DE19638596A1 - Verfahren zum Schutz gegen Kavitation an Zylinderlaufbuchsen - Google Patents

Verfahren zum Schutz gegen Kavitation an Zylinderlaufbuchsen

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DE19638596A1
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Joachim Schmidt
Wolfgang Schielei
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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Description

Nasse Zylinderlaufbuchsen an kolbenführenden Maschinen neigen insbesondere im oberen Bereich bei bestimmten Betriebszuständen zu Kavitationserscheinungen. Wegen der damit verbundenen Materialabtragungen müssen die ZLB ausgewechselt werden um Havarien, wie z. B. Wasserdurchbrüche zu vermeiden, obwohl weder Risse noch erhöhter Verschleiß vorliegen. Erhöhte Kosten sind die Folge.
Durch DE 32 02 788 A1 und C2 ist eine Zylinderlaufbuchse bekannt, bei der eine Hartgußschicht durch Wiederaufschmelzen der Oberfläche des Gußeisen zur Kavitationsabwehr geschaffen wird.
Hartguß bzw. Schalenhartguß ist nur aus weißem Gußeisen, bei dem der Kohlenstoff in Zementitform in der metastabilen Phase vorliegt, zu erzeugen. Grauguß, meist als Sondergrauguß, mit laminarem Graphit und perlitischer Grundstruktur, auch mit martensitischem Gefüge stellt die optimalen Bedingungen, insbesondere für die Primärfunktion bezüglich des tribologischen Systems, Zylinderlaufbuchsenoberfläche - Kolbenring - Kolben, dar.
Beim Aufschmelzen besteht ferner das Problem der Rißbildung an der Oberfläche, in welcher Kavitation angreifen oder Korrosion eindringen kann und von denen Risse größerer Art ausgehen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde den Widerstand gegen die Kavitation zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 bis 3 aufgeführten Merkmale gelöst. Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen insbesondere darin, die aus Grauguß mit laminarem Graphit hergestellten ZLB (1), welche ein inhomogenes, grobes Gefüge, aber damit einerseits vorteilhafte Gleit-, Ölhaft- u. Notlaufeigenschaften aufweisen, andererseits aber deshalb durch Kavitation schnell angreifbar u. abtragbar sind, durch Gefügeveränderung gegen diese Kavitationserscheinungen resistenter zu gestalten.
Aus diesem Grunde wird der kavitationsgefährdete Bereich (3) der ZLB (1) mit Hilfe eines energiereichen Strahles, insbesondere Laserstrahles (4) in seiner ganzen Fläche durchgehend, ohne Freispuren in das feinstrukturierte und dabei auch härtere Martensitgefüge (5) umgewandelt. Damit wird Kavitationswirkungen auf Grund der dichten Gitterstruktur ein höherer Widerstand entgegengesetzt.
Der damit verbundene Anlaßeffekt, der auch einen Härterückgang bewirkt, wird hier in Kauf genommen. Diesem Vorgang wird durch Kühlung (6) der Innenseite der ZLB (1) dem Arbeitsbereich des Laserstrahles (4) direkt gegenüber durch Luft oder Wasser entgegengewirkt.

Claims (3)

1. Verfahren zum Schutz gegen Kavitation an Zylinderlaufbuchsen (1) aus Grauguß mit laminarem Graphit und perlitischer Grundstruktur kolbenführender Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß im kavitationsgefährdeten Bereich (3) ein energiereicher Strahl, vorzugsweise ein Laserstrahl (4), so gesteuert wird, daß Spuren am Umfang (5), der Zylinderlaufbuchsen (1) so dicht aneinander oder z. T. überdeckend gelegt werden, daß einerseits die Umwandlung in Martensit feiner Struktur erfolgt und andererseits trotz des dabei wirkenden Anlaßeffektes das umgewandelte Gefüge erhalten bleibt, so daß eine geschlossene Fläche mit resistentem Martensitgefüge entsteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber dem Laserarbeitspunkt (4) auf der Innenseite der Zylinderlaufbuchse eine permanente Kühlung (6) mit Luft oder Wasser vorgenommen wird, um den Anlaßeffekt zu reduzieren.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spur (5) schraubenförmig verläuft und außerhalb des kavitationsgefährdeten Bereiches (2) beginnt und endet.
DE19638596A 1996-09-20 1996-09-20 Verfahren zum Schutz gegen Kavitation an Zylinderlaufbuchsen Ceased DE19638596A1 (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007056967A1 (de) * 2005-11-17 2007-05-24 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Verfahren zur herstellung von gleit- und/oder gegenringen einer gleitringdichtung mittels laserhärten
US7617805B2 (en) * 2007-06-22 2009-11-17 Federal-Mogul World Wide, Inc. Cylinder liner and method construction thereof
DE10337838B4 (de) * 2002-10-04 2010-05-12 General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit Gusseiserne Zylinderbuchse mit lasergehärteter Flanschhohlkehle
WO2012170332A3 (en) * 2011-06-10 2013-01-31 Caterpillar Inc. Machine component with a cavitation resistant covering

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