JP5231767B2 - 内燃機関のクランク室をマスキングするマスキング・システム - Google Patents

Description

本発明は、各カテゴリの独立請求項のプレアンブルに従う本発明によるシリンダの滑り面の表面処理中に内燃機関のクランク室をマスキングするマスキング・システム、及びマスキング・システムの使用に関する。

様々な溶射プロセスによって内燃機関のシリンダ滑り面を熱被覆することは、今日の最新技術であり、特にあらゆるタイプの自動車両のエンジンに広く使用されているが、それだけではない。通常、対応するシリンダ滑り面は、様々なプロセス、例えば鋼玉ブラスト処理、ハード・キャスト・ブラスト法、高圧水ブラスト法、様々なレーザ・プロセス又は本来知られている他の活性化プロセスによる熱被覆の前に活性化される。Ａｌ又はＭｇ系の軽金属合金の基板が最も頻繁に前処理され、その後に被覆される。

一般に普及したタイプのエンジンはＶ型のエンジン、つまり相互に平行に延在する２つのシリンダ列を有し、それぞれ２つのシリンダ列のうち一方に属する２つの隣接するシリンダ・ライナの２つの縦軸が、相互に対して特定の角度だけ傾斜し、それによってＶ型エンジンのエンジン・ブロックの特徴的なＶ字形が生じるエンジンである。

このようなＶ型エンジンでは、熱被覆に関して、シリンダ滑り面の表面処理中に、例えばエンジン・ブロックのクランク室の表面又は隣接するシリンダ・ボアのシリンダ滑り面などのシリンダ滑り面の活性化、洗浄又は別の前処理の際に、制御されない状態で影響を受けることもある危険が存在する。特に内燃機関のシリンダのシリンダ壁の熱被覆でも、対応する問題が生じる。つまり、第１シリンダ列のシリンダ・ボアのシリンダ滑り面の被覆上に、熱被覆では完全に回避することができない被覆材料の金属蒸気などの蒸気が、隣接シリンダのシリンダ壁に付着することがある。

例えば第２シリンダ列など、シリンダのシリンダ壁の比較的低温の壁に金属蒸気が付着するので、第２シリンダ列のこのシリンダ壁は金属蒸気に汚染され、これは特にこのシリンダに後に塗布するような被覆の接着に悪影響を及ぼす。また、溶融していない粒子及び上塗りによる汚染が懸念され、クランクケースの内面も不利な状態で汚染されるか、又は影響を受けることがある。

さらなる問題は、熱被覆プロセスによるエンジン・ブロックの加熱である。溶射被覆と基板とは熱膨張率の差が比較的大きくなることがあるので、エンジン・ブロックのある種の平均温度と実質的に理解しなければならない１２０℃を超える基板の温度は、層の内部応力レベルに負の効果を与え、１５０℃を超えると、軽金属合金から作成した構成要素、つまりエンジン・ブロックの材料が変形するという危険が生じ、したがって使用不可能になることさえある。

この問題は、使用される典型的な材料の熱膨張率を見ると、特に明白になる。つまり、合金から熱ベースへの溶射被覆の典型的な熱膨張率は、例えば約１１×１０^−６／℃であり、アルミ系の基板の典型的な熱膨張率は、約２３×１０^−６／℃であることがあり、マグネシウム系の基板では通常２７×１０^−６／℃である。つまり、基板、つまりエンジン・ブロックを作成する材料の典型的な熱膨張率は、噴霧される溶射被覆の熱膨張率の約２倍超の大きさになる。

特にシリンダ滑り面の前述した金属蒸気による汚染の問題を解決しようとする様々な装置が、先行技術で知られている。

したがって、被覆されていないシリンダ・ボアをある種の膨張性バルーンで密封する装置が知られているが、これは蓄熱につながり、上述した熱膨張率の問題をさらに悪化させることがある。被覆されていないシリンダ・ボアを保護するためにクランクシャフト・ハウジングを通してカバーを導入する他のシステムが使用されている。ここでも、熱の問題が最終的に完全には解決されず、少なくともこれと同様に重要であるが、知られている全てのシステムの使用は、自動化できるとしても、非常に困難であり、Ｖ型エンジンの場合は尚更で、したがって被覆プロセスは最終的に非常に高価になる。というのは、多数のエンジン・ブロックの被覆に、多大な手作業が必要だからである。

したがって、先行技術で知られている問題、特にシリンダ・ボアの熱被覆における金属蒸気による熱の問題及び汚染の問題を回避し、同時に単純且つ費用効果が高い方法で高度の自動化を達成可能である装置を提供することが、本発明の目的である。

