DE2326408C3

DE2326408C3 - Method for producing bevels on the slot edges of reciprocating piston engine cylinders

Info

Publication number: DE2326408C3
Application number: DE19732326408
Authority: DE
Inventors: Peter 8000 Muenchen Huber
Original assignee: Zuendapp Werke GmbH
Current assignee: Zuendapp Werke GmbH
Priority date: 1973-05-24
Filing date: 1973-05-24
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE2326408A1; IT1012825B; ATA432374A; FR2230452A1; DE2326408B2; AT336366B; FR2230452B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Bei Hubkftuienmaschinen, deren Zylinder von den Hubkolben gesteuerte Schütze aufweisen, werden diese während des Kolbenhubs auch von Kolbenringen iberstnchen. Diese Kolbenringe sind beim Erreichen eines Schlitzes infolge ihrer federnden Spannung bestrebt, sich in dem vom Schlitz eingenommenen Umfangsbereich radial nach außen in den Schlitz hinein auszudehnen. Beim Verlassen des Schlitzes müssen sich die nach außen ausgeweiteten Kolbenringe wieder auf das Maß der Zylinderbohrungen radial nach innen verlagern. Wegen dieser Radialbewegungen der Kolbenringe werden die Schlitzkanten an den Bohrungswänden der Zylinder zur Schaffung von Gleitflächen abgeschrägtIn the case of Hubkftuienmaschinen, the cylinder of the Have reciprocating-controlled contactors, these will Piston rings also cracked during the piston stroke. These piston rings are on reaching of a slot due to its resilient tension endeavors to be in the occupied by the slot Circumferential area radially outward into the slot to expand. When leaving the slot, the piston rings that have expanded outwards must open again shift the dimension of the cylinder bores radially inwards. Because of these radial movements of the piston rings, the slot edges on the bore walls of the cylinders are used to create sliding surfaces beveled

Es ist bekannt, bei einem Zylinder aus Leichtmetall, wie er beispielsweise bei Motoren für ^weiradkraftfahrzeuge eingesetzt wird, nach dem Feinbohren der Zylinderkohrung in dem Leichtmetall-Grundkörper die Schlitzkanten von Hand abzuschrägen und erst danach die Wand der Zylinderbohrung mit einem galvanischen Überzug aus Hartchrom, Nikasil od. dgl. zu versehen, der die Lauffläche für den Kolben bildet. Infolge der vor dem Beschichten erzeugten Gestaltung des Leichtmetall-Grundkörpers ergibt sich beim galvanischen Beschichten ein nicht oder nur unwesentlich verstärkter Niederschlag an den Schlitzkanten, so daß ein erneutes gesondertes Materialabtragen in diesem Bereich nicht erforderlich und die Zylinderlauffläche nur noch zu honen ist. Da das Entgraten des Leichtmetall-Grundkörpers manuell durchgeführt wird, ist es verhältnismäßig teuer und hat wegen der nicht zu vermeidenden Ungleichmäßigkeiten Schwankungen und Streuungen im Kantenverlauf und in der Kantenneigung zur Folge. Insbesondere bei schnellaufenden Brennkraftmaschinen wirken sich (Jngenauigkeiten in der Steuerkantenhöhe nachteilig aus.It is known in a cylinder made of light metal, such as it is used, for example, in engines for ^ weiradkraftfahrzeuge, after the fine boring of the cylinder bore in the light metal base body, bevel the slot edges by hand and only then the To provide the wall of the cylinder bore with a galvanic coating of hard chrome, Nikasil or the like, which forms the running surface for the piston. As a result of the before The design of the light metal base body produced by the coating results in a non-reinforced or only insignificantly reinforced structure in the case of galvanic coating Precipitation at the slot edges, so that a new separate material removal in this area is not required and the cylinder running surface only needs to be honed. Since the deburring of the light metal base body is carried out manually, it is relatively expensive and has to be avoided because of the Irregularities result in fluctuations and scatter in the course of the edge and in the edge inclination. Particularly in the case of high-speed internal combustion engines, inaccuracies in the control edge height have an effect disadvantageous.

