JP2002505959A - 金属シリンダスリーブの製造方法 - Google Patents
金属シリンダスリーブの製造方法Info
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- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/004—Cylinder liners
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- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/14—Spinning
- B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
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- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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- F16J10/04—Running faces; Liners
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
シリンダスリーブ（６）の内部表面が表面構造を有する形式の、内燃機関のエンジンユニットで使用するための金属シリンダスリーブ（６）の製造方法に関する。１作業工程でかつそれに関連して製造コストを低下させてシリンダスリーブを製造するために、表面構造を有するシリンダスリーブ（６）を自体公知の圧縮圧延技術により１作業工程で製造することを提案する。
Description
【０００１】 本発明は、シリンダスリーブの内部表面が表面構造を有する形式の、内燃機関
のエンジンユニットで使用するための金属シリンダスリーブの製造方法に関する
。
のエンジンユニットで使用するための金属シリンダスリーブの製造方法に関する
。
【０００２】 エンジン構造においては、シリンダをライニングするためにシリンダスリーブ
（湿式又は乾式）が使用され、該シリンダスリーブは大抵は鋳造材料からなるエ
ンジンユニットに挿入される。該スリーブは耐摩耗性の材料からなりかつ良好な
ピストン案内及びピストン潤滑のために内部表面の特殊に形成されたトポグラフ
ィーを有する。これらの内部表面は、従来使用するために費用のかかる機械的加
工により準備される。
（湿式又は乾式）が使用され、該シリンダスリーブは大抵は鋳造材料からなるエ
ンジンユニットに挿入される。該スリーブは耐摩耗性の材料からなりかつ良好な
ピストン案内及びピストン潤滑のために内部表面の特殊に形成されたトポグラフ
ィーを有する。これらの内部表面は、従来使用するために費用のかかる機械的加
工により準備される。
【０００３】 本発明の課題は、シリンダスリーブを１工程で、ひいては廉価に製造すること
ができる、内燃機関のエンジンユニットで使用するための金属シリンダスリーブ
の製造方法を提供することである。さらに、このシリンダスリーブの品質は少な
くとも従来の技術に基づき製造されたシリンダスリーブの品質に匹敵すべきであ
る。
ができる、内燃機関のエンジンユニットで使用するための金属シリンダスリーブ
の製造方法を提供することである。さらに、このシリンダスリーブの品質は少な
くとも従来の技術に基づき製造されたシリンダスリーブの品質に匹敵すべきであ
る。
【０００４】 前記課題は、本発明により、表面構造を有するシリンダスリーブを自体公知の
圧縮圧延（pressure rolling）技術により１作業工程で製造することにより解決
される。
圧縮圧延（pressure rolling）技術により１作業工程で製造することにより解決
される。
【０００５】 圧縮圧延技術は、ドイツ国特許出願公開第２４２００１４（Ａ１）号明細書又
は国際公開第９６／２００５０号パンフレットに記載されている。圧縮圧延は、
これらの刊行物においてはフローターニング（flow turning）とも称される。国
際公開第９６／２００５０号パンフレットには、また逆方向圧縮圧延法（counte
rcurrent pressure rolling method）及び順方向圧縮圧延法（concurrent press
ure rolling method）が詳細に記載されている。
は国際公開第９６／２００５０号パンフレットに記載されている。圧縮圧延は、
これらの刊行物においてはフローターニング（flow turning）とも称される。国
際公開第９６／２００５０号パンフレットには、また逆方向圧縮圧延法（counte
rcurrent pressure rolling method）及び順方向圧縮圧延法（concurrent press
ure rolling method）が詳細に記載されている。
【０００６】 以下に、圧縮圧延技術を図１を参照して簡単に説明する。この場合には、管状
ブランクが回転押出工程に供給される。この際、材料の塑性変形もしくは局所的
領域において塑性化が生じる。
ブランクが回転押出工程に供給される。この際、材料の塑性変形もしくは局所的
領域において塑性化が生じる。
【０００７】 ブランク１は回転可能に駆動される圧縮圧延マンドレル（pressure rolling m
