EP1153154A1 - Verfahren und anordnung zum thermischen beschichten von flächen eines innenraumes, insbesondere von zylinderlaufflächen eines zylinderkurbelgehäuses einer verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verfahren und anordnung zum thermischen beschichten von flächen eines innenraumes, insbesondere von zylinderlaufflächen eines zylinderkurbelgehäuses einer verbrennungskraftmaschine

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EP1153154A1
EP1153154A1 EP99963378A EP99963378A EP1153154A1 EP 1153154 A1 EP1153154 A1 EP 1153154A1 EP 99963378 A EP99963378 A EP 99963378A EP 99963378 A EP99963378 A EP 99963378A EP 1153154 A1 EP1153154 A1 EP 1153154A1
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EP
European Patent Office
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cylinder
cylinder crankcase
crankcase
cover
stenciling
Prior art date
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EP99963378A
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EP1153154B1 (de
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Udo Schlegel
Reinhard Vogelsang
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Volkswagen AG
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Volkswagen AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/06—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00 specially designed for treating the inside of hollow bodies
    • B05B13/0627—Arrangements of nozzles or spray heads specially adapted for treating the inside of hollow bodies
    • B05B13/0636—Arrangements of nozzles or spray heads specially adapted for treating the inside of hollow bodies by means of rotatable spray heads or nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/01—Selective coating, e.g. pattern coating, without pre-treatment of the material to be coated

Definitions

  • the invention relates to a method for the thermal coating of surfaces of an interior with the features mentioned in the preamble of claim 1 and an arrangement for the thermal coating of surfaces of an interior with the features mentioned in the preamble of claim 9.
  • thermal coating for example a plasma coating
  • a coating material in particular a metal
  • a flame melted in it and deposited on a substrate.
  • coatings with different properties in particular with desired sliding properties, hardness properties, layer thicknesses or the like, can be achieved.
  • an aluminum engine block is known from US Pat. No. 2,588,422, the cylinder raceways of which have a thermally sprayed coating.
  • GB 2 050 434 A discloses various coatings obtained by thermal spraying. These coatings are on steel or cast parts of internal combustion engines, such as piston rings or cylinder liners.
  • Another coating for cylinder liners is known from DE AS 21 46 153, in which a plasma coating is described.
  • the invention has for its object to provide an arrangement of the generic type with which a safe, in particular the use of a cylinder crankcase thermal coating is not negatively influencing is possible in a simple manner.
  • the invention is also based on the object of specifying a method of the generic type with which a reliable thermal coating is possible in a simple manner.
  • this object is achieved by a method having the features mentioned in claim 1.
  • the fact that at least before the pretreatment and / or before the coating of the surfaces to be treated, the areas of the cylinder crankcase are covered where no treatment is to be carried out in the processing station, is advantageously achieved that the material-removing or material-applying work steps actually only on those to be treated Surfaces act and all other areas of the cylinder crankcase are protected.
  • a previously set dimensional accuracy of the cylinder crankcase is not adversely affected by the coating and the pretreatment or aftertreatment required for the coating.
  • This makes it possible in a reproducible manner to treat a large number of cylinder crankcases which are within the specified and to be observed dimensional tolerances.
  • accidental contamination of further interiors provided in the cylinder crankcase, such as coolant channels, fitting bores or the like is avoided so that their later function is not impaired.
  • each cylinder crankcase to be thermally coated at least in regions can be provided continuously, for example in continuous production, with a cover template. This then takes over the protection of the other areas during the entire pretreatment and the actual thermal coating of the surfaces of the interior, in particular the cylinder running surfaces of cylinder bores.
  • the stenciling takes place separately with respect to the pretreatment and the thermal coating. This advantageously makes it possible to use cover templates which are matched to the respective treatment steps or treatment methods used, so that optimum protection of the other areas of the cylinder crankcase which are not to be treated is provided.
  • the processing sections are assigned a device for stenciling the cylinder crankcase
  • stenciling of the cylinder crankcase can be achieved in a simple manner, at least during pretreatment and during thermal coating.
  • the device comprises a turntable which can be rotated in defined steps by means of a drive about its axis of rotation, so that a cover template can be brought into a defined position in relation to the cylinder crankcases within the machining section. This advantageously ensures that a cover template can be brought into position in a simple manner, which is in a defined position relative to a cylinder crankcase to be treated.
  • the turntable can be used to move the cover template into the processing position in a simple and space-saving manner.
  • the turntable has a plurality of, in particular four, receptacles which are offset by 90 ° from one another for receiving a respective cover template.
  • a cover template can be brought into the machining position by rotating the turntable step by step by 90 °.
  • the device for stenciling the cylinder crankcases is assigned a cleaning device by means of which used cover stencils can be cleaned.
  • a covering template used for covering can be cleaned immediately after use and prepared for further use.
  • the combination with the turntable can so very advantageous for each machining section on which the cylinder crankcase is to be covered, continuous operation is maintained by means of at least two, in particular four, cover templates. While one cover template is in the processing position, a second cover template can be in the cleaning position. Material and space requirements can be optimized to a minimum through such a design.
  • the cleaning device can preferably be formed by a sleeve exchange machine, by means of which sealing sleeves in the cover templates can be exchanged.
  • a sleeve exchange machine By using new or regenerated wear sleeves, the dimensional accuracy of the cylinder surfaces to be machined can be achieved with great accuracy.
  • Figure 1 is a schematic view of a processing station for thermal
  • Figure 2 is a schematic side view of a processing section of the
  • Figure 3 is a schematic plan view of the machining section according to
  • FIG. 1 schematically shows a processing station 10 for the thermal coating of cylinder running surfaces of cylinder crankcases 12. Only one cylinder crankcase 12 is indicated in each case, this also only having indicated cylinder bores 14, here four. The walls delimiting the cylinder bores 14, that is to say the cylinder running surfaces, are to be coated by means of the processing station 10. The coating is done using a plasma coating technique. In the context of the present description, the actual process of plasma coating is not dealt with in more detail, since this is known.
  • the cylinder crankcases 12 are moved through the processing station 10 by means of a transport path 16, for example a roller conveyor or the like.
  • the processing station 10 comprises processing sections 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 and 36. The individual processing sections will be briefly discussed below.
  • FIG. 1 details such as drives, locks, inlets and outlets for gases, electrical energy or other media, control and monitoring devices or the like have been omitted for reasons of clarity.
  • the processing section 18 comprises a feed station at which the cylinder crankcases are transferred to the processing station 10.
  • the cylinder crankcases 12 have already been manufactured in a manner not to be considered in detail here and are mechanically finished with all the necessary functional elements, such as, for example, cylinder bores, coolant channels, fitting bores or the like.