これらの目的を満足する本発明の主題は、個々のカテゴリの独立請求項の特徴によって特徴とされる。

個々の独立請求項は、本発明の特に有利な実施例に関連する。

したがって、本発明は、内燃機関のシリンダのシリンダ・ボアのシリンダ滑り面の表面処理中に、内燃機関のクランク室をマスキングするマスキング・システムに関する。マスキング・システムは中空マスキング本体を含み、これには中空マスキング本体をシリンダ・ボアに接続するためのコネクタ区画、さらにスクリーン区画がある。本発明によると、中空マスキング本体は、内燃機関の第１シリンダの表面処理中に、中空マスキング本体のコネクタ区画を、クランク室側の第１シリンダのシリンダ・ボアに配置できるように構成される。

Ｖ型のシリンダ・クランクケースの被覆では、各ケースの１つのシリンダ列を、回転式溶射装置によって、例えば回転式プラズマ・バーナによって被覆することが好ましい。被覆されないシリンダは、シリンダ・ボアを通して被覆上で軸方向に誘導される回転式プラズマ射出装置のプラズマ・ジェットなどが、下逆転ポイントがマスキング本体の領域に位置できるような状態で、被覆されないシリンダ列のシリンダ壁に到達しないように、本発明によるマスキング・システムによって保護される。つまり、懸念される「上塗り」、つまり現在被覆されていないシリンダ・ボアからの上塗りによる、被覆されないシリンダ壁の汚染が生じない。これにより、以前に金属蒸気で汚染されたシリンダ壁がその後に被覆された場合に生じる、先行技術で知られているような層の剥がれが防止される。

本発明では、マスキング本体が、一方ではジェット・プロセスによるシリンダ滑り表面の活性化又はシリンダ滑り面の熱被覆時など、表面処理中に冷却流体及び濯ぎ流体が流れることができ、他方では例えばウォータ・ジェット装置又は回転式プラズマ・バーナなどの処理装置を誘導することもできる中空マスキング本体であることが重要である。

これにより、例えば熱被覆において流体によって生じる熱を、容易に散逸させることができ、一方では例えば空気、酸素などの化学的活性ガス及び／又は窒素などの不活性ガス及び／又は貴ガス及び／又は別の流体などでより流体により、シリンダ滑り面の活性化に使用される金属蒸気又はブラスト法の粒子、又は損傷を与える他の汚染物質が、例えばクランクケースの内面又はシリンダ滑り面に悪影響を与えるか、又は汚染することなく、クランク室を通して確実に案内されるのを防止することもできる。

また特定のケースでは、噴霧される被覆の化学的組成も、使用される流体の組成によって、例えば含まれる酸素又は他の化学元素の量によって影響を受けることがある。

さらに、本発明の中空マスキング本体は、そのコネクタ区画を、運転状態で処理されるクランク室側で第１シリンダのシリンダ・ボアに配置できるように構成される。つまり、本発明によると、中空マスキング本体はシリンダ・ボアの内部ではなく、シリンダ・ボアの前にあるクランク室側に配置され、以下でさらに説明するように、せいぜい小さい周辺領域又はリング領域を、クランク室側で例えば１ｍｍの幅の細いリング形領域にわたってマスキング本体によって覆うことができる。というのは、技術的理由で、この領域では被覆が望ましくないからである。覆われた狭いリング領域は当然、１ｍｍより細い、又は広くてもよいことが理解される。

シリンダ・ボアからクランク室内へと延在するスクリーン区画は、既に以上で数回言及した溶射からの金属ダスト又はシリンダ滑り面の活性化によるブラスト粒子などの有害な粒子が、隣接するシリンダのシリンダ滑り面又はクランクケースの内面に悪影響を及ぼさずに、クランクケースから外部へと容易に誘導されることを保証する。というのは、本発明によると、これは実際にはマスキング・システムを使用すると前述した表面にもはや到達できないからである。

したがって、本発明によるマスキング・システムと知られているマスキング・システムとでは、本発明によるマスキング・システムのマスキング本体が、処理されるクランク室側でシリンダ・ボアの前に配置され、それによって例えば隣接するシリンダを有害な影響から保護する一方、知られているシステムはそれぞれ、処理されないシリンダ・ボアに、又はその中に設けられるという明白な違いがある。

したがって、先行技術から知られている解決策は、以上で既に詳細に検討した欠点に加えて、処理されないほぼ全ての面を保護しなければならないという欠点を追加的に有する。つまり、処理すべきでない、つまり例えば現在は熱被覆すべきではないいずれのシリンダ・ボア又はシリンダ滑り面も、それ自体のマスキングで保護しなければならず、本発明による中空マスキング本体を使用すると、例えば被覆するために現在作業中のシリンダのみをマスクすればよい。さらに、クランク室の内面のような他の表面は、先行技術で知られているシステムでは全くスクリーニングできないことが多い。したがって、知られているマスキング・システムは、装置の面で本来、これより非常に複雑であり、購入費用が高く、使用が複雑であって、これは特に大量生産での自動化した扱いを非常に困難にするか、さらには不可能にすることが多い。

