DE2500248A1 - Verfahren zur herstellung des rotorgehaeuses einer rotationskolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur herstellung des rotorgehaeuses einer rotationskolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number
DE2500248A1
DE2500248A1 DE19752500248 DE2500248A DE2500248A1 DE 2500248 A1 DE2500248 A1 DE 2500248A1 DE 19752500248 DE19752500248 DE 19752500248 DE 2500248 A DE2500248 A DE 2500248A DE 2500248 A1 DE2500248 A1 DE 2500248A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
intermediate layer
chamber wall
carbon steel
rotor housing
casting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19752500248
Other languages
English (en)
Inventor
Yeshwant P Telang
James C Uy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Werke GmbH
Original Assignee
Ford Werke GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Werke GmbH filed Critical Ford Werke GmbH
Publication of DE2500248A1 publication Critical patent/DE2500248A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F01C21/104Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
    • F01C21/106Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with a radial surface, e.g. cam rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • C25D5/42Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated of light metals
    • C25D5/44Aluminium
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49231I.C. [internal combustion] engine making
    • Y10T29/49234Rotary or radial engine making

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Description

Patentanwälte
Dip] .-Ing. W. Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. Jochem
Frankfurt am Main Staufenstraße 36
In Sachen5
Ford-Werke AG
5 Köln 21
Verfahren zur Herstellung
des Rotorgehäuses einer
Rotationskolbenbrennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Rotorgehäuses einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine aus AluminiuD-Sandguß mit einer Auskleidung der Arbeitskaicmerwand durch eine Oberflächenschicht aus Chrom, die auf eine Zwischenschicht aus Kohlenstoffstahl galvanisiert wird.
Eine der wichtigsten Forderungen, die an das Rotorgehäuse einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine gestellt werden, besteht darin, daß dieses seine Formgenauigkeit"über eine sehr lange Betriebs- bzw. lebensdauer des Motor behalten muß, so daß die an der Arbeitskammerwand des Gehäuses gleitenden Rotor- Kammdichtungen voll wirksam und der wirkungsgrad und Kraftstoffverbrauch in den vorgesehenen Grenzen bleiben. Hierfür ist Voraussetzung, daß die Arbeitskammerwand des
509829/0853
Rotorgehäuses nicht nur hoch verschleißfest, sondern auch unbedingt formstabil ist und über die Lebensdauer des Motors bleibt.
Die Erfüllung der genannten Forderung ist vorallem deshalb so schwierig, weil die Arbeitskammerwand eine ungleichförmig gekrümmte Gestalt, insbesondere in Form einer Epitrochoide, hat. Die Änderung der Krümmungs^ichtung begünstigt nämlich das Abblättern von Oberflächenbeschichtungen unter dem Einfluß der hohen Temperaturen und starken Temperaturschwankungen während des Betriebs des Motors.
Es ist bekannt, eine Übergangs- oder Zwischenschicht aus Kohlenstoffstahl vorzusehen, um die außen das Rotorgehäuse im Spritzgußverfahren gegossen wird, während innen eine Chromschicht aufgalvanisiert wird. Dieses Verfahren hat jedoch Nachteile. Aa schwersten dürfte der Mangel wiegen, daß bei der Herstellung keine gewöhnliche Sandgußvorrichtung benutzt werden kann, sondern die Zwischenschicht in eine Spritzgußvorrichtung eingesetzt werden muß. n.it der Folge hoher Herstellungskosten. Auch die vielen erforderlichen Arbeitsschritte tragen wesentlich dazu bei.
Obgleich gelegentlich auch schon vorgeschlagen wurde, auf die Arbeitskammerwand eines herkömmlich hergestellten .'Aljminiumgehäuses eine Zwischenschicht aus Kohlenstoffstahl im Flammsprit ζ verfahren aufzutragen und danach eine harte Oberflächenschicht aus Chrom oder dgl. aufzugalvanisieren, wurden derartige Vorschläge von der Fachwelt bisher gering geachtet, denn die Bindung zwischen den aneinander grenzenden Materialien Aluminium-Stahl-Chrom war ungenügend. Immer wenn Stahlpulver unmittelbar auf das Alluminiumgußstück im Flammspritzverfahren aufgetragen und danach mit Chrom galvanisiert wurde, kam man nur auf Bindungsstärken von weniger als etwa 280 kp/cra . Das reicht jedoch zur Verwendung in einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine nicht aus.
