JP5404398B2 - コネクティングロッドを製作するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、支承構成部材、特にコネクティングロッドを成形部材から製作するための方法であって、支承構成部材が、軸受けベースと軸受けカバーとによって形成された少なくとも１つの分割された軸受け座を有しており、該軸受け座に、軸の支承のために、軸受け層材料から成る軸受け層でコーティングされた軸受け座面が形成されており、当該方法において、コーティングなしの領域を形成するために、マスキング手段を、軸受け層を被着するためのコーティング過程の間に分離線に対して垂直に軸受け座面に配置し、マスキング手段によって、コーティング過程の間、軸受け層材料による軸受け座面のコーティングを、マスキングされた領域で阻止し、マスキング手段の取外し後、軸受け層に切欠きを、設定可能な幅で残し、軸受けカバーを成形部材から分離面に沿って分割して、支承構成部材を成形部材から製作するための方法に関する。

さらに、本発明は、支承構成部材、特にコネクティングロッドを成形部材から製作するための装置であって、支承構成部材が、軸受けベースと軸受けカバーとによって形成された少なくとも１つの分割された軸受け座を有しており、当該装置が、回転型のコーティング装置を有しており、該コーティング装置によって、軸受け座の軸受け座面が、軸受け層材料から成る軸受け層でコーティングされるようになっており、コーティングなしの領域を形成するために、マスキング手段が設けられており、該マスキング手段が、軸受け層を被着するためのコーティング過程の間に分離線に対して垂直に軸受け座面に配置されており、マスキング手段によって、コーティング過程の間、軸受け層材料による軸受け座面のコーティングが、マスキングされた領域で阻止されるようになっており、マスキング手段の取外し後、軸受け層に切欠きが、設定可能な幅で残されるようになっている形式のものに関する。

このような支承構成部材は、たとえばコネクティングロッドとして知られている。このコネクティングロッドは、コネクティングロッドスモールエンドと、桿部と、コネクティングロッドビッグエンドと備えている。このコネクティングロッドビッグエンドは、一般的に、クランクシャフトにコネクティングロッドを支承するための分割された軸受け座を有している。このようなコネクティングロッドは大きな個数で、たとえば乗用車およびトラックに用いられる往復動内燃機関だけでなく、船舶に用いられるエンジンまたは別の機械にも組み付けられる。当然ながら、コネクティングロッドは、線形の運動を回転運動に変換しなければならないかまたは逆に回転運動を線形の運動に変換しなければならない別の機械に使用されてもよい。相応の機械は、たとえば往復動圧縮機、ポンプ、織機および多数の別の機械または技術的な装置であってよい。

有利な実施例として以下でしばしばコネクティングロッドを示唆する場合でも、当然ながら、本発明は、主要な特徴として、分割された軸受け座を有する別に支承構成部材にも関する。

コネクティングロッドまたはこれに類する支承構成部材は、一般的に、まず、成形部材が鍛造、鋳造または粉末冶金的な方法により提供されることによって製作される。この場合、コネクティングロッドビッグエンドの内側寸法は将来的な分離箇所の領域に、有利には過大寸法を有している。この分離箇所でコネクティングロッドビッグエンドは、分割された軸受け座を形成するために、のちの方法ステップにおいて分離面で分離される。

分割された軸受け座を形成するための分離は、たとえばソーイングによって行うことができる。これによって、過大寸法が再び十分に除去される。こうして形成されたコネクティングロッドキャップもしくは軸受けカバーの分離面と、残りのコネクティングロッドの分離面とが、更なる方法ステップにおいて、正確に適合するように、たとえば研削によって加工される。コネクティングロッドキャップは、完成した状態で一般的にコネクティングロッドねじによって残りのコネクティングロッドに固定される。この場合、このために必要となるねじ孔は、分離前にまたは分離後に穿孔されてよい。次いで、コネクティングロッドの組み合わされた状態で、軸受けシェルを収容するための軸受け座の機械的な加工が行われる。軸受けシェルはコネクティングロッドとクランクシャフトとの間に滑り軸受けの形成下で配置される。

軸受け座の機械的な加工は、たいてい旋削、精密旋削もしくはホーニングによる粗加工、精密加工および超精密加工を含んでいる。さらに、コネクティングロッドエンドの軸受け座には、切欠きが設けられなければならない。この切欠きは、軸受けシェル半部の相応の突起と協働し、これによって、運転状態での軸受けシェルの回動が阻止される。

この場合、両軸受けシェル半部は最高の精度で加工されなければならない。なぜならば、１つに、軸受けシェル半部の内面がクランクシャフトと一緒に滑り軸受けを、このために必要となる滑り軸受け嵌合を伴って形成しており、もう１つに、軸受けシェルの外側の表面がコネクティングロッドのコネクティングロッドビッグエンドの軸受け座に適合されなければならないからである。軸受けシェル半部の確実な座りを保証するためには、軸受けシェル半部がコネクティングロッドキャップ、すなわち、軸受けカバーと残りのコネクティングロッドとの間に緊締されることが必要となる。これによって、コネクティングロッドキャップのねじ締結時に、嵌合不精度に繋がる変形を生ぜしめ得る不都合な応力が生ぜしめられることを排除することはできない。

