparung 28 gebildet sein können. Flache Spitzen sind zwischen benachbarten Nuten 30 gebildet.In 4th are the ring grooves 30th only shown in enlarged section A for clarity. It is understood that the ring grooves 30th along the entire length of the recess 28 can be formed. Flat tips are between adjacent grooves 30th educated.

Bezugnehmend auf 5 werden die flachen Spitzen zwischen benachbarten Nuten 30 durch ein Abziehwerkzeug verformt, um verformte Spitzen 32 in einem Verformungsschritt zu erhalten. Jede Spitze 32 beinhaltet ein Paar von Hinterschneidungen 34, wie in dem vergrößerten Abschnitt B von 5 gezeigt. Die Anzahl der verformten Spitzen 32, die in dem vergrößerten Abschnitt B gezeigt sind, sind lediglich beispielhaft und die verformten Spitzen 30 können entlang der gesamten Länge der Aussparung 28 und folglich der gesamten Länge des Verfahrbereichs gebildet sein.Referring to 5 become the flat tips between adjacent grooves 30th deformed by a puller to deformed tips 32 to obtain in a deformation step. Every tip 32 includes a pair of undercuts 34 as in the enlarged section B from 5 shown. The number of deformed tips 32 that in the enlarged section B are only exemplary and the deformed tips 30th can along the entire length of the recess 28 and consequently the entire length of the travel range.

Bezugnehmend auf die 6 und 7 wird die Vorbohrfläche 26 in einem zweiten Interpolationsschritt unter Verwendung eines Spanwerkzeugs weiter maschinell bearbeitet, um den zweiten zylindrischen Abschnitt 22 an den gegenüberliegenden Enden 16 zu bilden. Der zweite zylindrische Abschnitt 22 weist eine aufgeraute Fläche auf, die durch eine Vielzahl von Ringnuten 36 definiert ist. Die Ringnuten 36 sind in dem vergrößerten Abschnitt C der 7 deutlich gezeigt. Flache Spitzen 38 erstrecken sich zwischen den Ringnuten 32. Es versteht sich, dass die Anzahl der im vergrößerten Abschnitt C gezeigten Ringnuten 36 lediglich beispielhaft ist. Die Ringnuten 36 können eine Rechteckwellenform mit einer einheitlichen Abmessung oder eine beliebige andere Form definieren. Die flachen Spitzen 38 des zweiten zylindrischen Abschnitts 22 können wie diejenigen im ersten zylindrischen Abschnitt 20 verformt sein oder nicht.Referring to the 6 and 7 becomes the pilot hole 26 further machined in a second interpolation step using a cutting tool around the second cylindrical portion 22 at the opposite ends 16 to build. The second cylindrical section 22 has a roughened surface through a variety of ring grooves 36 is defined. The ring grooves 36 are in the enlarged section C. of the 7 clearly shown. Flat tips 38 extend between the ring grooves 32 . It is understood that the number in the enlarged section C. ring grooves shown 36 is only exemplary. The ring grooves 36 can define a square waveform with a uniform dimension or any other shape. The flat tips 38 of the second cylindrical section 22 can like those in the first cylindrical section 20 be deformed or not.

Bezugnehmend auf 8 kann die Vorbohrfläche 26 weiter maschinell bearbeitet werden, um den Übergangsabschnitt 24 zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 20 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 zu bilden. Der Übergangsabschnitt 24 kann durch maschinelles Bearbeiten eines Bereichs der Vorbohrfläche 26 zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 20 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 zu einer Vielzahl von Stufen gebildet werden, wie etwa eine erste Stufe 41 und eine zweite Stufe 43, gefolgt von Erzeugen einer oder mehrerer Ringnuten 42 in jeder Stufe 41, 43, wodurch eine aufgeraute Fläche in dem Übergangsabschnitt 24 definiert wird.Referring to 8th can the pre-drilling surface 26 to be further machined to the transition section 24th between the first cylindrical section 20 and the second cylindrical portion 22 to build. The transition section 24th can be done by machining an area of the pilot hole 26 between the first cylindrical section 20 and the second cylindrical portion 22 may be formed into a plurality of stages, such as a first stage 41 and a second stage 43 followed by creating one or more ring grooves 42 at every stage 41 , 43 , creating a roughened surface in the transition section 24th is defined.

