DE112018002263T5

DE112018002263T5 - Verfahren zur Wiederherstellung eines Motorblocks

Info

Publication number: DE112018002263T5
Application number: DE112018002263.3T
Authority: DE
Inventors: Kegan J. Luick; Robert E. Sharp
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2020-01-16
Also published as: GB2577838A; CN110691672A; WO2018222513A1; GB201919474D0; US20180347505A1

Abstract

Ein Verfahren (700) zur Wiederherstellung eines Motorblocks (104) wird bereitgestellt. Der Motorblock (104) beinhaltet einen beschädigten Bereich (314) an einer inneren Oberfläche (302) eines Zylinders (202). Das Verfahren (700) umfasst das Entfernen einer ersten Laufbuchse (204) von dem Zylinder (202). Die erste Laufbuchse (204) beinhaltet einen ersten Innendurchmesser (ID1), der durch eine erste innere Oberfläche (306) definiert wird, und einen ersten Außendurchmesser (OD1), der durch eine erste äußere Oberfläche (308) definiert wird. Das Verfahren (700) beinhaltet das Entfernen von Material von dem beschädigten Bereich (314) an der inneren Oberfläche (302) des Zylinders (202). Das Verfahren (700) umfasst auch das Vorsehen einer maschinell bearbeiteten Oberfläche (402) an der inneren Oberfläche (302) des Zylinders (202). Die maschinell bearbeitete Oberfläche (402) definiert einen maschinell bearbeiteten Durchmesser (MD). Das Verfahren (700) umfasst ferner das Einsetzen einer zweiten Laufbuchse (502) in den Zylinder (202). Die zweite Laufbuchse (502) beinhaltet einen zweiten Innendurchmesser (ID2), der durch eine zweite innere Oberfläche (506) definiert wird, und einen zweiten Außendurchmesser (OD2), der durch eine zweite äußere Oberfläche (510) definiert wird. Der zweite Außendurchmesser (OD2) ist gleich dem maschinell bearbeiteten Durchmesser (MD).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Wiederherstellung eines Motorblocks. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung das Verfahren zur Wiederherstellung des Motorblocks unter Verwendung einer Laufbuchse.
Hintergrund
Im Allgemeinen kann für einen Motor, der eine Zylinderlaufbuchse innerhalb eines Zylinders eines Motorblocks verwendet, ein Dichtungselement an einer Schnittstelle einer äußeren Oberfläche der Zylinderlaufbuchse und einer inneren Oberfläche des Zylinders verwendet werden, um eine Verbindung dazwischen abzudichten. Während des Lebenszyklus des Motors kann die innere Oberfläche des Zylinders um das Dichtungselement Schäden in der Form von Verschleiß, Korrosion, Erosion, Kavitation und so weiter erfahren. Als Ergebnis kann die beschädigte innere Oberfläche des Motorblocks eine Reparatur zur weiteren Verwendung des Motorblocks als ein wiederhergestelltes Produkt benötigen.
Aktuell beinhaltet ein Wiederherstellungsprozess zur Reparatur des beschädigten Bereichs das maschinelle Bearbeiten des beschädigten Bereichs, um eine überdimensionierte Senkbohrung zu bilden und die Beschädigung in der inneren Oberfläche des Zylinders maschinell zu entfernen. Ferner wird ein Reparaturring in dem maschinell bearbeiteten Bereich verwendet, um die Senkbohrung wieder auf eine Dimension des Zylinders vor dem maschinellen Bearbeiten zurückzubringen. Zusätzlich können eine neue Zylinderlaufbuchse und/oder ein oder mehrere Dichtungselemente in dem Zylinder in Zuordnung zu dem Reparaturring verwendet werden.
Dieser Wiederherstellungsprozess unter Verwendung des Reparaturrings führt zu einer Reihe von Qualitätsproblemen in dem wiederhergestellten Motorblock und während des Betriebs des Motors, etwa die Verwendung einer zusätzlichen Komponente, wie etwa dem Reparaturring, mit den exakten Dimensionen wie jene des maschinell bearbeiteten Bereichs, fehlende Übereinstimmung der Dimensionstoleranzen, Erhöhung der Anzahl der Schnittstellenflächen, Kühlmittelaustritt aus Schnittstellen um den maschinell bearbeiteten Bereich herum, der Reparaturring, die neue Zylinderlaufbuchse, die Dichtungselemente und so weiter. Somit herrscht Bedarf nach einem verbesserten Wiederherstellungsverfahren für den beschädigten Motorblock.
