EP1153154B1 - Method and arrangement for thermally coating the surfaces of an inner area, especially cylinder bearing surfaces in a cylinder crankcase in an internal combustion engine - Google Patents

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EP1153154B1
EP1153154B1 EP99963378A EP99963378A EP1153154B1 EP 1153154 B1 EP1153154 B1 EP 1153154B1 EP 99963378 A EP99963378 A EP 99963378A EP 99963378 A EP99963378 A EP 99963378A EP 1153154 B1 EP1153154 B1 EP 1153154B1
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EP
European Patent Office
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cylinder
masking
crankcase
templates
cylinder crankcase
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EP99963378A
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German (de)
French (fr)
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EP1153154A1 (en
Inventor
Udo Schlegel
Reinhard Vogelsang
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Volkswagen AG
Original Assignee
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 thermal coating of Areas of an interior with the in the preamble of claim 1 mentioned features and an arrangement for thermal coating of surfaces of an interior with the in the preamble of claim 9 mentioned features.
  • thermal Coating for example a plasma coating, becomes a Coating material, in particular a metal, in powder or rod form fed to a flame, melted in this and on a substrate dejected.
  • a Coating material in particular a metal
  • a flame melted in this and on a substrate dejected.
  • coatings with different properties in particular with desired Sliding properties, hardness properties, layer thicknesses or the like, be achieved.
  • the invention is based on the object, an arrangement of to provide a generic type, with the simple way a secure, in particular the use of a cylinder crankcase not negative affecting, thermal coating is possible.
  • the invention is Further, the object of a method of the generic type specify with the simple way a safe thermal coating is possible.
  • this object is achieved by a method with the in Claim 1 mentioned features.
  • a stenciling the cylinder crankcase, based on the pretreatment and the Thermal coating, done separately is advantageously possible, respectively the respective treatment steps or used Treatment method to use matched masking, so that optimal protection of the remaining, non - treated areas of the Cylinder crankcase is given.
  • Impairment by the stenciling between the pretreatment and the thermal coating lying operations, such as Measuring the cylinder surfaces avoided.
  • the Stencil and the supply of masking to a Cleaning device automatically by means of a feeder for the Masking made.
  • each at least partially cylinder to be thermally coated crankcase with a Cover template are provided. This then takes over during the entire pretreatment and the actual thermal coating of the Surfaces of the interior, in particular the cylinder surfaces of Cylinder bores, the protection of the remaining areas.
  • a device for stenciling the cylinder crankcase comprises a turntable
  • the by means of a drive about its axis of rotation in defined steps is rotatable so that a cover template within the Processing section and / or in a defined processing position the cylinder crankcases can be brought, can be in a simple manner at least during pretreatment and during thermal coating Stencil the cylinder crankcase reach.
  • each one Cover template can be brought into position in a defined position to a treating cylinder crankcase is.
  • Through the turntable can be a Spend the mask in the processing position in simple and achieve space-saving manner.
  • the turntable several, in particular four mutually offset by 90 ° shots for Including each receiving a mask. This can be achieved by Gradual turning of the turntable by 90 ° exactly one Cover template are brought into the processing position.
  • the Device for stenciling the cylinder crankcase Cleaning device is assigned, by means of a cleaning used Masking is feasible.
  • a mask used for covering after use be cleaned immediately at their place of use and for another Be prepared for use.
  • the turntable can so very advantageous per processing section on which a cover of the Cylinder crankcase should be done by means of at least two, in particular four Masking a continuous operation can be maintained. While one Cover template is in the machining position, can be a second Cover template are in the cleaning position.
  • One material and one Space requirements can be optimized by such a design to a minimum.
  • the cleaning device can preferably be replaced by a tube exchange machine be formed, interchangeable by means of the closure sleeves in the masking are.
  • a tube exchange machine be formed interchangeable by means of the closure sleeves in the masking are.
  • FIG. 1 schematically shows a processing station 10 for thermal coating cylinder liners of cylinder crankcases 12. This is only partial each a cylinder crankcase 12 indicated, this also only indicated cylinder bores 14, here four, has.
  • the processing station 10 are the, the cylinder bores 14 delimiting walls, so the Cylinder surfaces, coated.
  • the coating takes place by means of a Plasma coating technology. In the context of the present description is on the actual process of plasma coating not discussed in more detail, since this is known.
  • the cylinder crankcase 12 are by means of a transport path 16, for example a roller conveyor or the like, moved by the processing station 10.