Wegen der Unwirtschaftlichkeit und (Jngenauigkeit dieses Verfahrens wurde versucht das manuelle Abtragen von Leichtmetall durch ein elektrochemisches Abtragen zu ersetzen, das sich an anderer Stelle auch turn Entgraten von Aluminiumteilen bereits bewährt hatte (Werkstatt und Betrieb, 96. Jahrgang 1963, Heft 12 S. 868, 869). Diese Versuche konnten jedoch nicht befriedigen, weil sich wegen der heterogenen Struktur der Leichtmetallegierungen beim elektrochemischen Abtragen eine unregelmäßige Oberfläche ausbildet, die beim nachfolgenden Galvanisieren zu einem ungleichmäßigen Niederschlag führt, so daß entweder eineBecause of the inefficiency and (inaccuracy This process was attempted the manual ablation of light metal by an electrochemical To replace abrasion, which has already proven itself in turn deburring of aluminum parts elsewhere had (workshop and factory, 96th year 1963, issue 12 Pp. 868, 869). However, these attempts could not be satisfactory because of the heterogeneous structure of light metal alloys forms an irregular surface during electrochemical removal, which in the subsequent electroplating leads to an uneven deposit, so that either a Nachbearbeitung der Schlitzkanten erforderlich iot oder diese den hohen Anforderungen nicht genügen, die insbesondere bei Hochleistungs-Brennkraftmaschinen an die Schlitzkanten gestellt werden müssen. Es ist zwar bekannt, bei der Herstellung von Zylindern von Hubkolbenmaschinen nach dem elektrolytischcn Aufbringen einer die Lauffläche für den Kolben bildenden Chromschicht während einer gewissen Zeit die Stromrichtung umzukehren, so daß einePost-processing of the slot edges required or they do not meet the high requirements that especially in high-performance internal combustion engines must be placed at the edge of the slot. Although it is known, in the manufacture of cylinders of reciprocating piston machines after the electrolytic application of a running surface for the Piston forming chromium layer to reverse the direction of the current for a certain time, so that a

ίο gewissen Menge Chrom aus der Oberflächenschicht heraustritt und diese mit feinen Rissen und Spalten durchsetzt wird, damit die Oberfläche, mit welcher der Kolben in Berührung kommt, in gewissem Maße aufgerauht wird und imstande ist, Schmieröl aufzuneh-ίο certain amount of chromium from the surface layer emerges and this is interspersed with fine cracks and crevices, so that the surface with which the Piston comes into contact, is roughened to a certain extent and is able to absorb lubricating oil.

is men. wodurch ein Fressen vermieden werden soll (DE-PS 7 58 779). Weiter ist es bekannt, bei der Herstellung von Gehäusen von Kreiskolbenmaschinen sich beim galvanischen Beschichten infolge der bekannten Konzentration des elektrischen Feldes εη Kantenis men. whereby a seizure is to be avoided (DE-PS 7 58 779). It is also known in the manufacture of housings for rotary piston machines during electroplating due to the known concentration of the electric field εη edges von Zündkerzenbohrungen ausbildende Wulste aus Beschichtungsmaterial elektrolytisch abzutragen, also die Oberfläche des galvanischen Überruges zu egalisieren. Demgegenüber geht es beim Anmeldungsgegenstand nicht um die bloße Entfernung überschüssigento electrolytically remove beads of coating material forming from spark plug bores, that is to level the surface of the galvanic overrug. In contrast, the subject of the application is not about the mere removal of excess Beschichtungsmaterials sondern um die Herstellung definierter Kantenschrägen, und der Stand der Technik ergibt keinen Hinweis, daß hierbei auf die bisher für notwendig erachte .ε Entgratung vor dem Beschichten erfindungsgemäß verzichtet werden könnte.Coating material but about the production of defined bevels and the state of the art there is no indication that this is due to the deburring prior to coating that was previously considered necessary could be dispensed with according to the invention.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, das es gestattet Schlitzkantenschrägen in besonders wirtschaftlicher Weise und mit großer Gleichmäßigkeit und hoher Maß- und FormgenauigkeitThe invention is based on the object of providing a method according to the preamble of claim 1 indicate that it allows slotted edge bevels in a particularly economical manner and with large Uniformity and high dimensional and shape accuracy herzustellen.to manufacture.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.The solution to this problem is given in the characterizing part of claim 1.

Nach der Erfindung wird unter Abkehr von den bisherigen Vorstellungen vor dem Beschichten nichtAccording to the invention, turning away from the previous ideas before coating is not entgratet Die Schlitzkanten des ?ylindergrundkörpers bleiben vor dem Beschichten in der sich beim Feinbohren ergebenden scharfkantigen Form. Ein sich beim Galvanisieren ergebender verstärkter Niederschlag an den Schlitzkanten, also an den Stellen, anDeburred the slot edges of the cylinder base remain in the sharp-edged shape resulting from fine boring before coating. One himself increased precipitation resulting from electroplating at the slot edges, i.e. at the points denen beim fertig bearbeiteten Zylinder die erwünschten Schrägen vorhanden sein sollen, wird in Kauf genommen. Die Erfindung wendet sich damit gegen das bisherige Bemühen, beim Galvanisieren einen verstärkten Niederschlag an den Schlitzkanten zu unterbinden.who should have the desired bevels in the finished cylinder, is accepted taken. The invention thus turns against previous efforts to prevent increased precipitation on the slot edges during electroplating.

