DE19734053A1 - Bestandteil, wie Kolben oder Zylinderkopf, eines Verbrennungsmotors und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Bestandteil, wie Kolben oder Zylinderkopf, eines Verbrennungsmotors und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Bestandteil eines
Verbrennungsmotors, wie einen Kolben oder einen Zylinderkopf,
sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen
Gegenstandes.
In Verbrennungsmotoren ist es grundsätzlich erwünscht, daß
bei der Auf- und Abbewegung des Kolbens im sogenannten oberen
Totpunkt, wenn der Kolben zur Komprimierung des Kraftstoff-
Sprühnebels oder zum Ausstoßen der Abgase seine oberste
Stellung erreicht, das Volumen zwischen dem Kolben und den
umgebenden Bestandteilen des Zylinderblocks und des
Zylinderkopfes möglichst gering ist. Üblicherweise liegen
aufgrund unvermeidbarer Fertigungstoleranzen und aufgrund von
Maßänderungen, die sich durch das thermische Ausdehnverhalten
der beteiligten Bauteile ergeben, zwischen Kolbenstirnfläche
und Zylinderkopf sowie zwischen dem Feuersteg des Kolbens und
der Zylinderwand zumindest geringe Zwischenräume vor. Im
Bereich der Kolbenstirnfläche sind diese Zwischenräume im
Stand der Technik erforderlich, um ein hartes Anlaufen des
Kolbens an die benachbarten Bauteile zu verhindern.
Auf diesem Gebiet sind verschiedene Beschichtungen und
besondere Ausbildungen der Kolbenoberflächen bekannt, die nur
in unzureichender Weise zur weitestmöglichen Verringerung der
beschriebenen Zwischenräume beitragen. Für den Feuersteg,
also die obere Umfangsfläche des Kolbens, ist es aus der
US 5,435,872 bekannt, eine abradierbare Beschichtung des
Feuersteges aus einem Festschmierstoff in Harzbindung
vorzusehen. Der Kolben wird mit einem gewissen Aufmaß im
Vergleich zu einem üblichen Spiel gegenüber dem
Zylinderdurchmesser, in den er später eingebaut wird,
angefertigt, und im Einlaufbetrieb schleift sich die
abradierbare Beschichtung so weit ab, daß der Kolben im
weiteren Betrieb bestmöglich an die Form und Ausmaße des
Zylinders angepaßt ist. Aus dieser Druckschrift ergibt sich
jedoch keine Maßnahme, die zur Verringerung des
Zwischenraumes zwischen Kolbenstirnfläche und Zylinderkopf
geeignet ist.
Dies gilt in gleicher Weise für die DE 195 24 367 A1, in der
ebenfalls eine Beschichtung aus einem thermisch aushärtbaren
Kunstharz offenbart ist, die durch Abrasion abgetragen wird,
so daß sich der Kolben beim Einlaufen in die Zylinderbuchse
gewissermaßen einschleift.
Darüber hinaus sind Beschichtungen des Kolbens bekannt, die
auch an der Kolbenstirnfläche aufgetragen werden können,
jedoch lediglich als Schutzschicht dienen. Beispielsweise
offenbart die DE-OS 29 21 952 harte und verschleißarme
Schichten für Aluminiumkolben. Diese Schichten dienen jedoch
ausschließlich der Verbesserung des Verschleißverhaltens und
tragen zu einer Verringerung des verbleibenden Volumens
zwischen Kolbenstirnfläche und Zylinderkopf im oberen
Totpunkt des Kolbens nichts bei.
Auch die in der CH 227 662 beschriebenen Maßnahmen dienen der
Steigerung der Lebensdauer von Kolben durch Aufbringen einer
Metallschutzschicht. Das im oberen Totpunkt verbleibende
Volumen zwischen Kolbenstirnfläche und Zylinderkopf kann
hierdurch gegenüber einem unbeschichteten Kolben nicht
entscheidend verringert werden, da die Fertigungstoleranzen
des Kolbens und die Auftragstoleranzen der Beschichtung
bestehenbleiben.
