KR20010015743A - 왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는실린더 라이너 블랭크의 생산방법 - Google Patents

왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는실린더 라이너 블랭크의 생산방법 Download PDF

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Abstract

상당한 결합작용에 의해 경금속 크랭크케이스의 주조재료내에 실린더라이너가 고정될 수 있도록, 표면활성화작업이 이루어진다. 표면활성화작업을 위해 실린더라이너가 기계적으로 조대화 처리된다. 처리된 표면 내부로 동입자들이 이식되는 것이 유리하다. 표면활성화작업 및 주조작업 사이의 시간간격이 작게 하는 것이 필요하다. 또한 활성화된 표면은 가능한 멀리 손으로 접촉되지 않아야 한다.

Description

왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는 실린더 라이너 블랭크의 생산방법{METHOD FOR PRODUCING A CYLINDER LINER BLANK TO BE CAST INTO A LIGHT-ALLOY CRANKCASE OF A RECIPROCATING ENGINE}
종래기술에 대하여 상기 출원문헌의 방법에 의해 공지방법의 개선이 도모될지라도, 공업적으로 상기 방법 뿐만 아니라 상기 방법에 의해 생산된 제품을 추가로 개선하는 것이 기본 목적이다. 블랭크를 경금속 주조방법으로 주조하기 전에, 기계적으로 조대화하는 이론이 기본적으로 상기 방법의 유리한 단계지만, 상기 방법을 더욱 최적화하기 위하여 추가로 개선 및 차별화를 아직도 필요로 한다.
따라서 본 발명의 목적은 적어도 한 개의 블랭크가 경금속 크랭크케이스에 더욱 강하게 결합되기 위한 일반적인 방법을 개선하는 것이다. 블랭크는 경금속 크랭크케이스의 주조재료로 부터 서로 다른 경금속합금으로 블랭크가 제조되기 때문에 블랭크의 개별적인 생산 및 블랭크를 경금속 크랭크케이스로 주조하는 작업이 수행된다. 크랭크케이스를 구성하는 경금속 주조재료에 넓은 영역에 걸쳐 각각의 실린더라이너의 결합이 보장될 때만 상기 크랭크케이스가 구비된 엔진이 작동한 후에 특수 잇점이 이루어진다. 우선 균일한 열전달, 원주방향 및 축방향으로 형성되는 실린더라이너의 균일한 온도 분포, 열과 관련한 낮은 실린더 변형이 상기 장점들을 형성한다. 또한 상기 출원문헌 DE-A1 으로 부터 나타나는 다른 다수의 장점들이 본 발명과 관련된다.
본 발명은 왕복운동식 엔진에 구성된 경금속재질의 크랭크케이스 내부로 주조되는 실린더 라이너 블랭크(cylinder liner blank)를 생산하기 위한 방법에 관련되고, 상기 블랭크는 청구범위 제 1 항의 전제부에 따라 경금속합금으로 구성된다. 예를 들어 이전에 공개되지 않은 출원인의 출원문헌 제 DE 196 34 504 A1 호에 상기 방법이 포함된다.
도 1 은 주조된 실린더 라이너를 가진 왕복기관의 부분단면도.
도 2 는 도 1 을 따르는 왕복기관을 위한 실린더라이너의 블랭크를 개별적으로 도시한 도면.
도 3 은 시간에 따른 결합과정을 도시한 도면.
도 4 는 시간에 따른 덮개층 두께를 도시한 도면.
* 부호설명
1 ... 실린더헤드 2 ... 크랭크케이스
3 ... 피스톤 4 ... 실린더자켓
5 ... 물자켓 6 ... 실린더라이너
일반적인 방법에 기초하여, 본 발명에 따르면, 상기 목적이 여러 가지 방법으로 구체적으로 한편으로 제 1 항의 특징부에 의해 다른 한편으로 제 2 항의 특징들에 의해, 또한 제 3 항의 특징부 또는 제 4 항의 특징부에 의해 이루어진다.