  • the processing section 20 comprises a washing or cleaning station, within which the cylinder crankcases are completely washed free of chips and oil. Furthermore, the cylinder surfaces to be coated are dried and degreased absolutely. The absence of chips and oil is achieved, for example, by an injection flood wash, with critical areas, such as undercuts, bores, cavities or the like, being cleaned at high pressure by targeted injection of a wash liquor. Degreasing is carried out, for example, by superheated steam, which is conducted, for example, by appropriately designed lances onto the cylinder running surfaces of the cylinder crankcase 12.
  • the superheated steam for example, has a temperature of 130 ° C to 160 ° C and is introduced at a pressure of approximately 150 to 180 mbar.
  • the subsequent drying of the cylinder crankcase is preferably carried out under vacuum, for example at a negative pressure of 80 to 120 mbar.
  • a so-called stenciling of the cylinder crankcase 12 takes place.
  • the previously cleaned and dried cylinder crankcase 12 is provided with a cover template 38.
  • the cover template 38 has openings 40 indicated here.
  • the openings 40 are aligned with the cylinder bores 14, so that the cylinder bores 14 remain accessible from above through the openings 40 when the cover template 38 is applied.
  • the cover template 38 is designed such that all other areas of the cylinder crankcase 12 are covered by the latter. This applies in particular to coolant channels, fitting bores or the like.
  • the cover template 38 can be placed on the cylinder crankcase 12 manually or by a corresponding gripper or the like.
  • the cover template 38 has an exact flat underside, which rests on the cylinder head surface of the cylinder crankcase 12 that has already been ground or milled. To fix the cover template 38, this can have fixing pins, not shown in detail here, which engage, for example, in fitting holes provided anyway in the cylinder crankcase 12, for example for later attachment of a cylinder head.
  • the cover template 38 is made of a material that is resistant to the subsequent processing. In particular, this has a sufficiently high strength against a sandblast attack and against a plasma treatment and the like.
  • the cover template 38 here lies only on the cylinder crankcase 12 due to its own weight.
  • Sandblasting of the cylinder bores 14 takes place in the machining section 24. This sandblasting is carried out in order to achieve a roughness of the cylinder running surfaces so that the plasma coating taking place in the machining section 32 obtains the necessary adhesive tensile strength.
  • at least one blasting lance possibly two or more blasting lances, is introduced into the cylinder bores 14 simultaneously or in succession. The lances reach through the openings 40 of the cover template 38.
  • Sandblasting is carried out, for example, with aluminum oxide Al 2 O 3 with a grain size of 0.18 to 1.18 mm depending on the required surface roughness, based on the substrate alloy of the cylinder crankcase or the adhesive tensile strength of the subsequent plasma coating.
  • the sandblasting is preferably carried out using a double sandblasting unit which has two sandblasting lances.
  • the cylinder bores 1 are simultaneously sandblasted and 3, that is to say cylinder bores 14 which are not immediately adjacent. This makes better handling possible in the case of relatively limited space available, which depend on the pitch of the cylinder bores 14. This also halves the machining time for a complete cylinder crankcase 12, since two cylinder bores are machined simultaneously.
  • either the cylinder crankcase 12 or the sandblasting unit is moved by the pitch of the cylinder bore 14 so that the cylinder bores 2 and 4 can then be sandblasted.
  • the sandblasting takes place through the openings 40 of the cover templates 38, that is, the blasting lances are introduced through the cover template 38 into the cylinder bores 14. All other areas of the cylinder crankcase 12 are protected by the cover template 38 so that they do not come into contact with the sandblasting agent applied under pressure, so that the surfaces thereof are not impaired in any way.
  • the action of the sand blasting takes place exclusively on the cylinder running surfaces of the cylinder bores 14.
  • the sandblasted cylinder crankcase 12 is then cleaned in the machining section 26 by removing dust, in particular very fine dust, from the cylinder bores 14 by the sandblasting.
  • This can be done, for example, by cleaned, de-oiled and water-free compressed air, for example with a pressure of approximately 5 to 6 bar, with simultaneous suction of the dusts.
  • all cylinder bores 14 are cleaned, that is, blown out and suctioned out, at the same time.
  • the cylinder crankcase 12 is measured, in particular a roughness measurement of the cylinder surfaces.
  • the measurement can be carried out fully automatically using suitable devices, for example photogrammetry.
  • all cylinder bores 14 or only one of the cylinder bores 14 or a cylinder bore 14 of each nth cylinder crankcase 12 can be measured on a random basis.
  • the processing section 30 within which the cylinder crankcase 12 is marked. If the measurement shows that the roughness lies outside the specified tolerances, the corresponding cylinder crankcase 12 can be sorted out and, if necessary, fed back to the sandblasting station.
  • the number of the maximum possible blasting processes is limited. Becomes a faulty cylinder crankcase, the frequency of the roughness measurement can be increased.
  • the plasma coating is carried out in a manner known per se, in that a coating material, in particular a metal, is fed to a flame, melted out in the flame and deposited on the cylinder surfaces.
  • a coating atmosphere for example oxygen and / or nitrogen or another process gas for stabilizing the flame and / or for regulating the oxide content in the plasma layer, is also supplied.
  • the plasma coating of the cylinder surfaces can be carried out individually for each of the cylinder bores 14 or, similarly to sandblasting, by means of a double plasma unit, by means of which the cylinder bores 1 and 3 and subsequently the cylinder bores 2 and 4 are coated.
  • the cover template 38 still located on the cylinder crankcase 12 reliably prevents impairment, in particular contamination, of regions of the cylinder crankcase 12 that are not to be coated.
  • the cylinder crankcases are transferred to the processing section 34.
  • This can optionally be part of a cooling zone.
  • a separate cooling zone is provided between the plasma coating in the processing section 32 and the processing section 34.
  • the cover template 38 is removed. This is removed from the cylinder crankcase 12 either manually or by auxiliary devices. Since the cover template 38 rests only on the cylinder crankcase 12 due to its own weight, additional measures for removing the cover template 38 are not necessary. Finally, the cylinder crankcase 12 is removed in a machining section 36 of the machining station 10 and fed to further machining, for example honing the plasma-coated cylinder bores 14, to attaching an inlet chamfer to the cylinder bores 14. Furthermore, the cylinder crankcase 12 can be marked in the section 36. The cylinder crankcase 12 is marked, for example, by a serial number or the like.
  • the openings 40 of the cover template 38 are slightly larger than the cylinder bores 14, so that a corresponding edge coating of the edge regions of the cylinder crankcase 12 surrounding the cylinder bores 14 takes place. It is hereby advantageously achieved that the later chamfer area has a correspondingly high adhesive tensile strength against cutting forces of the chamfering tool and the plasma coating is not damaged during the chamfering.