Angesichts der Nachteile der im Stand der Technik bekannten
Kolben und sonstigen Bestandteile eines Verbrennungsmotors im
Hinblick auf die Minimierung des genannten Restvolumens im
Bereich der Stirnfläche des Kolbens liegt der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Bestandteil eines
Verbrennungsmotors oder eine Kombination einer derartigen
Komponente mit weiteren Bestandteilen eines
Verbrennungsmotors zu schaffen, bei dem das im oberen
Totpunkt verbleibende Restvolumen zwischen Kolbenstirnfläche
und Zylinderkopf mit einfachen Maßnahmen verringert und
idealerweise auf nahezu Null reduziert werden kann. Ferner
soll mit der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
derartigen Bestandteils eines Verbrennungsmotors zur
Verfügung gestellt werden, das mit einem geringen Aufwand
durchgeführt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt zum einen durch den
Gegenstand des Anspruchs 1.
Demzufolge wird erfindungsgemäß ein Bestandteil eines
Verbrennungsmotors, wie ein Kolben oder ein Zylinderkopf,
geschaffen, das im Einbauzustand, zumindest bei
Berücksichtigung der im Motorbetrieb erfolgenden
Wärmeausdehnung, an Flächen, die in einem oberen Totpunkt im
Bereich des Kolbenkopfes an benachbarten Bestandteilen des
Verbrennungsmotors zur Anlage kommen können, zumindest
bereichsweise mit einem Übermaß ausgebildet ist. Bei den
genannten Flächen handelt es sich somit im Fall des Kolbens
eines Verbrennungsmotors um die Kolbenstirnfläche und im Fall
des Zylinderkopfes um die zu der Kolbenstirnfläche
gerichteten Flächen des Zylinderkopfes. Erfindungsgemäß sind
diese Flächen zumindest bereichsweise mit einem Übermaß
ausgebildet, so daß sie nach dem Einbau, zumindest bei
Berücksichtigung der im Motorbetrieb auftretenden
Wärmeausdehnung, eine Maßüberdeckung aufweisen. Somit schlägt
die Kolbenstirnfläche beim ersten Arbeitszyklus nach dem
Einbau an die zu der Kolbenstirnfläche gerichteten Flächen
des Zylinderkopfes an.
Erfindungsgemäß sind die genannten Flächen jedoch in völlig
neuartiger Weise zumindest bereichsweise mit einem plastisch
verformbaren und dabei zumindest örtlich oder bereichsweise
in seinem Volumen reduzierbaren Material beschichtet.
Hierdurch passen sich die genannten Bestandteile eines
Verbrennungsmotors während der Einlaufphase eines Motors in
idealer Weise aneinander an. Während der Einlaufphase
schlägt, wie erwähnt, der Kolben mit seiner Stirnfläche an
die entsprechenden Flächen des Zylinderkopfes an, so daß die
plastisch verformbare Beschichtung bleibend verformt wird.
Die Beschichtung wird plastisch komprimiert und liegt nach
der Einlaufphase in einer Dicke vor, die ein spiel freies
Anliegen der Kolbenstirnfläche an den entsprechenden Flächen
des Zylinderkopfes gewährleistet. Die Beschichtung wird also
zu einer derartigen Dichte komprimiert, daß im späteren
Betrieb die Kolbenstirnfläche ideal, d. h. mit keinem
verbleibenden Zwischenraum an den zu der Kolbenstirnfläche
gerichteten Flächen des Zylinderkopfes anliegt. Durch diese
Maßnahmen kann folglich ein minimales Totraumvolumen im
oberen Totpunkt erhalten werden, und die
Betriebseigenschaften des Motors können wesentlich verbessert
werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren
Ansprüchen beschrieben.
Für die Beschichtung hat sich eine Komprimierbarkeit von
zumindest 30% und vorzugsweise etwa 50% ihrer Dicke als
besonders vorteilhaft erwiesen. Hierdurch kann auch bei einer
vergleichsweise dicken Ausbildung der Beschichtung
gewährleistet werden, daß nach dem Einlaufbetrieb eine Dicke
der Beschichtung ausgebildet ist, die ein hartes Anlaufen der
Kolbenstirnfläche verhindert und gleichzeitig für die
weitestmögliche Verringerung des verbleibenden Zwischenraums
sorgt.