しかし、高精度の加工時にも、運転状態における大きな負荷の場合にコネクティングロッドキャップがシフトされることを常に阻止することができるわけではなく、したがって、軸受けシェル半部の申し分のない座りがもはや保証されていない。

軸受けシェルの使用によって生ぜしめられるこれら全ての問題は、特に軸受けシェルが、制限された寿命しか有していないので、軸受けシェルを備えた構成が手間と多大な保守とを要することを除いて、すでに早期に知られており、公知先行技術では、これらの問題を少なくとも部分的に回避するために、種々異なる手段が提案される。

したがって、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８０６２３６号明細書に基づき、コネクティングロッドが公知である。この公知のコネクティングロッドのコネクティングロッドキャップは破断分離によって残りのコネクティングロッドから分離される。すなわち、コネクティングロッドキャップ、つまり、軸受けカバーがソーイングによって分割されない。

破断分離によって、不規則なかつ粗い大きな表面を備えた分離面が形成され、これによって、残りのコネクティングロッドからのコネクティングロッドキャップの側方へのずれが主として排除されている。

別の有利な効果は、分離面が破断分離によって比類のない破断表面を獲得し、これによって、コネクティングロッドにおける組付け作業または修理作業の場合の個別部材の取違いも同じく排除されていることである。

しかし、このコネクティングロッドも相変わらず軸受けシェルを装備しなければならず、これによって、確かに、コネクティングロッドの残部に対するコネクティングロッドキャップのシフトの問題は幾分良好に解決されたものの、軸受けシェルの、詳しく上述した欠点は全て引き続き既存のままである。

この問題点を解決するために、欧州特許出願公開第０６３５１０４号明細書は、軸受け座に設けられる軸受けシェルを完全に省略し、その代わりに、軸受け座面に熱的な溶射層、すなわち、軸受け層としての表面層を設けることを提案している。この場合、コネクティングロッドキャップは同じく破断分離によってコネクティングロッドの残部から分離され、これによって、ここもで、コネクティングロッドの残部に対するコネクティングロッドキャップの確実な座りが保証されている。

この場合、欧州特許出願公開第０６３５１０４号明細書による重要な点は、軸受け層が同じく破断分離によって分割され、これによって、両軸受け部材の軸受け層、すなわち、軸受けカバーに設けられた軸受け層も、軸受けベース（この軸受けベースは、コネクティングロッドの残部に、軸受け座の形成のために、軸受けカバー、すなわち、コネクティングロッドキャップに対する対応部分を形成している）に設けられた軸受け層も、比類なくかつ互換性なしに合わさることである。

しかし、軸受け層の破断分離によって、実際には、この手段により解決される問題よりも多くの問題が生ぜしめられることが分かった。軸受け層の破断分離時には、この軸受け層を形成する材料、層の厚さ等に関連して軸受け層に望ましくない応力が、たとえば塑性変形によって生ぜしめられ得るか、材料に応じてまたはコーティング材料における生ぜしめられた応力の強さに応じて、重大な事例では、亀裂すら軸受け層に生ぜしめられ得るか、軸受け座面に対する軸受け層の付着が悪化させられる。この場合、軸受け層が、特に破断箇所のすぐ近くで軸受け座面から剥離しさえし得る。さらに、破断箇所の領域での軸受け層の内側の縁部における破損が生ぜしめられることがあり、これによって、たとえばクランクシャフトが支承された、このクランクシャフトの表面が、運転状態において支承された形式で回転する軸受け面が損傷を有する。この損傷は、支承、特に潤滑の悪化に繋がることがあり、これによって、最悪の事例では、別の重大な損害を相応のエンジンに結果的に招き得る軸受け損害が恐れられなければならない。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３５０３２号明細書に基づき、請求項１の上位概念部の特徴を備えた方法が公知である。この公知の方法では、軸受けカバーがコネクティングロッド残部から破断分離によって分離される。この破断分離を実施することができるようにするためには、コネクティングロッドビッグエンドにクラッキングスタートノッチが設けられている。このクラッキングスタートノッチは破断分離に対する目標破断箇所を規定している。さらに、この公知の方法では、軸受け層が熱的な溶射法によって被着されることによって、コネクティングロッドビッグエンドの内壁に表面コーティング層が設けられる。コネクティングロッドビッグエンドの内壁の、表面コーティング層を有していない領域を形成するために、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３５０３２号明細書には、クラッキングスタートノッチ内に、マスキング手段として作用する分離面突起を嵌め込む技術的な教示が記載されている。したがって、クラッキングスタートノッチを形成する凹部内に根元側で嵌め込まれた分離面突起がマスクを形成している。このマスクは、クラッキングスタートノッチを直接的に取り囲む領域をコーティング材料に対して遮蔽し、これによって、コーティングされない領域がクラッキングスタートノッチに形成される（第４欄、段落［００３３］参照）。この公知の方法では、いずれにせよ、分離面突起をコネクティングロッドエンドに対して不動に位置決めすることができるようにするために、クラッキングスタートノッチがコネクティングロッドエンドに必要となることが不利である。クラッキングスタートノッチなしに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３５０３２号明細書に基づき公知のマスキングを使用することはできない。さらに、コーティング過程後のマスキング手段、すなわち、分離面突起の取外しが手間を要し、したがって、高価となることが不利である。なぜならば、このために、クラッキングスタートノッチ内での分離面突起の不動のアンカ固定が排除されなければならないからである。さらに、コネクティングロッドエンドに結合された分離面突起によるこの公知のマスキングは、多くの支承構成部材がスタックの形でまとめられ、同時にコーティングされることによって、高い個数の支承構成部材が可能な限り能率的にかつ廉価に製作される工業的な製作法で効果的に使用されるために適していない。