Das US-Patent Nr. 5,873,163 beschreibt ein Verfahren zum Reparieren eines Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors. Der Zylinderblock greift in einen Zylinderkopf ein und beinhaltet ein äußeres Zylinder-Gussteil, das eine innere Zylinderhülse umgibt. Das Gussteil zeigt Korrosion, die sich in einer Endfläche gebildet hat, die zu dem Zylinderkopf weist. Das Verfahren umfasst das Vorsehen eines Reparaturrings, der von der Zylinderhülse getrennt und verschieden ist und eine ausgewählte Dicke aufweist. Eine Senkbohrung ist in der Endfläche des Zylinder-Gussteils ausgebildet, um die Korrosion von dort zu entfernen. Die Senkbohrung weist eine Tiefe auf, die nicht größer als die Dicke des Rings ist. Der Ring ist ringförmig um und mit engen Toleranzen an die Zylinderhülse angepasst und in die Senkbohrung eingesetzt. Zumindest eines von der Zylinderhülse und dem Ring sind maschinell so bearbeitet, dass daran jeweils koplanare Oberflächen ausgebildet sind, die zu dem Zylinderkopf hin weisen.
Zusammenfassung der Offenbarung
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Wiederherstellung eines Motorblocks ist geschaffen. Der Motorblock beinhaltet einen beschädigten Bereich an einer inneren Oberfläche eines Zylinders. Das Verfahren umfasst das Entfernen einer ersten Laufbuchse von dem Zylinder. Die erste Laufbuchse beinhaltet einen ersten Innendurchmesser, der durch eine erste innere Oberfläche definiert wird, und einen ersten Außendurchmesser, der durch eine erste äußere Oberfläche definiert wird. Das Verfahren umfasst das Entfernen von Material von dem beschädigten Bereich an der inneren Oberfläche des Zylinders. Das Verfahren umfasst auch das Vorsehen einer maschinell bearbeiteten Oberfläche an der inneren Oberfläche des Zylinders. Die maschinell bearbeitete Oberfläche definiert einen maschinell bearbeiteten Durchmesser. Das Verfahren umfasst ferner das Einsetzen einer zweiten Laufbuchse in den Zylinder. Die zweite Laufbuchse beinhaltet einen zweiten Innendurchmesser, der durch eine zweite innere Oberfläche definiert wird, und einen zweiten Außendurchmesser, der durch eine zweite äußere Oberfläche definiert wird. Der zweite Außendurchmesser ist gleich dem maschinell bearbeiteten Durchmesser.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein wiederhergestellter Motorblock bereitgestellt. Der wiederhergestellte Motorblock beinhaltet einen Zylinder mit einer inneren Oberfläche. Der wiederhergestellte Motorblock umfasst auch eine maschinell bearbeitete Oberfläche, die an der inneren Oberfläche des Zylinders vorgesehen ist. Die maschinell bearbeitete Oberfläche definiert einen maschinell bearbeiteten Durchmesser. Der wiederhergestellte Motorblock umfasst ferner eine Laufbuchse, die innerhalb des Zylinders vorgesehen ist. Die Laufbuchse beinhaltet einen Innendurchmesser, der durch eine innere Oberfläche definiert wird, und einen Außendurchmesser, der durch eine äußere Oberfläche definiert wird. Der Außendurchmesser ist gleich dem maschinell bearbeiteten Durchmesser.
In noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Wiederherstellung eines Motorblocks ist geschaffen. Der Motorblock beinhaltet einen beschädigten Bereich an einer inneren Oberfläche eines Zylinders. Das Verfahren umfasst das Entfernen einer ersten Laufbuchse von dem Zylinder. Die erste Laufbuchse beinhaltet eine erste innere Oberfläche und eine erste äußere Oberfläche. Das Verfahren umfasst das Entfernen von Material von dem beschädigten Bereich an der inneren Oberfläche des Zylinders. Das Verfahren umfasst auch das Vorsehen einer maschinell bearbeiteten Oberfläche an der inneren Oberfläche des Zylinders. Das Verfahren umfasst ferner das Einsetzen einer zweiten Laufbuchse in den Zylinder. Die zweite Laufbuchse beinhaltet eine zweite innere Oberfläche und eine zweite äußere Oberfläche. Die zweite äußere Oberfläche liegt gegen die maschinell bearbeitete Oberfläche an.