  • the Processing station 10 comprises processing sections 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 and 36. Below, we will briefly discuss the individual processing sections become.
  • the processing section 18 comprises a feed station, in which the Cylinder crankcase the processing station 10 are passed.
  • the Cylinder crankcase 12 are already not closer to here manufactured and with all necessary functional elements, such as Cylinder bores, coolant channels, Plangebohritch or the like, finished machined.
  • the processing section 20 comprises a washing or cleaning station, within which the cylinder crankcases are washed completely chip-free and oil-free become. Furthermore, a drying and an absolute degreasing of the coated cylinder surfaces.
  • the chips and oil freedom for example, by achieves an injection flood wash, critical areas such as undercuts, Holes, cavities or the like, by a targeted injection of a Wash liquor with high pressure.
  • the degreasing is done for example by Hot steam, for example, by appropriately trained lances on the Cylinder running surfaces of the cylinder crankcase 12 is passed.
  • the superheated steam possesses for example, a temperature of 130 ° C to 160 ° C and is at a pressure of about 150 to 180 mbar introduced.
  • the subsequent drying of the Cylinder crankcase is preferably carried out under vacuum, for example at a Negative pressure of 80 to 120 mbar.
  • Cylinder crankcase 12 In the processing section 22 is a so-called stenciling of Cylinder crankcase 12.
  • the Cover template 38 has here indicated openings 40.
  • the openings 40 are aligned with the cylinder bores 14, so that when applying the cover template 38 the Cylinder bores 14 remain accessible through the openings 40 from above.
  • the Cover template 38 is formed so that all other areas of the Cylinder crankcase 12 are covered by this. This applies in particular Coolant channels, Plangebohritch or the like.
  • the cover template 38 can this manually or by a corresponding gripper or the like on the Cylinder crankcase 12 are placed.
  • the cover template 38 has an exact flat underside, which is ground on the already planed or milled Cylinder head surface of the cylinder crankcase 12 rests.
  • fixing pins have, for example, in the cylinder crankcase 12 anyway present P
  • ohrept for example, for later securing a cylinder head, intervention.
  • the cover template 38 is made of a material opposite to the subsequent processing is resistant. This has in particular a sufficient great strength against a sandblast attack and against one Plasma treatment and the like.
  • the cover template 38 is hereby only by their own weight on the cylinder crankcase 12.
  • Sandblasting of the cylinder bores 14 takes place in the processing section 24. This sandblasting takes place in order to achieve a roughness of the cylinder running surfaces, so that the plasma coating taking place in the processing section 32 obtains the necessary adhesive tensile strength.
  • at least one jet lance optionally two or more jet lances, are introduced into the cylinder bores 14 at the same time or successively. In this case, the lances engage through the openings 40 of the cover template 38.
  • the sand blasting is carried out, for example, with aluminum oxide Al 2 O 3 with a particle size of 0.18 to 1.18 mm depending on the required surface roughness, based on the substrate alloy of the cylinder crankcase or adhesive tensile strength of the subsequent plasma coating.
  • sandblasting is preferably done with a dual sandblasting unit having two sandblasting lances.
  • the simultaneous sandblasting of the cylinder bores 1 and 3, that is, not directly adjacent cylinder bores 14. This is better handling in a relatively cramped available space conditions, which are based on the gauge of the cylinder bores 14, possible.
  • this halves the processing 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 then the Zylin derbohrept 2 and 4 can be sandblasted.
  • the sandblasting takes place here through the openings 40 of the cover templates 38, that is, the beam lances are inserted through the cover template 38 into the cylinder bores 14.
  • By covering mask 38 all other areas of the cylinder crankcase 12 are protected so that they do not come into contact with the introduced under pressure sandblasting, so that their surfaces experience no impairment.
  • the action of sandblasting takes place exclusively on the cylinder running surfaces of the cylinder bores 14.
  • the sandblasted cylinder crankcase 12 in the Machining section 26 cleaned by settling by the sandblasting Dust, especially fine dust, is removed from the cylinder bores 14.
  • This For example, by purified, de-oiled and water-free compressed air, for example with a pressure of approximately 5 to 6 bar with simultaneous suction of the dusts. This is a simultaneous cleaning, ie blowing and suction, all Cylinder bores 14.
  • a measurement of the cylinder crankcase 12 takes place, in particular a roughness measurement of the cylinder treads.
  • the measurement can by means of suitable facilities, such as photogrammetry, fully automatic respectively.
  • a measurement of all cylinder bores 14 or random samples only one of the cylinder bore 14 or a cylinder bore 14 every nth Cylinder crankcase 12 done. After measurement of the cylinder crankcase 12th these are transferred to the processing section 30, within which a mark the cylinder crankcase 12 takes place. If the measurement shows that the roughness is outside the predetermined tolerances, the corresponding cylinder crankcase 12 may sorted out and, if necessary, fed again to the sandblasting station. However, the number of maximum possible blasting operations is limited. Becomes a faulty crankcase determines the frequency of the Roughness measurement can be increased.