509829/0853
Neben der Notwendigkeit, mit einem wirtschaftlichen Verfahren die Haftung der Oberflächenschicht zu verbessern, bestand die weitere Notwendigkeit, die inneren Spannungen der aufgebrachten Beschichtung zu verringern, um dadurch verursachte spätere Zerstörungen zu vermeiden. Bisher hat die Abkühlung der Beschichtung auf Umgebungstemperatur beträchtliche innere Spannungen verursacht, weil der Kontraktions- bzw. Warmedehnungscharakteristik der verschiedenen für die Beschichtung benutzten Stoffe zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches auf fertigungstechnisch einfache und billige Weise eine sehr feste Bindung mit geringen inneren Spannungen der abriebfesten Oberflächenschicht aus Chrom oder dgl.ermöglicht·
Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die Arbeitskammerwand des Gußstückes eine erste Zwischenschicht aus Nickelverbindungen oder -legierungen oder Molybdän durch Flammspritzen aufgetragen wird, bevor eine zweite Zwischenschicht aus Kohlenstoffstahl ebenfalls durch Flammspritzen aufgebracht wird.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Abfolge der wichtigsten Fertigungsstufen bei der erfindungsgemäßen Herstellung des Rotorgehäuses einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Rotorgehäuses gemäß Fig. 1 und einer Vorrichtung zum Flammspritzen, der Arbeitskamtnerwand des Gehäuses,
509829/0853
Fig, 3 eine graphische Darstellung zum Ablauf eines Erwärmungs-und Abkühlungszyklus während des Probelaufes einer erfindungsgemäß hergestellten Rotationskolbenbrennkraftmaschine,
Fig. 4 eine schematische Darstellung, welche die Mikrostruktur der erfindungsgemäß beschichteten Arbeitskammerwand des Rotorgehäuses zeigt,
Fig. 5 einige Kennlinien einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rotationskolbenbrennkraftmschine.
Die unmittelbare Plattierung von Chrom auf einem Rotorgehäuse aus Aluminium'wegen der schlechten Haftung der Oberflächenschicht und deren ungenügender Belastbarkeit durch die in einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine auftretenden Lasten durch die Rotorkammdichtungen Probleme mit sich. In herkömmlicher Ausführung wurde deshalb eine Übertragungstechnik angewandt, bei welcher zunächst ein Formdorn durch Flammspritzen mit Stahl überzogen wurde und dann das Rotorgehäuse um diese Stahlschicht herum im Spritzgussverfahren geformt wurde. Schließlich wurde eine Chromschicht auf die Stahlschicht plattiert. Bei diesem Verfahren konnte eine ausreichende Bindung zwischen der Stahlschicht und dem Gußstück erzielt werden, da Stahl um einen bestimmten Wert schrumpft, wenn er im Flammspritzverfahren aufgetragen wird. Resultierende Bindungsstärken von ungefähr 8^0 kp/cm werden für die praktische Anwendung bei Rotationskolbenbrennkraftmaschinen für ausreichend gehalten. Die beschriebene Technik ist jedoch mit hohen Kosten verbunden und hat die ohnehin bereits komplizierte Technologie der Herstellung von Rotationskolbenbrennkraftmaschinen noch weiter erschwert. Es mußten deshalb Wege gefunden werden,
509829/0853
25002Λ8
das Herstellungsverfahren zu vereinfachen.