andrel）２の上に位置し、その際外部から単数又は複数の圧縮ローラ（pressure
roller）３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂが長手方向運動中にブランク１に接触する。 圧縮圧延マンドレルもしくは変形工具と圧縮ローラ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂとの
間で金属のフロー変形が行われ、その際ブランク１の壁厚は縮小されかつその長
さは拡大される。
andrel）２の上に位置し、その際外部から単数又は複数の圧縮ローラ（pressure
roller）３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂが長手方向運動中にブランク１に接触する。 圧縮圧延マンドレルもしくは変形工具と圧縮ローラ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂとの
間で金属のフロー変形が行われ、その際ブランク１の壁厚は縮小されかつその長
さは拡大される。
【０００８】 ブランクとしては、管（溶接シームを有するか又は有しない）が適当である。
この場合、ブランクとしての管を接合される複数の異なる材料から製造すること
も考えられる。これらには、内部に表面保護層（摩耗保護、熱影響に対する保護
）、例えばＡｌＯ3を備えた予備成形物も理解されるべきである。これらの予備 成形物は、スリーブに種々の要求を支援するために適当である。別の予備成形物
はカップ形状のブランク（鍛造成形物又は常温成形物）或いはまた円形プレスブ
ランクである。この際、管をブランクとして使用する場合には、逆方向圧縮圧延
法或いはまた順方向圧縮圧延法を使用する。その他のブランクの場合には、順方
向圧延法を使用する。
この場合、ブランクとしての管を接合される複数の異なる材料から製造すること
も考えられる。これらには、内部に表面保護層（摩耗保護、熱影響に対する保護
）、例えばＡｌＯ3を備えた予備成形物も理解されるべきである。これらの予備 成形物は、スリーブに種々の要求を支援するために適当である。別の予備成形物
はカップ形状のブランク（鍛造成形物又は常温成形物）或いはまた円形プレスブ
ランクである。この際、管をブランクとして使用する場合には、逆方向圧縮圧延
法或いはまた順方向圧縮圧延法を使用する。その他のブランクの場合には、順方
向圧延法を使用する。
【０００９】 圧縮圧延工程中に、ワークピース（管、カップ状ブランク又は円形プレスブラ
ンク）は外部の変形ローラもしくは圧縮ローラの圧力を受けて工具マンドレルに
接触し、内部で該マンドレルの表面品質及びその寸法に従う。そうして、Ｒａ≦
０．３μｍの粗さ及びその都度の測定に基づき９〜１０のＩＳＯ品質までの内部
許容度を有する内部表面を達成することができる。もちろん、工具マンドレルも
しくは圧縮圧延マンドレルが少なくとも同じかまたはより良好な表面もしくは許
容度を有することが前提である。
ンク）は外部の変形ローラもしくは圧縮ローラの圧力を受けて工具マンドレルに
接触し、内部で該マンドレルの表面品質及びその寸法に従う。そうして、Ｒａ≦
０．３μｍの粗さ及びその都度の測定に基づき９〜１０のＩＳＯ品質までの内部
許容度を有する内部表面を達成することができる。もちろん、工具マンドレルも
しくは圧縮圧延マンドレルが少なくとも同じかまたはより良好な表面もしくは許
容度を有することが前提である。
【００１０】 変形操作の終結後の材料のレジリエンスにより、ワークピースは圧縮圧延マン
ドレルから数マイクロメートル持ち上がり（その都度の材料及び寸法に基づき異
なる）かつ容易に圧縮圧延マンドレルから取り外すことができる。
ドレルから数マイクロメートル持ち上がり（その都度の材料及び寸法に基づき異
なる）かつ容易に圧縮圧延マンドレルから取り外すことができる。
【００１１】 図１の上部には、順方向圧縮圧延法が示されている。参照符号３ａで変形の開
始時の圧縮ローラが示されており、一方参照符号３ｂは変形もしくは圧縮操作の
終了時の圧縮ローラを示す。
始時の圧縮ローラが示されており、一方参照符号３ｂは変形もしくは圧縮操作の
終了時の圧縮ローラを示す。
【００１２】 図１の下部には、逆方向圧縮圧延法が示されている。この場合も、参照符号４
ａで変形の開始時の圧縮ローラが示されており、参照符号４ｂで圧縮圧延操作の
変形もしくは圧縮操作の終了時の圧縮ローラを示す。参照符号５で、ブランク１
のための回動防止装置が示されている。この回動防止装置は、端面に配置された
歯からなり、該歯にブランク１は押し付けられる。
ａで変形の開始時の圧縮ローラが示されており、参照符号４ｂで圧縮圧延操作の
変形もしくは圧縮操作の終了時の圧縮ローラを示す。参照符号５で、ブランク１
のための回動防止装置が示されている。この回動防止装置は、端面に配置された
歯からなり、該歯にブランク１は押し付けられる。
【００１３】 第１の有利な実施態様においては、圧縮圧延機の圧縮圧延マンドレルにネガチ
ブ形として適当なグラインディング（grinding）、例えばクロス・グラインディ
ング（cross grinding）が設けられている。
ブ形として適当なグラインディング（grinding）、例えばクロス・グラインディ