Für die Beschichtung wird eine poröse Ausbildung bevorzugt,
da ein derartiges Material besonders gut die genannten
Voraussetzungen hinsichtlich plastischer Verformbarkeit und
Komprimierbarkeit erfüllt. Das Porenvolumen beträgt
vorzugsweise 20% bis 80%, wobei sich etwa 50% als besonders
vorteilhaft herausgestellt haben.
Bei Versuchen wurde ferner herausgefunden, daß eine
Beschichtung mit einer Dicke von zumindest 1 mm gute
Voraussetzungen für die angestrebte Maßanpassung durch
Kompression bietet.
Da die Beschichtung beim Anschlagen der Kolbenstirnfläche an
die Flächen des Zylinderkopfes im Einlaufbetrieb einer Druck- und/oder
Schlagbeanspruchung ausgesetzt ist, bietet es
besondere Vorteile, wenn die Beschichtung aus einem Material
besteht, das sich bei der genannten Belastungsart duktil und
stabil kohärent verhält. Insbesondere ist es vorteilhaft,
wenn das Material darüber hinaus eine niedrige
Elastizitätsgrenze aufweist, so daß es nach einer
vergleichsweise geringen elastischen Verformung in den
Bereich einer plastischen Verformung gelangt und nachfolgend
zur Ausbildung der optimalen Gestalt für die Zusammenwirkung
mit den umgebenden Bauteilen des Verbrennungsmotors bleibend
verformt wird.
Hinsichtlich der für die Beschichtung verwendeten Materialien
haben sich Metalle, insbesondere Kupfer, Aluminium, Eisen,
Molybdän, Chrom, Nickel sowie auch Kohlenstoff als
vorteilhaft erwiesen. Ferner konnten für Gemische dieser
Werkstoffe besonders gute Eigenschaften festgestellt werden.
In besonderen Anwendungsfällen bietet es Vorteile, wenn die
Beschichtung mehrlagig ausgebildet ist. Hierdurch kann
beispielsweise eine obere Schicht hinsichtlich der
Verschleißfestigkeit optimiert werden, und untere Schichten
können mit einer speziell ausgebildeten Deformierbarkeit zur
Anpassung der im oberen Totpunkt aneinander anliegenden
Flächen aneinander ausgestattet werden.
Beispielsweise wird bevorzugt, daß sich verschiedene Lagen
einer mehrlagigen Beschichtung hinsichtlich ihrer Porosität
und/oder Duktilität und/oder Festigkeit und/oder
Zusammensetzung unterscheiden. Hierdurch können, wie erwähnt,
die verschiedenen Lagen hinsichtlich ihrer Eigenschaften
optimal an die Anforderungen an die jeweilige Schicht
angepaßt werden.
Besondere Vorteile bietet es, wenn eine äußere Lage eine hohe
mechanische Festigkeit und innere Lagen eine zunehmende
Porosität und/oder Duktilität aufweisen. Folglich kann für
die äußere Lage eine besonders gute Verschleißfestigkeit und
für innere Lagen eine besonders gute Verformbarkeit erreicht
werden.
Hinsichtlich der Auftragung der erfindungsgemäßen, plastisch
verformbaren Beschichtung haben sich Verfahren wie Flamm-
oder Plasmaspritzen, galvanische Verfahren sowie chemische
oder physikalische Dampfablagerungsverfahren
(chemical/physical vapor deposition) als günstig erwiesen.
Um das Abgasverhalten eines Motors, der mit dem
erfindungsgemäßen Bestandteil eines Verbrennungsmotors
versehen ist, zu verbessern, können in vorteilhafter Weise in
der Beschichtung katalytisch wirksame Bestandteile vorgesehen
sein, welche die Verbrennung beschleunigen und hierdurch
Schadstoffe in den Abgasen verringern. Zwar ist es aus der
DE-OS 26 48 034 grundsätzlich bekannt, einen Kolben mit einer
aus einer aktiven Phase bestehenden Schicht eines
Abgaskatalysators zu überziehen. Durch diese Maßnahme können
jedoch ausschließlich verbesserte Abgaseigenschaften erhalten
werden, während durch die Erfindung erstmalig besonders
vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich des verbleibenden
Totvolumens zwischen Kolbenstirnfläche und Zylinderkopf in
Verbindung mit einem verbesserten Abgasverhalten erhalten
werden.