  • the covering templates are applied in the processing section 22 and removed in the processing section 34.
  • the covering templates 38 used in accordance with this exemplary embodiment must therefore be suitable both for sandblasting in the processing section 24 and for plasma coating in the processing section 32. Since on the one hand it is a material-removing process and on the other hand it is a material-applying process, the cover template 38 has to do justice to both mutually opposing processes.
  • the stenciling of the cylinder crankcase 12 is illustrated in a further exemplary embodiment with reference to FIGS. 2 and 3.
  • a schematic side view and a schematic top view of the machining section 24 or the machining section 32 are shown.
  • the basic structure within the processing sections 24 and 32 is the same. The only differences are the sandblasting devices as tools and the plasma coating devices as tools. However, this will not be dealt with in more detail in the context of the present description.
  • the stenciling of the cylinder crankcase 12 is decisive both in the case of sandblasting in the machining section 24 and in the case of plasma coating in the machining section 32.
  • a cylinder crankcase 12 is arranged on a lifting table 42.
  • the lifting table 42 is integrated in the transport path 16. This is done in such a way that the cylinder crankcase 12 is transported by means of the transport path 16 into the respective processing sections 24 and 32 and can be transferred there into its respective processing position by means of the lifting tables 42.
  • a machining tool 44 each having a lance or, according to the exemplary embodiments already explained, two or more lances 46.
  • the lances 46 are designed accordingly either for sandblasting in the processing section 24 or for plasma coating in the processing section 32.
  • the processing stations 24 and 32 further comprise a device, designated here overall with 50, for stenciling the cylinder crankcase 12.
  • the stenciling takes place here in a processing-related manner on the one hand in the processing station 24 and on the other hand in the processing station 32.
  • the device 50 comprises a turntable 52, which can be rotated about its axis of rotation 56 in defined steps by means of a drive 54.
  • the turntable 52 has, as the schematic plan view in FIG. 3 better illustrates, receptacles 58 for one cover template each. From the top view it is clear that the cover templates 38 only have the openings 40, which are each assigned to the cylinder bores 14.
  • the turntable 52 can be rotated step by step in a defined manner by means of the drive 54.
  • the device 50 is associated with an indicated cleaning device 62, which may have a milling cutter 64, for example. Instead of the cleaning device, a device for exchanging wear sleeves, which are arranged in the template 38, can also be provided. In addition, suction devices 66 and 68, which are indicated here, are also provided.
  • the device 50 shown in FIGS. 2 and 3 has the following function:
  • Exactly one cover template 38 is always brought into a processing position by means of the drive 54.
  • the cover template 58 has reached its exact position, which is defined by the stops 60, the cylinder crankcase 12 is moved upward, that is to say against the cover templates 38, by means of the lifting table 42.
  • the openings in the cover template 38 and the cylinder bores 14 of the cylinder crankcase 12 come into an aligned position.
  • either tools are used for sandblasting in accordance with processing section 24 or plasma coating in accordance with processing section 32.
  • a cover template 38 As illustrated in FIG. 3, at the moment when a cover template 38 is in its processing position, viewed clockwise, a next cover template 38 is in a transition position and a cover template 38 is in a position assigned to the cleaning device 62 (sleeve exchange device). Another cover template 38 is located between the cleaning position and the processing position. It is hereby achieved that at the same time, when a cover template 38 assumes its covering function, a second cover template 38, namely this cover template 38 which is exactly offset by 180 °, is cleaned by means of the device 62.
  • the milling device 64 can, for example, restore the dimensions of the openings 40 of the cover templates 38. This can be impaired, for example, by deposits during the plasma coating. The dimensional accuracy of the openings can also be achieved by replacing the corresponding wear sleeves in the cover templates.
  • the turntable 52 is rotated through 90 ° in each case, so that each cylinder crankcase 12 is assigned a new (cleaned) cover template 38. This ensures a constant processing quality during sandblasting or plasma coating.
  • the arrangement of the cleaning device 62 can be dispensed with in the processing station 24, since there is no additional material application that could impair the dimensional accuracy of the openings 40.
  • covering templates 38 or wear sleeves that are no longer true to size can be replaced.
  • automatic stenciling of the cylinder crankcase 12 is possible in a simple manner.
  • the masking templates 38 can be positioned precisely, so that a constant quality can be achieved with sandblasting or with plasma coating.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum thermischen Beschichten von Flächen eines Innenraumes, insbesondere von Zylinderlaufflächen eines Zylinderkurbelgehäuses, wobei die Zylinderkurbelgehäuse einer Bearbeitungsstation zugeführt werden, und innerhalb der Bearbeitungsstation zumindest eine Vorbehandlung der zu beschichtenden Flächen und die thermische Beschichtung der Flächen erfolgt. Es ist vorgesehen, daß vor der Vorbehandlung und/oder vor der Beschichtung die Bereiche des Zylinderkurbelgehäuses abgedeckt (schabloniert) werden, an denen keine Behandlung in der Bearbeitungsstation erfolgen soll.

Description

Verfahren und Anordnung zum thermischen Beschichten von Flächen eines Innenraumes, insbesondere von Zylinderlauffiächen eines Zylinderkurbelgehäuses einer Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Beschichten von Flächen eines Innenraumes mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen und eine Anordnung zum thermischen Beschichten von Flächen eines Innenraumes mit den im Oberbegriff des Anspruchs 9 genannten Merkmalen.
Es ist allgemein bekannt, mittels einer thermischen Beschichtung eine Oberflächenvergütung zu erzielen. Bei einer derartigen thermischen Beschichtung, beispielsweise einer Plasmabeschichtung, wird ein Beschichtungsmaterial, insbesondere ein Metall, in Pulver- oder Stabform einer Flamme zugeführt, in dieser aufgeschmolzen und auf einem Substrat niedergeschlagen. Je nach verwendetem Beschichtungsmaterial und eingesetzter Umgebungsatmosphäre können Beschichtungen mit unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere mit gewünschten Gleiteigenschaften, Härteeigenschaften, Schichtdicken oder dergleichen, erzielt werden.
So ist beispielsweise aus der US PS 5,080,056 bekannt, auf aus einer Aluminium- Legierung oder aus einer Magnesium-Legierung bestehende Werkstücke durch Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen eine Aluminium-Bronze-Legierung aufzubringen, deren Schichtdicke anschließend durch Honen auf ein Endmaß bearbeitet wird.
Ferner ist aus der US PS 2,588,422 ein Aluminium-Motorblock bekannt, dessen Zylinderlaufbahnen eine thermisch gespritzte Beschichtung aufweisen. Schließlich sind aus der GB 2 050 434 A verschiedene durch thermisches Spritzen erhaltene Beschichtungen bekannt. Diese Beschichtungen befinden sich auf Stahl- oder Gußteilen von Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise Kolbenringen oder Zylinderlaufbüchsen. Eine weitere Beschichtung für Zylinderlauf büchsen ist aus der DE AS 21 46 153 bekannt, in der eine Plasmabeschichtung beschrieben ist.