中空マスキング本体の最大外径は、これに関して処理されるシリンダ滑り面のシリンダの直径より多少小さいことが好ましい。したがって、本発明による中空マスキング本体の直径は、まだ被覆していないシリンダ・ボアの直径より例えば約１ｍｍ小さい。それによって、本発明によるマスキング本体を上からシリンダ・ボアに通して、つまりクランク室から遠いシリンダ・ボアの開口を通して導入し、クランク室に面するクランク室側でシリンダ・ボアの開口の前に配置することが可能である。

これにより、マスキング・システムの配置の自動化が極めて単純になる。というのは、幾何学的に複雑なクランクシャフト・ハウジングを通してマスキング本体をぎこちなく導入する作業が省略されるからである。実際に、多くの状況で、幾何学的障害及び窮屈な空間状態のせいで、特に小型エンジンのタイプでは、マスキング本体を被覆すべきシリンダへと、クランクシャフト・ハウジングを通して誘導することが全くできない。本発明によるマスキング・システムは、特にこの点で優れていることが判明した。

上述したように、マスキング本体の直径は、被覆すべきシリンダ・ボアの直径より適切に小さくなるように選択されるので、マスキング本体は、シリンダのシリンダ滑り面の被覆後に、再び被覆したシリンダ・ボアを通して快適に取り出すこともできる。以上の実施例のように、マスキング・システムの直径が被覆されていないシリンダ・ボアの直径より約１ｍｍ小さい場合、マスキング本体は、シリンダ滑り面を例えば２５０μｍという典型的な被覆厚さで被覆した後に、被覆したシリンダを通して再び快適に取り出すこともできる。

用途に応じて、シリンダ・ボアとマスキング本体との直径の差は、１ｍｍより大きくとも小さくともすることができ、本発明によるマスキング・システムは、塗布すべき被覆が２５０μｍ以外の厚さを有する場合でも成功裏に使用できることが理解される。

好ましい実施例では、中空マスキング本体は、少なくとも断面は特に完全に内径が変動するか一定である中空シリンダとして構成される。

これに関して、実際に特に重要な実施例では、中空マスキング本体は、コネクタ区画とスクリーン区画の間に設けられた締結区画を含むことができ、締結区画は漏斗形に延在し、特にコネクタ区画からスクリーン区画へと漏斗形に先細になる。これにより、一方では、排出すべき冷却流体及び濯ぎ流体、さらに外へと案内すべき粒子又は被覆ダストを、良好に画定された方向で、多少コンパクトなジェットにてクランクケースから誘導することができ、他方では、このような実施例は特に、狭いクランクケース内で特に有利に使用することができる。というのは、締結要素が相応に先細になっていないマスキング本体ほど空間を占有しないからである。

締結要素は、特定の用途に合わせて異なるように成形できることも理解される。つまり、例えば拡大する漏斗のようにコネクタ区画からスクリーン区画へと拡大するか、一定の直径を有するか、異なる方法で適切に成形することができる。

さらに、締結区画及びスクリーン区画は当然、先細の形状、拡大する形状、一定の直径を有する形状、又は任意の他の適切な形状も有してよいことは明白である。

以上で既に詳細に説明したように、本発明の中空マスキング本体は、そのコネクタ区画を運転状態で処理されるクランク室側で第１シリンダのシリンダ・ボアに配置できるように構成される。つまり、本発明によると、中空マスキング本体は、シリンダ・ボアの内部ではなく、クランク室側でシリンダ・ボアの前に配置される。これに関して、マスキング本体の小さい周辺領域又はリング領域が、クランク室側でシリンダ・ボア内に延在することができ、したがってシリンダ滑り面の狭いリング領域が、例えば１ｍｍ〜５ｍｍの幅でマスキング本体によって覆われる。技術的理由で、この領域に被覆があることは望ましくないからである。

つまり、特定のシリンダ滑り面の被覆後、クランク室の側でシリンダ滑り面にある以前に説明した狭い領域は、被覆されないままである。

しかし、同様に既に説明したように、特にシリンダ滑り面上の溶射層の接着の理由で、シリンダ滑り面は、例えば最初に言及した方法の１つによって溶射層を塗布する前に、活性化してはならない。これに関して、被覆してはならない狭い領域は、同様に都合よく活性化しなければならない。というのは、周辺領域でクランク室側の溶射層の安定性及び接着性を増加させ、例えば周辺領域における層の噴出を防止するからである。

したがって、活性化プロセス前に、クランク室側で既に言及した狭い領域にて、シリンダ表面も活性化できるようにする幅を有するコネクタ区画がある第１マスキング本体を使用しなければならない。しかし、この領域はその後の被覆プロセスで被覆してはならないでの、活性化に使用する第１マスキング本体は、被覆の前に取り出し、第１マスキング本体より多少広いコネクタ区画を有する第二マスキング本体と交換しなければならない。したがって、クランク室側のシリンダ・ボアの狭い領域も、第２マスキング本体のおかげで被覆されない。