ング（cross grinding）が設けられている。
【００１４】 シリンダスリーブは通常のように内側に研削された表面を有するだけでなく、
例えば“クロス・グラインディング”を有し、これは構造部材の異なるトライボ
ロジカル負荷を支援しかつ摩耗を減少させる。本発明によれば、このトポグラフ
ィーは、ネガチブのエンボス加工部として既に圧縮圧延マンドレルに設けられて
いる。この場合、工具マンドレルの表面は、少なくともワークピースの要求され
る内部表面品質に相当しなければならない品質を有する。
例えば“クロス・グラインディング”を有し、これは構造部材の異なるトライボ
ロジカル負荷を支援しかつ摩耗を減少させる。本発明によれば、このトポグラフ
ィーは、ネガチブのエンボス加工部として既に圧縮圧延マンドレルに設けられて
いる。この場合、工具マンドレルの表面は、少なくともワークピースの要求され
る内部表面品質に相当しなければならない品質を有する。
【００１５】 圧縮圧延作業後に、ワークピースは材料のレジリエンスにより数マイクロメー
トル持ち上がるので、圧延により形成された表面構造は工具マンドレルからワー
クピースが抜き取られた後も損傷を受けずにそのまま維持されている。
トル持ち上がるので、圧延により形成された表面構造は工具マンドレルからワー
クピースが抜き取られた後も損傷を受けずにそのまま維持されている。
【００１６】 前記に示した操作法は、通常のシリンダスリーブの製造を説明するものである
。圧縮圧延技術を用いることによる以下に記載する変法は、切削法又はその他の
方法で可能な内部表面に匹敵する内部表面全体にわたり新たなタイプのシリンダ
スリーブの内部微細表面をもたらす。この内部表面は、シリンダスリーブの内部
表面にμｍ範囲内の規則的な突起及び凹所が設けられることにより、特殊な潤滑
特性を有する。
。圧縮圧延技術を用いることによる以下に記載する変法は、切削法又はその他の
方法で可能な内部表面に匹敵する内部表面全体にわたり新たなタイプのシリンダ
スリーブの内部微細表面をもたらす。この内部表面は、シリンダスリーブの内部
表面にμｍ範囲内の規則的な突起及び凹所が設けられることにより、特殊な潤滑
特性を有する。
【００１７】 このよにして製造された内部表面は、シリンダスリーブのトライボロジカル課
題を有効に支援しかつ強度に改善する特殊な特性を有する。これらお内部構造は
、圧縮ローラの特殊な手段及び構成により並びに圧縮圧延の際のプロセスパラメ
ータの特殊な調整により実現される。
題を有効に支援しかつ強度に改善する特殊な特性を有する。これらお内部構造は
、圧縮ローラの特殊な手段及び構成により並びに圧縮圧延の際のプロセスパラメ
ータの特殊な調整により実現される。
【００１８】 有利には、前記目的を達成するために３つの圧縮ローラｘ，ｙ，ｚを使用しか
つ以下のプロセスパラメータをセットする： ローラの回転速度 ８０〜１５０ｍｍ／分 ローラの送り ５０〜４００ｍｍ／分 ギャップｘ，ｙ，ｚ １／３Ｓｏ 軸方向のずれＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚ １〜５ｍｍ。
つ以下のプロセスパラメータをセットする： ローラの回転速度 ８０〜１５０ｍｍ／分 ローラの送り ５０〜４００ｍｍ／分 ギャップｘ，ｙ，ｚ １／３Ｓｏ 軸方向のずれＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚ １〜５ｍｍ。
【００１９】 有利には、前記プロセスパラメータを圧縮ローラｘ，ｙ，ｚのための以下のパ
ラメータと組み合わせる： 走入（run-in）角度α αｘ＝１５〜４０゜ αｙ＝１５〜３０゜ αｚ＝１５〜３０゜ 走出（run-out）角度β βｘ＝３〜１０゜ βｙ＝３〜１０゜ βｚ＝３〜１０゜ ローラ半径Ｒ Ｒｘ＝０．５〜３ｍｍ Ｒｙ＝０．５〜３ｍｍ Ｒｚ＝０．５〜３ｍｍ。
ラメータと組み合わせる： 走入（run-in）角度α αｘ＝１５〜４０゜ αｙ＝１５〜３０゜ αｚ＝１５〜３０゜ 走出（run-out）角度β βｘ＝３〜１０゜ βｙ＝３〜１０゜ βｚ＝３〜１０゜ ローラ半径Ｒ Ｒｘ＝０．５〜３ｍｍ Ｒｙ＝０．５〜３ｍｍ Ｒｚ＝０．５〜３ｍｍ。
【００２０】 これらのパラメータは、もちろんそれ自体だけでも有利であると見なされる。
【００２１】 図４には、ギャップｘ，ｙ，ｚ、軸方向のずれＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚ、走入角度α
、走出角度β及びローラ半径Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚのような個々のパラメータが定義
されている。
、走出角度β及びローラ半径Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚのような個々のパラメータが定義
されている。
【００２２】 前記に記載の方法は、工具マンドレルの特殊な前処理を必要とせずに、“潤滑
油ポケット”を製造するために好適である。しかしながら、圧縮圧延マンドレル
に、部材の圧縮圧延中に内部表面に凹所として現れる突起を設けることも考えら
れる。これらの凹所（又は工具マンドレル上のネガチブエンボスとしての突起）
は、異なる要求に対処するために、著しく異なって形成されていてもよい。工具