Weitere Merkmale und Aspekte dieser Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen klar werden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine abgeschnittene Seitenansicht eines Abschnittes des Motors von 1 mit einer ersten Laufbuchse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
3 ist eine vergrößerte Darstellung eines Abschnittes von 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
4 ist eine weitere Ansicht des Abschnitts des Motors von 3 mit einer Senkbohrung darin gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
5 ist eine weitere Ansicht des Abschnitts des Motors von 4 mit einer zweiten Laufbuchse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
6 ist eine weitere Ansicht des Abschnitts des Motors von 4 mit der zweiten Laufbuchse gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
7 ist ein Flussdiagramm und veranschaulicht ein Verfahren zum Wiederherstellen des Abschnittes des Motors von 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
8 ist ein Flussdiagramm und veranschaulicht ein Verfahren zum Wiederherstellen des Abschnittes des Motors von 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

Detaillierte Beschreibung
Wo immer möglich werden innerhalb der Zeichnungen dieselben Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen. Unter Bezugnahme auf 1 ist dort ein beispielhafter Motor 102 veranschaulicht. Der Motor 102 ist ein Verbrennungsmotor, der durch einen beliebigen, im Stand der Technik bekannten Kraftstoff angetrieben wird, etwa Erdgas, Diesel, Benzin und/oder eine Kombination davon. In einigen Ausführungsformen kann der Motor 102 einer Maschine (nicht dargestellt) zugeordnet sein, etwa einer Lokomotive, einem Seefahrzeug, einem Landfahrzeug, und so weiter. Der Motor 102 und/oder die Maschine kann in einer beliebigen Industrie eingesetzt werden, darunter, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Bau, Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Bergbau, Transport, Abfallentsorgung, Luftfahrt, Materialmanipulation und Leistungserzeugung.
Der Motor 102 umfasst einen Motorblock 104. Der Motorblock 104 beinhaltet einen oder mehrere darin vorgesehene Zylinder 202 (in 2 gezeigt). Die Zylinder 202 können in beliebiger Konfiguration angeordnet sein, etwa Reihen-, Radial-, „V“-Konfiguration usw. Der Motor 102 umfasst auch einen Zylinderkopf 106, der an dem Motorblock 104 montiert ist. Der Zylinderkopf 106 bringt ein(e) oder mehrere Komponenten und/oder Systeme (nicht dargestellt) des Motors 102 unter, etwa ein Ventilsystem, eine Einlasssammelleitung, eine Abgassammelleitung, Sensoren, usw. Zusätzlich kann der Motor 102 verschiedene weitere Komponenten und/oder Systeme (nicht dargestellt) umfassen, etwa ein Kurbelgehäuse, ein Kraftstoffsystem, ein Luftsystem, ein Kühlsystem, ein Schmiersystem, einen Turbolader, ein Abgasrückführungssystem, ein Abgasnachbehandlungssystem, weitere Peripheriegeräte usw.
Unter Bezugnahme auf 2 ist dort eine seitlich abgeschnittene Ansicht des Motorblocks 104 veranschaulicht. Der Motorblock 104 beinhaltet den darin vorgesehenen Zylinder 202. Der Motorblock 104 umfasst auch eine erste Laufbuchse 204, die innerhalb des Zylinders 202 vorgesehen ist. Der Motorblock 104 umfasst auch ein erstes Dichtmaterial 206, das zwischen der ersten Laufbuchse 204 und dem Zylinder 202 vorgesehen ist. Der Zylinder 202, die erste Laufbuchse 204 und das erste Dichtmaterial 206 werden in größerem Detail unter Bezugnahme auf 3 erläutert.
Unter Bezugnahme auf 3 wird dort eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Abschnitts 208 (in 2 gezeigt) des Motorblocks 104 veranschaulicht. Der Zylinder 202 beinhaltet eine innere Oberfläche 302. Die innere Oberfläche 302 definiert einen Innendurchmesser „ID“ des Zylinders 202. Die erste Laufbuchse 204 definiert einen ersten Körper 304. Der erste Körper 304 beinhaltet eine erste innere Oberfläche 306. Die erste innere Oberfläche 306 definiert einen ersten Innendurchmesser „ID1“ der ersten Laufbuchse 204. Der erste Körper 304 umfasst auch eine erste äußere Oberfläche 308.
Die erste äußere Oberfläche 308 ist gegenüber der ersten inneren Oberfläche 306 angeordnet. Die erste äußere Oberfläche 308 definiert einen ersten Außendurchmesser „OD1“ der ersten Laufbuchse 204. Dementsprechend definiert der erste Körper 304 eine erste Dicke „T1“ der ersten Laufbuchse 204 zwischen der ersten inneren Oberfläche 306 und der ersten äußeren Oberfläche 308. Auch ist der erste Außendurchmesser „OD1“ gleich dem Innendurchmesser „ID“. Dementsprechend ist die erste Laufbuchse 204 entfernbar innerhalb des Zylinders 202 unter Verwendung einer Presspassung zwischen der ersten äußeren Oberfläche 308 und der inneren Oberfläche 302 fixiert. In anderen Ausführungsformen kann die erste Laufbuchse 204 entfernbar innerhalb des Zylinders 202 unter Verwendung beliebiger anderer Passungen auf Grundlage einer Dimensionstoleranz dazwischen fixiert sein, etwa einer Spielpassung zwischen der ersten äußeren Oberfläche 308 und der inneren Oberfläche 302.