これが望ましくないほど複雑で費用がかかる手順であることは明白である。

したがって特殊な実施例では、本発明によるマスキング本体は、シリンダ滑り面の活性化中、及びクランクシャフト側のシリンダ滑り面の狭い領域が同様に活性化される間に、クランク室側の狭い領域が覆われないように、コネクタ区画に着脱式に接続され、活性化プロセス中にはコネクタ区画に接続されないカバー・リングを含む。

これで、活性化プロセスの終了時には、カバー・リングを対応するシリンダ・ボアに通して導入し、例えばコネクタ区画の適切な溝内でコネクタ区画に接続するだけでよく、したがってクランク室側のシリンダ滑り面の狭い領域は、その後の被覆プロセスで被覆されない。これに関して、カバー・リングとコネクタ区画との接続は、例えばカバー・リング及びコネクタ要素を磁性材料で作成した場合は、磁気で実行するか、接着剤又は本来当業者に知られている任意の他のタイプの接続で実行することができる。

さらに、マスキング本体を固定するために、例えばマスキング本体及び／又はクランクケースに着脱式に接続可能なホルダの形態の接続要素を設けることができる。

マスキング本体は、機械的に、例えばねじ又はボルトによって、特に空気圧若しくは水圧及び／又は磁気及び／又は接着剤によって接続要素に接続することができる。２つの機械的構成要素の着脱式接続の様々な可能性は本来、当業者に知られているので、さらに詳細に検討する必要はない。

同じことが、接続要素とクランクケースとの接続に当てはまる。接続要素は、機械的に、特に空気圧若しくは水圧及び／又は磁気及び／又は接着剤によって、又は任意の他の適切な接続手段によってクランクケースに接続することができる。

別の実施例では、特に接続要素も省略することができ、中空マスキング本体は機械的に、特に空気圧若しくは水圧及び／又は磁気及び／又は接着剤によって、又は任意の他の適切な接続手段によってクランクケースに直接接続することもできる。

特に、シリンダ滑り面のシリンダ・ボアの下端のクランク室側に周溝を設けることができ、前記溝は、とにかく技術的理由から設けられるか、本発明によるマスキング本体を固定するために別個に導入され、したがってマスキング本体を単純な方法で、特に自動的に、例えばロボット・システムによって周溝内でシリンダ・ボアに、例えばマスキング本体に適切に設けたサークリップなどのクランプ・リングによって迅速且つ確実に固定することができ、作業後は同じく単純に再び自動的に取り出すことができる。

クランプ・リングの代わりに、水圧又は空気圧で動作可能な周リング要素をマスキング本体に設け、これは例えばシリンダ滑り面の周溝への圧力の作用で拡張し、したがってマスキング本体をシリンダ・ボアに固定する。

中空マスキング本体及び／又は接続要素は、例えば金属又は合金、特にアルミ又はアルミ合金及び／又は磁性鋼及び／又はプラスチック、特にプラスチック射出成型品、特に磁性要素を含むプラスチック射出成型品及び／又は複合材料、とりわけ磁性要素を含む複合要素から製造することができる。特に、射出成型部品は産業の大量生産に現れる。単純に大量を、非常に費用効果が高く、実際に任意の望ましい形状及び幾何学的配置で製造できるからである。

実際には、本発明によるマスキング・システムは、少なくとも２つのシリンダ、好ましくは２つの隣接するシリンダを同時にマスキングできるように、少なくとも２つの中空マスキング本体を含むことができ、且つ／又はＶ型の内燃機関の特に完全なシリンダの列、特にＶ型の内燃機関の２つの対向して配置された完全なシリンダ列を同時にマスキングできるように、マスキング・システムが予め設定可能な数の中空マスキング本体を含むことができる。これにより、自動化した動作で２つの異なるシリンダ・ボアの処理の間に、はるかに速く交換できるようになる。

これに関して、本発明によるマスキング・システムでは、マスキング本体を、特定のケースでマスキング要素などの他の保護器具と都合よく結合もできることが理解される。

例えば、熱被覆プロセス中及び／又はシリンダ滑り面の活性化などの別の処理プロセス中に、第２シリンダ・ボアをマスキングするために、マスキング要素を追加的に設けることができ、前記マスキング要素は、表面の処理中に、つまり例えば第２シリンダのシリンダ滑り面を覆うために第１シリンダの熱被覆プロセス中に、第２シリンダのシリンダ・ボア内に配置することができる。マスキング要素は、マスキング要素と第２シリンダのシリンダ滑り面との間に流体の流れを発生させるために、予め設定可能な幅の流れギャップを設定できるように、都合よく構成される。