Das vorgeschlagene Verfahren sei zunächst in Übersicht anhand Fig. 1 erläutert:
In der ersten Fertigungsstufe (A) wird ein Rotorgehäuse
10 als . Aiuniniumgußstück im herkömmlichen Verfahren hergestellt. Es hat insgesamt eine ringförmige Gestalt mit einer inneren Arbeitekammerwand 11 in Form einer Epitrochoide. Das im Sandgußverfahren gefertigte Gehäuse sollte auf seinen Seitenflächen 12 mit einem Aufmaß von ungefähr 2,5 bis 3mm vorgefräst werden, um dann später noch auf das genaue Maß gebracht zu werden. Die epitrochoide Arbeitskammerwand
11 wird ebenfalls spanend bearbeitet, und zwar soviel Material abgenommen, daß sich im Vergleich zu der bei (C) gezeigten endgültigen Form ein Übermaß von 1,245 bis 1,27 min ergibt. Bei der spanenden Bearbeitung sollte eine Oberflächengüte von 64 bis 256 rmS Erreicht werden.
Das Gußstück wird mit wenigstens einer öffnung oder Durchbrechung 13 hergestellt, die in der epitrochoiden Arbeitskammerwand mündet. Die Durchbrechungen 13 werden zu passenden Lochern für Zündkerzen und Ein- und Auslaßventile weiterbearbeitet. Die Oberfläche 11 sollte so rauh sein wie gegossen oder vorzugsweise durch leiqhtes Sandstrahlen, z.3. unter Verwendung von SiIiziumcarbid- Körnern mit einer Korngröße von ungefähr 14 bis 24, aufgerauht werden. Statt mit Siliziumcarbid konnte auch mit Stahlkörnern unter Verwendung von Pressluft mit einem Druck von 2,8 at gestrahlt werden.
Während das Gußstück im erwärmten Zustand bei etwa 93 bis 1210C gehalten wird, trägt man eine dünne Schicht 14 zusammenhängender Partikel, welche geeignet sind, mit dem Aluminiumgüßstück fest zu verschmelzen, auf die epitrochoide Oberfläche 11 auf. Die Körnchen der ersten Oberflächenschicht
609829/0853
können aus der Materialgruppe,bestehend aus Nickel- Aluminiden (NiAl und Ni,Al), Nickel- Bronze- Zusammensetzungen, Nickel-Chrors-Zusammensetzungen, Molybdän ausgewählt werden. In Frage kommen weiterhin Partikel mit sphärischen Körnern, wie z.B. Nickel- Borkarbid (Ni-BC). Eine bevorzugte Zusammensetzung enthält ungefähr 80% Nickel und 20% Aluminium (Ni-Al). Die erste Beschichtung sollte mit herkömmlicher Flamnspritz-Technik aufgetragen werden, wobei die Partikel durch die Flammentemperatur der Sprühpistole soweit erhitzt werden, daß die äußere Hülle jedes Teilchens im wesentlichen geschmolzen ist und infolge des Aufpralles auf der epitrochoiden Oberfläche 11 eine dichte, haftende, selbstschweißende Oberflächenschicht 14 gebildet wird. Die Schicht sollte nur bis zu einer verhältnismäßig geringen Dicke aufgebaut werden, z.B. weniger als 0,25 mm, vorzugsweise zwischen 0,025 und 0,2 mm.
Sowohl bei der ersten Beschichtung gemäß Fertigungsstufe A in Fig.1 als auch bei der nachfolgenden Beschichtung gemäß Fertigungsstufe 3 kann eine Vorrichtung von der Art nach Fig. 2 benutzt werden. Sie besteht aus einer Flammspritzpistole 20 mit einer Düse 22, deren Mündungsöffnung 21 derart exzentrisch gehalten wird, daß der ausgestoßene Strahl 23 durch die mit
24 bezeichnete Hauptachse der epitrochoiden Arbeitskammer wand geht. Die Düseninündung sollte in einem solchem Abstand
25 auch von der kleineren Hauptachse 30 der Arbeitskammer gehalten werden, daß die gesamte Strahllänge ungefähr 12,6 cm beträgt. Das Rotorgehäuse kann dabei rotierend gehalten sein, z.B. in einer herkömmlichen Drehbank-Sinspannung, durch die das Gehäuse gemäß Pfeilrichtung 31 um seine geometrische Mitte gedreht wird. Auf diese Weise wird der gesamte Umfang der epitrochoiden Arbeitskammerwand in die Bahn des Teilchenstrahles 23 gebracht. "". Um sicherzustellen, daß auch die gesamte Breite der epitrochoiden Oberfläche beschichtet wird, lässt man die Spritzpistole von einer Seite zur anderen des Gehäuses hin und her oszillieren, wie durch einen Pfeil 32 in Fig. 2 angedeutet ist. Diese hin- und hergehende Bewegung erfolgt
509829/0853
mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2,5**· cm/min., wobei der Strahl etwa 1,25 cm über die Seitenkanten 26 der epitrochoiden Oberfläche hinausgeht· Die Drehung des Rotorgehäuses kann reit einer Geschwindigkeit von ungefähr einer Undrekung/sek. ausgeführt werden. Der Abstand zwischen der Mündungsöffnung der Düse und der im jeweiligen Augenblick besprühten Fläche beträgt im Beispielsfall im Minimum 11,4 und maximal 14cm· Vorzugsweise sollte der Strahlweg der Teilchen ganz konstant seir, hierfür wäre jedoch wegen der ungleichförmigen Krümmung dor Arbeitskammerwand zusätzlicher Aufwand erforderlich.