マンドレル上のこのような突起は有利には極く小さい（高さ数μｍ〜最大０．０
１５ｍｍ）ので、ワークピースを圧縮圧延工程後に材料の既に記載したレジリエ
ンスのために、先に導入した内部構造に損傷を与えずに、問題なく工具マンドレ
ルから抜き取ることができる。
油ポケット”を製造するために好適である。しかしながら、圧縮圧延マンドレル
に、部材の圧縮圧延中に内部表面に凹所として現れる突起を設けることも考えら
れる。これらの凹所（又は工具マンドレル上のネガチブエンボスとしての突起）
は、異なる要求に対処するために、著しく異なって形成されていてもよい。工具
マンドレル上のこのような突起は有利には極く小さい（高さ数μｍ〜最大０．０
１５ｍｍ）ので、ワークピースを圧縮圧延工程後に材料の既に記載したレジリエ
ンスのために、先に導入した内部構造に損傷を与えずに、問題なく工具マンドレ
ルから抜き取ることができる。
【００２３】 例えば、これらの突起は方形の底面を有する円錐台の形を有する。しかしなが
ら、また別の可能な突起も有利である。
ら、また別の可能な突起も有利である。
【００２４】 圧縮圧延マンドレル上の前記の突起がワークピースの可能なレジリエンスより
も大きい場合には、圧縮圧延工程後にワークピースをもはや工具マンドレルによ
ってワークピースの内部表面構造に損傷又は破壊を生じることなく抜き取ること
はできない。この場合には、本発明によれば、圧縮圧延工程中に拡張しかつ変形
後にレリースされる拡張マンドレル（機械的、液圧式、空気圧式又はその他の拡
張方法を用いる）を使用する。それにより、比較的に大きな直径差を克服するこ
とができかつレジリエンスの寸法を越えるより深い“潤滑油ポケット”を製造す
ることができ、しかもその際変形工程後に部材を抜き取る際に意図される内部構
造は損傷されない。
も大きい場合には、圧縮圧延工程後にワークピースをもはや工具マンドレルによ
ってワークピースの内部表面構造に損傷又は破壊を生じることなく抜き取ること
はできない。この場合には、本発明によれば、圧縮圧延工程中に拡張しかつ変形
後にレリースされる拡張マンドレル（機械的、液圧式、空気圧式又はその他の拡
張方法を用いる）を使用する。それにより、比較的に大きな直径差を克服するこ
とができかつレジリエンスの寸法を越えるより深い“潤滑油ポケット”を製造す
ることができ、しかもその際変形工程後に部材を抜き取る際に意図される内部構
造は損傷されない。
【００２５】 このためには、例示する実施例においては圧縮圧延マンドレルはカップ状に構
成されておりかつ長手方向スリットを有しているので、圧縮圧延マンドレル内に
挿入可能な固定マンドレルは圧縮圧延マンドレルを拡張することができる。
成されておりかつ長手方向スリットを有しているので、圧縮圧延マンドレル内に
挿入可能な固定マンドレルは圧縮圧延マンドレルを拡張することができる。
【００２６】 本発明のさらなる特徴は、以下に説明する図面に示されている。
【００２７】 図１は既に明細書の導入部に記載されておりかつ上方部分には順方向圧延法が
かつ下方部分には逆方向圧延法が工具マンドレル２、圧縮ローラ３ａ，３ｂ，４
ａ，４ｂ及び回動防止装置５と共に例示されている。
かつ下方部分には逆方向圧延法が工具マンドレル２、圧縮ローラ３ａ，３ｂ，４
ａ，４ｂ及び回動防止装置５と共に例示されている。
【００２８】 図２は工具マンドレル２の一断片を示す、該工具マンドレルはその表面に示さ
れたクロス・グラインディング７を有する。さらに、前記の工具マンドレル２で
製造されたシリンダスリーブ６の一断片が示されている。これもまたクロス・グ
ラインディング７を示す。この場合、工具マンドレル２上のクロス・グラインデ
ィング７は、シリンダスリーブ６の表面上のクロス・グラインディングのネガチ
ブ形である。
れたクロス・グラインディング７を有する。さらに、前記の工具マンドレル２で
製造されたシリンダスリーブ６の一断片が示されている。これもまたクロス・グ
ラインディング７を示す。この場合、工具マンドレル２上のクロス・グラインデ
ィング７は、シリンダスリーブ６の表面上のクロス・グラインディングのネガチ
ブ形である。
【００２９】 図３はまたシリンダスリーブ６及び内部表面の拡大断片を示す。該内部表面は
、滴状突起８を有する特殊な表面構造を示す。この特殊な表面構造は、以下の特
徴の組合せで達成される： 圧縮ローラの回転速度８０〜１５０ｍｍ／分；圧縮ローラの送り５０〜４００
ｍｍ／分；ギャップｘ，ｙ，ｚ１／３Ｓｏ；軸方向のずれＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚ１〜
５ｍｍ；走入角度αｘ＝１５〜４０゜，αｙ＝１５〜３０゜，αｚ＝１５〜３０
゜；走出角度βｘ＝３〜１０゜，βｙ＝３〜１０゜，βｚ＝３〜１０゜及び圧縮
ローラのローラ半径Ｒｘ＝０．５〜３ｍｍ，Ｒｙ＝０．５〜３ｍｍ及びＲｚ＝０
．５〜３ｍｍ。
、滴状突起８を有する特殊な表面構造を示す。この特殊な表面構造は、以下の特
徴の組合せで達成される： 圧縮ローラの回転速度８０〜１５０ｍｍ／分；圧縮ローラの送り５０〜４００
ｍｍ／分；ギャップｘ，ｙ，ｚ１／３Ｓｏ；軸方向のずれＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚ１〜
５ｍｍ；走入角度αｘ＝１５〜４０゜，αｙ＝１５〜３０゜，αｚ＝１５〜３０