Der Übergangsabschnitt 24 wird bereitgestellt, um eine scharfe Ecke zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 20 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 zu vermeiden. Der Übergangsabschnitt 24 weist einen Innendurchmesser auf, der größer als der des zweiten zylindrischen Abschnitts 22 und kleiner als der des ersten zylindrischen Abschnitts 20 ist. Der erste zylindrische Abschnitt 20 kann gegenüber der ersten Stufe 41 um eine Tiefe d1 vertieft sein, und die zweite Stufe 43 des Übergangsabschnitts 24 kann gegenüber dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 um eine Tiefe d2 vertieft sein, wobei d1 größer als d2 ist. Mit anderen Worten ist der Übergangsabschnitt 24 von dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 stärker vertieft als der erste zylindrische Abschnitt 20 von dem Übergangsabschnitt 24 vertieft ist.The transition section 24th is provided around a sharp corner between the first cylindrical section 20 and the second cylindrical portion 22 to avoid. The transition section 24th has an inner diameter larger than that of the second cylindrical portion 22 and smaller than that of the first cylindrical portion 20 is. The first cylindrical section 20 can compared to the first stage 41 by a depth d1 be deepened, and the second stage 43 the transition section 24th can opposite the second cylindrical section 22 by a depth d2 be deepened, being d1 larger than d2 is. In other words, the transition section 24th from the second cylindrical section 22 deepened more than the first cylindrical section 20 from the transition section 24th is deepened.

Der Übergangsabschnitt 24 beinhaltet eine Vielzahl von Ringnuten 42 und Spitzen 44 zwischen benachbarten Ringnuten 42. Die Spitzen 44 werden verformt, um Hinterschneidungen 46 zu bilden. Die Spitzen 38 zwischen den Ringnuten 36 in dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 können verformt sein oder nicht, um Hinterschneidungen zu bilden. Der Übergangsabschnitt 24 definiert eine allgemein angeschrägte Konfiguration und die Vielzahl von Spitzen 44 wird gegenüber den benachbarten Spitzen 44 allmählich vertieft. Daher weist die Vielzahl von Spitzen 44 zwischen den Rillen 42 einen variablen Innendurchmesser auf. The transition section 24th includes a variety of ring grooves 42 and tips 44 between adjacent ring grooves 42 . The peaks 44 are deformed to undercuts 46 to build. The peaks 38 between the ring grooves 36 in the second cylindrical section 22 may or may not be deformed to form undercuts. The transition section 24th defines a general tapered configuration and the variety of tips 44 becomes opposite the neighboring peaks 44 gradually deepened. Hence the multitude of peaks 44 between the grooves 42 a variable inner diameter.

Bezugnehmend auf 9 wird nach der Bearbeitung der Vorbohrfläche 26, um den ersten Abschnitt 20, den zweiten Abschnitt 22 und den Übergangsabschnitt 24 mit aufgerauten Flächen zu bilden, eine thermische Sprühbeschichtung 50 auf die aufgerauten Flächen des ersten Abschnitts 20, des zweiten Abschnitts 22 und des Übergangsabschnitts 24 aufgebracht.Referring to 9 after machining the pre-drilled surface 26 to the first section 20 , the second section 22 and the transition section 24th to form with roughened surfaces, a thermal spray coating 50 on the roughened surfaces of the first section 20 , the second section 22 and the transition section 24th upset.