Während das Gehäuse 10 noch von der ersten Bearbeitungsstufe (A) her erhitzt ist, wird darüber eine "weite Schicht 28 aufgespritzt, die im wesentlichen aus einfachen Kohlenstoffstahlpartikeln besteht. Die Teilchen werden erhitzt durch eine Oxy-Azethylen-Spritzpistole, wie in Pig. 2 gezeigt, und auf die erste Zwischenschicht 14 aufgespritzt, so daß die gebildete zweite Zwischenschicht 28 sehr fest darauf haftet. Es ist wichtig, daß der Kohlenstoffstahl einen Kohlenstoffgehalt im Bereich von 0,8 bis 1,2 Gew.% Kohlenstoff enthält. Eine typische chemische Analyse eines bevorzugten Kohlenstoffstahles lautet: 0,80 % Kohlenstoff, , . ; Q04 % Phosphor, 0,04% Schwefel, 0,7£Mahgan, 0,1% Silizium und der Rest Eisen. Diese Schicht sollte bis zu einer Dicke von ungefähr 1,5 bis 2,3mm aufgebaut werden.
Nachdem das beschichtete Gußstück auf eine der Temperatur eines für den nachfolgenden Bearbeitungsschritt benötigten Galvanisierbades entsprechende Temperatur oder bis auf die Temperatur der Umgebung abgekühlt worden ist, wird es vorzugsweise auf den Seitenflächen noch einmal spanend bearbeitet, wobei die Seitenflächen jeweils ein Aufmaß von 1,5 bis 2mm behalten. Das Spanen sollte vorzugsweise in der Richtung ausgeführt werden, daß in die Beschichtung hinein, möglichst aber nicht von der Beschichtung forYgeschnitten wird, um die Entstehung von Zugspannungen in der Beschichtung zu vermeiden.
50 98 29/0853
Tie zweifach beschichtete epitrochoide Oberfläche sollte bis auf ein Übermaß in der Größenordnung von ungefähr 0,15 "bis 0,175 ram spanend bearbeitet werden „mit einer Oberflächengüte von ungefähr 20 bis 30rms. Die Kanten des Gußstückes sollten mit einem Radius von ungefähr 0,5 his 0,75 mm abgerundet werden.
Das solchermaßen vorbereitete, zweifach beschichtete Gußstück wird dann in ein Chrom- Galvanisierbad eingetaucht, welches eine Chromsäure- SuIfat mischung enthält, wobei das Verhältnis der Chromsäure ungefähr 1:100 beträgt. Die beim Galvanisieren benutzte Stromdichte kann bei 0,4-7 bis 0,62 Ampere/cm liegen. Die Badtemperatur wird auf 55»6 bis 57,2 C eingestellt. Das Gußstück wird als Katode eingesetzt zusammen mit einer geeigneten, entsprechenden Anode aus einem Bleigitter. Der Elektrodenabstand (an der epitrochoidezi Oberfläche) kann ungefähr 7,5 mm betragen. Wachs wird dazu benutzt, um Teile der Oberfläche zu bedecken, die nicht plattiert werden sollen. Außerdem können besondere Kauoden oder Gummielemente verwendet werden, um einen Überschuß des Aufbaues der Galvanisierschicht an den Kanten zu verringern,
Durch das Elektroplattieren wird eine harte Chromschicht (Teil C der Fig. 1) abgelagert. Die Galvanisierdauer sollte ausreichend lang sein (ungefähr 14- Stunden) und bei einer ausreichend großen Stromdichte stattfinden, um eine harte Chromschicht mit einer Dicke im Bereich Von 0,3 bis 0,375 rom zu erhalten.