したがって、本発明の課題は、支承構成部材、特にコネクティングロッドを製作するための方法を改良して、支承構成部材の軸受け座面が軸受け層の形の表面コーティング層によってコーティングされ、これによって、不利な軸受けシェルを省略することができるものの、この場合、軸受け層に対する、たとえば破断分離によって生ぜしめられる公知先行技術に基づき公知の有害な作用を回避することができるようにすることである。

この課題を解決するために本発明の方法では、マスキング手段を、支承構成部材に結合されない、該支承構成部材と別個のエレメントとして形成するようにした。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、マスキング手段を、マスキングロッドの形で、特に円形または楕円形または多角形の横断面、特に長方形または正方形の横断面を備えたマスキングロッドの形で形成する。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、コーティングのために、少なくとも２つの支承構成部材、有利には１０体またはそれ以上の支承構成部材をスタックの形で保持手段に配置し、かつ／またはマスキング手段を保持手段にアンカ固定する。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、マスキング手段として、固形のまたは液状のまたはゲル状の材料を分離線に対して垂直に軸受け座面に設け、これによって、コーティング過程の間、形成したい切欠きの領域での軸受け座面への軸受け層の付着を阻止する。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、軸受け層による軸受け座面のコーティング後、マスキング手段を取り外し、かつ／または軸受け層を切欠きの縁部で後加工する。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、成形部材からの軸受けカバーの分割を破断分離によって行う。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、成形部材に切欠きで、分離面の形成のために、クラッキングスタートノッチを設ける。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、軸受け層による軸受け座面のコーティング後に、軸受けカバーを成形部材から、特に破断分離によって分割し、次いで、再び解離可能に組み合わせる。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、軸受け層を熱的な溶射法、特にフレーム溶射、高速フレーム溶射、プラズマ溶射または電気めっき法または別のコーティング法によって被着する。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、成形部材を鋳造または鍛造または粉末冶金的な方法、特に焼結または焼結鍛造によって製作する。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、軸受け層を滑り軸受け層として形成する。

本発明の更なる課題は、高い個数の支承構成部材を可能な限り能率的にかつ廉価に製作することができる装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明の装置では、保持手段が設けられており、該保持手段に少なくとも２つ、有利には１０体またはそれ以上の支承構成部材が、スタックの形で配置されるようになっており、マスキング手段が、支承構成部材に結合されない、該支承構成部材と別個のエレメントとして形成されているようにした。

本発明の装置の有利な構成によれば、マスキング手段を、形成したいコーティングなしの領域をマスキングするために軸受け座面に位置固定する手段が設けられている。

本発明の装置の有利な構成によれば、マスキング手段が、保持手段にアンカ固定されている。

本発明の装置の有利な構成によれば、マスキング手段が、付加的にスタックの上側の端部に保持されているかまたは支承構成部材の間に配置された中間ディスクの孔内に保持されている。

したがって、本発明は、支承構成部材、特にコネクティングロッドを成形部材から製作するための方法であって、支承構成部材が、軸受けベースと軸受けカバーとによって形成された少なくとも１つの分割された軸受け座を有しており、この軸受け座に、軸の支承のために、軸受け層材料から成る軸受け層でコーティングされた軸受け座面が形成されている形式のものに関する。本発明の方法では、軸受けカバーが成形部材から分離面に沿って分割される。本発明によれば、コーティングなしの領域を形成するために、マスキング手段が、軸受け層を被着するためのコーティング過程の間に分離線に対して垂直に軸受け座面に配置され、これによって、軸受け層に切欠きが、設定可能な幅で形成される。