일반적으로 제안된 방법의 개선요지에 따르면, 주조재료와 직접 접촉하는 블랭크 또는 블랭크들의 상기 면을 조대화하는 것이다. 제 1 항에 의하면, 경화재료로 부터 제조되고 예리한 변부에 의해 조대화되고, 표면 위에서 롤링될 때 블랭크를 조대화시키는 롤(roll) 또는 롤러에 의해 롤링(rolling) 작업에 의하여 표면처리가 이루어진다.
제 2 항을 따르는 조대화방법이 또한 매우 유리하다.
제 1 항의 전제부를 따르거나 제 1 항 및 제 2 항의 특징부를 따르는 방법의 실시가 제 3 항의 특징부들에 의해 이루어진다. 상기 방법에서 참고하는 동입자들은, 주조작업동안, 처리된 표면 부품들의 용융작업에 유리하게 작용한다. 전체표면에 대한 동공급에 의하여, 전체 100% 표면에 대한 재료일체적인 주조작업이 높은 과정안정성을 가지고 이루어진다.
설정된 목적을 달성하거나, 제 1 항 내지 제 3 항을 따르는 방법들의 실시하기 위한 또다른 해결방법에 의하면, 구성부품들의 표면활성화작업 및 주조작업 사이의 시간간격은 대략 5시간 이하인 것을 특징으로 한다. 따라서 상기 최대 시간간격이 초과되지 않지만 사실상 감소되는 것이 선호되도록 생산공정이 제어되어야 한다. 정확하게 말하면, 도면을 참고할 때, 시간경과에 따라 결합상태가 더욱더 감소되고, 그러므로 상기 목적은 상기 최대 시간간격을 가능한 짧게 하는 것이다.
상기 경우에 있어서, 제 5 항의 특징부에 따르면, 블랭크들의 주조작업 바로 전에 표면활성화작업이 이루어지고, 표면활성화작업 및 주조작업 사이의 시간간격은 대략 주조공정의 싸이클시간과 일치한다.
제 3 항 내지 제 5 항중 한 항을 따르는 방법이 제 6 항을 따르는 실시예에 상세히 설명된다.
상기 방법단계들에 따라 생산되는 블랭크들 및 최종생산물에 구체적으로 주조라이너를 가진 경금속크랭크케이스에 대하여, 소요품질 및 소요장점들과 관련하여, 블랭크들의 주조작업시까지 처리되는 표면활성화 상태가 유지되고, 다시 손상되거나 예를 들어 주조몰드 내부로 심지어 손실되지 않는다. 이를 위하여, 제 7 항 내지 제 10 항중 적어도 한 항의 특징부를 따르는 방법이 실시된다.
도면들에 도시된 실시예를 참고하여 본 발명이 설명된다.
도 1 에서 특별히 도시된 왕복기관은 다이캐스팅된 크랭크케이스(2)를 포함하고, 상기 크랭크케이스 내부에서 상향으로 노출된 (소위 개방 데크로 설계된) 실린더 자켓(jacket)(4)가 실린더라이너(6)를 수용하기 위해 배열되고, 자켓내에서 상하로 이동가능하게 안내되는 피스톤(3)이 구성된다. 충진물 교환 및 충진물 점화용 장치들과 함께 실린더헤드(1)가 크랭크케이스(2)의 상부에 장착되고, 실린더헤드의 가스켓이 삽입된다. 크랭크케이스 내부의 실린더자켓 주위에서 실린더 냉각을 위한 물자켓(5)을 형성하기 위한 공동이 제공된다.
개별부품으로서 본 발명의 대상이 아닌 방법에 의해 알루미늄/실리콘 합금으로 부터 실린더라이너(6)가 생산되고, 다음에 본 발명의 방법에 의해 상기 방법에 의해 개선되며, 최종적으로 크랭크케이스 내부로 주조되고, 크랭크케이스와 결합상태로 기계가공마무리된다.
실린더 라이너가 크랭크케이스 내부로 주조되는 동안, 라이너 재료 및 케이스 재료 사이에 형성되고, 재료적으로 일체를 형성하는 양호한 안정상태의 결합이 가능한 큰 표면구성비율에 걸쳐 이루어지는 것이 중요하다. 상기 설명에 따라, 상기 조대화 작업 및 블랭크표면의 추가 처리작업에 의해 상기 결합이 확실해진다.
도 3 을 참고할 때, 블래스팅(blasting) 작업 후에 주조작업이 즉시 이루어지면 상기 결합작용은 90%의 크기를 형성한다. 예를 들어 1일 후에 상기 결합작용은 30%의 크기를 형성할 뿐이다. 그 결과 특히 제 4 항 및 제 5 항을 따르는 방법의 실시예가 이루어진다.
시간경과에 따라 결합 작용이 감소되므로, 덮개층 두께는 특정 최대값까지 증가한다. 단시간내에 양호한 덮개층 두께를 형성하는 산화단계후에 흡수단계가 이어지고, 상기 흡수단계내에서 덮개층은 다시 상당한 크기로 증가된다. 덮개층 두께의 경미한 증가만이 연속적으로 발생한다.