Nach Beendigung der Chrompiattierung wird das Gußstück aus dem Bad entnommen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Danach kann die Chromschicht geschliffen und geläppt werden, um eine Oberflächengüte von ungefähr 6 bis 8 rms zu erhalten.
509829/0853
Bas fertige, dreifach beschichtete Gehäuse sollte eine harte Chromschicht mit einer Dicke von 0,15 bis 0,2 mm, eine Zwischenschicht aus aufgespritztem Stahl mit einer Dicke 1,025 bis 1,45 mm und eine dünne legierende Unterschicht mit einer Dicke von ungefähr 0,025 bis 0,25 mm haben, wobei das Aluminiumgußstück im Sandgußverfahren hergestellt worden ist· Die Gesamtstärke der dreifachen Beschichtung liegt zwischen 1,2 und 1,9 mm.
Die MikroStruktur der Beschichtung geht aus Fig. 4- hervor. Die aus Nickel-Aluminid bestehende Schicht hat eine glatte Unterfläche 27, mit der sie an der formstabilen epitrochoiden Oberfläche 11 des Gußkörpers haftet. Die gegenüberliegende Fläche 33 hat wegen Porosität der flamm/gespritzten Pulverschicht eine unregelmäßige Gestalt. Die äußere polierte und geläppte Oberfläche 35 der Chrcmschicht erhält winzige Risse, die auf innere Restspannungen und Wärmebeanspruchung durch die Betriebstemperatur (uagefähr 2O5°C) zurückgehen.
Besonders wichtig ist, daß die inneren Spannungen der zusammengesetzten Beschichtung verringert werden. Der Wärme- Ausdehnungskoeffizient von Aluminium beträgt ungefähr 23,4x10 /0C und bei Stahl 1080 liegt er bei ungefähr 11,7x10~6/°C Wenn Pulver von Stahl 1080 unmittelbar auf Aluminium gespritzt wird, erfährt diese Schicht beim Abkühlen von der hohen Verfahrenstemperatur eine deutlich unterschiedliche Maßänderung. Dementsprechend können sich beträchtliche innere Spannungen in der Beschichtung aufbauen, die während des Betriebes zu einem vorzeitigen Ausfall führen können. Gemäß der Erfindung wird jedoch eine untere Zwischenschicht aus Nickel- Aluminid (oder eine andere geeignete Beschichtung) angeordnet, die den Unterschied der Wärmedehnungscharakteristiken überbrückt. Das-bevorzugte Nickel- Aluminid hat z.B.
509829/0853
einen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich von 13,32 bis 15,30x10 /0C. Außerdem vergrößert Hickel-Aluminid (oder eine andere geeignete erste Beschichtung) die Bindungsstärke an das Aluminium bis auf ungefähr 255kp/cm ·
Fig. 5 zeigt, daß bei einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenbrennkraftmaschine im Bereich der normalen Drehzahlen die Leistung und das Drehmoment etwas verbessert werden konnten, was auf die neue Beschichtung zurückzuführen ist. Der Treibstoffverbrauch bleibt aingegen bei den auch sonst für Rotationskolbenbrennkraftmaschinen aus der Serienfertigung typischen Werten.
