DE2934319C2 - Verfahren zur Herstellung einer sogenannten nassen Zylinderlaufbüchse für flüssiggekühlte Motoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach " dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei flüssiggekühlten Motoren, z. B. Dieselmotoren, wird eine sogenannte nasse Zylinderlaufbüchse in eine Zylinderbohrung eines Zylinderblockes so eingesetzt, daß ein Kühlwassermantel zur Kühlung des Wassers zwischen dem Block und der Laufbüchse entsteht. Bei derartigen Motoren werden O-Ringe in Aussparungen auf einer vorspringenden Wand der Zylinderbohrung eingesetzt, die den Kühlwassermantel abdichten und ein Austreten des Kühlwassers in einen Ölfänger verhindem. Die Zylinderlaufbüchse solcher Motoren hat die Neigung, sich aufgrund des hohen, bei der Kraftstoffverbrennung auftretenden Druckes während des Betriebes auszuheulen oder in der Zylinderbohrung aufgrund der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens zu vibrieren. Dann treten Kavitationen im Kühlwasser des Mantels auf, die zu Ermüdungserscheinungen der Zylinderlaufbüchse führen und die die Korrosion beschleunigen. Ist die Zylinderlaufbüchse in erheblichem Maße korrodiert, hat sie nur eine geringe mechanische Festigkeit und eine kurze Lebensdauer. Insbesondere treten die Kavitationserscheinungen umso mehr auf, je enger der Spalt zwischen der vorspringenden Wand in der Bohrung und der Zylinderlaufbüchse ist.

Es ist aus der GB-PS 12 63 507 sowie den US-PS 34 03 661, 30 18 765 und 27 83 749 bekannt, sogenannte nasse Zylinderlaufbüchsen für flüssigkeitsgekühlte Motoren mit einem vollständig gehärteten Belag, auf dessen Außenfläche ein bandförmiger Überzug aus polymerern Material aufgebracht ist, zu versehen. Diese Art von Überzug hat jedoch nicht den gewünschten Abdichteffekt, da er einen dünnen Spalt zwischen den Überzug und der inneren Oberfläche des Zylinderblokkes ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden und auszugestalten, daß das Auftreten von Kavitationserscheinungen verhindert wird und daß eine einwandfreie Abdichtung zwischen der nassen Zylinderlaufbüchse und dem Kurbelgehäuse erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 2,

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die mit bandförmiger Abdichtung versehene Zylinderlaufbuchse für flüssigkeitsgekühlte Motoren, die auf die Außenfläche der Zylinderlaufbüchse aufgebracht wird, auf besonders einfache Weise hergestellt werden. Das Abdichtband weist ein aus zwei Schichten bestehendes Laminat aus Silikonharz auf, wobei die innere Schicht aus vollständig ausgehärtetem Harz und die äußere Schicht aus halbgehärtetem Harz besteht Damit werden ausgezeichnete Abdichteigenschaften erzielt

Aufgrund der besonders guten Eigenschaften in Hinblick auf Elastizität, Widerstand gegen Vibrationen, gegen Wärme und Feuchtigkeit des gehärteten Silikonharzes aufgrund des dreidimensionalen Netzwerkes kann die Abdichtung den Vibrationen bzw. Schwingungen der Kolbenbewegungen oder der hohen Verbrennungstemperatur bei der Kraftstoffverbrennung zur Abdichtung des Spaltes in hohem Maße widerstehen. Wenn die Abdichtung in Verbindung mit O-Ringen verwendet wird, läßt sich der Abdichteffekt noch verbessern.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Zylinderlaufbüchse gewährleistet aufgrund des aus zwei Schichten bestehenden Laminats eine einwandfreie Abdichtung des Spaltes zwischen der Außenfläche der Zylinderlaufbüchse und der vorspringenden Wand des Zylinderblockes, um ein Abfließen von Kühlwasser aus dem Kühlwassermantel in das Kurbelgehäuse zu verringern und das Auftreten von Kavitationserscheinungen zu verhindern.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 Schnittansichten bekannter Zylinderbüchsen von flüssiggekühlten Motoren,