  • the cylinder crankcases are in the processing section 32nd in which the actual thermal coating of the cylinder surfaces he follows.
  • the plasma coating is carried out in a conventional manner by a Coating material, in particular a metal, a flame is supplied in this melted out and precipitated on the cylinder surfaces.
  • a coating atmosphere for example Oxygen and / or nitrogen or another process gas to stabilize the Flame and / or for controlling the oxide content in the plasma layer supplied.
  • the Plasma coating of the cylinder surfaces can here for each of Cylinder bores 14 are made individually or, similar to the sandblasting, by a Double plasma unit, by means of the first cylinder bores 1 and 3 and then the cylinder bores 2 and 4 are coated.
  • cover template 38 is a Impairment, especially contamination, of areas not to be coated the cylinder crankcases 12 safely avoided.
  • the Cylinder crankcase transferred to the processing section 34. This one can optionally be part of a cooling zone. After another Embodiment is between the plasma coating in the processing section 32 and the processing section 34 is provided a separate cooling zone.
  • the processing section 34 takes a removal of the cover template 38. This is either manually or by auxiliaries of the cylinder crankcase 12th taken. Since the cover template 38 only by its own weight on the Cylinder crankcase 12 rests, additional measures to remove the Cover template 38 not necessary. Finally, the cylinder crankcase 12 is in taken from a processing section 36 of the processing station 10 and a further processing, such as honing the plasma-coated Cylinder bores 14, attaching an inlet chamfer to the cylinder bores fourteenth fed.
  • a marking of the cylinder crankcase 12 takes place for example by a serial number or the like.
  • the openings 40 of the cover template 38 is slightly larger are as the cylinder bores 14, so that a corresponding edge coating of the the cylinder bores 14 surrounding edge regions of the cylinder crankcase 12th he follows. This advantageously ensures that the later chamfer a correspondingly high adhesive tensile strength against cutting forces of the chamfering tool and the plasma coating is not damaged during chamfering.
  • the Stenciling the cylinder crankcase 12 illustrates.
  • the Stenciling the cylinder crankcase 12 illustrates.
  • the basic structure within the processing sections 24 and 32 is the same. Different are only once the sandblasting facilities as tools and on the other hand, the plasma coating equipment as tools. As part of the However, this description will not be discussed further here.
  • Decisive is the stenciling of the cylinder crankcase 12 both during Sand blasting in the processing section 24 as well as the plasma coating in Processing section 32.
  • a cylinder crankcase 12 is on a lifting table 42 is arranged.
  • the lifting table 42 is integrated into the transport path 16. This is done in such a way that the cylinder crankcase 12 by means of the transport path 16 in the respective processing sections 24 and 32 are transported and There by means of the lifting tables 42 can be converted into their respective processing position.
  • a machining tool 44 each one a lance or after The already explained embodiments, two or more lances 46 has. The lances 46 are either for sand blasting at the processing section 24 or formed for plasma coating in the processing section 32 accordingly.
  • the processing stations 24 and 32 also include one here in total designated 50 means for stenciling the cylinder crankcase 12.
  • stenciling takes place here processing related 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 by means of a Drive 54 is rotatable about its axis of rotation 56 in defined steps.
  • the Turntable 52 has, as the schematic plan view in Figure 3 better illustrates, Receivers 58 for each cover template.
  • the cover templates 38 have only the openings 40, each of which Cylinder bores 14 are assigned.
  • the turntable 52nd defines gradually rotatable.
  • the device 50 is an indicated cleaning device 62, the for example, may have a cutter 64 assigned.
  • Cleaning device may also be a device for replacement of Wear sleeves, which are arranged in the template 38 may be provided. Further are still indicated here suction 66 and 68, respectively.
  • the device 50 shown in FIGS. 2 and 3 has the following function:
  • FIG. 3 illustrates, are in the moment where a cover template 38 in its processing position is - next to clockwise - a next one Cover template 38 in a transition position and a cover template 38 in one the cleaning device 62 (sleeve exchange device) associated position.
  • a Another cover template 38 is located between the cleaning position and the Processing position. This ensures that at the same time, if a Cover template 38 assumes its covering function, a second, namely this exactly arranged offset by 180 ° cover template 38, cleaned by means of the device 62 becomes.
  • the milling device 64 for example, a dimensional accuracy of the openings 40 of the cover templates 38 are restored. This can for example be affected by deposits during the plasma coating. The Dimensional accuracy of the openings can also be replaced by replacement of wear sleeves be achieved in the masking.
  • the arrangement of the cleaning device 62 be omitted, since here no additional material order, the dimensional accuracy of the Can affect openings 40 occurs. Only by the material removal not more dimensionally stable masking 38 or wear sleeves can be replaced.