これに関して、本発明によるマスキング・システムは、マスキング要素を追加的に含み、これは一方では別のシリンダ壁の被覆中に被覆されないシリンダ・ボアのシリンダ壁をほぼ完全に覆い、したがって他のシリンダが被覆される被覆ジェットから発生する金属蒸気の直接的な塗布からこれを保護する。つまり、これは被覆されないシリンダ壁が間接的又は直接的に被覆ジェットに曝露することを防止する。これは明らかに、マスキング本体のみによって実践する多くのケースで既に保証されている。例えば現在被覆されないシリンダ・ボアの保護について極めて高い要求が出されているか、被覆されないこれらのシリンダ・ボアの熱歪みに対する特に高い保護措置が必要である非常に特定のケースでは、マスキング要素を追加的に使用することが必要なこともある。

これに関して、マスキング要素は、内部に空気の流れを発生できるように、マスキング要素と現在被覆されないシリンダ壁との間に流れのギャップが固定されないままであるように構成され、これは一方では覆われたシリンダ・ボアのエンジン・ブロックの冷却を実行し、他方では、エンジン・ブロックの内部に分布した金属ダストが、マスキング本体の使用時に低い濃度しかなくても、現在被覆されないシリンダ壁に付着するのを防止する。

本発明の特定の実施例を考えると、管とシリンダ滑り面の間の流れギャップが制御された閉じた管を、したがって例えば被覆中に反対側に配置されたシリンダに導入する。空気又は他の流体の流れは、対応する開口及び適切な吸引によって達成され、前記流れはシリンダ滑り面を冷却し、同時に金属蒸気がこのシリンダ滑り面に付着するのを防止する。金属蒸気の流れ又は乱流を効果的に抑制できるからである。

例えば、Ｖ型のシリンダ・クランクケースの被覆では、個々のシリンダ列を被覆することが好ましい。その反対側に配置されたシリンダ列は、マスキング要素によって保護することができ、したがって例えばシリンダ・ボアを通って軸方向に案内される回転式プラズマ溶射器具のプラズマ・ジェットが、被覆されないシリンダ列のシリンダ壁に到達しない。

また、既に述べたように、被覆プロセス中に必然的に生じる溶融粉末から基板への熱伝達によるシリンダ・ブロックの加熱が、さらに低下する。特に過熱は、薄肉構成要素ではどんなことをしても回避しなければならない。というのは、シリンダ・ブロックの過熱につながるからであり、同様に有害な層の剥がれという結果になることがあるからである。このような有害な効果も、本発明によるマスキング・システムのこの実施例を使用することによって回避される。というのは、本発明のマスキング・システムは、流れギャップを通る流体を調整することにより、被覆プロセス中に賢明な温度管理を保証するからである。

特殊な実施例では、マスキング要素は中空のマスキング要素又は中実のマスキング要素、好ましくは中空のマスキング・シリンダ又は中空のマスキング・シリンダである。

マスキング要素は、流れギャップが０．１ｍｍから１０ｍｍの幅、好ましくは０．２ｍｍと５ｍｍの間の幅、特に０．４ｍｍと３ｍｍの間の幅を有するように構成することが好ましい。それによって、マスキング要素によって保護されたシリンダのシリンダ壁の直接的汚染を防止することができ、十分な冷却を達成できるように、流れギャップ内に十分に強力な流れを同時に維持できるように、流れギャップが十分に狭いことを同時に保証する。

特定の実施例では、本発明によるマスキング・システムは少なくとも２つのマスキング要素を含み、したがって少なくとも２つのシリンダ、好ましくは２つの隣接するシリンダを、特に実践するために重要な実施例では予め設定可能な数のマスキング要素を含み、Ｖ型の内燃機関の完全なシリンダ列を同時にマスキングできるように構成されたマスキング・システムで、同時にマスキングすることができる。

マスキング要素はマスキング・カバーを含むことが好ましく、マスキング・カバーは特に流体を搬送するために流れギャップ、特に出口通路及び／又は入口通路と連絡する通路を含む。通路は開口を有することができ、その１つ又は複数は、マスキング・カバーに設けることができ、それを介して流体、例えば空気又は別の気体を、クランクケースに設けることができる吸引器具によって吸い出すことができ、したがってマスキング本体とシリンダ壁の間の流れギャップにおける流れを、これによって確立することができる。

別の実施例では、空気又は別の気体を、予め設定可能な圧力で開口を介して流れギャップに導入することもでき、ギャップは複数を、例えばマスク・カバーに設けることができ、例えばマスキング・カバーの周辺付近に円形に配置構成するか、或いは開口を介して吸い出すことができ、流体の流れの方向は、流体を開口に引き込むか、圧力でそこから吸い出すかに応じて、クランクケース内へと配向するか、そこから出るよう配向することが理解される。開口の形状は、要求に応じて異なってよい、例えば円形の開口、スリット形の開口又は別の適切な形状の開口を設けてよいことが、当業者には理解される。

述べたように、マスキング・システムは、流体の流れを、中空マスキング本体及び／又は中空マスキング要素及び／又は流れギャップを通してクランク室を通って吸い出せるように、吸引手段を含むことができる。