゜；走出角度βｘ＝３〜１０゜，βｙ＝３〜１０゜，βｚ＝３〜１０゜及び圧縮
ローラのローラ半径Ｒｘ＝０．５〜３ｍｍ，Ｒｙ＝０．５〜３ｍｍ及びＲｚ＝０
．５〜３ｍｍ。
【００３０】 これらの突起の高さｈは４〜７μｍである。
【００３１】 図４には、より良好に表すために図面の面に３個の圧縮ローラｘ，ｙ，ｚが示
めされている。しかしながら、３個の圧縮ローラｘ，ｙ，ｚは実際には周方向で
はそれぞれ１２０゜ずらされている。理解しやすくするために、圧縮ローラｘ，
ｙ，ｚの間の軸方向のずれＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚは実際よりも大きく示されている。
めされている。しかしながら、３個の圧縮ローラｘ，ｙ，ｚは実際には周方向で
はそれぞれ１２０゜ずらされている。理解しやすくするために、圧縮ローラｘ，
ｙ，ｚの間の軸方向のずれＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚは実際よりも大きく示されている。
【００３２】 第１の圧縮ローラｚがまずワークピースと接触することになる。これは円錐形
のプレス面１８でワークピースに接触する。軸方向の送りにより、ワークピース
の壁厚は第１の圧縮ローラｚにより、初期の壁厚Ｓ0から出発して厚さｚだけ減 少せしめられる。この際、第１の圧縮ローラｚはワークピースの表面にわたって
螺旋状軌道を走行する。送り、及び圧縮ローラｚがワークピース上を回る回転速
度は。圧縮ローラｚがワークピースの全表面をカバーするように互いに調和され
ている。走入角度αｚは、プレス面１８とワークピースの外面との間の角度であ
る。第２の圧縮ローラｙのプレス面１９は同じ幾何学的形状を有する。第３の圧
縮ローラｘのプレス面２０は走入角度αｘで拡がる。
のプレス面１８でワークピースに接触する。軸方向の送りにより、ワークピース
の壁厚は第１の圧縮ローラｚにより、初期の壁厚Ｓ0から出発して厚さｚだけ減 少せしめられる。この際、第１の圧縮ローラｚはワークピースの表面にわたって
螺旋状軌道を走行する。送り、及び圧縮ローラｚがワークピース上を回る回転速
度は。圧縮ローラｚがワークピースの全表面をカバーするように互いに調和され
ている。走入角度αｚは、プレス面１８とワークピースの外面との間の角度であ
る。第２の圧縮ローラｙのプレス面１９は同じ幾何学的形状を有する。第３の圧
縮ローラｘのプレス面２０は走入角度αｘで拡がる。
【００３３】 プレス面２０に、圧縮ローラｘの走出面２２に移行する移行領域２１が引き続
く。移行領域２１は半径Ｒｘを有する。また第１及び第２の圧縮ローラｚ，ｙは
、それぞれ半径Ｒｚ及びＲｙを有する移行領域を有する。走出面はワークピース
の外壁を基準として走出角度βｘ，βｙ，βｚで拡がる。
く。移行領域２１は半径Ｒｘを有する。また第１及び第２の圧縮ローラｚ，ｙは
、それぞれ半径Ｒｚ及びＲｙを有する移行領域を有する。走出面はワークピース
の外壁を基準として走出角度βｘ，βｙ，βｚで拡がる。
【００３４】 圧縮ローラｘ，ｙ，ｚは、成形工具もしくはワークピースに対して異なる半径
方向間隔を有する。第１の圧縮ローラｚは、ワークピースを最初に加工するので
最大の間隔を有する。第１の圧縮ローラｚのプレス面１８の走出側端部で、ワー
クピースの初期の壁厚Ｓ0はＳ0−ｚだけ減少せしめられる。この半径方向間隔Ｓ 0 −ｚで、今や第２の圧縮ローラｙのプレス面１９の端部が係合する。第２の圧 縮ローラｙのプレス面１９により、ワークピースは値ｙだけ減少せしめられる。
最後の圧縮ローラｘは、ワークピースの所望の目標厚Ｓ1が達成されるまで値ｘ だけワークピースを減少させる。従って、ワークピースの壁厚は、初期壁厚Ｓ0 から目標壁厚Ｓ1に減少せしめられる。壁厚減少値ｄは個々の減少値ｘ，ｙ，ｚ よりなる。
方向間隔を有する。第１の圧縮ローラｚは、ワークピースを最初に加工するので
最大の間隔を有する。第１の圧縮ローラｚのプレス面１８の走出側端部で、ワー
クピースの初期の壁厚Ｓ0はＳ0−ｚだけ減少せしめられる。この半径方向間隔Ｓ 0 −ｚで、今や第２の圧縮ローラｙのプレス面１９の端部が係合する。第２の圧 縮ローラｙのプレス面１９により、ワークピースは値ｙだけ減少せしめられる。
最後の圧縮ローラｘは、ワークピースの所望の目標厚Ｓ1が達成されるまで値ｘ だけワークピースを減少させる。従って、ワークピースの壁厚は、初期壁厚Ｓ0 から目標壁厚Ｓ1に減少せしめられる。壁厚減少値ｄは個々の減少値ｘ，ｙ，ｚ よりなる。
【００３５】 図５は、突起８を有する圧縮圧延マンドレル２及びそれにより作られた、潤滑
油ポケット１１を有するシリンダスリーブ６の表面構造の原理図である。該突起
８は、方形の底面を有する円錐台の形を有する。強調すれば、突起の形は例示に
過ぎない。多くの別の形が考えられる。有利には、突起８は最大０．０１５ｍｍ
の高さを有する。それにより、シリンダスリーブ６は加工後に圧縮圧延マンドレ
ル２から容易に押し出すことができる。潤滑油ポケット１１の形は、もちろん突
起８の形と逆であるので、潤滑油ポケット１１は最大０．０１５ｍｍの深さを有
する。
油ポケット１１を有するシリンダスリーブ６の表面構造の原理図である。該突起
８は、方形の底面を有する円錐台の形を有する。強調すれば、突起の形は例示に
過ぎない。多くの別の形が考えられる。有利には、突起８は最大０．０１５ｍｍ