Bei der Beschichtung von Innenräumen, beispielsweise von Zylinderlauffiächen eines Zylinderkurbelgehäuses einer Verbrennungskraftmaschine (Hubkolbenmaschine), besteht das Problem, daß die zu beschichtenden Innenräume relativ beengt sind, so daß eine Prozeßfreiheit stark eingeschränkt ist. Dies betrifft sowohl das Vorbereiten der zu beschichtenden Fläche, die Durchführung der thermischen Beschichtung selber und die Nachbearbeitung der beschichteten Fläche. Insbesondere bei der thermischen Beschichtung von Zylinderlauffiächen an Verbrennungskraftmaschinen ist eine definierte und reproduzierbare Bearbeitung notwendig, da durch die thermische Beschichtung wesentlich die Laufeigenschaften von Kolben in den Zylinderkurbelgehäusen beeinflußt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der in einfacher Weise eine sichere, insbesondere die Verwendung eines Zylinderkurbelgehäuses nicht negativ beeinflussende, thermische Beschichtung möglich ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, mit dem in einfacher Weise eine sichere thermische Beschichtung möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, daß zumindest vor der Vorbehandlung und/oder vor der Beschichtung der zu behandelnden Flächen die Bereiche des Zylinderkurbelgehäuses abgedeckt werden, an denen keine Behandlung in der Bearbeitungsstation erfolgen soll, wird vorteilhafterweise erreicht, daß die materialabtragenden beziehungsweise materialauftragenden Arbeitsschritte tatsächlich nur an den zu behandelnden Flächen wirken und alle weiteren Bereiche des Zylinderkurbelgehäuses geschützt sind. Somit wird eine bereits vorher eingestellte Maßhaltigkeit der Zylinderkurbelgehäuse durch die Beschichtung und die für die Beschichtung notwendigen Vor- beziehungsweise Nachbehandlungen nicht beeinträchtigt. Hierdurch wird in reproduzierbarer Weise die Behandlung einer Vielzahl von Zylinderkurbelgehäusen möglich, die innerhalb den vorgegebenen und einzuhaltenden Maßtoleranzen liegen. Insbesondere wird auch eine versehentliche Verunreinigung weiterer im Zylinderkurbelgehäuse vorgesehener Innenräume, wie beispielsweise Kühlmittelkanäle, Paßbohrungen oder dergleichen, vermieden, so daß diese in ihrer späteren Funktion nicht beeinträchtigt sind.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß dieses, nachfolgend auch Schablonieren genannte Abdecken der Zylinderkurbelgehäuse vor Einbringen der Zylinderkurbelgehäuse in die Bearbeitungsstation erfolgt. Somit kann kontinuierlich, beispielsweise in Fließfertigung, jedes zumindest bereichsweise thermisch zu beschichtende Zylinderkurbelgehäuse mit einer Abdeckschablone versehen werden. Diese übernimmt dann während der gesamten Vorbehandlung und der eigentlichen thermischen Beschichtung der Flächen der Innenräume, insbesondere der Zylinderlauffiächen von Zylinderbohrungen, den Schutz der übrigen Bereiche.
Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Schablonieren bezogen auf die Vorbehandlung und die thermische Beschichtung separat erfolgt. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, jeweils auf die jeweiligen Behandlungsschritte beziehungsweise eingesetzten Behandlungsverfahren abgestimmte Abdeckschablonen einzusetzen, so daß ein optimaler Schutz der übrigen, nicht zu behandelnden Bereiche der Zylinderkurbelgehäuse gegeben ist.
Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den im Anspruch 9 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, daß den Bearbeitungsabschnitten eine Einrichtung zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse zugeordnet ist, läßt sich in einfacher Weise zumindest beim Vorbehandeln und beim thermischen Beschichten ein Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse erreichen. Insbesondere ist bevorzugt, daß die Einrichtung einen Drehteller umfaßt, der mittels eines Antriebes um seine Drehachse in definierten Schritten verdrehbar ist, so daß eine Abdeckschablone innerhalb des Bearbeitungsabschnittes in eine definierte Position zu den Zylinderkurbelgehäusen bringbar ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß in einfacher Weise jeweils eine Abdeckschablone in Position bringbar ist, die in definierter Lage zu einem zu behandelnden Zylinderkurbelgehäuse ist. Durch den Drehteller läßt sich ein Verbringen der Abdeckschablone in die Bearbeitungsposition in einfacher und platzsparender Weise erreichen.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Drehteller mehrere, insbesondere vier um 90° zueinander versetzte Aufnahmen zur Aufnahme von je einer Abdeckschablone aufweist. Hierdurch kann durch schrittweises Verdrehen des Drehtellers um jeweils 90° exakt eine Abdeckschablone in die Bearbeitungsposition gebracht werden.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Einrichtung zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse eine Reinigungseinrichtung zugeordnet ist, mittels der eine Reinigung gebrauchter Abdeckschablonen durchführbar ist. Durch eine derartige Kombination kann eine zum Abdecken eingesetzte Abdeckschablone nach dem Gebrauch unmittelbar an ihrem Einsatzort gereinigt werden und für eine weitere Benutzung vorbereitet werden. Durch die Kombination mit dem Drehteller kann so sehr vorteilhaft pro Bearbeitungsabschnitt, an dem eine Abdeckung der Zylinderkurbelgehäuse erfolgen soll, mittels wenigstens zwei, insbesondere vier Abdeckschablonen ein kontinuierlicher Betrieb aufrechterhalten werden. Während eine Abdeckschablone sich in der Bearbeitungsposition befindet, kann sich eine zweite Abdeckschablone in der Reinigungsposition befinden. Ein Material- und ein Platzaufwand läßt sich durch eine derartige Ausgestaltung auf ein Minimum optimieren.
Die Reinigungseinrichtung kann bevorzugterweise durch einen Hülsentauschautomaten gebildet sein, mittels dem Verschlußhülsen in den Abdeckschablonen austauschbar sind. Durch den Einsatz von jeweils neuen oder regenerierten Verschleißhülsen läßt sich eine Maßhaltigkeit der zu bearbeitenden Zylinderlauffiächen mit großer Genauigkeit erzielen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer Bearbeitungsstation zum thermischen
Beschichten von Zylinderlauffiächen in Zylinderkurbelgehäusen;
Figur 2 eine schematische Seitenansicht eines Bearbeitungsabschnittes der
Bearbeitungsstation und
Figur 3 eine schematische Draufsicht auf den Bearbeitungsabschnitt gemäß
Figur 2.