Ferner ist das erste Dichtmaterial 206 zwischen dem ersten Außendurchmesser „OD1“ und dem Innendurchmesser „ID“ vorgesehen. Insbesondere ist in der veranschaulichten Ausführungsform das erste Dichtmaterial 206 in einer ersten Nut 310 vorgesehen, die in der ersten äußeren Oberfläche 308 vorgesehen ist. In anderen Ausführungsformen kann die erste Nut 310 in der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 vorgesehen sein, je nach den Anwendungsanforderungen. Das erste Dichtmaterial 206 kann aus einem beliebigen Dichtmaterial, das im Stand der Technik bekannt ist, hergestellt sein, etwa einem Metall, einem Polymer, einer Kombination davon und so weiter.
Die erste Laufbuchse 204 umfasst auch einen ersten Flansch 312. Der erste Flansch 312 definiert einen ersten Flanschdurchmesser „FD1“. Der erste Flanschdurchmesser „FD1“ ist größer als der erste Außendurchmesser „OD1“ und der Innendurchmesser „ID“. Der erste Flansch 312 ist dazu geeignet, entfernbar die erste Laufbuchse 204 innerhalb des Zylinders 202 zu fixieren. Insbesondere kann während des Zusammenbaus des Motors 102 der Zylinderkopf 106 entfernbar über dem Motorblock 104 auf eine Weise fixiert werden, dass der erste Flansch 312 zwischen einer oberen Oberfläche 210 (in 2 gezeigt) des Zylinders 202 und einer unteren Oberfläche (nicht dargestellt) des Zylinderkopfs 106 eingeklemmt wird. Zusätzlich können ein oder mehrere Dichtungselemente, Dichtungen und so weiter ebenfalls zwischen dem ersten Flansch 312 und der oberen Oberfläche 210 des Zylinders 202, und/oder zwischen dem ersten Flansch 312 und der unteren Oberfläche des Zylinders 202 vorgesehen werden, je nach den Anwendungsanforderungen.
Während des Betriebs des Motors 102 kann sich ein Motorkühlmittel (nicht dargestellt), das durch Schmierungsdurchgänge (nicht dargestellt) innerhalb des Motorblocks 104 umgewälzt wird, in der und/oder um die erste Nut 310 herum zwischen der ersten äußeren Oberfläche 308 und der inneren Oberfläche 302 sammeln. Auch kann im Fall des Versagens des ersten Dichtmaterials 206 das Motorkühlmittel an dem ersten Dichtmaterial 206 herum strömen, was wieder ein Sammeln des Motorkühlmittels in der und/oder um die erste Nut 310 herum erlaubt. Als Ergebnis kann das angesammelte Motorkühlmittel zur Bildung eines beschädigten Bereichs 314 an der inneren Oberfläche 302 führen. Der beschädigte Bereich 314 kann sich in der Form von Verschleiß, Korrosion, Erosion, Kavitation und so weiter an der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 äußern. In einem solchen Fall kann der Motorblock 104 wiederhergestellt werden, um den Motorblock 104 weiterzuverwenden, wie dies nun in größerem Detail unter Bezugnahme auf 4 bis 6 erläutert wird.
Unter Bezugnahme auf 4 wird die erste Laufbuchse 204 aus dem Zylinder 202 entfernt. Auch das erste Dichtmaterial 206 wird aus dem Zylinder 202 entfernt. Ferner wird der beschädigte Bereich 314 an der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 entfernt. Insbesondere wird Material von der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 entfernt, um den beschädigten Bereich 314 zu entfernen. Dementsprechend wird eine Senkbohrung oder eine maschinell bearbeitete Oberfläche 402 an der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 vorgesehen. In der illustrierten Ausführungsform wird die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 entlang der oberen Oberfläche 210 des Zylinders 202 auf Grundlage einer Position des beschädigten Bereichs 314 vorgesehen. In anderen Ausführungsformen kann die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 an einem beliebigen anderen Abschnitt der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 auf Grundlage der Position des beschädigten Bereichs 314 vorgesehen werden.