Mit der Erfindung wird darüber hinaus eine Kombination eines
Bestandteils eines Verbrennungsmotors, wie eines Kolbens oder
eines Zylinderkopfes, der die erfindungsgemäße Beschichtung
aufweist, die sich aufgrund des ausgebildeten Übermaßes an
die Gegebenheiten anpaßt, mit weiteren Bestandteilen eines
Verbrennungsmotors, wie einem Kolben, einem Zylinder, einem
Zylinderkopf oder zumindest einem Ventil vorgestellt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung betrifft diese ein
Verfahren zur Herstellung eines Bestandteils, wie eines
Kolbens oder eines Zylinderkopfes, das im Anspruch 13
beschrieben ist.
Erfindungsgemäß werden diejenigen Bereiche des genannten
Gegenstandes, also des Kolbens oder Zylinderkopfes, die in
einem oberen Totpunkt in der Umgebung der Stirnfläche des
Kolbens an benachbarten Bestandteilen eines
Verbrennungsmotors anliegen, wie die Kolbenstirnfläche oder
die zur Kolbenstirnfläche gerichteten Stirnflächen des
Zylinderkopfes, zumindest teilweise mit einem Übermaß
ausgebildet. Darüber hinaus besteht das erfindungsgemäße
Verfahren in einer Beschichtung entsprechender, mit Übermaß
ausgebildeter Bereiche mit einem plastisch verformbaren
Material. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein
Bestandteil eines Verbrennungsmotors erzeugt, an dem die
beschriebene Beschichtung aufgrund der ausgebildeten
Maßüberdeckung in einer -Einlaufphase des Motors bleibend
verformt wird, so daß die entsprechend beschichteten Bereiche
nachfolgend weitgehend spielfrei aneinander anliegen.
Für die Ausbildung einer speziell auf die Anforderungen
abgestimmten Beschichtung bietet es hinsichtlich des
erfindungsgemäßen Verfahrens Vorteile, wenn die Beschichtung
mehrlagig ausgebildet wird.
Wie erwähnt, konnten durch Flamm- oder Plasmaspritzverfahren,
galvanische Verfahren oder chemische sowie physikalische
Dampfablagerungsverfahren besonders gute Ergebnisse erzielt
werden.
Für besondere Anwendungsfälle ist es denkbar und vorteilhaft,
wenn die Beschichtung als getrenntes Bauteil hergestellt wird
und nachfolgend auf die jeweiligen Bereiche der genannten
Bestandteile eines Verbrennungsmotors aufgebracht wird. In
vorteilhafter Weise kann dies durch Löten, Diffusion oder
Reibschweißen erfolgen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von beispielhaft in den
Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Kombination eines
Kolbens mit einem Zylinderkopf in einer ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Kombination eines
Kolbens mit einem Zylinderkopf in einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 3 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen
Beschichtung vor und nach einer Einlaufphase.
Fig. 1 zeigt schematisch Teile eines Kolbens 10, einer
Zylinderwand 12 und eines Zylinderkopfes 14. In bekannter
Weise ist der Kolben 10 in die durch die Zylinderwand 12
begrenzte Zylinderbuchse eingesetzt. Der Motorblock mit den
einzelnen Zylindern ist bei Abdichtung durch eine
Zylinderkopfdichtung 16 mit dem Zylinderkopf 14 verschlossen.
Ergänzend ist in Fig. 1 der Ventilteller 18 eines Ein- oder
Auslaßventils dargestellt, wobei in dem gezeigten Fall der
Kolben 10 mit einer Ventiltasche 20 versehen ist, die der
Aufnahme des Ventiltellers 18 in einem oberen Totpunkt des
Kolbens 10 dient.