Der zweite zylindrische Abschnitt 22 ist in dem Nicht-Verfahrbereich angeordnet. Es ist nicht notwendig, eine aufgeraute Fläche in dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 zu bilden und eine Metallbeschichtung 50 darauf aufzubringen. Allerdings bleibt eine Pistole zum Metallbesprühen in der Regel während des gesamten Sprühprozesses eingeschaltet. Wenn die Vorbohrfläche in den Nicht-Verfahrenbereichen (d. h. der zweite zylindrische Abschnitt 22 und der Übergangsabschnitt 24) nicht aufgeraut sind, kann es sein, dass das Sprühmetall versehentlich auf diese Abschnitte gesprüht wird und nicht anhaftet, was eine Abblätterung verursacht. Diese Abblätterung kann während des Honens in die Zylinderbohrung fallen und zwischen den Honungsteinen und Bohrungswänden eingeschlossen werden und inakzeptables Kratzen verursachen. Die Abblätterung kann auch in das Kurbelgehäuse fallen und müsste dann entfernt werden. Daher werden der zweite zylindrische Abschnitt 22 und der Übergangsabschnitt 24 ebenfalls durch Bilden von Ringnuten aufgeraut, um das Anhaften der thermisch gesprühten Metallschicht zu erleichtern und eine Verunreinigung der vorgesehenen Sprühfläche und des Kurbelgehäuses zu mindern. Die leicht besprühten Nicht-Ringverfahrbereiche lassen sich in einem anschließenden Honungsprozess leicht entfernen.The second cylindrical section 22 is arranged in the non-travel area. It is not necessary to have a roughened surface in the second cylindrical section 22 to form and a metal coating 50 to put on it. However, a metal spray gun usually remains on throughout the spraying process. If the pilot hole is in the non-process areas (ie the second cylindrical section 22 and the transition section 24th ) are not roughened, the spray metal may be accidentally sprayed onto these sections and not adhere, causing peeling. This exfoliation can fall into the cylinder bore during honing and become trapped between the honing stones and bore walls, causing unacceptable scratching. The exfoliation can also fall into the crankcase and would then have to be removed. Therefore, the second cylindrical section 22 and the transition section 24th also roughened by forming ring grooves to facilitate the adhesion of the thermally sprayed metal layer and to reduce contamination of the spray surface and the crankcase provided. The lightly sprayed non-ring traversing areas can be easily removed in a subsequent honing process.

Bezugnehmend auf 10 ist eine Innenfläche einer Zylinderbohrung, die gemäß einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, teilweise gezeigt und ist strukturell ähnlich der Innenfläche, die in den 4 bis 9 gezeigt ist, mit Ausnahme des Übergangsabschnitts. Daher werden gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen angegeben, und die detaillierte Beschreibung wird hier der Klarheit wegen weggelassen.Referring to 10th 5 is an inner surface of a cylinder bore constructed in accordance with a second embodiment of the present disclosure, partially shown and is structurally similar to the inner surface shown in FIGS 4th to 9 is shown, with the exception of the transition section. Therefore, like elements are indicated by like reference numerals, and the detailed description is omitted here for clarity.

Genauer beinhaltet die Zylinderbohrung 50 einen ersten zylindrischen Abschnitt 20 in der Mitte der Zylinderbohrung 50, einen zweiten zylindrischen Abschnitt 22 an Längsenden der Zylinderbohrung 50 und einen Übergangsabschnitt 52, der sich von dem ersten zylindrischen Abschnitt 20 zu dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 erstreckt. Der Übergangsabschnitt 52 beinhaltet eine erste Stufe 54 benachbart zu dem ersten zylindrischen Abschnitt 20, eine zweite Stufe 56 und eine angeschrägte Fläche 58 benachbart zu dem zweiten zylindrischen Abschnitt 20. Die zweite Stufe 56 ist zwischen der ersten Stufe 56 und der angeschrägten Fläche 58 angeordnet. Die erste und die zweite Stufe 54 und 56 definieren jeweils eine oder mehrere Ringnuten 60 und flache Spitzen 62 zwischen benachbarten Nuten 60. Die Spitzen 62 werden verformt, um Hinterschneidungen 64 zu bilden.More precisely includes the cylinder bore 50 a first cylindrical section 20 in the middle of the cylinder bore 50 , a second cylindrical section 22 at the longitudinal ends of the cylinder bore 50 and a transition section 52 extending from the first cylindrical section 20 to the second cylindrical section 22 extends. The transition section 52 involves a first stage 54 adjacent to the first cylindrical section 20 , a second stage 56 and a beveled surface 58 adjacent to the second cylindrical section 20 . The second stage 56 is between the first stage 56 and the beveled surface 58 arranged. The first and the second stage 54 and 56 define one or more ring grooves each 60 and flat tips 62 between adjacent grooves 60 . The peaks 62 are deformed to undercuts 64 to build.