Die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 definiert einen maschinell bearbeiteten Durchmesser „MD“ und eine maschinell bearbeitete Höhe „MH“. Der maschinell bearbeitete Durchmesser „MD“ ist größer als der Innendurchmesser „ID“, der durch die innere Oberfläche 302 des Zylinders 202 definiert wird. Die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 umfasst auch eine Verschleißbeschichtung 404, etwa eine Kavitationsbeschichtung, eine Korrosionsbeschichtung und/oder eine Erosionsbeschichtung, die jeweils daran vorgesehen sind. Optional kann sich die Verschleißbeschichtung 404 über die innere Oberfläche 302 des Zylinders 202 erstrecken. Die Kavitationsbeschichtung, die Korrosionsbeschichtung und/oder die Erosionsbeschichtung kann ein beliebiger kavitationsbeständiger Schutz, korrosionsbeständiger Schutz und/oder erosionsbeständiger Schutz sein, der jeweils im Stand der Technik bekannt ist.
In der illustrierten Ausführungsform beinhaltet die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 eine abgestufte Konfiguration. In anderen Ausführungsformen kann die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 eine beliebige andere Konfiguration beinhalten, etwa eine abgeschrägte Konfiguration, eine abgefaste Konfiguration, eine Hohlkehlenkonfiguration und so weiter, je nach den Anwendungsanforderungen. Die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 kann unter Verwendung eines beliebigen maschinellen Bearbeitungsverfahrens gebildet werden, etwa Fräsen, Reiben, Schleifen, Honen und so weiter.
Unter Bezugnahme auf 5 und 6 wird eine zweite Laufbuchse 502 innerhalb des Zylinders 202 vorgesehen. Die zweite Laufbuchse 502 definiert einen zweiten Körper 504. Der zweite Körper 504 beinhaltet eine zweite innere Oberfläche 506. Die zweite innere Oberfläche 506 definiert einen zweiten Innendurchmesser „ID2“ der zweiten Laufbuchse 502. Der zweite Innendurchmesser „ID2“ ist gleich dem ersten Innendurchmesser „ID1“ der ersten Laufbuchse 204. Die zweite Laufbuchse 502 umfasst auch einen zweiten Flansch 508. Der zweite Flansch 508 beinhaltet eine zweite äußere Oberfläche 510.
Die zweite äußere Oberfläche 510 definiert einen zweiten Flanschdurchmesser oder einen zweiten Außendurchmesser „OD2“ der zweiten Laufbuchse 502. Der zweite Außendurchmesser „OD2“ ist größer als der erste Außendurchmesser „OD1“ der ersten Laufbuchse 204 und der Innendurchmesser „ID“ des Zylinders 202. Der zweite Flansch 508 ist dazu geeignet, entfernbar die zweite Laufbuchse 502 innerhalb des Zylinders 202 zu fixieren. Insbesondere kann während des Zusammenbaus des Motors 102 der Zylinderkopf 106 entfernbar über dem Motorblock 104 auf eine Weise fixiert werden, dass der zweite Flansch 508 zwischen einer maschinell bearbeiteten unteren Oberfläche 512 des Zylinders 202 und der unteren Oberfläche (nicht dargestellt) des Zylinderkopfs 106 eingeklemmt wird. Zusätzlich können ein oder mehrere Dichtungselemente, Dichtungen und so weiter ebenfalls zwischen dem zweiten Flansch 508 und der maschinell bearbeiteten unteren Oberfläche 512 des Zylinders 202, und/oder zwischen dem zweiten Flansch 508 und der unteren Oberfläche des Zylinders 106 vorgesehen werden.
Der zweite Körper 504 umfasst auch eine dritte äußere Oberfläche 514. Die dritte äußere Oberfläche 514 ist gegenüber der zweiten inneren Oberfläche 506 angeordnet. Die dritte äußere Oberfläche 514 definiert einen dritten Außendurchmesser „OD3“ der zweiten Laufbuchse 502. Der dritte Außendurchmesser „OD3“ ist gleich dem ersten Außendurchmesser „OD1“ der ersten Laufbuchse 204. Dementsprechend definiert der zweite Körper 504 eine zweite Dicke „T2“ der zweiten Laufbuchse 502 zwischen der zweiten inneren Oberfläche 506 und der dritten äußeren Oberfläche 514. Die zweite Dicke „T2“ ist gleich der ersten Dicke „T1“ der ersten Laufbuchse 204.