したがって、たとえばプラズマ溶射によって軸受け座面に被着された熱的な溶射層であってよい軸受け層が、破断分離によって分離面の領域で分離されないことが本発明に対して重要となる。このことは、軸受け座面のコーティングの間、分離線に対して垂直な領域でマスキング手段が軸受け座面に配置され、これによって、軸受け層に切欠き、有利には条溝状の切欠きが支承構成部材の全幅、すなわち、たとえばコネクティングロッドエンドの全厚さにわたってコーティング過程時に形成され、これによって、軸受けカバーが支承構成部材の残部から分離面で、たとえば破断分離または別の分離方法によって分離される領域に、軸受け層の形の表面コーティング層が付与されず、これによって、軸受け座面の残部をカバーする軸受け層に、支承構成部材の残部、すなわち、軸受けベースからの軸受けカバーの分離によって決して不利に影響が与えられないことによって達成される。

したがって、本発明によれば、たとえば目標破断箇所の領域に、コネクティングロッドエンドの表面へのコーティング層の被着を局所的に阻止するマスクがコーティング段階の間に被着されることによって、関連していない軸受け層が形成される。

したがって、まず、支承構成部材を製作するための方法が提供される。この方法によって、軸受け座面に設けられた軸受け層を備えた、たとえばコネクティングロッドの製造が可能となり、これによって、１つには、軸受けシェルを省略することができ、支承構成部材自体が分離線に沿って、有利には破断分離によって分離されるので、運転状態における大きな負荷時ですら、コネクティングロッドキャップがシフトされず、したがって、軸受け半部の申し分のない座りが確実に保証されており、もう１つには、軸受けベースからの軸受けカバーの分割、すなわち、支承構成部材の残部からの軸受けカバーの分割による軸受け層に対する有害な作用が回避される。

本発明による方法の有利な実施例では、マスキング手段が、マスキングロッドの形で、特に円形または楕円形または多角形の横断面、特に長方形または正方形の横断面を備えたマスキングロッドの形で形成される。この場合、特に工業的な規模でのコーティングのためには、少なくとも２つの支承構成部材、有利には１０体またはそれ以上の支承構成部材がスタックの形で保持手段に配置され、かつ／またはマスキング手段が保持手段にアンカ固定される。

すなわち、特に高い個数の支承構成部材が可能な限り能率的にかつ廉価に製作されなければならない工業的な製造では、コーティングのために、同様に複数の支承構成部材がスタックの形で保持手段に配置され、こうして、たとえば同時にコーティングされ得る。この場合、保持手段は、たとえば２つのマスキングロッドを有している。両マスキングロッドは軸受け座面に配置され、これによって、分離線に対して垂直に各支承構成部材において２つの切欠きがコーティング過程時に生ぜしめられ、これによって、続く破断分離時に分離面が軸受け層を通って延びておらず、したがって、この軸受け層に破断分離によって不利な影響も与えられない。

請求項１２〜１５には、本発明による装置が記載されている。この装置によって、スタックの形で配置された多数の支承構成部材を能率的にかつ廉価にコーティングすることができる。

当然ながら、全く特殊な事例では、マスキング手段として固形のかつ／または液状のかつ／またはゲル状の材料が分離線に対して垂直に軸受け座面にコーティング過程の開始前に設けられてもよく、これによって、このコーティング過程の間、形成したい切欠きの領域での軸受け座面に対する軸受け層の付着が阻止される。

軸受け層による軸受け座面のコーティング後、マスキング手段が取り外され、かつ／または軸受け層が、有利には切欠きの縁部で後加工され、これによって、マスキング手段の取外しにより切欠きの縁領域で軸受け層に生ぜしめられ得る万が一の破断縁部が排除されるかもしくは平滑化されるかもしくは矯正される。

すでに述べたように、成形部材からの軸受けカバーの分割は、有利には破断分離によって行われる。しかし、念のために厳密に付言しておくと、分割は、たとえば軸受けベースに対する軸受けカバーの確実な座りが別の技術的な手段または事情に基づき保証されている場合の特殊な事例では、別の方法、たとえばソーイングによって行われてもよい。このような事例でも、本発明による方法が著しく優れていると分かった。なぜならば、軸受け層の一貫したソーイング時にも、この軸受け層が、上述した損傷に同じく繋がり得る著しい機械的な負荷にさらされるからである。

成形部材には、有利には分離面を形成するための切欠きにクラッキングスタートノッチが設けられる。このクラッキングスタートノッチは、軸受け座面に分離線の領域で、たとえば熱化学的な方法、すなわち、たとえばエネルギビーム、たとえばレーザビームまたは電子ビームによって加工されてもよいし、機械的な方法、たとえば流体噴流、有利には水噴流によって加工されてもよいし、機械的な切欠き装置によって加工されてもよいし、特殊な事例では、たとえばクラッキングスタートノッチを形成するために切欠き手段、たとえばナイフを有していてよいマスキング手段自体によってすら加工されてもよい。これによって、形成したい分離面が目標破断箇所の形で特徴付けられ、これによって、たとえば続く破断分離時に精密なかつ綺麗な分離面が達成される。