Figur 1 zeigt schematisch eine Bearbeitungsstation 10 zum thermischen Beschichten von Zylinderlauffiächen von Zylinderkurbelgehäusen 12. Hierbei ist lediglich teilweise jeweils ein Zylinderkurbelgehäuse 12 angedeutet, wobei dieses ebenfalls lediglich angedeutete Zylinderbohrungen 14, hier vier, aufweist. Mittels der Bearbeitungsstation 10 sollen die, die Zylinderbohrungen 14 begrenzenden Wänden, also die Zylinderlauffiächen, beschichtet werden. Die Beschichtung erfolgt mittels einer Plasmabeschichtungstechnik. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird auf den eigentlichen Vorgang des Plasmabeschichtens nicht näher eingegangen, da dieses bekannt ist. Die Zylinderkurbelgehäuse 12 werden mittels einer Transportstrecke 16, beispielsweise einer Rollenbahn oder dergleichen, durch die Bearbeitungsstation 10 bewegt. Die Bearbeitungsstation 10 umfaßt Bearbeitungsabschnitte 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 und 36. Nachfolgend soll auf die einzelnen Bearbeitungsabschnitte kurz eingegangen werden.
In der Figur 1 wurde auf die Darstellung von Details, wie Antriebe, Schleusen, Zu- beziehungsweise Abführungen für Gase, elektrische Energie beziehungsweise anderer Medien, Steuer- und Überwachungseinrichtungen oder dergleichen, aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.
Der Bearbeitungsabschnitt 18 umfaßt eine Zuführstation, bei der die Zylinderkurbelgehäuse der Bearbeitungsstation 10 übergeben werden. Die Zylinderkurbelgehäuse 12 sind in hier nicht näher zu betrachtender Weise bereits gefertigt und mit allen notwendigen Funktionselementen, wie beispielsweise Zylinderbohrungen, Kühlmittelkanälen, Paßbohrungen oder dergleichen, fertig mechanisch bearbeitet.
Der Bearbeitungsabschnitt 20 umfaßt eine Wasch- beziehungsweise Reinigungsstation, innerhalb der die Zylinderkurbelgehäuse spänefrei und ölfrei komplett gewaschen werden. Ferner erfolgt eine Trocknung und eine absolute Entfettung der zu beschichtenden Zylinderlauffiächen. Die Späne- und Ölfreiheit wird beispielsweise durch eine Injektions-Flut-Waschung erreicht, wobei kritische Bereiche, wie Hinterschnei- dungen, Bohrungen, Hohlräume oder dergleichen, durch ein gezieltes Injizieren einer Waschlauge mit Hochdruck gereinigt werden. Das Entfetten erfolgt beispielsweise durch Heißdampf, der beispielsweise durch entsprechend ausgebildete Lanzen auf die Zylinderlauffiächen des Zylinderkurbelgehäuses 12 geleitet wird. Der Heißdampf besitzt beispielsweise eine Temperatur von 130 °C bis 160 °C und wird bei einem Druck von zirka 150 bis 180 mbar eingebracht. Die anschließende Trocknung der Zylinderkurbelgehäuse erfolgt vorzugsweise unter Vakuum, beispielsweise bei einem Unterdruck von 80 bis 120 mbar.
Im Bearbeitungsabschnitt 22 erfolgt ein sogenanntes Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse 12. Hier werden die zuvor gereinigten und getrockneten Zylinderkurbelgehäuse 12 mit einer Abdeckschablone 38 versehen. Die Abdeckschablone 38 besitzt hier angedeutete Öffnungen 40. Die Öffnungen 40 fluchten mit den Zylinderbohrungen 14, so daß bei Aufbringen der Abdeckschablone 38 die Zylinderbohrungen 14 durch die Öffnungen 40 von oben zugänglich bleiben. Die Abdeckschablone 38 ist so ausgebildet, daß sämtliche weiteren Bereiche der Zylinderkurbelgehäuse 12 durch diese abgedeckt sind. Dies betrifft insbesondere Kühlmittelkanäle, Paßbohrungen oder dergleichen. Die Abdeckschablone 38 kann hierbei manuell oder durch einen entsprechenden Greifer oder dergleichen auf die Zylinderkurbelgehäuse 12 aufgelegt werden. Hierbei besitzt die Abdeckschablone 38 eine exakte plane Unterseite, die auf der bereits plan geschliffenen oder gefrästen Zylinderkopffläche des Zylinderkurbelgehäuses 12 aufliegt. Zur Fixierung der Abdeckschablone 38 kann diese hier im einzelnen nicht dargestellte Fixierstifte aufweisen, die beispielsweise in im Zylinderkurbelgehäuse 12 sowieso vorhandenen Paßbohrungen, beispielsweise zum späteren Befestigen eines Zylinderkopfes, eingreifen. Die Abdeckschablone 38 besteht aus einem Material, das gegenüber der nachfolgenden Bearbeitung resistent ist. Diese besitzt insbesondere eine genügend große Festigkeit gegenüber einem Sandstrahlangriff und gegenüber einer Plasmabehandlung und dergleichen. Die Abdeckschablone 38 liegt hierbei lediglich durch ihr Eigengewicht auf dem Zylinderkurbelgehäuse 12 auf. Durch die sich gegenüberliegenden, planen Seiten wird jedoch eine dichte Auflage erreicht, so daß ein Spalt zwischen der Zylinderkopffläche des Zylinderkurbelgehäuses 12 und der Unterseite der Abdeckschablone 38 im wesentlichen dichtend ausgebildet ist. Nach diesem Schablonieren in dem Bearbeitungsabschnitt 22 wird das mit der Abdeckschablone 38 versehende Zylinderkurbelgehäuse 12 durch die nachfolgenden Bearbeitungsabschnitte 24, 26, 28, 30 und 32 geführt.