Der erste zylindrische Abschnitt 20 ist gegenüber der ersten Stufe 54 mit einer ersten Tiefe d1 vertieft. Die zweite Stufe 56 ist gegenüber dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 mit einer zweiten Tiefe d2 vertieft. Die zweite Tiefe d2 ist größer als die erste Tiefe d1. Mit anderen Worten ist die zweite Stufe 56 von dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 stärker vertieft als der erste zylindrische Abschnitt 20 von der ersten Stufe 54 vertieft ist. In der angeschrägten Fläche 54, die zwischen dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 und der zweiten Stufe 56 angeordnet ist, ist keine Ringnut gebildet. Während in 10 gezeigt ist, dass der Übergangsabschnitt 52 zwei Stufen beinhaltet, versteht es sich, dass eine beliebige Anzahl von Stufen, einschließlich einer, in dem Übergangsabschnitt 52 gebildet werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.The first cylindrical section 20 is opposite to the first stage 54 with a first depth d1 deepened. The second stage 56 is opposite the second cylindrical section 22 with a second depth d2 deepened. The second depth d2 is greater than the first depth d1 . In other words, the second stage 56 from the second cylindrical section 22 deepened more than the first cylindrical section 20 from the first stage 54 is deepened. In the sloping surface 54 between the second cylindrical section 22 and the second stage 56 is arranged, no annular groove is formed. While in 10th it is shown that the transition section 52 includes two stages, it is understood that any number of stages, including one, in the transition section 52 can be formed without departing from the scope of the present disclosure.

Bezugnehmend auf 11 ist eine Zylinderbohrung 70, die gemäß einer dritten Ausgestaltung konstruiert ist, teilweise gezeigt und weist eine Innenfläche 72 auf, die strukturell ähnlich zu der in den 4 bis 9 gezeigten Innenfläche ist, mit Ausnahme des Übergangsabschnitts, des zweiten zylindrischen Abschnitts und der Bereitstellung eines aufgeweiteten Endabschnitts.Referring to 11 is a cylinder bore 70 , which is constructed according to a third embodiment, partially shown and has an inner surface 72 on that are structurally similar to that in the 4th to 9 inner surface, except for the transition portion, the second cylindrical portion and the provision of a flared end portion.