代替的又は追加的に、流体を中空マスキング本体及び／又はマスキング要素及び／又は流れギャップ内に供給するために、供給手段も設けることができ、したがって中空のマスキング本体及び／又はマスキング要素及び／又は流れギャップを通る流体の流れを、予め設定可能な送り込み圧力で発生させることができる。

特に、気体又は混合気、特に空気及び／又は窒素及び／又は貴ガス、特にアルゴン及び／又はヘリウムは、流れギャップ及び／又はマスキング本体内に流れを発生させるために特に適している。

流れギャップ内の流体の流速は、１ｍ／ｓより大きい、特に１０ｍ／ｓより大きい、特に１ｍ／ｓと１５０ｍ／ｓの間、好ましくは１０ｍ／ｓと８０ｍ／ｓの間であることが好ましい。これによって一方ではエンジン・ブロックが十分に冷却され、他方では流れギャップ内に十分に強力な流れが発生し、したがって被覆されず、本発明によるマスキング・システムによって保護されていないシリンダ滑り面へに、金属蒸気が付着することができない。

マスキング本体及び／又はマスキング要素を、予め設定可能なプログラム・ルーチン体系に従ってシリンダ・ボア内及び／又はその上に自動的に位置決めできるように産業の大量生産のためにエンジン・ブロックのシリンダ滑り面の被覆プロセスを都合よく自動化するために、マスキング本体を位置決めするためのマニピュレータ、特にプログラム制御のロボット・システムを特に設けることができ、並びに／或いはプログラム制御方式で制御及び／又は調整できることが好ましい流体提供のための供給ユニットが提供される。

流体提供のための供給ユニットは、プログラムで制御された方式で都合よく制御及び／又は調整することができ、したがって例えば流れギャップ及び／又はマスキング本体内の流体の流れの流量及び／又は圧力及び／又は流速を制御及び／又は調整することができ、例えば時間、被覆されるエンジン・ブロックのタイプ又は特定の被覆パラメータ、例えば温度、使用する被覆装置のタイプ、被覆材料のタイプ、被覆プロセスのタイプなどに従って制御及び／又は調整することができる。

本発明はさらに、本発明によるマスキング・システムの使用に関し、熱被覆プロセスはプラズマ溶射プロセス、特に回転式プラズマ溶射器具を使用すること、好ましくはプラズマＡＰＳプロセス、フレーム溶射プロセス、特に高速フレーム溶射プロセス及び／又は別の溶射プロセス、例えばアーク線溶射プロセスを含む。

これに関して、本発明によるマスキング・システムは特に、シリンダ・ボアの汚染からの保護として、及び／又は熱被覆プロセス中の冷却のために使用される。

本発明を、図面を参照しながら以下でさらに詳細に説明する。略図の図がある。

図１及び図３は、Ｖ型エンジンのシリンダ・ボアの被覆中の本発明によるマスキング・システムの２つの単純な実施例の変形を断面図で示し、ここで本発明による機能を概略的に説明し、このマスキング・システムは全体的に参照番号１を後に付けて指定する。

これに関して、図３のマスキング・システムは、被覆されないシリンダ滑り面４、４２を保護し、冷却を改善するためのマスキング要素９を追加的に含む。

図１及び図３では、Ｖ型エンジンのエンジン・ブロックの断面図が図示され、その２つのシリンダ列は、知られている方法で傾斜角αで相互に対して平行に配置構成される。

第１シリンダ６、６１、つまり図によると右手側のシリンダは、本来知られている回転式プラズマ溶射ガン１０００を使用してちょうど被覆されている。プラズマ溶射ガン１０００は、シリンダ６、６１の被覆プロセス中に矢印１００２で示したように縦軸を中心に回転し、被覆プロセス中に回転しながらシリンダ・ボア５、５１を通って軸方向に誘導される。プラズマ溶射ガン１０００の下端には、被覆材料１００４を含むプラズマ・ジェット１００３が溶射開口１００１を出て、シリンダ６、６１のシリンダ滑り面４、４１が前記被覆材料１００４で被覆される

図１の実施例では、シリンダの上半分のみに熱被覆２０００が設けられている。プラズマ噴霧ガンはまだ下逆転ポイントから離れているので、プラズマ・ジェット１００３は全幅でシリンダ滑り面４、４１に当たる。

図３の実施例では、プラズマ溶射ガン１０００が既に下逆転ポイントの近傍にあるので、被覆材料１００４を含むプラズマ・ジェット１００３が、被覆されるシリンダ６、６１のシリンダ滑り面４、４１に衝突するばかりでなく、Ｖ型エンジン３のクランクケースの少し内部へと既に到達している。本発明によるマスキング本体７がない場合、被覆されない他のシリンダ滑り表面４、４２、さらにクランク室２の内面は、被覆ジェット１００３からの粒子１００４で汚染されてしまい、さらにプラズマ・ジェット１００３によって過度に加熱されてしまう。