Auch ist der dritte Außendurchmesser „OD3“ gleich dem Innendurchmesser „ID“ des Zylinders 202. Dementsprechend ist die zweite Laufbuchse 502 entfernbar innerhalb des Zylinders 202 unter Verwendung einer Presspassung zwischen der dritten äußeren Oberfläche 514 und der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 fixiert. In anderen Ausführungsformen kann die zweite Laufbuchse 502 entfernbar innerhalb des Zylinders 202 unter Verwendung beliebiger anderer Passungen auf Grundlage einer Dimensionstoleranz dazwischen fixiert sein, etwa einer Spielpassung zwischen der dritten äußeren Oberfläche 514 und der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202. Der zweite Außendurchmesser „OD2“ ist ferner gleich dem maschinell bearbeiteten Durchmesser „MD“. Somit liegt in der eingebauten Stellung der zweiten Laufbuchse 502 innerhalb des Zylinders 202 die zweite äußere Oberfläche 510 gegen die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 an. Die zweite Laufbuchse 502 umfasst auch eine Höhe „H“, die durch den zweiten Flansch 508 definiert wird. In der illustrierten Ausführungsform ist die Höhe „H“ größer als die maschinell bearbeitete Höhe „MH“ der maschinell bearbeiteten Oberfläche 402. In anderen Ausführungsformen kann die Höhe „H“ gleich der maschinell bearbeiteten Höhe „MH“ sein, je nach den Anwendungsanforderungen.
Unter Bezugnahme auf 5 wird ein zweites Dichtmaterial 516 zwischen dem zweiten Außendurchmesser „OD2“ und dem maschinell bearbeiteten Durchmesser „MD“ vorgesehen. Insbesondere ist in der veranschaulichten Ausführungsform das zweite Dichtmaterial 516 in einer zweiten Nut 518 vorgesehen, die in der zweiten äußeren Oberfläche 510 vorgesehen ist. In anderen Ausführungsformen kann die zweite Nut 518 zusätzlich oder alternativ in der maschinell bearbeiteten Oberfläche 402 vorgesehen sein, je nach den Anwendungsanforderungen.
Alternativ ist, wie in 6 dargestellt, das zweite Dichtmaterial 602 zwischen dem dritten Außendurchmesser „OD3“ und dem Innendurchmesser „ID“ des Zylinders 202 vorgesehen. Insbesondere ist in der veranschaulichten Ausführungsform das zweite Dichtmaterial 602 in einer zweiten Nut 604 vorgesehen, die in der dritten äußeren Oberfläche 514 vorgesehen ist. In anderen Ausführungsformen kann die zweite Nut 604 zusätzlich oder alternativ in der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 vorgesehen sein, je nach den Anwendungsanforderungen. In einem solchen Fall kann die zweite Nut 518 in der zweiten äußeren Oberfläche 510 und/oder der maschinell bearbeiteten Oberfläche 402 auch wegfallen.
In einigen Ausführungsformen können die zweiten Nuten 518, 604 in der zweiten äußeren Oberfläche 510 und/oder der maschinell bearbeiteten Oberfläche 402 und in der dritten äußeren Oberfläche 514 und/oder der inneren Oberfläche 302 vorgesehen werden, jeweils mit dem zweiten Dichtmaterial 516, 602 darin. Das zweite Dichtmaterial 516, 602 kann aus einem beliebigen Dichtmaterial, das im Stand der Technik bekannt ist, hergestellt sein, etwa einem Metall, einem Polymer, einer Kombination davon und so weiter.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren 700, 800 zum Wiederherstellen des Motorblocks 104. Unter Bezugnahme auf 7 und 8 wird dort jeweils ein Flussdiagramm für das Verfahren 700, 800 veranschaulicht. Der Motor 102 beinhaltet den beschädigten Bereich 314 an der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202, wie in 3 dargestellt. Bei Schritt 702, 802 wird, wie in 4 dargestellt, die erste Laufbuchse 204 aus dem Zylinder 202 entfernt. Die erste Laufbuchse 204 kann aus dem Zylinder 202 entfernt werden, indem der Zylinderkopf 106 von dem Motor 102 abmontiert wird, eines oder mehrere Befestigungselemente (nicht dargestellt), die dem Motorblock 104, dem Zylinderkopf 106 und/oder der ersten Laufbuchse 204 zugeordnet sind, ausgebaut werden, das eine oder die mehreren Dichtungselemente, etwa das erste Dichtmaterial 206, Dichtungen, und so weiter, ausgebaut werden. Die erste Laufbuchse 204 beinhaltet den ersten Innendurchmesser „ID1“, der durch die erste innere Oberfläche 306 definiert wird, und den ersten Außendurchmesser „OD1“, der durch die erste äußere Oberfläche 308 definiert wird.