Bezugnehmend auf 12 beinhaltet die Zylinderbohrung 70 einen ersten zylindrischen Abschnitt 20, einen zweiten zylindrischen Abschnitt 74, einen Übergangsabschnitt 76 und einen aufgeweiteten Endabschnitt 78. Der erste zylindrische Abschnitt 20 ist gegenüber dem Übergangsabschnitt 76 vertieft, und somit ist der Innendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 20 größer als der Innendurchmesser des Übergangsabschnitts 76. Der erste zylindrische Abschnitt 20 beinhaltet eine Vielzahl von Ringnuten 80. Es versteht sich, dass, auch wenn nur einige Nuten 80 in dem ersten zylindrischen Abschnitt 20 in 12 gezeigt sind, die Nuten 80 entlang der gesamten Länge des ersten zylindrischen Abschnitts 20 bereitgestellt sind. Die flachen Spitzen zwischen benachbarten Nuten 80 können verformt sein oder nicht, um Hinterschneidungen zu bilden. Der zweite zylindrische Abschnitt 74 ist gegenüber dem Übergangsabschnitt 76 erhöht, und somit ist der Innendurchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts kleiner als der des Übergangsabschnitts 76. Der zweite zylindrische Abschnitt 74 beinhaltet keine Nut. Der zweite zylindrische Abschnitt 74 ist zwischen dem aufgeweiteten Endabschnitt 78 und dem Übergangsabschnitt 76 angeordnet. Der aufgeweitete Endabschnitt 78 definiert eine angeschrägte Fläche und weist einen Innendurchmeser auf, der größer als der des zweiten zylindrischen Abschnitts 74 ist.Referring to 12th includes the cylinder bore 70 a first cylindrical section 20 , a second cylindrical section 74 , a transition section 76 and a flared end portion 78 . The first cylindrical section 20 is opposite the transition section 76 recessed, and thus is the inner diameter of the first cylindrical portion 20 larger than the inside diameter of the transition section 76 . The first cylindrical section 20 includes a variety of ring grooves 80 . It is understood that even if only a few grooves 80 in the first cylindrical section 20 in 12th the grooves are shown 80 along the entire length of the first cylindrical Section 20 are provided. The flat tips between adjacent grooves 80 may or may not be deformed to form undercuts. The second cylindrical section 74 is opposite the transition section 76 increases, and thus the inside diameter of the second cylindrical portion is smaller than that of the transition portion 76 . The second cylindrical section 74 does not include a groove. The second cylindrical section 74 is between the flared end section 78 and the transition section 76 arranged. The flared end section 78 defines a tapered surface and has an inner diameter that is larger than that of the second cylindrical portion 74 is.

Die Zylinderbohrung der vorliegenden Anmeldung, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, stellt einen Übergangsabschnitt zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt (im Verfahrbereich einer Zylinderbohrung) und dem zweiten zylindrischen Abschnitt (im Nicht-Verfahrbereich der Zylinderbohrung) bereit, um eine scharfe Ecke zwischen dem Verfahrbereich und dem Nicht-Verfahrbereich der Zylinderbohrung zu vermeiden. Der Übergangsabschnitt 24, 52, 74 kann eine oder mehrere Stufen und eine oder mehrere Ringnuten in jeder der Stufen beinhalten. Alternativ kann der Übergangsabschnitt eine allgemein angeschräfte Konfiguration aufweisen und die Spitzen zwischen benachbarten Nuten sind allmählich von den benachbarten Spitzen vertieft, wodurch ein sanfter Übergang vom ersten zylindrischen Abschnitt mit einem größeren Innendurchmesser zum zweiten zylindrischen Abschnitt 22, 74 mit einem kleineren Innendurchmesser bereitgestellt wird. Dieser Übergangsabschnitt 24, 52, 74 kann die Anzahl und Größe von Hohlräumen verringern, die in diesem Bereich aufgrund der Sprühmetallpartikel erzeugt werden, die zwischen den abgewinkelten Flächen zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 20 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 22 aufprallen. Diese Hohlräume können die Innenfläche der Zylinderbohrungen 12 während des Honprozesses freilegen, was zu einer Abblätterung der Metallbeschichtung führt. In dem Übergangsabschnitt kann eine beliebige Anzahl von Stufen oder sogar eine stufenlose Fläche bereitgestellt sein, um die Hohlräume zu reduzieren, die in der Metallbeschichtung erzeugt werden, die anschließend auf die Innenfläche der Zylinderbohrung 12 aufgebracht wird.The cylinder bore of the present application, constructed in accordance with the teachings of the present disclosure, provides a transition section between the first cylindrical portion (in the cylinder bore travel area) and the second cylindrical section (the cylinder bore non-travel area) to provide a sharp corner between to avoid the travel range and the non-travel range of the cylinder bore. The transition section 24th , 52 , 74 may include one or more steps and one or more ring grooves in each of the steps. Alternatively, the transition section may have a generally tapered configuration and the tips between adjacent grooves are gradually recessed from the adjacent tips, thereby making a smooth transition from the first cylindrical section with a larger inner diameter to the second cylindrical section 22 , 74 is provided with a smaller inner diameter. This transition section 24th , 52 , 74 may reduce the number and size of voids created in this area due to the spray metal particles between the angled surfaces between the first cylindrical portion 20 and the second cylindrical portion 22 bounce. These cavities can be the inner surface of the cylinder bores 12th Expose during the honing process, which leads to peeling of the metal coating. Any number of steps, or even a stepless surface, may be provided in the transition section to reduce the voids created in the metal coating that subsequently form on the inner surface of the cylinder bore 12th is applied.