の高さを有する。それにより、シリンダスリーブ６は加工後に圧縮圧延マンドレ
ル２から容易に押し出すことができる。潤滑油ポケット１１の形は、もちろん突
起８の形と逆であるので、潤滑油ポケット１１は最大０．０１５ｍｍの深さを有
する。
【００３６】 図６には、拡張可能である特殊な圧縮圧延マンドレル２が示されている。この
圧縮圧延マンドレル２（拡張マンドレルとも称される）は、例えば機械的、液圧
又は空気圧式に拡張することができかつ圧縮圧延工程中に拡張されかつ変形後に
レリースされる。それにより、完成したシリンダスリーブを、突起の高さが例え
ば０．０１５ｍｍよりも大きい場合でも、圧縮マンドレル２から抜き取ることが
できる。
圧縮圧延マンドレル２（拡張マンドレルとも称される）は、例えば機械的、液圧
又は空気圧式に拡張することができかつ圧縮圧延工程中に拡張されかつ変形後に
レリースされる。それにより、完成したシリンダスリーブを、突起の高さが例え
ば０．０１５ｍｍよりも大きい場合でも、圧縮マンドレル２から抜き取ることが
できる。
【００３７】 図６の上方部分には、拡張されていない状態の圧縮圧延マンドレル２が示され
ている。該圧縮圧延マンドレル２はカップ状に形成されかつ長手方向スリット９
を有する。図６の下方部分は、この圧縮圧延マンドレル２を拡張して示す。この
ために、圧縮圧延マンドレル２内のカップ状中空室よりも僅かに太い固定マンド
レル１０が押し込まれる。これれにより、長手方向スリット９により分離された
個々の部分は拡張される。この圧縮圧延マンドレル２の外面は、先に記載したよ
うに、本発明による表面構造を備えている。
ている。該圧縮圧延マンドレル２はカップ状に形成されかつ長手方向スリット９
を有する。図６の下方部分は、この圧縮圧延マンドレル２を拡張して示す。この
ために、圧縮圧延マンドレル２内のカップ状中空室よりも僅かに太い固定マンド
レル１０が押し込まれる。これれにより、長手方向スリット９により分離された
個々の部分は拡張される。この圧縮圧延マンドレル２の外面は、先に記載したよ
うに、本発明による表面構造を備えている。
【００３８】 αで拡張角度が示されている。
【図１】 順方向及び逆方向圧縮圧延法における圧縮圧延技術の原理図である。
【図２】 図示されたクロス・グラインディングを有する工具マンドレル及び内部表面に
クロス・グラインディングを有するシリンダスリーブからの一断片を示す図であ
る。
クロス・グラインディングを有するシリンダスリーブからの一断片を示す図であ
る。
【図３】 シリンダスリーブの特殊な表面構造の原理図である。
【図４】 ギャップ、軸方向のずれ、走入角度、走出角度及びローラ半径のような個々の
パラメータを説明する図である。
パラメータを説明する図である。
【図５】 突起を有する圧縮圧延マンドレルの原理図及びそれにより作られた、潤滑油ポ
ケットを有するシリンダスリーブの表面構造を示す図である。
ケットを有するシリンダスリーブの表面構造を示す図である。
【図６】 拡張されていない状態と拡張された状態における特殊な圧縮圧延マンドレルを
示す図である。
示す図である。
１ ブランク、 ２ 工具マンドレル、 ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ 圧縮ロー
ラ、 ５ 回動防止部材、 ６ シリンダスリーブ、 ７ クロス・グラインデ
ィング、 ８ 滴状突起、 ９ 長手方向スリット、 １０ 固定マンドレル、 １１ 潤滑油ポケット、 ｘ，ｙ，ｚ 圧縮ローラ、 α 走入角度、 β
走出角度 、Ｒ 圧縮ローラのローラ半径
ラ、 ５ 回動防止部材、 ６ シリンダスリーブ、 ７ クロス・グラインデ
ィング、 ８ 滴状突起、 ９ 長手方向スリット、 １０ 固定マンドレル、 １１ 潤滑油ポケット、 ｘ，ｙ，ｚ 圧縮ローラ、 α 走入角度、 β
走出角度 、Ｒ 圧縮ローラのローラ半径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィルヘルム ツィンマーマン ドイツ連邦共和国 ザンクト アウグステ ィン シュールシュトラーセ 29 (72)発明者 ユルゲン ツィンマーマン ドイツ連邦共和国 トロイスドルフ アル テンラーター シュトラーセ ２ツェー Ｆターム(参考） 3G024 AA25 BA01 FA07 FA14 GA00 GA17 3J044 AA02 AA18 CC01 DA09 EA02
Claims (8)
- 【請求項１】 シリンダスリーブ（６）の内部表面が表面構造を有する形式
の、内燃機関のエンジンユニットで使用するための金属シリンダスリーブ（６）
の製造方法において、表面構造を有するシリンダスリーブ（６）を自体公知の圧
縮圧延技術により１作業工程で製造することを特徴とする、金属シリンダスリー
ブの製造方法。 - 【請求項２】 圧縮圧延機の圧縮圧延マンドレル（２）にネガチブ形状とし
て適当なグラインディング、例えばクロス・グラインディング（７）が設けられ
ていることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 ３つの圧縮ローラ（ｘ，ｙ，ｚ）を使用しかつ圧縮圧延の際