UntersuchungserKebnisse:
Das erfindungsgemäß beschichtete Gehäuse wurde verschiedenen Tests unterzogen. Die strengste Untersuchung zur Bestimmung, ob die zusammengesetzte Beschichtung genügend Haftung besitzt, um den Betriebstemperaturen und sonstigen Arbeitsbedingungen einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine zu widerstehen, besteht im abwechselnden Erhitzen und Abkühlen. Wie in Fig. 3 dargestellt, besteht jeder Erwärmungs- und Abkühlungszyklus aus zwei Teilen. Im ersten Teil läuft der Motor, während das Kühlwasser bei einer Temperatur von ungefähr 105 C gehalten wird. Die Maschine läuft am Anfang mit 1000 Üpm, und zwar drei Minuten lang ohne Last. Dann wird die Drehzahl sehr schnell für ungefähr 40 Sekunden auf 4000 Üpa beschleunigt. Dann wird das Drosselventil geschlossen, wodurch die Drehzahl wieder auf 1000 Üpm absinkt (20 Sekunden). Der Motor wird dann auf 7000 Upm (20Sek.)^' und 40 Sekunden lang bei dieser Drehzahl
gehalten(Drossel weit geöffnet). Dann wird die Drossel geschlossen, um auf 1000 Üpm (20 Sek.) zurückzukommen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Kühlwasser sehr schnell gewechselt und hat danach nur noch eine Temperatur von 33°C. Wenn der ^otor danach drei Minuten lang mit dem kühleren Wasser bei 1000 Upm gelaufen ist, wird wieder mit weit geöffneter Drossel (20 Sek.) von 1000 üpm auf 4000 üpm übergewechselt. Diese Drehzahl wird 40 Sekunden gehalten und dann auf 1000 Üpm (20 Sek.) verlangsamt.
509829/0853
Danach wird wieder auf 7000 Üpm beschleunigt. Dieser Zyklus wird ununterbrochen Tag und Nacht wiederholt, bis der Motor a-if diese Weise über 100 Betriebsstunden erreicht
Tie erfindungsgemäß hergestellten Rotorgehäuse liefen bei den Versuchen mehr als 180 Stunden, ja sogar 200 Stunden, bevor der Motor aus anderen Gründen ausfiel, die nicht mit dem Haftvermögen oder der Wirksamkeit der Beschichtung zusammenhingen. Nach dem Auseinandernehmen der Maschine zeigte die Chron-Oberfläche des Rotorgehäuses über ihre gesamte Oberfläche ein Riß-Muster· Außerdem waren kaum wahrnehmbare Hattermarken vorhanden· Die Rotor-Kamsdichtungen (Graphit), welche bei diesen Untersuchungen benutzt wurden, zeigten geringen Verschleiß, obgleich am Radius etwas verloren ging. Weiterhin zeigten sich ein paar Cavitationen an der vorauseilenden Kante einiger Dichtungen. Die gemessene Abnutzung lag im Durchschnitt bei weniger als 1,875 M m/Std, bei den besten der bisher bekannten Konstruktionen. Wie Fig. 5 zeigt, ■ΛίΓάε ein deutlicher Anstieg des Wirkungsgrades erreicht.
Mikrοstruktur
Um die Bindungskraft bzw. das Haftvermögen der Beschichtungen zu messen,wurde in typischer Weise wenigstens eines von zwei flachen Untersuchungsstücken mit der fcu testenden Beschichtung besprüht oder plattiert. Danach wird das beschichtete Teil mit dem anderen der beiden Teststücke verbunden, normalervfeise durch einen Epoxydkleber. Nach dessen Erhärten werden die Versuchsstücke entlang ihrer Berührungsebene auseinandergezogen, wobei im wesentlichen Scherkräfte auftreten.
Um die Beanspruchung der Bindung der Beschichtung besser entsprechend der tatsächlichen Belastung während des Betriebes einer Botationskolbenbrennkraftmaschine wiederzugeben, werden
50 98 297 085 3
zwei zylindrische Stangen auf ihren Enden mit den vorgesehenen Beschichtungen besprührt "bzw. plattiert. Die beschichteten Enden werden dann in Flucht gebracht, aneinandergesetzt und durch ein sie umgürtendes Klebeband, welches die beiden beschichteten Bereiche überdeckt, mitteinander verbunden. Die Stangen werden dann mit einem Zug- Prüfgerät in Axrichtung auseinander gezo£ ;n. Die Zugkraft, welche erforderlich ist, um die Beschic vfcung von den zylindrischen Stangen abzuziehen, dividiert c\.rch die Umfangsflache der Verbindung der Stangen, ist die Zug- Bindungsstärke. Mit Hilfe dieser Erfindung können die Bindungsstärken bis auf un-
p
gefähr 550 kp/cQ vergrößert werden.