コネクタ区画７１、スクリーン区画７２及び締結区画７３を含むマスキング本体７は、図１及び図３では複数の接続要素８によって、これ以上詳細に図示されていないねじ接続部でクランクケース２１に接続される。

図３のエンジン３は非常に敏感な高性能エンジン３であるので、ここでは特に冷却を改善するために第２シリンダ６、６２のシリンダ・ボア５、５２内にマスキング要素９を追加的に設け、これを図３のこの実施例では中空シリンダ９として構成し、これは追加的にマスキング・カバー９１を含む。第２シリンダ６、６２又はマスキング要素９上にカバーを形成するマスキング・カバー９１は、マスキング・シリンダ９とシリンダ滑り面４、４２の間に構成された流れギャップ１２に接続された開口がある通路９１１を含み、これは図３の実施例では流体１１を流れギャップ１２内へと搬送する入口通路９１１として作成される。

これに関して、流れギャップ１２内の流体１１の流れ１０は、吸引手段１３によって生成され、これは図３に概略的にしか図示されていず、当業者に本来知られている方法でクランクケース内に予め設定可能な低圧を発生させ、したがって例えば空気１１が通路９１１の開口を通ってマスキング・カバー９１内に吸い込まれ、次に通路９１１の開口に接続された流れギャップ１２を通って流れ、したがってシリンダ６、６２及びしたがって内燃機関３の完全なエンジン・ブロックが追加的に冷却され、一方で第２シリンダ６、６２のシリンダ滑り面４、４２への金属蒸気の付着を、さらに理想的な方法で防止することができる。

図２では、本発明によるマスキング本体７が例示のために再び詳細に図示されている。

中空マスキング本体７は、中空本体７をシリンダ・ボア５、５１、５２に接続するコネクタ区画７１、さらにスクリーン区画７２を含む。また、締結要素７３がコネクタ区画７１とスクリーン区画７２の間に設けられ、コネクタ区画７１からスクリーン区画７２へと漏斗形に先細になる。締結要素７３の直径はスクリーン区画７２に向かって減少するので、スクリーン区画７２はコネクタ区画７１より小さい直径を有することができ、これによってクランク室２から誘導すべき被覆粒子をさらに指向的な方法で誘導することができ、それと同時にクランク室２のきつい空間条件をよりよく考慮に入れることができ、この方が往々にして重要である。

図２の特定の実施例は、コネクタ区画７１に着脱式に接続されたカバー・リング７４を有し、したがって以上で説明したように、シリンダ滑り面４、４１の活性化処理とその後の被覆プロセスとの間で、マスキング本体７全体を交換しなくてよい。

本発明は記載された実施例に限定されず、特に図示の実施例の全ての適切な組合せも本発明に含まれることが理解される。

本発明によるマスキング・システムがあるＶ型エンジンのシリンダ・ブロックの断面図である。 マスキング本体の詳細図である。 マスキング要素及び吸引器具があるマスキング・システムの図である。

符号の説明

１ マスキング・システム
２ クランク室
３ 内燃機関
４ シリンダ滑り面
５ シリンダ・ボア
６ シリンダ
７ マスキング本体
８ 接続要素
９ マスキング要素
１０ 流れ
１１ 流体
１２ 流れギャップ
１３ 吸引手段
２１ クランクケース
４１ シリンダ滑り面
４２ シリンダ滑り面
５１ シリンダ・ボア
５２ シリンダ・ボア
６１ 第１シリンダ
６２ 第２シリンダ
７１ コネクタ区画
７２ スクリーン区画
７３ 締結区画
７４ カバー・リング
９１ マスキング・カバー
９１１ 通路
１０００ プラズマ溶射ガン
１００２ 矢印
１００３ プラズマ・ジェット
１００４ 被覆材料
２０００ 熱被覆

Claims (18)