Im oberen Totpunkt liegt der Kolben 10 mit seiner Stirnfläche
22 nämlich idealerweise unmittelbar an die zu der Stirnfläche
22 gerichtete Fläche bzw. deren Abschnitte des Zylinderkopfes
14 an. Im Bereich von Ventilen, wie dem gezeigten
Ventilteller 18, ist der Kolben 10, wie im Stand der Technik
häufig üblich, durch Ausbildung von Ventiltaschen 20
ausgespart. Zur Aufnahme des eingesprühten Kraftstoffs
verbleibt im oberen Totpunkt des Kolbens 10 der Raum der in
dem Kolben 10 ausgebildeten Brennraummulde 24. Zwischen der
Stirnseite 22 des Kolbens 10 und den im oberen Totpunkt daran
anliegenden Bereichen des Zylinderkopfes 14 sollte möglichst
kein Totvolumen vorliegen.
Durch die erfindungsgemäß in dem gezeigten Fall an der
Kolbenstirnfläche 22 ausgebildete Beschichtung 24 wird dies
ermöglicht. Wenngleich in Fig. 1 aus Gründen der Deutlichkeit
ein Zwischenraum zwischen der Beschichtung 24 und den
entsprechenden Flächen des Zylinderkopfes 14 dargestellt ist,
sind der Kolben 10 und der Zylinderkopf 14 bezüglich einander
mit einem Übermaß ausgebildet, und in dem gezeigten Fall ist
die Kolbenstirnfläche 22 mit der erfindungsgemäß plastisch
Verformbaren Beschichtung 24 versehen. Hierdurch stößt der
Kolben 10 während einer Anlaufphase an die entsprechenden
Flächen des Zylinderkopfes 14 an, und die gezeigte
Beschichtung 24 wird plastisch verformt. Diese Verformung
erfolgt bis zu einer derartigen Dicke der Beschichtung 24,
bei welcher der Kolben 10 mit seiner Beschichtung 24 im
oberen Totpunkt an den zu der Kolbenstirnfläche 22
gerichteten Flächen des Zylinderkopfes 14 anliegt. In diesen
Bereichen verbleibt somit kein Spiel oder Totvolumen.
Dies gilt ebenso für den Bereich der Ventiltasche 20, die in
gleicher Weise mit der Beschichtung 24 versehen ist.
Hierdurch tritt allenfalls im Einlaufbetrieb eine Berührung
mit dem Ventilteller 18 ein, die jedoch zu einer derartigen
Verformung der Beschichtung 24 führt, daß diese nach der
Einlaufphase allenfalls in leichte Berührung mit dem
Ventilteller 18 kommt, wenn sich der Kolben 10 im oberen
Totpunkt befindet. In den genannten Bereichen können die
Totvolumina jedoch auf nahezu Null reduziert werden, und die
Betriebseigenschaften des Motors können entscheidend
verbessert werden.
In Fig. 1, rechte Bildhälfte ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt, bei dem die erfindungsgemäße
Beschichtung 24 auch im Bereich des Feuersteges 26
ausgebildet ist. Hierdurch kann auch für diese Bereiche eine
hervorragende Anpassung der Abmessungen des Kolbens 10 an die
Abmessungen der Zylinderwände 12 erfolgen. Während dies im
Stand der Technik durch abrasive Materialien erfolgte, die
sich beim Einlaufen in die Zylinderbuchse durch Abrieb des
aufgetragenen Materials abschleifen, erfolgt dies im Rahmen
der vorliegenden Erfindung erstmalig durch eine metallische,
poröse Schicht. Insbesondere kann diese Maßnahme auch ohne
Ausbildung der entsprechenden Beschichtung an der
Kolbenstirnfläche 22 ihre Vorteile entfalten. Wenn aus
bestimmten Gründen lediglich eine besondere Paßgenauigkeit
für den Feuersteg 26 des Kolbens 10 in der Zylinderbuchse
erforderlich ist, so kann die erfindungsgemäße metallische,
poröse Schicht lediglich in diesem Bereich ausgebildet
werden. Durch ein entsprechendes Übermaß hinsichtlich der
Zylinderbuchse, in die der Kolben 10 einzubauen ist, wird die
Beschichtung 24 in diesem Bereich durch plastische Verformung
und Komprimierung auf ein Maß gebracht, das an die
Zylinderbuchse, in die der Kolben 10 eingebaut ist, so
angepaßt ist, daß auch im Bereich des Feuersteges keine
Totvolumina verbleiben.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, bei der auch der Zylinderkopf 14 mit einer
Beschichtung 24 versehen ist. Die unterschiedliche Ausbildung
wird insbesondere für den linken Bereich des dargestellten
Kolbens 10 deutlich. Die Beschichtung 24 ist an derjenigen
Fläche des Zylinderkopfes 14 ausgebildet, die zu der
Stirnfläche 22 des Kolbens 10 gerichtet ist, und im oberen
Totpunkt des Kolbens, wie in Fig. 2 dargestellt ist, an die
Kolbenstirnfläche 22 anliegt. Hierdurch wird auch bei der
Ausführungsform von Fig. 2 im Rahmen einer Einlaufphase des
Motors die Beschichtung 24 derart komprimiert, daß sich im
weiteren Betrieb kein Spiel zwischen den im oberen Totpunkt
aneinander anliegenden Flächen ergibt.