Description

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.The invention relates to a method for thermal coating of Areas of an interior with the in the preamble of claim 1 mentioned features and an arrangement for thermal coating of surfaces of an interior with the in the preamble of claim 9 mentioned features.

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.It is well known, by means of a thermal coating a Surface finish to achieve. In such a thermal Coating, for example a plasma coating, becomes a Coating material, in particular a metal, in powder or rod form fed to a flame, melted in this and on a substrate dejected. Depending on the used coating material and used ambient atmosphere can coatings with different properties, in particular with desired Sliding properties, hardness properties, layer thicknesses or the like, be achieved.

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.For example, from US Pat. No. 5,080,056 it is known from US Pat Aluminum alloy or magnesium alloy Workpieces by high-speed flame spraying an aluminum-bronze alloy apply, the layer thickness then by Honing to a final gauge.

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 Zylinderlaufbüchsen ist aus der DE AS 21 46 153 bekannt, in der eine Plasmabeschichtung beschrieben ist.Furthermore, from US PS 2,588,422 an aluminum engine block is known, its cylinder liners a thermally sprayed coating respectively. Finally, from GB 2 050 434 A different by Thermal spraying obtained coatings known. This Coatings are on steel or castings 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.

Aus der EP 0 716 158 ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Motorblöcken mit beschichteten Zylinderbohrungen bekannt. Die zu beschichtenden Zylinderlaufflächen werden zunächst durch Waschen, Entfetten und Trocknen vorbehandelt und anschließend einem Beschichtungsvorgang unterworfen.From EP 0 716 158 a method for the production of Engine blocks with coated cylinder bores known. The too Coating cylinder surfaces are first washed, Degreasing and drying pretreated and then one Subjecting coating process.

Bei der Beschichtung von Innenräumen, beispielsweise von Zylinderlaufflächen 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 Zylinderlaufflächen an Verbrennungskraftmaschinen ist eine definierte und reproduzierbare Bearbeitung notwendig, da durch die thermische Beschichtung wesentlich die Laufeigenschaften von Kolben in den Zylinderkurbelgehäusen beeinflusst sind.For the coating of interiors, for example of Cylinder running surfaces of a cylinder crankcase one Internal combustion engine (reciprocating piston engine), the problem is that the interiors to be coated are relatively cramped, so that a Process freedom is severely limited. This concerns both the preparation the surface to be coated, the implementation of the thermal Coating itself and the post-processing of the coated surface. In particular, in the thermal coating of cylinder surfaces Internal combustion engines is a defined and reproducible Machining necessary, because by the thermal coating significantly the Operating characteristics of pistons influenced in the cylinder crankcases are.

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.The invention is based on the object, an arrangement of to provide a generic type, with the simple way a secure, in particular the use of a cylinder crankcase not negative affecting, thermal coating is possible. The invention is Further, the object of a method of the generic type specify with the simple way a safe thermal coating is possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass ein Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse, bezogen auf die Vorbehandlung und die thermische Beschichtung, separat erfolgt, 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. Ferner wird in vorteilhafter Weise eine Beeinträchtigung durch das Schablonieren der zwischen der Vorbehandlung und der thermischen Beschichtung liegenden Arbeitsschritte, wie zum Beispiel das Ausmessen der Zylinderlaufflächen, vermieden. Durch das Schablonieren, insbesondere das separate . Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse, bezogen auf die Vorbehandlung und die thermische Beschichtung, wird eine bereits vorher eingestellte Maßhaltigkeit der Zylinderkurbelgehäuse durch die Beschichtung und die für die Beschichtung notwendigen Vor- bzw. Nachbehandlungen nicht beeinträchtigt. Hierdurch wird ferner 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.According to the invention, this object is achieved by a method with the in Claim 1 mentioned features. By doing a stenciling the cylinder crankcase, based on the pretreatment and the Thermal coating, done separately, is advantageously possible, respectively the respective treatment steps or used Treatment method to use matched masking, so that optimal protection of the remaining, non - treated areas of the Cylinder crankcase is given. Furthermore, in an advantageous manner Impairment by the stenciling between the pretreatment and the thermal coating lying operations, such as Measuring the cylinder surfaces, avoided. By the Stenciling, especially the separate. Stenciling the Cylinder crankcase, related to the pretreatment and the thermal Coating, a previously set dimensional accuracy of the Cylinder crankcase through the coating and for the coating necessary pre- and post-treatments are not affected. hereby Furthermore, it is reproducibly treated the treatment of a variety of Cylinder crankcases possible within the given and to be complied with dimensional tolerances. In particular, a will accidental contamination of others in the cylinder crankcase provided internal spaces, such as coolant channels, Passage holes or the like, avoided, so that in their later Function are not impaired.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das, Schablonieren und die Zuführung der Abdeckschablonen zu einer Reinigungseinrichtung automatisch mittels einer Zuführeinrichtung für die Abdeckschablonen erfolgt. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the Stencil and the supply of masking to a Cleaning device automatically by means of a feeder for the Masking made.

Ferner ist vorgesehen, dass das Schablonieren 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 Zylinderlaufflächen von Zylinderbohrungen, den Schutz der übrigen Bereiche.It is further provided that the stenciling of the cylinder crankcase before introducing the cylinder crankcase into the processing station. Thus, continuously, for example, in flow production, each at least partially cylinder to be thermally coated crankcase with a Cover template are provided. This then takes over during the entire pretreatment and the actual thermal coating of the Surfaces of the interior, in particular the cylinder surfaces of Cylinder bores, the protection of the remaining areas.

Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den im Anspruch 8 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass eine Einrichtung zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse einen Drehteller umfasst, der mittels eines Antriebes um seine Drehachse in definierten Schritten verdrehbar ist, so dass eine Abdeckschablone innerhalb des Bearbeitungsabschnittes und/oder in eine definierte Bearbeitungsposition zu den Zylinderkurbelgehäusen bringbar ist, lässt sich in einfacher Weise zumindest beim Vorbehandeln und beim thermischen Beschichten ein Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse erreichen.The object is further inventively by an arrangement with in the Claim 8 mentioned features. By having a device for stenciling the cylinder crankcase comprises a turntable, the by means of a drive about its axis of rotation in defined steps is rotatable so that a cover template within the Processing section and / or in a defined processing position the cylinder crankcases can be brought, can be in a simple manner at least during pretreatment and during thermal coating Stencil the cylinder crankcase reach.