Im Bearbeitungsabschnitt 24 erfolgt ein Sandstrahlen der Zylinderbohrungen 14. Dieses Sandstrahlen erfolgt, um eine Rauhigkeit der Zylinderlauffiächen zu erzielen, damit die in dem Bearbeitungsabschnitt 32 erfolgende Plasmabeschichtung die notwendige Haftzugfestigkeit erhält. Zum Sandstrahlen wird wenigstens eine Strahllanze, gegebenenfalls zwei oder auch mehr Strahllanzen, gleichzeitig oder nacheinander in die Zylinderbohrungen 14 eingeführt. Hierbei greifen die Lanzen durch die Öffnungen 40 der Abdeckschablone 38 durch. Das Sandstrahlen erfolgt beispielsweise mit Aluminiumoxid AI2O3 mit einer Körnung von 0,18 bis 1,18 mm je nach geforderter Oberflächenrauhigkeit, bezogen auf die Substratlegierung der Zylinderkurbelgehäuse beziehungsweise Haftzugfestigkeit der späteren Plasmabeschichtung. Bei Zylinderkurbelgehäusen mit vier Zylinderbohrungen 14 erfolgt das Sandstrahlen vorzugsweise mit einer Doppel-Sandstrahleinheit, die zwei Sandstrahllanzen aufweist. Hierbei erfolgt beispielsweise das gleichzeitige Sandstrahlen der Zylinderbohrungen 1 und 3, das heißt nicht unmittelbar benachbarter Zylinderbohrungen 14. Hierdurch wird eine bessere Handhabung bei relativ beengt zur Verfügung stehenden Platzverhältnissen, die sich nach dem Stichmaß der Zylinderbohrungen 14 richten, möglich. Ferner wird hierdurch die Bearbeitungszeit für ein komplettes Zylinderkurbelgehäuse 12 halbiert, da zwei Zylinderbohrungen gleichzeitig bearbeitet werden. Sind die Zylinderbohrungen 1 und 3 gestrahlt, wird entweder das Zylinderkurbelgehäuse 12 oder die Sandstrahleinheit um das Stichmaß der Zylinderbohrung 14 verfahren, so daß dann die Zylin-derbohrungen 2 und 4 sandgestrahlt werden können. Das Sandstrahlen erfolgt hierbei durch die Öffnungen 40 der Abdeckschablonen 38 hindurch, das heißt, die Strahllanzen werden durch die Abdeckschablone 38 hindurch in die Zylinderbohrungen 14 eingeführt. Durch die Abdeckschablone 38 werden alle weiteren Bereiche der Zylinderkurbelgehäuse 12 geschützt, so daß diese nicht mit dem unter Druck eingebrachten Sandstrahlmittel in Berührung gelangen, so daß deren Oberflächen keinerlei Beeinträchtigung erfahren. Die Einwirkung der Sandstrahlung erfolgt ausschließlich auf die Zylinderlauffiächen der Zylinderbohrungen 14.
Anschließend werden die sandgestrahlten Zylinderkurbelgehäuse 12 in dem Bearbeitungsabschnitt 26 gereinigt, indem durch das Sandstrahlen sich abgesetzter Staub, insbesondere Feinststaub, aus den Zylinderbohrungen 14 entfernt wird. Dies kann beispielsweise durch gereinigte, entölte und wasserfreie Druckluft, beispielsweise mit einem Druck von zirka 5 bis 6 bar bei gleichzeitigem Absaugen der Stäube erfolgen. Hierbei erfolgt ein gleichzeitiges Reinigen, das heißt Ausblasen und Absaugen, aller Zylinderbohrungen 14.
In dem Bearbeitungsabschnitt 28 erfolgt ein Ausmessen der Zylinderkurbelgehäuse 12, insbesondere eine Rauhigkeitsmessung der Zylinderlauffiächen. Die Messung kann mittels geeigneter Einrichtungen, beispielsweise der Fotogrammetrie, voll automatisch erfolgen. Hierbei kann eine Messung aller Zylinderbohrungen 14 oder stichprobenweise lediglich einer der Zylinderbohrung 14 oder eine Zylinderbohrung 14 jedes n-ten Zylinderkurbelgehäuses 12 erfolgen. Nach Messung der Zylinderkurbelgehäuse 12 werden diese in den Bearbeitungsabschnitt 30 überführt, innerhalb dem eine Markierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 erfolgt. Ergibt die Messung, daß die Rauhigkeit außerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt, kann das entsprechende Zylinderkurbelgehäuse 12 aussortiert und gegebenenfalls nochmals der Sandstrahlstation zugeführt werden. Allerdings ist die Anzahl der maximal möglichen Strahlvorgänge begrenzt. Wird ein fehlerhaftes Zylinderkurbelgehäuse ermittelt, kann die Häufigkeit der Rauhigkeitsmessung erhöht werden.
Schließlich werden die Zylinderkurbelgehäuse in den Bearbeitungsabschnitt 32 überführt, in dem die eigentliche thermische Beschichtung der Zylinderlauffiächen erfolgt. Die Plasmabeschichtung erfolgt in an sich bekannter Weise, indem ein Beschichtungswerkstoff, insbesondere ein Metall, einer Flamme zugeführt wird, in dieser ausgeschmolzen und auf den Zylinderlauffiächen niederschlägt. Zusätzlich zu dem Beschichtungswerkstoff wird noch eine Beschichtungsatmosphäre, beispielsweise Sauerstoff und/oder Stickstoff oder ein anderes Prozeßgas zur Stabilisierung der Flamme und/oder zur Regelung des Oxidanteils in der Plasmaschicht, zugeführt. Die Plasmabeschichtung der Zylinderlauffiächen kann hierbei für jede der Zylinderbohrungen 14 einzeln erfolgen oder, ähnlich wie beim Sandstrahlen, durch eine Doppel-Plasmaeinheit, mittels der zunächst die Zylinderbohrungen 1 und 3 und anschließend die Zylinderbohrungen 2 und 4 beschichtet werden. Durch die sich noch auf dem Zylinderkurbelgehäuse 12 befindliche Abdeckschablone 38 wird eine Beeinträchtigung, insbesondere Verunreinigung, von nicht zu beschichtenden Bereichen der Zylinderkurbelgehäusen 12 sicher vermieden.
Nach der Plasmabeschichtung der Zylinderlauffiächen werden die Zylinderkurbelgehäuse in den Bearbeitungsabschnitt 34 überführt. Dieser kann gegebenenfalls Bestandteil einer Kühlzone sein. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Plasmabeschichten in dem Bearbeitungsabschnitt 32 und dem Bearbeitungsabschnitt 34 eine separate Kühlzone vorgesehen.
Im Bearbeitungsabschnitt 34 erfolgt eine Entnahme der Abdeckschablone 38. Diese wird entweder manuell oder durch Hilfseinrichtungen von dem Zylinderkurbelgehäuse 12 entnommen. Da die Abdeckschablone 38 lediglich durch ihr Eigengewicht auf dem Zylinderkurbelgehäuse 12 aufliegt, sind zusätzliche Maßnahmen zur Entnahme der Abdeckschablone 38 nicht notwendig. Schließlich wird das Zylinderkurbelgehäuse 12 in einem Bearbeitungsabschnitt 36 der Bearbeitungsstation 10 entnommen und einer weiteren Bearbeitung, beispielsweise einem Honen der plasmabeschichteten Zylinderbohrungen 14, einem Anbringen einer Einlauffase an die Zylinderbohrungen 14 zugeführt. Ferner kann eine Markierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 in den Abschnitt 36 erfolgen. Eine Markierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 erfolgt beispielsweise durch eine laufende Nummer oder dergleichen. Durch die Zuordnung einer laufenden Nummer jeder der Zylinderkurbelgehäuse 12 wird es möglich, neben einer Qualitätsüberwachung alle relevanten Prozeßparameter der Bearbeitungsstation 10 der laufenden Nummer des Zylinderkurbelgehäuses 12 zuzuordnen und diese in einem Anlagenrechner zu protokollieren. Mittels der protokollierten Prozeßparameter und der eindeutigen Zuordnung zu den Zylinderkurbelgehäusen 12 über die laufende Nummer ist eine spätere Fehleranalyse bei Beanstandungen jederzeit lückenlos möglich.