この場合、全く特殊な事例では、軸受けカバーが軸受け層による軸受け座面のコーティング前に分離されることが可能である。すなわち、軸受け層による軸受け座面のコーティング前に、軸受けカバーが成形部材から、特に破断分離によって分割され、次いで、再び解離可能に組み合わされる。その後初めて、軸受け層による軸受け座面のコーティングが行われる。この場合、切欠きを形成するためには、当然ながら、この事例でも、マスキング手段がコーティング過程の間に上述したように使用される。

有利には、軸受け層が、熱的な溶射法、特にフレーム溶射、高速フレーム溶射、プラズマ溶射または公知先行技術に基づき公知の別の熱的な溶射法または電気めっき法または別の適切なコーティング法によって被着される。

支承構成部材を形成する成形部材自体は、自体公知の形式で鋳造または鍛造または粉末冶金的な方法、特に焼結または焼結鍛造によって製作される。

軸受け層自体は、たとえば滑り層、特に良好な無潤滑滑り特性および／または潤滑滑り特性を備えた滑り層、滑り軸受け層として形成されてよい。

本発明によって、支承構成部材、特にコネクティングロッドが成形部材から提供される。この場合、支承構成部材は、軸受けベースと軸受けカバーとによって形成された、分離面で分割された少なくとも１つの軸受け座を有しており、この軸受け座に、軸の支承のために、軸受け層材料から成る軸受け層でコーティングされた軸受け座面が形成されている。本発明によれば、本発明による方法の議論ですでに詳しく上述したように、軸受け層に、コーティングなしの領域を形成するために、分離線に対して垂直に切欠きが、設定可能な幅で設けられている。

実地に対して極めて重要な実施例では、支承構成部材が、分割されたコネクティングロッドヘッドを備えたコネクティングロッドとして形成されている。

本発明による装置では、保持手段が設けられている。この保持手段には、少なくとも２つ、有利には１０体またはそれ以上の支承構成部材がスタックの形で配置されている。こうして、これらの支承構成部材を全て同時に１回の作業工程でコーティングすることができる。マスキング手段は、支承構成部材に結合されない、この支承構成部材と別個のエレメントとして（たとえばマスキングロッドとして）形成されているので、マスキング手段を簡単に廉価にコーティング後に取り外すことができ、マスキングされた、コーティングされていない箇所を露出させることができる。

本発明による方法により製作されたコネクティングロッドを示す図である。 図１によるコネクティングロッドのコネクティングロッドエンドに設けられた切欠きの斜視図である。 破断分離前の図２による切断線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。 運転状態における図３によるコネクティングロッドの一部を示す図である。 熱的な溶射によるコーティング過程の間の支承構成部材のスタックを示す図である。 図５を９０゜だけ回動させた、マスキングロッドを備えたスタックを示す図である。 図６による切断線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。

以下に、本発明を概略図につき詳しく説明する。

図１には、本発明による方法により製作されたコネクティングロッドが概略的に示してある。以下、このコネクティングロッドを全体的に符号１で示す。

図１のコネクティングロッドは、たとえば１回の焼結または鍛造法で成形部材２から製作されている。コネクティングロッド１は軸受けベース３を有している。この軸受けベース３はコネクティングロッド桿部１００を介して自体公知の形式でコネクティングロッドスモールエンド１０１に結合されている。軸受けカバー４と一緒に軸受けベース３は、分割された軸受け座５を形成している。この場合、この軸受け座５には、クランクシャフトＫＷを支承するために、軸受け層材料から成る軸受け層６でコーティングされた軸受け座面７が形成されている。

分割された軸受け座５は分離面８で破断分離によって分離されている。この場合、軸受けカバー４は組付け状態で軸受けベース３、すなわち、コネクティングロッド１の残部に、たとえばコネクティングロッドねじによってねじ締結されている。このコネクティングロッドねじは、図面を見やすくするという理由に基づき図１に示していない。