Es wird vorteilhaft erreicht, dass in einfacher Weise jeweils eine Abdeckschablone in Position bringbar ist, die in definierter Lage zu einem zu behandelndem Zylinderkurbelgehäuse ist. Durch den Drehteller lässt sich ein Verbringen der Abdeckschablone in die Bearbeitungsposition in einfacher und platzsparender Weise erreichen.It is advantageously achieved that in a simple manner each one Cover template can be brought into position in a defined position to a treating cylinder crankcase is. Through the turntable can be a Spend the mask in the processing position in simple and achieve space-saving manner.

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 a further preferred embodiment, it is provided that the turntable several, in particular four mutually offset by 90 ° shots for Including each receiving a mask. This can be achieved by Gradual turning of the turntable by 90 ° exactly one Cover template are brought into the processing position.

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.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the Device for stenciling the cylinder crankcase Cleaning device is assigned, by means of a cleaning used Masking is feasible. By such a combination can a mask used for covering after use be cleaned immediately at their place of use and for another Be prepared for use. By combining with the turntable can so very advantageous per processing section on which a cover of the Cylinder crankcase should be done by means of at least two, in particular four Masking a continuous operation can be maintained. While one Cover template is in the machining position, can be a second Cover template are in the cleaning position. One material and one Space requirements can be optimized by such a design to a minimum.

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 Zylinderlaufflächen mit großer Genauigkeit erzielen.The cleaning device can preferably be replaced by a tube exchange machine be formed, interchangeable by means of the closure sleeves in the masking are. By the use of new or regenerated wear sleeves can be a dimensional accuracy of the cylinder surfaces to be machined with great accuracy achieve.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the others, in the subclaims mentioned features.

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 Zylinderlaufflächen in Zylinderkurbelgehäusen;
Figur 2
eine schematische Seitenansicht eines Bearbeitungsabschnittes der Bearbeitungsstation und
Figur 3
eine schematische Draufsicht auf den Bearbeitungsabschnitt gemäß Figur 2.
The invention will be explained in more detail in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
FIG. 1
a schematic view of a processing station for the thermal coating of cylinder surfaces in cylinder crankcases;
FIG. 2
a schematic side view of a processing section of the processing station and
FIG. 3
a schematic plan view of the processing section of Figure 2.

Figur 1 zeigt schematisch eine Bearbeitungsstation 10 zum thermischen Beschichten von Zylinderlaufflächen 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 Zylinderlaufflächen, 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. FIG. 1 schematically shows a processing station 10 for thermal coating cylinder liners of cylinder crankcases 12. This is only partial each a cylinder crankcase 12 indicated, this also only indicated cylinder bores 14, here four, has. By means of the processing station 10 are the, the cylinder bores 14 delimiting walls, so the Cylinder surfaces, coated. The coating takes place by means of a Plasma coating technology. In the context of the present description is on the actual process of plasma coating not discussed in more detail, since this is known.

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.The cylinder crankcase 12 are by means of a transport path 16, for example a roller conveyor or the like, moved by the processing station 10. The Processing station 10 comprises processing sections 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 and 36. Below, we will briefly discuss the individual processing sections become.

In der Figur 1 wurde auf die Darstellung von Details, wie Antriebe, Schleusen, Zubeziehungsweise Abführungen für Gase, elektrische Energie beziehungsweise anderer Medien, Steuer- und Überwachungseinrichtungen oder dergleichen, aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.In the figure 1 was on the representation of details such as drives, locks, Zubeziehungsweise Discharges for gases, electrical energy or other Media, control and monitoring equipment or the like, for the sake of Clarity omitted.

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.The processing section 18 comprises a feed station, in which the Cylinder crankcase the processing station 10 are passed. The Cylinder crankcase 12 are already not closer to here manufactured and with all necessary functional elements, such as Cylinder bores, coolant channels, Paßbohrungen or the like, finished machined.