Patentansprüche
509829/0853

Claims (10)

  1. Fat entanspräche
    , Verfahren zur Herstellung des Rotorgehäuses einer Rotationskolbenbrennkraftm.-.achine aus Aluminium-Sandguß mit einer Auskleidung <£r Arbeitskammerwand durch eine Oberflächenschicht au;. Chrom, die auf eine Zwischenschicht aus Kohlenstoffstahl galvanisiert'; wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Arbeitskammerwand (11) des Gußstückes (10) eine erste Zwischenschicht (14) aus Nickelverbindungen oder -legierungen oder Molybdän durch Flammspritzen aufgetragen wird, bevor eine zweite Zwischenschicht (28J aus Kohlenstoffstahl ebenfalls durch Flammspritzen aufgebracht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t,daß die erste Zwischenschicht aus wenigstens einesi der folgenden Stoffe besteht: Ni Al, Ni * Al, Ni-Bronze, Nickel-Chrom, Nickel-Jiromkarbid.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gusstück vor dem Flammspritzen der ersten Zwischenschicht (14) auf 93 C erwärmt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß beim Flammspritzen der zweiten Zwischenschicht (28) IPuLverteilchen aus Kohlenstoffstahl auf eine Oberflächentemperatur von wenigstens 1093 ° C erhitzt werden.
  5. 5. Verfahren nach einem der Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die λ Pulverteilchen aus Kohlenstoffstahl einen Kohlenstoffgehalt von 0,8 bis 1,2 Gewichtprozent haben.
    509829/0853
    25002A8
  6. 6. Verfahren nach einem der Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück nach dem Auftragen der beiden Zwischenschichten zum Galvanisieren wenigstens im wesentlichen bis auf die Temperatur des Galvanisierbads abgekühlt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskammerwand des Gusstücks vor dem Aufspritzen der ersten Zwischenschicht (14·) spanend bearbeitet wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zwischenschicht auf die gussrauhe oder aufgerauhte Arbeitskaminerwand (11) aufgespritzt wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der ersten Zwischenschicht nicht mehr als 0,25 mm beträgt.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der zweiten Zwischenschicht (28) gleichmäßig ist und wenigstens 1,5 mm beträgt.
    509829/0853
DE19752500248 1974-01-04 1975-01-04 Verfahren zur herstellung des rotorgehaeuses einer rotationskolbenbrennkraftmaschine Pending DE2500248A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US430974A US3888746A (en) 1974-01-04 1974-01-04 Method of providing an intermediate steel layer for chrome plating on rotor housings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2500248A1 true DE2500248A1 (de) 1975-07-17

Family

ID=23709895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752500248 Pending DE2500248A1 (de) 1974-01-04 1975-01-04 Verfahren zur herstellung des rotorgehaeuses einer rotationskolbenbrennkraftmaschine

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3888746A (de)
JP (1) JPS5217173B2 (de)
DE (1) DE2500248A1 (de)
GB (1) GB1460229A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015213896A1 (de) * 2015-07-23 2017-01-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Beschichtung eines metallischen Werkzeugs und Bauteil

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5248711A (en) * 1975-10-16 1977-04-19 Mazda Motor Corp Rotary piston engine
DE2637980A1 (de) * 1976-08-24 1978-03-02 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffoerderaggregat
AU5375079A (en) * 1978-12-15 1980-07-10 Sankyo Electric Co. Ltd. Scroll type compressor
US4296181A (en) * 1980-01-16 1981-10-20 Nehra Samuel A Plating method and structure