切欠き９を明確に認めることができる。この切欠き９は、分離線１０に対して垂直にコネクティングロッド１の全厚さＤにわたって、すなわち、クランクシャフトＫＷの軸線の方向にコーティングなしの条溝の形で延びている。本発明によれば、切欠き９が、軸受けベース３と軸受けカバー４とによって形成されるコネクティングロッドビッグエンド１０２の破断分離前にすでに軸受け層６による軸受け座面７のコーティングの間にマーキング手段Ｍの使用によって形成されている。このためには、このマーキング手段Ｍが、軸受け層６を被着するためのコーティング過程の間に分離線１０に対して垂直に軸受け座面７に配置され、これによって、軸受け層６にコーティングなしの切欠き９が幅Ｂの条溝の形で形成される。これによって、軸受け層６が破断分離の後続の過程によって決して損害を有さない。特に軸受け層６は、破断分離によって生ぜしめられた内部応力を決して有さず、至る箇所で最適に軸受け座面７に付着していて、軸受け層６の、対応するクランクシャフト区分に対して軸受け面を成す表面も、公知先行技術に基づき公知であるような何らかの損害なしに、あらゆる点で申し分のない状態に位置している。すなわち、切欠き９が破断分離前にすでにコーティング過程の間に形成されていることによって、軸受けベース３からの軸受けカバー４の続く分割時に軸受け層の内側の縁部に有害な作用、たとえば内部応力、塑性変形または塑性変形と異なる変形、破損等が決して生ぜしめられない。

図２には、図１によるコネクティングロッド１のコネクティングロッドビッグエンド１０２に設けられた切欠きの斜視図が、明示のために再び部分的に詳しく示してある。

軸受けカバー４は、たとえば１ｍｍ〜３ｍｍの間、特に２ｍｍであってよい幅Ｂを備えた切欠き９が、分離線１０に対して垂直にコネクティングロッドエンド１０２の厚さＤにわたって延びていて、コーティング過程の間にマーキング手段Ｍの使用によって形成された後、分離面８によって分割されていて、再び組み合わされている。良好に認めることができるように、破断分離によって、比類のない不規則な構造を備えた分離面８が形成されており、これによって、軸受けカバー４と軸受けベース３とが、比類のない形式で適合する。これによって、１つには、コネクティングロッド１の残部に対する軸受けカバー４の確実な座りが保証されており、もう１つには、部材が組み立て時に取り違えられ得ない。

図３には、破断分離前の図２による切断線Ｉ−Ｉに沿った断面図が示してある。したがって、軸受けカバー４と軸受けベース３とがまだ１つのユニットを形成している。後続の破断分離時に推測的に見込まれ得る分離面８が概略的にすでに予め図示してある。軸受け座面７は軸受け層６でコーティングされている。この場合、マーキング手段Ｍの使用によって、軸受け層６による軸受け座面７のコーティングの間に幅Ｂの切欠き９が軸受け層６にコーティングなしの領域の形で分離線１０に対して垂直に形成されている。切欠き９内には、クラッキングスタートノッチ１１が設けられている。このクラッキングスタートノッチ１１は、分離面８を形成するための目標破断箇所を規定することによって、後続の破断分離時を容易にするようになっている。

さらに、図４には、図３によるコネクティングロッド１の部分が運転状態で概略的に示してある。コネクティングロッド１は組付け状態に位置していて、図面を見やすくするという理由に基づき図４に示していないクランクシャフトＫＷを支承している。

幅Ｂの切欠き９内には、潤滑油と汚物とから成る混合物が集積されている。この混合物は運転中に、たとえば油と摩耗片、特に金属摩耗片とから形成されている。この摩耗片は潤滑油によって取り込まれ、切欠き内に搬送される。

したがって、図４につき、軸受け層６に設けられた切欠き９の別の重要な利点が極めて明確になる。つまり、切欠き９は、１つに、規定された量の潤滑油を蓄えることができる油ポケットとして働き、これによって、軸受け層６と、支承されたクランクシャフトＫＷとの間の潤滑が改善される。もう１つには、運転中に生ぜしめられる汚物と摩耗片粒子とを収容する切欠き９内に蓄えられた潤滑油が汚物と摩耗片粒子とを、軸受け層６とクランクシャフトＫＷとの間で潤滑膜として働く油膜から奪取するので、これによって、この油膜の潤滑作用が著しく改善される。

さらに、図５〜図７につき、支承構成部材１をコーティングするための有利な方法もしくは本発明による方法により支承構成部材１をコーティングするための装置を概略的に説明する。

図５の例では、全部で４つの支承構成部材１、たとえば４つのコネクティングロッド１が保持手段１３に互いに重なり合ってスタック１２の形で積層されており、これによって、４つの支承構成部材１全ての軸受け座面７を全て、自体公知先行技術に基づき公知である回転型のプラズマ溶射装置Ｒによって同時にコーティングすることができる。

この場合、このプラズマ溶射装置Ｒはコーティング過程の間、矢印Ｐによって示したように、軸線Ａを中心として回転し、この場合、図示の構成によれば、鉛直な方向に軸線Ａに沿って案内され、これによって、全ての支承構成部材１の全てのコネクティングロッドビッグエンド１０２に設けられた全ての軸受け座面７を連続して熱的なプラズマ溶射によって軸受け層６でコーティングすることができる。