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 Zylinderlaufflächen. Die Späne- und Ölfreiheit wird beispielsweise durch eine Injektions-Flut-Waschung erreicht, wobei kritische Bereiche, wie Hinterschneidungen, 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 Zylinderlaufflächen 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.The processing section 20 comprises a washing or cleaning station, within which the cylinder crankcases are washed completely chip-free and oil-free become. Furthermore, a drying and an absolute degreasing of the coated cylinder surfaces. The chips and oil freedom, for example, by achieves an injection flood wash, critical areas such as undercuts, Holes, cavities or the like, by a targeted injection of a Wash liquor with high pressure. The degreasing is done for example by Hot steam, for example, by appropriately trained lances on the Cylinder running surfaces of the cylinder crankcase 12 is passed. The superheated steam possesses for example, a temperature of 130 ° C to 160 ° C and is at a pressure of about 150 to 180 mbar introduced. The subsequent drying of the Cylinder crankcase is preferably carried out under vacuum, for example at a Negative pressure of 80 to 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.In the processing section 22 is a so-called stenciling of Cylinder crankcase 12. Here are the previously cleaned and dried Cylinder crankcase 12 is provided with a cover template 38. The Cover template 38 has here indicated openings 40. The openings 40 are aligned with the cylinder bores 14, so that when applying the cover template 38 the Cylinder bores 14 remain accessible through the openings 40 from above. The Cover template 38 is formed so that all other areas of the Cylinder crankcase 12 are covered by this. This applies in particular Coolant channels, Paßbohrungen or the like. The cover template 38 can this manually or by a corresponding gripper or the like on the Cylinder crankcase 12 are placed. In this case, the cover template 38 has an exact flat underside, which is ground on the already planed or milled Cylinder head surface of the cylinder crankcase 12 rests. To fix the Cover template 38 may not shown here in detail fixing pins have, for example, in the cylinder crankcase 12 anyway present Paßbohrungen, for example, for later securing a cylinder head, intervention. The cover template 38 is made of a material opposite to the subsequent processing is resistant. This has in particular a sufficient great strength against a sandblast attack and against one Plasma treatment and the like. The cover template 38 is hereby only by their own weight on the cylinder crankcase 12. By yourself However, opposite, flat sides, a dense overlay is achieved, so that a Gap between the cylinder head surface of the cylinder crankcase 12 and the Bottom of the cover template 38 is formed substantially sealing. After This stenciling in the processing section 22 is the with the Cover template 38 providing cylinder crankcase 12 by the following Processing sections 24, 26, 28, 30 and 32 out.

Im Bearbeitungsabschnitt 24 erfolgt ein Sandstrahlen der Zylinderbohrungen 14. Dieses Sandstrahlen erfolgt, um eine Rauhigkeit der Zylinderlaufflächen 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 Al2O3 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 Zylinderlaufflächen der Zylinderbohrungen 14.Sandblasting of the cylinder bores 14 takes place in the processing section 24. This sandblasting takes place in order to achieve a roughness of the cylinder running surfaces, so that the plasma coating taking place in the processing section 32 obtains the necessary adhesive tensile strength. For sandblasting, at least one jet lance, optionally two or more jet lances, are introduced into the cylinder bores 14 at the same time or successively. In this case, the lances engage through the openings 40 of the cover template 38. The sand blasting is carried out, for example, with aluminum oxide Al 2 O 3 with a particle size of 0.18 to 1.18 mm depending on the required surface roughness, based on the substrate alloy of the cylinder crankcase or adhesive tensile strength of the subsequent plasma coating. In cylinder crankcases with four cylinder bores 14, sandblasting is preferably done with a dual sandblasting unit having two sandblasting lances. In this case, for example, the simultaneous sandblasting of the cylinder bores 1 and 3, that is, not directly adjacent cylinder bores 14. This is better handling in a relatively cramped available space conditions, which are based on the gauge of the cylinder bores 14, possible. Furthermore, this halves the processing time for a complete cylinder crankcase 12, since two cylinder bores are machined simultaneously. If the cylinder bores 1 and 3 blasted, either the cylinder crankcase 12 or the sandblasting unit is moved by the pitch of the cylinder bore 14, so that then the Zylin derbohrungen 2 and 4 can be sandblasted. The sandblasting takes place here through the openings 40 of the cover templates 38, that is, the beam lances are inserted through the cover template 38 into the cylinder bores 14. By covering mask 38 all other areas of the cylinder crankcase 12 are protected so that they do not come into contact with the introduced under pressure sandblasting, so that their surfaces experience no impairment. The action of sandblasting takes place exclusively on the cylinder running surfaces of the cylinder bores 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.Subsequently, the sandblasted cylinder crankcase 12 in the Machining section 26 cleaned by settling by the sandblasting Dust, especially fine dust, is removed from the cylinder bores 14. This For example, by purified, de-oiled and water-free compressed air, for example with a pressure of approximately 5 to 6 bar with simultaneous suction of the dusts. This is a simultaneous cleaning, ie blowing and suction, all Cylinder bores 14.

In dem Bearbeitungsabschnitt 28 erfolgt ein Ausmessen der Zylinderkurbelgehäuse 12, insbesondere eine Rauhigkeitsmessung der Zylinderlaufflächen. 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.In the processing section 28, a measurement of the cylinder crankcase 12 takes place, in particular a roughness measurement of the cylinder treads. The measurement can by means of suitable facilities, such as photogrammetry, fully automatic respectively. Here, a measurement of all cylinder bores 14 or random samples only one of the cylinder bore 14 or a cylinder bore 14 every nth Cylinder crankcase 12 done. After measurement of the cylinder crankcase 12th these are transferred to the processing section 30, within which a mark the cylinder crankcase 12 takes place. If the measurement shows that the roughness is outside the predetermined tolerances, the corresponding cylinder crankcase 12 may sorted out and, if necessary, fed again to the sandblasting station. However, the number of maximum possible blasting operations is limited. Becomes a faulty crankcase determines the frequency of the Roughness measurement can be increased.