EP0075053B1 (de) * 1981-09-22 1986-12-17 Sanden Corporation Verschleissfeste Mittel für eine Fluidumverdrängungsanlage mit Exzenterspiralelementen
JPS59142481U (ja) * 1983-03-15 1984-09-22 サンデン株式会社 スクロ−ル型流体装置
JPS6050203A (ja) * 1983-08-29 1985-03-19 Mazda Motor Corp ロ−タリピストンエンジンのロ−タハウジング
DE3636853A1 (de) * 1985-10-30 1987-05-07 Mazda Motor Seitengehaeuse fuer einen drehkolbenmotor und verfahren zu dessen herstellung
FR2606037B1 (fr) * 1986-11-04 1989-02-03 Total Petroles Revetement metallique realise sur un substrat mineral
US4724819A (en) * 1987-01-23 1988-02-16 Precision National Plating Services, Inc. Cylinder liner reconditioning process and cylinder liner produced thereby
US4793043A (en) * 1987-07-07 1988-12-27 Cummins Engine Company, Inc. Fuel pump distribution assembly salvage method
US5456818A (en) * 1993-11-03 1995-10-10 Ingersoll-Rand Company Method for preventing fretting and galling in a polygon coupling
US11428156B2 (en) 2020-06-06 2022-08-30 Anatoli Stanetsky Rotary vane internal combustion engine
CN117469023A (zh) * 2023-12-28 2024-01-30 陕西众科源泰动力科技有限公司 一种带涂层的三角转子活塞及转子发动机

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1600297A (de) * 1968-12-31 1970-07-20
FR1600296A (de) * 1968-12-31 1970-07-20

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015213896A1 (de) * 2015-07-23 2017-01-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Beschichtung eines metallischen Werkzeugs und Bauteil

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5217173B2 (de) 1977-05-13
US3888746A (en) 1975-06-10
GB1460229A (en) 1976-12-31
JPS5097712A (de) 1975-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2500248A1 (de) Verfahren zur herstellung des rotorgehaeuses einer rotationskolbenbrennkraftmaschine
EP2118534B1 (de) Kolbenring mit mehrlagenschichtverband und verfahren zu dessen herstellung
EP2597170B1 (de) Reparaturverfahren einer Zylinderlauffläche mittels Plasmaspritzverfahren
DE60021325T2 (de) Hartstoffschicht, damit beschichtetes Gleitteil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102010037690A1 (de) Turbinenrotor-Fabrikation unter Anwendung des Kaltspritzens
DE1817321A1 (de) Kolbenring oder Zylinderdichtungsring
EP0170763B1 (de) Verschleissfeste Beschichtung
DE2032804A1 (de) Kolbenring oder Zyhnderdichtungs ring
DE4342436C2 (de) Gleitlager mit einer Lagerschale
DE2109249A1 (de) Kolbenring, insbesondere für eine Brennkraftmaschine
DE2413097A1 (de) Kolbenring und verfahren zu seiner herstellung
DE2931116A1 (de) Kolbenring und verfahren zu seiner herstellung
DE2317937A1 (de) Spritzgussverfahren
DE112015000554T5 (de) Kolben mit beschichteter Bolzenbohrung
EP0653503B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Waffenrohres mit einer verschleissfesten Innenbeschichtung
DE2432376A1 (de) Ueberzug fuer ein rotormotorrotorgehaeuse und verfahren zu dessen herstellung
EP3601629B1 (de) Kolbenring mit kugelgestrahlter einlaufschicht und verfahren zur herstellung
EP1012486B1 (de) Pleuel mit einer festsitzenden gleitlagerschicht
DE19927997C2 (de) Gleitelement
DE2146153B2 (de) Zylinderlaufbuchse fur einen Verbrennungsmotor
DE102014005096A1 (de) Zylinderlaufbuchse, Baueinheit sowie Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbuchse
DE10041974B4 (de) Beschichtungsverfahren für Zylinderköpfe und Verwendung
DE2439871A1 (de) Verfahren zur herstellung eines ueberzogenen rotorgehaeuses
EP1000257B1 (de) Pleuel mit einem lagermetall
DE69821198T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer bimetallischen Turbinenschaufel und Verwendung

Legal Events

Date Code Title Description
OF Willingness to grant licences before publication of examined application
OD Request for examination
OHN Withdrawal