に以下のプロセスパラメータをセットする： ローラの回転速度 ８０〜１５０ｍｍ／分 ローラの送り ５０〜４００ｍｍ／分 ギャップ １／３Ｓｏ 軸方向のずれＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚ １〜５ｍｍ ことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 圧縮ローラ（ｘ，ｙ，ｚ）の以下のパラメータをセットする
： 走入角度α αｘ＝１５〜４０゜ αｙ＝１５〜３０゜ αｚ＝１５〜３０゜ 走出角度β βｘ＝３〜１０゜ βｙ＝３〜１０゜ βｚ＝３〜１０゜ ローラ半径Ｒ Ｒｘ＝０．５〜３ｍｍ Ｒｙ＝０．５〜３ｍｍ Ｒｚ＝０．５〜３ｍｍ ことを特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 圧縮圧延機の圧縮圧延マンドレル（２）に突起（８）を設け
ることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 圧縮圧延マンドレル（２）上の突起（８）又はシリンダスリ
ーブ（６）内の凹所が最大０．０１５ｍｍの高さを有することを特徴とする請求
項５記載の方法。 - 【請求項７】 圧縮圧延マンドレル（２）を拡張マンドレルとして形成し、
該拡張マンドレルが例えば機械的に、液圧又は空気圧で拡張可能でありかつ圧縮
圧延工程中に拡開しかつ変形後に放圧することを特徴とする請求項５又は６記載
の方法。 - 【請求項８】 圧縮圧延マンドレル（２）中に滑入可能な固定マンドレル（
１０）が圧縮圧延マンドレル（２）を拡開させることができるように、圧縮圧延
マンドレル（２）がカップ状に形成されかつ長手方向スリット（９）を有するこ
とを特徴とする請求項７記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19810265.8 | 1998-03-10 | ||
| DE1998110265 DE19810265A1 (de) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | Verfahren zur Herstellung einer metallischen Zylinderlaufbuchse |
| PCT/EP1999/001204 WO1999046521A1 (de) | 1998-03-10 | 1999-02-25 | Verfahren zur herstellung einer metallischen zylinderlaufbuchse |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002505959A true JP2002505959A (ja) | 2002-02-26 |
Family
ID=7860350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000535860A Pending JP2002505959A (ja) | 1998-03-10 | 1999-02-25 | 金属シリンダスリーブの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1062441A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002505959A (ja) |
| DE (1) | DE19810265A1 (ja) |
| WO (1) | WO1999046521A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7614272B2 (en) | 2004-09-17 | 2009-11-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Prespray processing method and prespray processed engine cylinder block |
| JP2019130577A (ja) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | 株式会社Ｉｈｉエアロスペース | 圧延加工部材の製造方法及び圧延加工部材の製造装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2845301B1 (fr) * | 2002-10-03 | 2005-08-05 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de formation d'empreintes en creux sur une surface d'une piece |
| DE102005057945A1 (de) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Reichhardt, Hans H. | Verfahren, Maschine und Werkzeuge zur spanlosen Herstellung von Rohrabschnitten und rohrförmigen Werkstücken mit reduziertem Innendurchmesser in Form eines Absatzes |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB1318631A (en) * | 1970-06-22 | 1973-05-31 | Le I Tochnoj Mekhaniki Optiki | Method of making grooves on surfaces of an article apparatus therefor and article made by said method |