Schließlich werden die Zylinderkurbelgehäuse in den Bearbeitungsabschnitt 32 überführt, in dem die eigentliche thermische Beschichtung der Zylinderlaufflächen 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 Zylinderlaufflächen 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 Zylinderlaufflächen 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.Finally, the cylinder crankcases are in the processing section 32nd in which the actual thermal coating of the cylinder surfaces he follows. The plasma coating is carried out in a conventional manner by a Coating material, in particular a metal, a flame is supplied in this melted out and precipitated on the cylinder surfaces. In addition to the coating material is still a coating atmosphere, for example Oxygen and / or nitrogen or another process gas to stabilize the Flame and / or for controlling the oxide content in the plasma layer supplied. The Plasma coating of the cylinder surfaces can here for each of Cylinder bores 14 are made individually or, similar to the sandblasting, by a Double plasma unit, by means of the first cylinder bores 1 and 3 and then the cylinder bores 2 and 4 are coated. By itself still On the cylinder crankcase 12 located cover template 38 is a Impairment, especially contamination, of areas not to be coated the cylinder crankcases 12 safely avoided.

Nach der Plasmabeschichtung der Zylinderlaufflächen 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.After the plasma coating of the cylinder surfaces, the Cylinder crankcase transferred to the processing section 34. This one can optionally be part of a cooling zone. After another Embodiment is between the plasma coating in the processing section 32 and the processing section 34 is provided a separate cooling zone.

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. In the processing section 34 takes a removal of the cover template 38. This is either manually or by auxiliaries of the cylinder crankcase 12th taken. Since the cover template 38 only by its own weight on the Cylinder crankcase 12 rests, additional measures to remove the Cover template 38 not necessary. Finally, the cylinder crankcase 12 is in taken from a processing section 36 of the processing station 10 and a further processing, such as honing the plasma-coated Cylinder bores 14, attaching an inlet chamfer to the cylinder bores fourteenth fed.

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.Furthermore, a marking of the cylinder crankcase 12 in the section 36 respectively. A marking of the cylinder crankcase 12 takes place for example by a serial number or the like. By assigning a serial number each of the cylinder crankcases 12 makes it possible, besides quality control all relevant process parameters of the processing station 10 of the serial number of Assign cylinder crankcase 12 and this in a system calculator too to log. By means of the logged process parameters and the unique Assignment to the cylinder crankcases 12 via the serial number is a later error analysis with complaints at any time completely possible.

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.In the manner to be considered in the context of the present description can not be provided that the openings 40 of the cover template 38 is slightly larger are as the cylinder bores 14, so that a corresponding edge coating of the the cylinder bores 14 surrounding edge regions of the cylinder crankcase 12th he follows. This advantageously ensures that the later chamfer a correspondingly high adhesive tensile strength against cutting forces of the chamfering tool and the plasma coating is not damaged during chamfering.

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.In the illustrated to Figure 1 embodiment has been assumed that the stenciling of the cylinder crankcase 12 during the entire run by the processing sections 24, 26, 28, 30 and 32 is maintained. The Cover templates are applied for this purpose in the processing section 22 and in Removed processing section 34. Thus, the according to this embodiment used masking 38 both for sandblasting in Processing section 24 and for the plasma coating in the processing section 32nd be suitable. On the one hand it is a material-removing and on the other hand a material applying method is the cover template 38 must both contradictory procedures.

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. With reference to Figures 2 and 3, in a further embodiment, the Stenciling the cylinder crankcase 12 illustrates. Here is one each schematic side view and a schematic plan view of Processing section 24 or the processing section 32 shown. Of the basic structure within the processing sections 24 and 32 is the same. Different are only once the sandblasting facilities as tools and on the other hand, the plasma coating equipment as tools. As part of the However, this description will not be discussed further here.

Entscheidend ist die Schablonierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 sowohl beim Sandstrahlen im Bearbeitungsabschnitt 24 als auch beim Plasmabeschichten im Bearbeitungsabschnitt 32.Decisive is the stenciling of the cylinder crankcase 12 both during Sand blasting in the processing section 24 as well as the plasma coating in Processing section 32.

Gleiche Teile wie in Figur 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.The same parts as in Figure 1 are provided with the same reference numerals and not explained again.

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.In the schematic side view in Figure 2, a cylinder crankcase 12 is on a lifting table 42 is arranged. The lifting table 42 is integrated into the transport path 16. This is done in such a way that the cylinder crankcase 12 by means of the transport path 16 in the respective processing sections 24 and 32 are transported and There by means of the lifting tables 42 can be converted into their respective processing position. Also indicated is a machining tool 44, each one a lance or after The already explained embodiments, two or more lances 46 has. The lances 46 are either for sand blasting at the processing section 24 or formed for plasma coating in the processing section 32 accordingly.

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. The processing stations 24 and 32 also include one here in total designated 50 means for stenciling the cylinder crankcase 12. Im Contrary to the exemplary embodiment in FIG. 1, stenciling takes place here processing related 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 by means of a Drive 54 is rotatable about its axis of rotation 56 in defined steps. Of the Turntable 52 has, as the schematic plan view in Figure 3 better illustrates, Receivers 58 for each cover template. On the basis of the plan view it becomes clear that the cover templates 38 have only the openings 40, each of which Cylinder bores 14 are assigned. By means of the drive 54 is the turntable 52nd defines gradually rotatable. In the embodiment shown are four templates Arranged 38 on the turntable 52, so that this in each case by 90 ° gradually is rotatable. The device 50 is an indicated cleaning device 62, the for example, may have a cutter 64 assigned. Instead of Cleaning device may also be a device for replacement of Wear sleeves, which are arranged in the template 38 may be provided. Further are still indicated here suction 66 and 68, respectively.