Diese Beschichtung der entsprechenden Fläche des
Zylinderkopfes 14 liegt ferner für den Bereich rechts von der
Ventiltasche 20 vor. Im Bereich der Ventiltasche liegt im
oberen Totpunkt jedoch kein Flächenabschnitt des
Zylinderkopfes 14 an der Fläche der Ventiltasche 20 an,
sondern das beispielhaft dargestellte Ventil 18. Bei dem in
Fig. 2 gezeigten Beispiel ist nicht der Teller des Ventils
18, sondern die zu dem Teller gerichtete Fläche der
Ventiltasche 20 mit der Beschichtung 24 versehen. Insofern
stimmt die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform in diesem
Bereich mit der Ausführungsform von Fig. 1 überein.
Auch in Fig. 2 ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der
Erfindung die Beschichtung 24 ferner im Bereich des
Feuersteges 26 ausgebildet, wodurch sich hinsichtlich der
Zusammenwirkung zwischen der Umfangsfläche des Kolbens im
Bereich des Feuersteges 26 und den entsprechenden
Zylinderwänden 12 eine Vermeidung von unnötigem Totvolumen
ergibt.
In Fig. 3 ist schematisch das Gefüge der erfindungsgemäßen
Schicht gezeigt. Wie im linken Bereich der Fig. 3 dargestellt
ist, liegt die Beschichtung 24 nach deren Ausbildung an dem
Kolben 10 in Form eines porösen Gefüges vor. Gemäß der
Darstellung von Fig. 3 kommt die Oberseite der Beschichtung
24 an der zu der Kolbenstirnfläche 22 gerichteten Fläche des
Zylinderkopfes 14 zum Anschlag. Hierdurch wird die poröse
Schicht 24 in einer Einlaufphase derart verdichtet, daß sich
die im rechten Bereich von Fig. 3 dargestellte komprimierte
Schicht 24' ergibt. Wie aufgrund des Höhenunterschieds der
Schicht 24 bzw. 24' zwischen dem linken und dem rechten
Bereich in Fig. 3 erkennbar wird, wurde die Schicht 24 auf
eine Dicke der Schicht 24' komprimiert, in der sie in
entsprechenden Betriebszuständen des Motors in Berührung mit
der Fläche des Zylinderkopfes 14 kommt und folglich das
Vorliegen von Totvolumina in diesem Bereich unterbindet.
Claims (16)
1. Bestandteil eines Verbrennungsmotors, wie Kolben (10)
oder Zylinderkopf (14),
- - der an Flächen (22), die während des Motorbetriebs in einem oberen Totpunkt im Bereich des Kolbenkopfes des Kolbens (10) an benachbarten Bestandteilen (14) eines Verbrennungsmotors zur Anlage kommen können, wie die Kolbenstirnfläche (22) oder die zur Kolbenstirnfläche (22) gerichteten Flächen des Zylinderkopfes (14),
- - zumindest bereichsweise mit einem Übermaß ausgebildet ist,
- - und eine Beschichtung (24) aus einem plastisch verformbaren Material aufweist,
- - so daß die Beschichtung (24) aufgrund des Übermaßes in einer Einlaufphase des Motors durch Anlaufen an benachbarte Bestandteile des Motors einer bleibenden Verformung ausgesetzt ist,
- - und die beschichteten Bereiche nachfolgend in ihren Bewegungsendlagen weitgehend spielfrei an den benachbarten Bestandteilen des Verbrennungsmotors anliegen.