この場合、図示の例ではマスキングロッドＭであるそれぞれ１つのマスキング手段Ｍが、軸受け座面の、互いに反対の側に位置するそれぞれ２つのゾーンに設けられている。両ゾーンには、互いに反対の側に位置する２つの切欠き９を形成するために、それぞれ１つのコーティングなしの条溝が生ぜしめられるようになっている。図５の断面図には、マスキングロッドＭを見ることができない。なぜならば、このマスキングロッドＭが、軸受け座面７の、図平面に対して垂直に位置する２つのゾーンに位置しているからである。

コーティング過程の終了後、支承構成部材１を損害なしに再び綺麗に分離することができるようにするために、それぞれ２つの支承構成部材１の間にさらに中間ディスク１３１が設けられている。この中間ディスク１３１は、たとえば約２ｍｍの厚さを有していてよい。

図６には、図５のスタック１２を軸線Ａを中心として９０゜だけ回動させた図が示してあり、これによって、ここでは、マスキングロッドＭも認めることができる。図面を見やすくするという理由に基づき、図示の構成では、スタック１２の右側しか示していない。すでに述べたように、それぞれ１つのマスキングロッドＭが、軸受け座面の、互いに反対の側に位置する２つのゾーンに設けられている。両ゾーンには、互いに反対の側に位置する２つの切欠き９を形成するために、それぞれ１つのコーティングなしの条溝が生ぜしめられるようになっている。

図６から明確に知ることができるように、マスキングロッドＭは４つのコネクティングロッドビッグエンド１０２全てに同時に幅Ｂのそれぞれ１つの条溝をマスキングし、これによって、回転型のプラズマ溶射装置Ｒによって軸受け座面に吹付け塗布されるコーティング材料が、条溝の領域で軸受け座面７に到達し得ず、これによって、自動的にコーティングなしの切欠き９が形成される。

この場合、マスキングロッドＭは保持手段１３に螺合によって不動にアンカ固定されており、これによって、マスキングロッドＭがスタック１２内の至る箇所で軸受け座面７に接触しており、これによって、マスキングロッドＭの領域でコーティング材料が軸受け座面７に塗布されないようになっている。

この場合、当業者に自明であるように、マスキングロッドＭは当然ながら別のあらゆる適切な形式で、形成したいコーティングなしの領域をマスキングするために軸受け座面に位置固定されていてもよい。特に安定性を高めるためには、マスキングロッドＭが、たとえば付加的にさらにスタックの上側の端部に保持されていてもよいし、たとえばそれぞれ中間ディスク１３１の孔内に保持されていてもよいし、当業者に周知の別の手段によって保持されていてもよい。

さらに、図７には、図６による切断線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図が示してある。図６によれば、まだスタック１２内で、しかも、すでに回転型のプラズマ溶射装置Ｒによってコーティングされた領域に位置しているコネクティングロッドビッグエンドは、当然ながら、まだ破断分離によって分離されていない。軸受けベース３からの軸受けカバー４ののちの破断分離時に生ぜしめられる分離面８の、見込まれ得る経過しか図示していない。

マスキングロッドＭが幅Ｂの領域を先行のコーティング過程の間にどのようにマスキングし、これによって、コーティングなしの領域を軸受け座面７に切欠き９の形でコーティング過程の間にどのように形成することができたのかを明確に認めることができる。また、コーティング過程の間、当然ながら、マスキングロッドＭも、層材料から成る薄膜の層６１で被覆されたことも認めることができる。この薄膜の層６１は、コーティング過程の終了後のマスキングロッドＭの取外しによって自動的に一緒に除去され、これによって、コーティングなしの切欠き９しか残されない。場合により、必要な場合には、マスキングロッドＭの取外し後、軸受け層６が切欠き９の縁部の領域でさらに後加工され、これによって、稀な事例でマーキングロッドＭの取外し時に生ぜしめられ得る、たとえば縁部における僅かな損傷が、たとえば研磨加工または平滑化によって排除される。

当然ながら、本発明の前述した実施例は、使用事例に応じて、あらゆる適切な形式でも組合せ可能であり、本出願の枠内で説明した実施例は一例として解釈されさえすればよい。当業者に自明であるように、特に説明した実施例の、容易に想到する全ての改良形も本発明によってカバーされている。

１ コネクティングロッド、 ２ 成形部材、 ３ 軸受けベース、 ４ 軸受けカバー、 ５ 軸受け座、 ６ 軸受け層、 ７ 軸受け座面、 ８ 分離面、 ９ 切欠き、 １０ 分離線、 １１ クラッキングスタートノッチ、 １２ スタック、 １３ 保持手段、 ６１ 層、 １００ コネクティングロッド桿部、 １０１ コネクティングロッドスモールエンド、 １０２ コネクティングロッドビッグエンド、 １３１ 中間ディスク、 Ａ 軸線、 Ｂ 幅、 Ｄ 厚さ、 ＫＷ クランクシャフト、 Ｍ マスキング手段、 Ｐ 矢印、 Ｒ プラズマ溶射装置