F i g. 3 eine Schnittansicht durch eine Zylinderbüchse nach der Erfindung,

F i g. 4 in vergrößertem Maßstab eine Schnittansicht der bandförmigen Abdichtung nach F i g. 3, und

F i g. 5 eine Schnittansicht einer Zylinderbüchse, in eine Zylinderbohrung eingesetzt.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Zylinderblock, mit 2 eine Zylinderbohrung und mit 3 eine Zylinderlaufbüchse dargestellt. Mit 4 ist ein Mantel für Kühlwasser zwischen dem Zylinderblock 1 und der Zylinderlaufbüchse 3 bezeichnet. In Aussparungen einer vorspringenden Wand 5 der Zylinderbohrung 2 sind zwei O-Ringe 6 eingesetzt, die den Kühlwassermantel abdichten und ein Austreten des Kühlwassers in einen Ölfänger (nicht dargestellt) verhindern.

Die Zylinderlaufbüchse 3 eines solchen Motors tendiert während des Betriebes zu einem Ausbuchten aufgrund des bei der Verbrennung von Kraftstoff auftretenden Druckes, oder zum Vibrieren in der Zylinderbohrung 2 aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens. Dies gibt Anlaß zur Entstehung von Hohlräumen im Kühlwasser des Kühlwassermantels 4, die zu Ermüdungserscheinungen der Zylinderlaufbüchse 3 führen und die die Korrosion der Zylinderlaufbüchse 3 beschleunigen. Wenn die Zylinderlaufbüchse 3 korrodiert ist, besitzt sie eine geringe mechanische Festigkeit und kurze Lebensdauer. Insbesondere treten umso mehr Hohlräume auf, je enger der Spalt 7 zwischen der vorspringenden Wand 5 in der Zylinderbohrung 2 und der Zylinderlaufbüchse 3 ist.

Ferner unterliegen die O-Ringe 6 aufgrund von Vibrationen der Zylinderlaufbuchse 3 einem Verschleiß, und das Kühlwasser im Kühlwassermantel 4 gelangt in den ölfänger oder in den Kurbelkasien (nicht dargestellt). Diesen O-Ringen ist, wie in Fig.2 dargestellt, eine Abdichtung 8, z. B. aus synthetischen Harzen, zugeordnet, die in dem Spalt 7 um die Eintrittsstelle herum angeordnet ist

Nach den Fi g. 3 bis 5 ist eine Zylinderlaufbüchse 10 teilweise mit Silikonharz auf der äußeren Oberfläche 10a versehen, um eine bandförmige Abdichtung A zu erzielen. Vor der Durchführung dieses Harzüberzugsvorganges soll der zu überziehende Bereich auf der Außenfläche 10a der Zylinderlaufbüchse festgelegt werden, die einem Eintrittsteil 15a eines Spaltes 15 entspricht, der zwischen der Zylinderlaufbüchse 10 und siner vorspringenden Wand 14 ausgebildet ist, wenn die Zylinderlaufbuchse 10 in eine Zylinderbohrung 13 eines Zylinderblockes 12 eingesetzt wird. Die Außenfläche XOa ist dann mit HiJfe eines Abdeckbandes abgedeckt, das den bandförmigen Bereich unabgedeckt läßt, an welchem ein Silikonharz mit einer Dicke von 50 bis 100 Mäkron aufgebracht wird.