Das überschüssige Material wird beim elektrochemischen Formentgraten, das gemäß der Erfindung erst nach dem Beschichten durchgeführt wird, wieder abgetragen. Der Abtrag beschränkt sich im wesentlichen auf galvanisch aufgetragenes Material. Die inThe excess material is in the electrochemical deburring, which according to the invention only is carried out after coating is removed again. The removal is essentially limited to electroplated material. In the diesem erzeugten Schrägen reichen zur Kolbenringführung im allgemeinen aus. Ein Abtragen auch von Material des Zylindergrundkörpers ist möglich, aber unschädlich, weil einerseits dieses nach dem Beschichten erfolgende Abtragen allenfalls Material des ZylinderThis generated bevels are generally sufficient to guide the piston ring. An erosion of The material of the cylinder body is possible, but harmless because, on the one hand, it is after coating any possible removal of material from the cylinder grundkörpers im unmittelbaren Bereich der scharfen Kante erfaßt so daß nur wenig von diesem Matenal abgetragen wird und sich daher keine wesentlich unregelmäßige Oberfläche ausbilden kann, und andererseits sich eventuell im Grundkörpermaterial ausbilden-main body in the immediate area of the sharp Edge is captured so that only a little of this material is removed and therefore none is significantly can form irregular surface, and on the other hand may form in the base body material- de Oberflächen-Unregelmäßigkeiten sich wegen der größeren radialen Entfernung von der Zylinderachse nicht nachteilig auf die Kolbenringführung auswirken können. Trotz des erhöhten Umsatzes von Beschich-de surface irregularities due to the greater radial distance from the cylinder axis cannot have a detrimental effect on the piston ring guide. Despite the increased sales of coating

tungsmaterial wird du/-!· die Erfindung ein wesentlicher Fortschritt erzielt, weil nämlich nunmehr nicht mehr von Hand entgratet werden muß, sondern Schrägen maschinell erzeugt werden können. Die Erfindurg ermöglicht, Schlitzkantenschrägen sehr wirtschaftlich und außerdem mit großer Form- und Maßgenauigkeit zu erzeugen, was eine hohe LeistungsausLcuie der Hubkolbenmaschinen zur Folge hat Für die Serienfertigung ist die große Gleichmäßigkeit, die mit der Erfindung erzielbar ist, von wesentlicher Bedeutung, da sie ermöglicht, Fertigungstoleranzen bei den Serienprodukufit verhindern. Darüber hinaus wirkt sich die Erfindung verschleißmindernd aus, weil sie eine günstige Gestaltung der Gleitschrägen mit allmählichem Übergang an den Schlitzkanten ermöglicht.You / -! · the invention becomes an essential one Progress has been made because it is no longer necessary to deburr by hand, but bevels can be generated by machine. The invention enables slotted edge bevels to be made very economically and also to produce with great shape and dimensional accuracy, which results in a high level of performance Reciprocating machines result in series production the great uniformity that can be achieved with the invention is essential because it enables manufacturing tolerances in series production impede. In addition, the invention has a wear-reducing effect because it is a allows favorable design of the sliding bevels with a gradual transition at the slot edges.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben. Diese ermöglicht eine weitere Herabsetzung der Toleranzen und damit eine Vergleichmäßigung der Serienfertigung.An embodiment of the invention is specified in claim 2. This enables a further reduction the tolerances and thus an equalization of the series production.

Anhand der Zeichnung ist die Erfindung an einem Beispiel weiter erläutert Es zeigt in schematischer DarstellungThe invention is further explained using an example with the aid of the drawing depiction

Fig. 1 einen Zylinder mit Kolben in einem Axialschnitt 1 shows a cylinder with a piston in an axial section

F i g. 2 den Schnitt nach der Linie H-H in F i g. 1 undF i g. 2 shows the section along the line H-H in FIG. 1 and

F i g. 3 eine Einzelheit aus F i g. 1 in größerem Maßstab.F i g. 3 shows a detail from FIG. 1 on a larger scale.