Claims (15)

1. 支承構成部材（１）を成形部材（２）から製作するための方法であって、支承構成部材（１）が、軸受けベース（３）と軸受けカバー（４）とによって形成された少なくとも１つの分割された軸受け座（５）を有しており、該軸受け座（５）に、軸の支承のために、軸受け層材料から成る軸受け層（６）でコーティングされた軸受け座面（７）が形成されており、当該方法において、コーティングなしの領域を形成するために、マスキング手段（Ｍ）を、軸受け層（６）を被着するためのコーティング過程の間に分離線（１０）に対して垂直に軸受け座面（７）に配置し、マスキング手段（Ｍ）によって、コーティング過程の間、軸受け層材料による軸受け座面（７）のコーティングを、マスキングされた領域で阻止し、マスキング手段（Ｍ）の取外し後、軸受け層（６）に、潤滑油を蓄える切欠き（９）を、設定可能な幅（Ｂ）で残し、軸受けカバー（４）を成形部材（２）から分離面（８）に沿って分割して、支承構成部材を成形部材から製作するための方法において、マスキング手段（Ｍ）を、支承構成部材（１）に結合されない、該支承構成部材（１）と別個のエレメントとして形成することを特徴とする、支承構成部材を成形部材から製作するための方法。
2. マスキング手段（Ｍ）を、円形または楕円形または多角形の横断面を備えたマスキングロッド（Ｍ）の形で形成する、請求項１記載の方法。
3. コーティングのために、少なくとも２つの支承構成部材（１）をスタック（１２）の形で保持手段（１３）に配置し、かつ／またはマスキング手段（Ｍ）を保持手段（１３）にアンカ固定する、請求項１または２記載の方法。
4. マスキング手段（Ｍ）として、固形のまたは液状のまたはゲル状の材料を分離線（１０）に対して垂直に軸受け座面（７）に設け、これによって、コーティング過程の間、形成したい切欠き（９）の領域での軸受け座面（７）への軸受け層（６）の付着を阻止する、請求項１記載の方法。
5. 軸受け層（６）による軸受け座面（７）のコーティング後、マスキング手段（Ｍ）を取り外し、かつ／または軸受け層（６）を切欠き（９）の縁部で後加工する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 成形部材（２）からの軸受けカバー（４）の分割を破断分離によって行う、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 成形部材（２）に切欠き（９）で、分離面（８）の形成のために、クラッキングスタートノッチ（１１）を設ける、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 軸受け層（６）による軸受け座面（７）のコーティング後に、軸受けカバー（４）を成形部材（２）から破断分離によって分割し、次いで、再び解離可能に組み合わせる、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 軸受け層（６）を熱的な溶射法によって被着する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 成形部材（２）を鋳造または鍛造または粉末冶金的な方法によって製作する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 軸受け層（６）を滑り軸受け層として形成する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 支承構成部材（１）を成形部材（２）から製作するための装置であって、支承構成部材（１）が、軸受けベース（３）と軸受けカバー（４）とによって形成された少なくとも１つの分割された軸受け座（５）を有しており、当該装置が、回転型のコーティング装置（Ｒ）を有しており、該コーティング装置（Ｒ）によって、軸受け座（５）の軸受け座面（７）が、軸受け層材料から成る軸受け層（６）でコーティングされるようになっており、コーティングなしの領域を形成するために、マスキング手段（Ｍ）が設けられており、該マスキング手段（Ｍ）が、軸受け層（６）を被着するためのコーティング過程の間に分離線（１０）に対して垂直に軸受け座面（７）に配置されており、マスキング手段（Ｍ）によって、コーティング過程の間、軸受け層材料による軸受け座面（７）のコーティングが、マスキングされた領域で阻止されるようになっており、マスキング手段（Ｍ）の取外し後、軸受け層（６）に、潤滑油を蓄える切欠き（９）が、設定可能な幅（Ｂ）で残されるようになっている形式のものにおいて、保持手段（１３）が設けられており、該保持手段（１３）に少なくとも２つの支承構成部材（１）が、スタック（１２）の形で配置されるようになっており、マスキング手段（Ｍ）が、支承構成部材（１）に結合されない、該支承構成部材（１）と別個のエレメントとして形成されていることを特徴とする、支承構成部材を成形部材から製作するための装置。
13. マスキング手段（Ｍ）を、形成したいコーティングなしの領域をマスキングするために軸受け座面（７）に位置固定する手段が設けられている、請求項１２記載の装置。
14. マスキング手段（Ｍ）が、保持手段（１３）にアンカ固定されている、請求項１３記載の装置。
15. マスキング手段（Ｍ）が、付加的にスタックの上側の端部に保持されているかまたは支承構成部材（１）の間に配置された中間ディスク（１３１）の孔内に保持されている、請求項１４記載の装置。

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