2. Gegenstand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (24) eine Komprimierbarkeit von
zumindest 30%, vorzugsweise etwa 50% ihrer Dicke
aufweist.
3. Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (24) porös ist, und ein Porenvolumen
von vorzugsweise 20% bis 80%, insbesondere etwa 50%
aufweist.
4. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (24) zumindest 1 mm dick ist.
5. Gegenstand nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (24) aus einem sich bei Druck- und/oder
Schlagbeanspruchung duktil und stabil kohärent
verhaltenden Material besteht.
6. Gegenstand nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (24) aus einem Metall, insbesondere
Kupfer, Aluminium, Eisen, Molybdän, Chrom, Nickel, oder
aus Kohlenstoff oder einem Gemisch dieser Werkstoffe
besteht.
7. Gegenstand nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (24) mehrlagig ausgebildet ist.
8. Gegenstand nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die verschiedenen Lagen hinsichtlich ihrer Porosität
und/oder Duktilität und/oder Festigkeit und/oder
Zusammensetzung unterschiedlich sind.
9. Gegenstand nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine äußere Lage eine hohe mechanische Festigkeit, und
innere Lagen eine zunehmende Porosität und/oder
Duktilität aufweisen.
10. Gegenstand nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (24) durch Flammspritzen oder
Plasmaspritzen oder galvanisch oder durch ein chemisches
oder physikalisches Dampfablagerungsverfahren
aufgebracht ist.
11. Gegenstand nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (24) katalytisch wirksame Bestandteile
enthält, welche die Verbrennung beschleunigen und
Schadstoffe in den Abgasen verringern.
12. Kombination zumindest eines Gegenstandes nach zumindest
einem der vorangehenden Ansprüche, mit weiteren
Bestandteilen, wie Kolben (10), Zylinder (12),
Zylinderkopf (14) und/oder zumindest einem Ventil (18)
eines Verbrennungsmotors.
13. Verfahren zur Herstellung eines Bestandteils, wie Kolben
oder Zylinderkopf, eines Verbrennungsmotors,
- - bei dem diejenigen Flächen des genannten Gegenstandes, die während des Motorbetriebes in einem oberen Totpunkt im Bereich des Kolbenkopfes an benachbarten Bestandteilen eines Verbrennungsmotors zur Anlage kommen können, wie die Kolbenstirnfläche oder die zur Kolbenstirnfläche gerichteten Flächen des Zylinderkopfes,
- - zumindest teilweise mit einem Übermaß ausgebildet werden,
- - und mit einer Beschichtung aus einem plastisch verformbaren Material versehen werden,
- - so daß die Beschichtung aufgrund des Übermaßes in einer Einlaufphase des Motors durch Anlaufen an benachbarte Bestandteile des Motors einer bleibenden Verformung ausgesetzt ist,
- - und die beschichteten Bereiche nachfolgend in ihren Bewegungsendlagen weitgehend spielfrei aneinander anliegen.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung mehrlagig ausgebildet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung durch Flammspritzen, Plasmaspritzen,
galvanisch oder durch ein chemisches oder physikalisches
Dampfablagerungsverfahren aufgebracht wird.
16. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung als getrenntes Bauteil hergestellt und
auf die jeweiligen Bereiche, vorzugsweise durch Löten,
Diffusion oder Reibschweißen, aufgebracht wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19734053A DE19734053A1 (de) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Bestandteil, wie Kolben oder Zylinderkopf, eines Verbrennungsmotors und Verfahren zu dessen Herstellung |
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DE19734053A DE19734053A1 (de) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Bestandteil, wie Kolben oder Zylinderkopf, eines Verbrennungsmotors und Verfahren zu dessen Herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19734053A1 true DE19734053A1 (de) | 1999-02-11 |
Family
ID=7838168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19734053A Ceased DE19734053A1 (de) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Bestandteil, wie Kolben oder Zylinderkopf, eines Verbrennungsmotors und Verfahren zu dessen Herstellung |
Country Status (1)
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