Bei Schritt 704, 804 wird, wie in 4 dargestellt, das Material von dem beschädigten Bereich 314 an der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 entfernt. Insbesondere kann der beschädigte Bereich 314 durch maschinelles Bearbeiten der inneren Oberfläche 302 unter Verwendung eines beliebigen bekannten maschinellen Bearbeitungsverfahrens entfernt werden, etwa Fräsen, Reiben, Schleifen, Honen und so weiter. Bei Schritt 706, 806 wird die Senkbohrung oder die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 an der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 vorgesehen. Die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 definiert den maschinell bearbeiteten Durchmesser „MD“ und die maschinell bearbeitete Höhe „MH“. Zusätzlich wird die Verschleißbeschichtung 404, etwa die Kavitationsbeschichtung, die Korrosionsbeschichtung und/oder die Erosionsbeschichtung an der maschinell bearbeiteten Oberfläche 402 und/oder der maschinell bearbeiteten unteren Oberfläche 512 platziert.
Bei Schritt, 708, 808 wird, wie in 5 und 6 dargestellt, die zweite Laufbuchse 502 in den Zylinder 202 eingesetzt. Die zweite Laufbuchse 502 beinhaltet den zweiten Innendurchmesser „ID2“, der durch die zweite innere Oberfläche 506 definiert wird. Die zweite Laufbuchse 502 umfasst auch den zweiten Außendurchmesser „OD2“, der durch die zweite äußere Oberfläche 510 definiert wird. Der zweite Außendurchmesser „OD2“ ist gleich dem maschinell bearbeiteten Durchmesser „MD“. Dementsprechend liegt die zweite äußere Oberfläche 510 gegen die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 des Zylinders 202 an.
Auch beinhaltet die zweite Laufbuchse 502 den dritten Außendurchmesser „OD3“, der durch die dritte äußere Oberfläche 514 definiert wird. Der dritte Außendurchmesser „OD3“ ist gleich dem Innendurchmesser „ID“ des Zylinders 202. Dementsprechend ist die zweite Laufbuchse 502 entfernbar innerhalb des Zylinders 202 unter Verwendung der Presspassung zwischen der dritten äußeren Oberfläche 514 und der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 fixiert. In anderen Ausführungsformen kann die zweite Laufbuchse 502 entfernbar innerhalb des Zylinders 202 unter Verwendung beliebiger anderer Passungen auf Grundlage der Dimensionstoleranz dazwischen fixiert sein, etwa der Spielpassung zwischen der dritten äußeren Oberfläche 514 und der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202.
Wie in 5 gezeigt wird ferner das zweite Dichtmaterial 516 zwischen dem zweiten Außendurchmesser „OD2“ und dem maschinell bearbeiteten Durchmesser „MD“ eingebracht. Insbesondere wird das zweite Dichtmaterial 516 in der zweiten Nut 518 der zweiten äußeren Oberfläche 510 der zweiten Laufbuchse 502 und/oder der maschinell bearbeiteten Oberfläche 402 des Zylinders 202 vorgesehen. Alternativ wird, wie in 6 dargestellt, das zweite Dichtmaterial 602 zwischen dem dritten Außendurchmesser „OD3“ und dem Innendurchmesser „ID“ des Zylinders 202 eingebracht. Insbesondere wird das zweite Dichtmaterial 602 in der zweiten Nut 604 der dritten äußeren Oberfläche 514 der zweiten Laufbuchse 502 und/oder der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 vorgesehen.
Das Verfahren 700, 800 schafft ein einfaches, effektives und kostengünstiges Verfahren zur Wiederherstellung des Motorblocks 104. Das Verfahren 700, 800 stellt die zweite Laufbuchse 502 mit dem zweiten Flansch 508 bereit, der in Bezug auf den ersten Flansch 312 der ersten Laufbuchse 204 überdimensioniert ist. Somit füllt der zweite Flansch 508 die Senkbohrung oder die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 ohne Verwendung eines zusätzlichen Reparaturrings in der maschinell bearbeiteten Oberfläche 402 aus. Als Ergebnis können die Kosten der Wiederherstellung des Motorblocks 104 verringert werden. Das Verfahren 700, 800 zum Wiederherstellen des Motorblocks 104 kann zur Nachrüstung dienen und kann am Einsatzort für beliebige Typen von Motorblöcken 104 durchgeführt werden.
Die zweite Laufbuchse 502 kann mit minimalen Veränderungen einer Gussform, die für die Herstellung der ersten Laufbuchse 204 verwendet wird, hergestellt werden. Das zweite Dichtmaterial 516, 602 kann mit minimalen Veränderungen an den Dimensionen des ersten Dichtmaterials 206 hergestellt werden. Auch kann die maschinell bearbeitete Oberfläche 402 an der inneren Oberfläche 302 des Zylinders 202 mit minimalen oder gar keinen Änderungen an einem aktuellen maschinellen Bearbeitungsprogramms ausgebildet werden. Somit kann das Verfahren 700, 800 die Kosteneffektivität des Wiederherstellungsverfahrens verbessern. Zusätzlich können die Kavitationsbeschichtung, die Korrosionsbeschichtung und/oder die Erosionsbeschichtung, die an der maschinell bearbeiteten Oberfläche 402 und/oder der maschinell bearbeiteten unteren Oberfläche 512 vorgesehen werden, einen Schutz gegen eine weitere Beschädigung der maschinell bearbeiteten Oberfläche 402 des Zylinders 202 bereitstellen.