1. 内燃機関（３）のシリンダ（６、６１、６２）のシリンダ・ボア（５、５１、５２）のシリンダ滑り面（４、４１、４２）の表面処理中に前記内燃機関（３）のクランク室（２）をマスキングするマスキング・システムにおいて、自身を前記シリンダ・ボア（５、５１、５２）に接続するコネクタ区画（７１）さらにスクリーン区画（７２）がある中空マスキング本体（７）を含むマスキング・システムであって、前記中空マスキング本体（７）は、前記内燃機関（３）の第１シリンダ（６、６１）の前記表面処理中に、前記中空マスキング本体（７）の前記コネクタ区画（７１）を、前記クランク室側で前記第１シリンダ（６、６１）の前記シリンダ・ボア（５、５１）に配置できるように構成され、
   熱被覆プロセス中に、第２シリンダ・ボア（５、５２）をマスキングするために、マスキング要素（９）が設けられ、前記第２シリンダ（６、６２）の前記シリンダ滑り面（４、４２）を覆うために、前記第１シリンダ（６、６１）の前記熱被覆プロセス中に、前記マスキング要素を前記第２シリンダ（６、６２）の前記シリンダ・ボア（５、５２）内に配置することができ、前記マスキング要素（９）は、前記マスキング要素（９）と前記第２シリンダ（６、６２）の前記シリンダ滑り面（４、４２）の間に流体（１１）の流れ（１０）を生成するために、予め設定可能な幅の流れギャップ（１２）を設定できるように構成されることを特徴とするマスキング・システム。
2. 前記中空マスキング本体（７）が中空シリンダ（７）である、請求項１に記載のマスキング・システム。
3. 前記中空マスキング本体（７）が締結要素（７３）を含む、請求項１又は請求項２いずれか一項に記載のマスキング・システム。
4. 前記締結要素（７３）が前記コネクタ区画（７１）と前記スクリーン区画（７２）の間に設けられる、請求項３に記載のマスキング・システム。
5. 前記締結要素（７３）が漏斗のように、特に漏斗のように先細になって前記コネクタ区画（７１）から前記スクリーン区画（７２）へと延在する、請求項３または請求項４に記載のマスキング・システム。
6. 前記コネクタ区画（７１）が着脱式に接続されたカバー・リング（７４）を含む、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のマスキング・システム。
7. 前記マスキング本体（７）を前記クランク室（２）のクランクケース（２１）に固定するために接続要素（８）が設けられる、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のマスキング・システム。
8. 前記マスキング本体（７）が機械的に、特に空気圧若しくは水圧及び／又は磁気及び／又は接着剤結合によって前記接続要素（８）に接続される、請求項７項に記載のマスキング・システム。
9. 前記接続要素（８）が機械的に、特に空気圧若しくは水圧及び／又は磁気及び／又は接着剤結合によって前記クランクケース（２１）に接続される、請求項７または請求項８に記載のマスキング・システム。
10. 前記中空マスキング本体（７）が機械的に、特に空気圧若しくは水圧及び／又は磁気及び／又は接着剤結合によって前記クランクケース（２１）に直接接続される、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のマスキング・システム。
11. 前記中空マスキング本体（７）及び／又は前記接続要素（８）が金属若しくはプラスチック若しくは複合材料から製造される、請求項１から１０までのいずれか一項に記載のマスキング・システム。
12. 前記マスキング・システムが少なくとも２つの中空マスキング本体（７）を含み、したがって少なくとも２つのシリンダ（６、６１、６２）、好ましくは２つの隣接するシリンダ（６、６１、６２）を同時にマスキングすることができ、且つ／又は前記マスキング・システムが予め設定可能な数の中空マスキング本体（７）を含み、したがってＶ型の内燃機関（３）の特に完全なシリンダの列、特にＶ型の内燃機関（３）の２つの対向して配置された完全なシリンダ列を同時にマスキングできる、請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載のマスキング・システム。
13. 前記マスキング要素（９）が中空マスキング要素（９）又は中実マスキング要素（９）である、請求項１に記載のマスキング・システム。
14. 前記マスキング要素（９）がマスキング・カバー（９１）を含み、前記マスキング・カバー（９１）が、前記流れギャップ（１２）に接続された通路（９１１）を含む、請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載のマスキング・システム。
15. 前記流体（１１）の前記流れ（１０）を、前記中空マスキング本体（７）及び／又は前記中空マスキング要素（９）及び／又は前記流れギャップ（１２）を通して前記クランク室（２）を通って吸い出すことができるように、吸引手段（１３）が設けられる、請求項１から請求項１４までのいずれか一項に記載のマスキング・システム。
16. 予め設定可能な送り込み圧力で、前記中空マスキング本体（７）及び／又は前記マスキング要素（９）及び／又は前記流れギャップ（１２）を通る前記流体（１１）の前記流れ（１０）を生成できるように、前記流体（１１）を前記中空マスキング本体（７）及び／又は前記マスキング要素（９）及び／又は前記流れギャップ（１２）内に供給する供給手段が設けられる、請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載のマスキング・システム。
17. 前記マスキング本体（７）及び／又は前記マスキング要素（９）を、予め設定可能なプログラム開始体系に従って前記シリンダ・ボア（５、５１、５２）内及び／又はその上に自動的に位置決めできるように、マニピュレータ、特にプログラム制御のロボット・システムが設けられ、並びに／或いはプログラム制御方式で制御及び／又は調整できることが好ましい前記流体（１１）の提供のための供給ユニットが設けられる、請求項１から請求項１６までのいずれか一項に記載のマスキング・システム。
18. 前記熱被覆プロセスがプラズマ溶射プロセス、フレーム溶射プロセス及び／又は別の溶射プロセス、例えばアーク線溶射プロセスを含む、請求項１から請求項１７までのいずれか一項に記載のマスキング・システムの使用。

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