In im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nicht näher zu betrachtender Weise kann vorgesehen sein, daß die Öffnungen 40 der Abdeckschablone 38 geringfügig größer sind als die Zylinderbohrungen 14, so daß eine entsprechende Kantenbeschichtung der die Zylinderbohrungen 14 umgebenden Randbereiche des Zylinderkurbelgehäuses 12 erfolgt. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß der spätere Fasenbereich eine entsprechend große Haftzugfestigkeit gegenüber Schnittkräften des Fasenwerkzeuges aufweist und die Plasmabeschichtung beim Fasen nicht geschädigt wird.
Bei dem zu Figur 1 erläuterten Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen worden, daß die Schablonierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 während des gesamten Durchlaufes durch die Bearbeitungsabschnitte 24, 26, 28, 30 und 32 aufrechterhalten ist. Die Abdeckschablonen werden hierzu in dem Bearbeitungsabschnitt 22 aufgebracht und im Bearbeitungsabschnitt 34 entnommen. Somit müssen die gemäß diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Abdeckschablonen 38 sowohl für das Sandstrahlen im Bearbeitungsabschnitt 24 und für das Plasmabeschichten im Bearbeitungsabschnitt 32 geeignet sein. Da es sich einerseits um ein materialabtragendes und andererseits um ein materialauftragendes Verfahren handelt, muß die Abdeckschablone 38 beiden an sich gegensätzlichen Verfahren gerecht werden.
Anhand der Figuren 2 und 3 wird in einem weiteren Ausführungsbeispiel das Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse 12 verdeutlicht. Hierbei ist jeweils eine schematische Seitenansicht und eine schematische Draufsicht des Bearbeitungsabschnittes 24 oder des Bearbeitungsabschnittes 32 dargestellt. Der grundsätzliche Aufbau innerhalb der Bearbeitungsabschnitte 24 und 32 ist gleich. Unterschiedlich sind lediglich einmal die Sandstrahleinrichtungen als Werkzeuge und andererseits die Plasmabeschichtungseinrichtungen als Werkzeuge. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung soll jedoch hierauf nicht näher eingegangen werden. Entscheidend ist die Schablonierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 sowohl beim Sandstrahlen im Bearbeitungsabschnitt 24 als auch beim Plasmabeschichten im Bearbeitungsabschnitt 32.
Gleiche Teile wie in Figur 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.
In der schematischen Seitenansicht in Figur 2 ist ein Zylinderkurbelgehäuse 12 auf einem Hubtisch 42 angeordnet. Der Hubtisch 42 ist in die Transportstrecke 16 integriert. Dies erfolgt derart, daß die Zylinderkurbelgehäuse 12 mittels der Transportstrecke 16 in die jeweiligen Bearbeitungsabschnitte 24 beziehungsweise 32 transportiert werden und dort mittels der Hubtische 42 in ihre jeweilige Bearbeitungsposition überführbar sind. Angedeutet ist ferner ein Bearbeitungswerkzeug 44, das jeweils eine Lanze oder nach den bereits erläuterten Ausführungsbeispielen zwei oder auch mehr Lanzen 46 aufweist. Die Lanzen 46 sind entweder zum Sandstrahlen bei dem Bearbeitungsabschnitt 24 oder zum Plasmabeschichten bei dem Bearbeitungsabschnitt 32 entsprechend ausgebildet.
Die Bearbeitungsstationen 24 beziehungsweise 32 umfassen ferner eine hier insgesamt mit 50 bezeichnete Einrichtung zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse 12. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel in Figur 1 erfolgt hier das Schablonieren bearbeitungsbezogen einerseits in der Bearbeitungsstation 24 und andererseits in der Bearbeitungsstation 32. Die Einrichtung 50 umfaßt einen Drehteller 52, der mittels eines Antriebes 54 um seine Drehachse 56 in definierten Schritten verdrehbar ist. Der Drehteller 52 besitzt, wie die schematische Draufsicht in Figur 3 besser verdeutlicht, Aufnahmen 58 für jeweils eine Abdeckschablone. Anhand der Draufsicht wird deutlich, daß die Abdeckschablonen 38 lediglich die Öffnungen 40 aufweisen, die jeweils den Zylinderbohrungen 14 zugeordnet sind. Mittels des Antriebes 54 ist der Drehteller 52 definiert schrittweise verdrehbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Schablonen 38 auf dem Drehteller 52 angeordnet, so daß dieser jeweils um 90° schrittweise verdrehbar ist. Der Einrichtung 50 ist eine angedeutete Reinigungseinrichtung 62, die beispielsweise einen Fräser 64 aufweisen kann, zugeordnet. Anstelle der Reinigungseinrichtung kann auch eine Einrichtung zum Austausch von Verschleißhülsen, die in der Schablone 38 angeordnet sind, vorgesehen sein. Ferner sind noch hier angedeutete Absaugungen 66 beziehungsweise 68 vorgesehen. Die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Einrichtung 50 zeigt folgende Funktion:
Mittels des Antriebes 54 wird immer genau eine Abdeckschablone 38 in eine Bearbeitungsposition gebracht. Hat die Abdeckschablone 58 ihre exakte Position erreicht, die über die Anschläge 60 definiert ist, wird mittels des Hubtisches 42 das Zylinderkurbelgehäuse 12 nach oben, das heißt gegen die Abdeckschablonen 38, verfahren. Hierdurch kommen die Öffnungen in der Abdeckschablone 38 und die Zylinderbohrungen 14 des Zylinderkurbelgehäuses 12 in eine fluchtende Position. Entsprechend dieser Position erfolgt mittels der Werkzeuge 44 entweder das Sandstrahlen gemäß Bearbeitungsabschnitt 24 oder das Plasmabeschichten gemäß Bearbeitungsabschnitt 32.