Während Aspekte der vorliegenden Offenbarung insbesondere unter Bezugnahme auf die obigen Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, wird dem Fachmann klar sein, dass verschiedene zusätzliche Ausführungsformen durch Abwandlung der offenbarten Maschinen, Systeme und Verfahren in Betracht gezogen werden, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Solche Ausführungsformen sollen ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, auf der Grundlage der Ansprüche und jeglicher Äquivalente davon.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5873163 [0005]

Claims

Verfahren (700) zur Wiederherstellung eines Motorblocks (104), wobei der Motorblock (104) einen beschädigten Bereich (314) an einer inneren Oberfläche (302) eines Zylinders (202) aufweist, wobei das Verfahren (700) umfasst: Entfernen einer ersten Laufbuchse (204) von dem Zylinder (202), wobei die erste Laufbuchse (204) einen ersten Innendurchmesser (ID1), der durch eine erste innere Oberfläche (306) definiert wird, und einen ersten Außendurchmesser (OD1) aufweist, der durch eine erste äußere Oberfläche (308) definiert wird, Entfernen von Material von dem beschädigten Bereich (314) an der inneren Oberfläche (302) des Zylinders (202); Bereitstellen einer maschinell bearbeiteten Oberfläche (402) an der inneren Oberfläche (302) des Zylinders (202), wobei die maschinell bearbeitete Oberfläche (402) einen maschinell bearbeiteten Durchmesser (MD) definiert; und Einsetzen einer zweiten Laufbuchse (502) in den Zylinder (202), wobei die zweite Laufbuchse (502) einen zweiten Innendurchmesser (ID2), der durch eine zweite innere Oberfläche (506) definiert wird, und einen zweite Außendurchmesser (OD2) aufweist, der durch eine zweite äußeren Oberfläche (510) definiert wird, wobei der zweite Außendurchmesser (OD2) gleich dem maschinell bearbeiteten Durchmesser (MD) ist.
Verfahren (700) nach Anspruch 1, wobei der zweite Innendurchmesser (ID2) gleich dem ersten Innendurchmesser (ID1) ist.
Verfahren (700) nach Anspruch 1, wobei der zweite Außendurchmesser (OD2) größer als der erste Außendurchmesser (OD1) ist.
Verfahren (700) nach Anspruch 1, wobei die erste Laufbuchse (204) einen ersten Körper (304) mit einer erste Dicke (T1) definiert, und die zweite Laufbuchse (502) einen zweiten Körper (504) mit einer zweite Dicke (T2) definiert, wobei die erste Dicke (T1) gleich der zweiten Dicke (T2) ist.
Verfahren (700) nach Anspruch 1, wobei der zweite Außendurchmesser (OD2) an einem Flansch (508) der zweiten Laufbuchse (502) definiert ist.
Verfahren (700) nach Anspruch 5, wobei eine Höhe (H) des Flansches (508) zumindest gleich einer Höhe (MH) der maschinell bearbeiteten Oberfläche (402) ist.
Verfahren (700) nach Anspruch 1, ferner umfassend das Einbringen eines Dichtmaterials (516) zwischen dem zweiten Außendurchmesser (OD2) und dem maschinell bearbeiteten Durchmesser (MD).
Verfahren (700) nach Anspruch 1, wobei die zweite Laufbuchse (502) ferner einen dritten Außendurchmesser (OD3) beinhaltet, der durch eine dritte äußere Oberfläche (514) definiert wird, wobei die dritte äußere Oberfläche (514) so dimensioniert ist, dass sie eine von einer Presspassung oder einer Spielpassung zwischen der dritten äußeren Oberfläche (514) und der inneren Oberfläche (302) des Zylinders (202) erlaubt.
Verfahren (700) nach Anspruch 8, ferner umfassend das Einbringen eines Dichtmaterials (602) zwischen dem dritten Außendurchmesser (OD3) und der inneren Oberfläche (302) des Zylinders (202).
Verfahren (700) nach Anspruch 1, ferner umfassend das Platzieren zumindest einer von einer Kavitationsbeschichtung (404), einer Korrosionsbeschichtung (404) und einer Erosionsbeschichtung (404) an der maschinell bearbeiteten Oberfläche (402).