| DE2225390A1 (de) * | 1972-05-25 | 1973-12-06 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Vorrichtung und verfahren zur herstellung definierter wanddickenaenderungen eines rotationssymmetrischen hohlkoerpers |
| DE2420014A1 (de) | 1973-06-07 | 1975-01-02 | France Etat | Verfahren zur herstellung von zuegen oder riefen in der innenflaeche von koerpern mit gerader oder gebogener mantellinie waehrend einer verformung durch abstreckdruekken, sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens |
| DE4010901A1 (de) * | 1990-04-04 | 1991-10-17 | Gkn Automotive Ag | Antriebswelle |
| CH685542A5 (de) * | 1992-07-16 | 1995-08-15 | Grob Ernst Fa | Verfahren zum Herstellen eines hohlen Werkstücks, das wenigstens innen gerade oder schräg zur Werkstückachse profiliert ist. |
| DE4446919A1 (de) | 1994-12-28 | 1996-07-04 | Dynamit Nobel Ag | Verfahren zur Herstellung von innenverzahnten Teilen |
| DE19532244C2 (de) * | 1995-09-01 | 1998-07-02 | Peak Werkstoff Gmbh | Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen Rohren (I) |
| DE19722359A1 (de) * | 1997-05-28 | 1998-12-03 | Dynamit Nobel Ag | Drückwalzvorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Hohlrädern mit zwei Innenverzahnungen |
| DE19723198A1 (de) * | 1997-06-03 | 1998-12-10 | Dynamit Nobel Ag | Drückwalzvorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines stirnverzahnten Werkstückes |
-
1998
- 1998-03-10 DE DE1998110265 patent/DE19810265A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-02-25 JP JP2000535860A patent/JP2002505959A/ja active Pending
- 1999-02-25 WO PCT/EP1999/001204 patent/WO1999046521A1/de not_active Application Discontinuation
- 1999-02-25 EP EP99913188A patent/EP1062441A1/de not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
| US7614272B2 (en) | 2004-09-17 | 2009-11-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Prespray processing method and prespray processed engine cylinder block |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1999046521A1 (de) | 1999-09-16 |
| DE19810265A1 (de) | 1999-09-16 |
| EP1062441A1 (de) | 2000-12-27 |
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