Wie Figur 3 verdeutlicht, befinden sich in dem Moment, wo eine Abdeckschablone 38 in ihrer Bearbeitungsposition ist, - in Uhrzeigersinn betrachtet - eine nächste Abdeckschablone 38 in einer Übergangsposition und eine Abdeckschablone 38 in einer der Reinigungseinrichtung 62 (Hülsenaustauscheinrichtung) zugeordneten Position. Eine weitere Abdeckschablone 38 befindet sich zwischen der Reinigungsposition und der Bearbeitungsposition. Hierdurch wird erreicht, daß gleichzeitig, wenn eine Abdeckschablone 38 ihre Abdeckfunktion übernimmt, eine zweite, nämlich dieser genau um 180° versetzt angeordnete Abdeckschablone 38, mittels der Einrichtung 62 gereinigt wird. Durch die Fräseinrichtung 64 kann beispielsweise eine Maßhaltigkeit der Öffnungen 40 der Abdeckschablonen 38 wiederhergestellt werden. Diese kann beispielsweise durch Ablagerungen während des Plasmabeschichtens beeinträchtigt sein. Die Maßhaltigkeit der Öffnungen kann auch durch Austausch entsprechender Verschleißhülsen in den Abdeckschablonen erreicht werden.
Nach erfolgtem Sandstrahlen beziehungsweise Plasmabeschichten eines Zylinderkurbelgehäuses 12 wird der Drehteller 52 jeweils um 90° verdreht, so daß jedes Zylinderkurbelgehäuse 12 eine neue (gereinigte) Abdeckschablone 38 zugeordnet bekommt. Hierdurch wird eine gleichbleibende Bearbeitungsqualität während des Sandstrahlens beziehungsweise Plasmabeschichtens sichergestellt.
Bei der Bearbeitungsstation 24 kann auf die Anordnung der Reinigungseinrichtung 62 verzichtet werden, da hier kein zusätzlicher Materialauftrag, der die Maßhaltigkeit der Öffnungen 40 beeinträchtigen könnte, erfolgt. Lediglich durch den Materialabtrag nicht mehr maßhaltige Abdeckschablonen 38 beziehungsweise Verschleißhülsen können ausgetauscht werden. Durch die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Einrichtung 50 wird in einfacher Weise ein automatisches Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse 12 möglich. Insbesondere wenn die Einrichtung 50 mit einem Anlagenrechner gekoppelt ist, kann ein exaktes, definiertes Positionieren der Abdeckschablonen 38 erfolgen, so daß eine gleichbleibende Qualität beim Sandstrahlen beziehungsweise beim Plasmabeschichten erzielbar ist.

Claims

PAT E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zum thermischen Beschichten von Flächen eines Innenraumes, insbesondere von Zylinderlauffiächen eines Zylinderkurbelgehäuses, wobei die Zylinderkurbelgehäuse einer Bearbeitungsstation zugeführt werden, und innerhalb der Bearbeitungsstation zumindest eine Vorbehandlung der zu beschichtenden Flächen und die thermische Beschichtung der Flächen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Vorbehandlung und/oder vor der Beschichtung die Bereiche des Zylinderkurbelgehäuses abgedeckt (schabloniert) werden, an denen keine Behandlung in der Bearbeitungsstation erfolgen soll.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse vor Einbringen der Zylinderkurbelgehäuse in die Bearbeitungsstation erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkurbelgehäuse vor dem Schablonieren gewaschen, entfettet und getrocknet werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schablonieren durch Auflegen einer Abdeckschablone auf eine Zylinderkopffläche der Zylinderkurbelgehäuse erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckschablonen durch ihr Eigengewicht auf die Zylinderkurbelgehäuse aufgelegt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckschablonen auf den Zylinderkurbelgehäusen lagefixiert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse bezogen auf die Vorbehandlung und die thermische Beschichtung separat erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schablonieren automatisch mittels einer Zuführeinrichtung für die Abdeckschablonen erfolgt.
9. Anordnung zum thermischen Beschichten von Flächen eines Innenraumes, insbesondere von Zylinderlauffiächen eines Zylinderkurbelgehäuses (12), mit einer in Bearbeitungsabschnitte (18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) unterteilten Bearbeitungsstation (10), wobei innerhalb der Bearbeitungsabschnitte (24, 32) zumindest eine Vorbehandlung der zu beschichtenden Flächen und eine thermische Beschichtung der Flächen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß den Bearbeitungsabschnitten (24) und/oder (32) eine Einrichtung (50) zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse (12) zugeordnet ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (50) einen Drehteller (52) umfaßt, der mittels eines Antriebes (54) um seine Drehachse (56) in definierten Schritten verdrehbar ist, so daß eine Abdeckschablone (38) innerhalb des Bearbeitungsabschnittes (24) und/oder (32) in eine definierte Bearbeitungsposition zu den Zylinderkurbelgehäusen (12) bringbar ist.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (52) Aufnahmen (58) für die Abdeckschablone (38) besitzt.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (52) wenigstens zwei, insbesondere vier um 90° zueinander versetzt angeordnete Aufnahmen (58) besitzt.
13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsabschnitte (24) und/oder (32) eine Hubeinrichtung (42) umfassen, mittels der die Zylinderkurbelgehäuse (12) gegen die positionierten Abdeckschablonen (38) verlagerbar sind.
14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (50) eine Reinigungseinrichtung (62) aufweist, mittels der eine Reinigung gebrauchter Abdeckschablonen (38) durchführbar ist.
15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (50) einen Hülsentauschautomat umfaßt, mittels dem Verschleißhülsen in den Abdeckschablonen (38) austauschbar sind.
16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehteller (52) Anschläge (60) zur exakten Positionierung der Abdeckschablonen (38) zugeordnet sind.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009038013A1 (de) * 2009-08-20 2011-02-24 Behr Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Oberflächen-Beschichtung zumindest eines Teils eines Grundkörpers
DE102010053145B4 (de) 2010-12-01 2023-08-03 Mercedes-Benz Group AG Anordnung zum Maskieren

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB618597A (en) * 1945-02-19 1949-02-24 Standard Telephones Cables Ltd Method of and apparatus for spraying counter-electrode alloy on rectifier discs
JPS5253736A (en) * 1975-10-29 1977-04-30 Osaka Uerudeingu Kougiyou Kk Metallizing apparatus
JPS5839772A (ja) * 1981-08-31 1983-03-08 Honda Motor Co Ltd 金属溶射方法及び装置
JP3007673B2 (ja) * 1990-10-26 2000-02-07 株式会社豊田自動織機製作所 塗装機のマスキング装置
MX9505021A (es) * 1994-12-09 1997-05-31 Ford Motor Co Metodo para hacer bloques de motor con perforaciones de cilindro revestidas.
US5573814A (en) * 1995-10-30 1996-11-12 Ford Motor Company Masking cylinder bore extremities from internal thermal spraying

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0037703A1 *

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