Solche Silikonharze sind vorzugsweise Organo-Polysiloxan-Zusammensetzungen, die ein Härtemittel wie Organotinkomponenten, z. B. Zinnlaurat, ein Silankopplungsmittel zur Verbesserung der Hafteigenschaften, und einen Platinkatalysator enthalten. Nach dem Abstreifen des Abdeckbandes wird das Silikonharz auf eine Temperatur von etwa 120⁰C ca. eine Stunde lang erhitzt und ausgehärtet, so daß ein vollständig ausgehärtetes Harz 11 entsteht. Somit wird die Zylinderlaufbüchse 10 mit dem ausgehärteten bandförmigen Harz 11 umkleidet. Der Ausdruck »vollständig ausgehärtet« bedeutet einen elastischen Zustand wie Gummi. Dann wird das gleiche Silikonharz auf das vollständig ausgehärtete Harz bis zu einer Dicke von etwa 700 bis 800 Mikron aufgebracht und so weit ausgehärtet, daß es ein halbausgehärtetes Harz 16 bildet Der Ausdruck »halbausgehärtet« bedeutet einen solchen Zustand, daß das Harz keine Rückstellung bei Aufbringen eines Fingerdruckes zeigt, aber auch nicht, mehr am Finger haftet Ein solcher halbgehärteter Zustand kann dadurch erzielt werden, daß das Harz in der Atmosphäre bei Raumtemperatur mindestens 24 Stunden stehen gelassen wird. Beide Harze, nämlich das vollständig ausgehärtete und das halbgehärtete Harz ergeben ein aus zwei Schichten bestehendes Laminat A, in welchem zwei Harze fest miteinander verbunden sind. Das Laminat A ist dicker als der Spalt 15.

In Fig.5 sind mit 17 und 18 ein Kühlwassermantel und die O-Ringe bezeichnet

Die mit Abdichtband versehene Zylinderlaufbuchse wird in der nachstehend beschriebenen Weise hergestellt. Zuerst wird die Zylinderlaufbüchse 10 in die Zylinderbohrung 13 des Zylinderblocks 12 eingesetzt. Da das Laminat A auf der Außenfläche 10a dicker ist als der Spalt 15, wird die Oberfläche des haJbgehärteten Harzes 16 durch die vorspringende Wand 14 abgeschabt und um den Eintrittsteil 15a herum angehoben, wenn die Zylinderlaufbüchse 10 in die Zylinderbohrung 13 eingesetzt wird, wodurch der Eintrittsteil 15a abgedichtet wird. Das Harz 11 ist vollständig ausgehärtet worden und haftet fest an der Außenfläche 10a an, es wird deshalb nicht abgeschabt oder angehoben.

Das halbgehärtete Harz 16 wird allmählich durch das Kühlwasser ausgehärtet, das im Kühlwassermantel 17 im Betrieb aufgeheizt wird, und das aus zwei Schichten bestehende Laminat A bildet einen vollständig ausgehärteten Monobelag (Abdichtung B). Die Abdichtung B haftet an der Zylinderlaufbüchse 10 und dem Zylinderblock 13 fest an. Das das Laminat A den Raum um den Eintrittsteil 15a ausfüllt und ausgehärtet wird, hat die resultierende Abdichtung B einen ausgezeichneten Abdichteffekt, der in Verbindung mit den O-Ringen 18 noch verbessert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer sog. nassen Zylinderlaufbüchse für flüssiggekühlte Motoren, wobei ein bandförmiger Überzug aus einem polymeren Material derart auf die Außenfläche der Zylinderlaufbüchse aufgebracht ist, daß ein vollständig gehärteter Belag gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Silikonharz zusätzlich auf das vollständig ausgehärtete, ebenfalls aus "> Silikonharz bestehende Bandmaterial aufgebracht wird und bei Raumtemperatur solange stehengelassen wird, bis es sich in ein halbgehärtetes Harz verwandelt hat, wodurch ein aus zwei Schichten bestehendes Laminat aus Silikonharz mit vollständig ' gehärtetem innerem Belag und einem halb^ehärteten äußeren Belag entsteht

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonharz eine Zusammensetzung mit überwiegend Organo-Polysiloxan ist.