Es ist anzumerken, dass die Offenbarung nicht auf die als Beispiele beschriebene und dargestellte Ausgestaltung beschränkt ist. Eine große Vielfalt von Modifikationen wurde beschrieben und mehrere davon sind Teil des Wissens des Fachmanns. Diese und weitere Modifikationen sowie jeglicher Ersatz durch technische Äquivalente können der Beschreibung und den Figuren hinzugefügt werden, ohne den Schutzumfang der Offenbarung und des vorliegenden Patents zu verlassen.It should be noted that the disclosure is not limited to the configuration described and illustrated as examples. A wide variety of modifications have been described and several of them are part of the knowledge of those skilled in the art. These and other modifications, as well as any substitution by technical equivalents, may be added to the description and figures without departing from the scope of the disclosure and the present patent.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 9382868 [0016]

Claims

Engine block with at least one cylinder bore, comprising: a first cylindrical section, a second cylindrical portion having a smaller diameter than the first cylindrical portion; and a transition section extending from the first cylindrical section to the second cylindrical section, each defining surfaces roughened by the first cylindrical portion, the second cylindrical portion, and the transition portion.

Engine block after Claim 1 , the transition section defining a tapered configuration.

Engine block after Claim 2 , wherein the transition section, wherein the plurality of tips of the transition section defines a variable inner diameter.

Engine block after Claim 1 wherein the transition section defines at least one step relative to the first cylindrical section and the second cylindrical section.

Engine block after Claim 4 wherein the transition section defines a first step relative to the first cylindrical section and a second step relative to the second cylindrical section, the first cylindrical section being recessed from the first step by a first depth, the second step being opposite the second cylindrical section is recessed to a second depth, the second depth being greater than the first depth.

Engine block after Claim 5 , wherein the first step and the second step have different widths along an axial direction of the cylinder bore.

Engine block after Claim 1 , wherein the transition section defines at least one annular groove.

Engine block after Claim 7 , wherein the at least one annular groove defines an undercut.

Engine block after Claim 8 wherein the transition portion includes a plurality of flat tips adjacent the at least one groove.

Engine block after Claim 1 , wherein the first cylindrical portion and the second cylindrical portion each define a plurality of ring grooves.

Engine block after Claim 10 , wherein the plurality of annular grooves of the first cylindrical section each define an undercut.

Engine block after Claim 10 , wherein the plurality of grooves of the second cylindrical portion each define a rectangular cross section.

Engine block after Claim 1 wherein the second cylindrical section includes two interrupted axial sections and the first cylindrical section extends between them.

Engine block after Claim 1 wherein the at least one cylinder bore further includes a flared end portion, the second cylindrical portion disposed between the flared end portion and the transition portion, the flared end portion having an inner diameter that is greater than that of the second cylindrical portion.

Engine block after Claim 1 , wherein the cylinder bore defines a travel area in which a piston moves and a non-travel area outside a travel distance of the piston, the first cylindrical section being arranged in the travel area and the second cylindrical section and the transition section being arranged in the non-travel area are.