Die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Einrichtung 50 zeigt folgende Funktion:The device 50 shown in FIGS. 2 and 3 has the following function:

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.By means of the drive 54 is always exactly a mask 38 in one Machining position brought. Has the mask 58 their exact position reached, which is defined by the stops 60, by means of the lifting table 42 the Cylinder crankcase 12 upwards, that is against the cover templates 38, method. As a result, the openings in the cover template 38 and the Cylinder bores 14 of the cylinder crankcase 12 in an aligned position. According to this position takes place by means of the tools 44 either the Sand blasting according to processing section 24 or the plasma coating according to Processing section 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.As Figure 3 illustrates, are in the moment where a cover template 38 in its processing position is - next to clockwise - a next one Cover template 38 in a transition position and a cover template 38 in one the cleaning device 62 (sleeve exchange device) associated position. A Another cover template 38 is located between the cleaning position and the Processing position. This ensures that at the same time, if a Cover template 38 assumes its covering function, a second, namely this exactly arranged offset by 180 ° cover template 38, cleaned by means of the device 62 becomes. By the milling device 64, for example, a dimensional accuracy of the openings 40 of the cover templates 38 are restored. This can for example be affected by deposits during the plasma coating. The Dimensional accuracy of the openings can also be replaced by replacement of wear sleeves be achieved in the masking.

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.After sandblasting or plasma coating a Cylinder crankcase 12, the turntable 52 is rotated by 90 °, so that each Cylinder crankcase 12 associated with a new (cleaned) cover template 38 gets. As a result, a consistent quality of processing during the Sandblasting or plasma coating ensured.

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. At the processing station 24, the arrangement of the cleaning device 62 be omitted, since here no additional material order, the dimensional accuracy of the Could affect openings 40 occurs. Only by the material removal not more dimensionally stable masking 38 or wear sleeves can be replaced.

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.By the device 50 shown in Figures 2 and 3 is a simple way automatic stenciling of the cylinder crankcase 12 possible. In particular when the device 50 is coupled to a plant computer, an exact, defined Positioning the cover templates 38 done so that a constant Quality during sandblasting or plasma coating is achievable.

Claims (14)

  1. Method for thermal coating of surfaces of an interior space, especially the cylinder bearing surfaces of a cylinder crankcase, wherein cylinder crankcases are fed into a processing station; at least one preliminary treatment is implemented on the surfaces to be coated; and the surfaces are thermally coated within the processing station; wherein the regions of the cylinder crankcase which are not to be treated in the processing station are masked (templated) before the preliminary treatment, characterised in that the templates for preliminary treatment and thermal coating are fitted to the cylinder crankcases separately.
  2. Method according to claim 1, characterised in that fitting the masking templates and feeding the masking templates into a cleaning device are implemented automatically by means of a feeding device for the masking templates.
  3. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the templates are fitted to the cylinder crankcases before the introduction of the cylinder crankcase into the processing station.
  4. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the cylinder crankcase is washed, degreased and dried before the preliminary treatment and before templating.
  5. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the templating is implemented by fitting a masking template onto a cylinder-head surface of the cylinder crankcase.
  6. Method according to claim 5, characterised in that the masking templates are held onto the cylinder crankcase by their own weight.
  7. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the masking templates are fixed in position on the cylinder crankcases.
  8. Arrangement for thermal coating of surfaces of an interior space, especially the cylinder bearing surfaces of a cylinder crankcase (12), with a processing station (10) subdivided into processing sections (18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36), wherein at least one preliminary treatment of the surfaces to be coated and one thermal coating the surfaces is implemented within the processing sections (24, 32), to which a device (50) for templating the cylinder crankcases (12) is allocated, characterised in that the device (50) for templating the cylinder crankcases (12) comprises a turntable (52), which can be rotated about its axis of rotation (56) in defined steps by means of a drive unit (54), so that, within the processing section (24) and/or (32), a masking template (38) can be brought into a defined processing position relative to the cylinder crankcases (12).
  9. Arrangement according to claim 8, characterised in that the turntable (52) provides seatings (58) for the masking template (38).
  10. Arrangement according to claim 9, characterised in that the turntable (52) provides at least two, especially four, seatings (58) disposed at 90° relative to one another.
  11. Arrangement according to any one of the preceding claims, characterised in that the processing sections (24) and/or (32) comprise a lifting device (42), by means of which the cylinder crankcases (12) can be displaced towards the positioned masking templates (38).
  12. Arrangement according to any one of the preceding claims, characterised in that the device (50) provides a cleaning device (62), by means of which used masking templates (38) can be cleaned.
  13. Arrangement according to any one of the preceding claims, characterised in that the device (50) comprises an automatic sleeve-changing device, by means of which wearing-sleeves in the masking templates (38) can be replaced.
  14. Arrangement according to any one of the preceding claims, characterised in that stops (60) are allocated to the turntable (38) to allow the accurate positioning of the masking templates (38).
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