Ein Zylinder 1 einer Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine, der luft- oder flüssigkeitsgekühlt sein kann, weist einen Einlaßkanal 2, Oberströmkanäle 3,4,5 und einen Auslaßkanal 6 auf. Die Kanäle münden in eine Zylinderbohrung 7, in der ein Kolben 8 angeordnet ist der mit einem Pleuel 9 verbunden ist und Kolbenringe IO trägt Während des Kolbenhubs überstreichen die Kolbenringe 10 die als Schlitze bezeichneten Kanalmundunger·, wobei sie in dem jeweiligen Umfangsbereich Radialbewegungen ausführen.A cylinder 1 of a two-stroke reciprocating internal combustion engine that can be air- or liquid-cooled can, has an inlet channel 2, upper flow channels 3,4,5 and an outlet channel 6. The channels open into a cylinder bore 7 in which a piston 8 is arranged which is connected to a connecting rod 9 and wears piston rings IO. During the piston stroke, they pass over Piston rings 10 the channel mouths called slots, whereby they perform radial movements in the respective circumferential area.

Die Gestaltung der S^hltukanien ist in Fig.3 verdeutlicht Die Wand 11 des aus eiücr Leicht.metallegit-rung bestehenden Zylindergrundkörpers war nach dem Feinbohren an den Schlitzkanten scharfkantig abgebildet Ohne weitere Bearbeitung der Schliu kanten wurde die Wand 11 des Zylindergrundkörpers durch Galvanisieren mit einer Hartchromschicht 12 verseilen,The design of the S ^ hltukanien is shown in Fig. 3 The wall 11 of the made of light metal alloy clarifies The existing cylinder body was sharp-edged at the slot edges after fine boring Shown without further processing of the closing edges the wall 11 of the cylinder body was stranded by electroplating with a hard chrome layer 12,

ίο die eine Dicke von etwa 0,08 mm erreichte. Nach dem Beschichten und eventuell einem Vorhonen wurden an den Schlitzkanten die für die Führung der Kolbenringe 10 erforderlichen Schrägen 13 durch elektrochemisches Formentgraten angebracht Dabei wurde an den Schlitzkanten die Hartchromschicht 12 derart abgetragen, daß sich ein allmählicher Übergang ausbildete, in Fig.3 ist gezeigt, daß daneben auch Material des Zylindergrundkörpers in geringfügigem Maße abgetragen wurde, so daß auch die Wand 11 des Zyiindergrundkörpers an den Schlitzkanten abgerundet ist, und zwar in unmittelbarem Anschluß an die Schrägenbereiche der Hartchromschicht 12.ίο which reached a thickness of about 0.08 mm. After this Coating and possibly pre-honing were carried out on the slot edges for guiding the piston rings 10 required bevels 13 attached by electrochemical mold deburring Slit edges removed the hard chrome layer 12 in such a way that a gradual transition was formed, in FIG. 3 shows that material of the cylinder base body is also removed to a small extent so that the wall 11 of the cylinder base body is rounded at the slot edges, in direct connection with the inclined areas of the Hard chrome layer 12.

In Abweichung von dem Beispiel nach Fig.3 kann bei geringerer Intensität des Abtragens erreicht werden, daß die scharfkantige Ausbildung der Wand 11 des Zylindergrundkörpers erhalten bleibt In diesem Fall beschränkt sich die Ausbildung der Schrägen auf das galvanisch aufgetragene Beschichiungsmaterial, das sich beim Galvanisieren nicht nur auf der feingebohrtenIn deviation from the example according to FIG be achieved at a lower intensity of the removal that the sharp-edged formation of the wall 11 of the The cylinder body is retained.In this case, the formation of the bevels is limited to that Electroplated coating material that is not only found on the finely bored during electroplating

3t> zylindrischen Oberfläche der Wand 11, sondern in abgeschwächtem Maße auch in den der Zylinderbohrung benachbarten Bereichen der Kanalwände auf diesen niederschlägt und beim elektrochemischen Formentgraten auch in diesen Bereichen entsprechend abgetragen wird.3t> cylindrical surface of wall 11, but in to a lesser extent in the areas of the channel walls adjacent to the cylinder bore this is reflected and, in the case of electrochemical deburring, also in these areas accordingly is removed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Verfahren zum Erzeugen von Schrägen an Schlitzkanten von beschichteten Zylinderwandungen von Zylindern von Hubkolbenmaschinen, insbesondere Zweitakt-Hubkolben-Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Feinbohren beschichtet und nach dem Beschichten elektrochemisch formentgratet wird1. A method for producing bevels on the slot edges of coated cylinder walls of cylinders of reciprocating engines, in particular two-stroke reciprocating internal combustion engines, characterized in that coated immediately after fine boring and after coating is electrochemically deburred

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrochemische Formentgraten nach einem dem Beschichten folgenden Vorhonen durchgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the electrochemical shape deburring is carried out after a pre-honing following the coating.