Claims (10)

  1. 실린더라이너 블랭크가 동일하게 경금속 합금으로 구성되고, 우선 튜브형 블랭크가 형성되고 소요형상 및 소요크기까지 기계가공되며, 경금속 크랭크케이스의 재료에 의해 둘러싸이는 블랭크의 외부표면이 기계가공작업에 의해 조대화되고, 특히 피라미드 형상 또는 란셋형상으로 덮개가 형성되거나 날려지며, 주조되어야 하는 블랭크의 표면이 주조작업을 위해 활성화되고 왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되어야 하는 적어도 한 개의 실린더라이너 블랭크를 생산하기 위한 방법에 있어서,
    강성 재료로 구성되고, 표면상에 롤링시 블랭크를 조대화시키는 롤 또는 롤러를 이용하여, 표면활성화가 실시되는 것을 특징으로 하는 왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는 실린더 라이너 블랭크의 생산방법.
  2. 제 1 항의 전제부에 있어서, 강성재료로 구성되고 예리한 변부와 같이 첨부를 가진 적어도 한 개 또는 복수개가 선호되는 게이지에 의해 표면활성화가 실시되며, 상기 게이지들이 동시에 이용되고 충격을 주며 작동되고, 상기 게이지가 표면을 타격할 때 블랭크가 조대화 되는 것을 특징으로 하는 왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는 실린더 라이너 블랭크의 생산방법.
  3. 제 1 항의 전제부 또는 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 기계적 표면활성화 작업동안, 처리된 표면으로 동입자들이 이식되거나, 기계적 표면활성화 작업후에 처리된 표면들이 동으로 씌어지는 것을 특징으로 하는 왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는 실린더 라이너 블랭크의 생산방법.
  4. 제 1 항의 전제부 또는 제 1 항 내지 제 3 항중 한 항에 있어서, 표면활성화작업 및 구성품들의 주조작업사이의 시간간격이 5시간 이하인 것을 특징으로 하는 왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는 실린더 라이너 블랭크의 생산방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 한 항에 있어서, 블랭크들을 주조하기 바로전에 표면활성화 작업이 이루어지고, 표면활성화작업 및 주조작업 사이의 시간간격이 주조과정의 싸이클시간과 대략 일치하는 것을 특징으로 하는 왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는 실린더 라이너 블랭크의 생산방법.
  6. 제 3 항, 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 처리되어야 하는 표면상에 미세한 동입자들이 과도하게 존재할 때, 기계적인 표면활성화작업이 이루어지고, 기계적 표면처리에 의해 상기 동입자들이 적어도 부분적으로 압축되는 것을 특징으로 하는 왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는 실린더 라이너 블랭크의 생산방법.
  7. 전항들중 한 항에 있어서, 표면활성화작업후에, 표면을 보호하기 위해 블랭크들이 처리되고, 처리된 표면위에서 손으로 처리되지 않는 것을 특징으로 하는 왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는 실린더 라이너 블랭크의 생산방법.
  8. 전항들중 한 항에 있어서, 표면활성화작업후에, 처리되지 않은 표면들위에서만 블랭크들이 직접 또는 간접적으로 고정되는 것을 특징으로 하는 왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는 실린더 라이너 블랭크의 생산방법.
  9. 전항들중 적어도 한 항에 있어서, 표면활성화작업후에, 처리작업을 위해 가능한 적은 개수의 작은 영역위치들 또는 단지 3개의 위치들에서 부품들과 접촉하는 금속제의 그립핑 시스템에 의해서만 블랭크들이 고정되는 것을 특징으로 하는 왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는 실린더 라이너 블랭크의 생산방법.
  10. 전항들중 적어도 한 항에 있어서, 표면활성화작업후에, 블랭크들을 처리하기 위하여 처리된 블랭크들이 오직 동과 접촉하는 것을 특징으로 하는 왕복운동기관의 경금속 크랭크케이스 내부로 주조되는 실린더 라이너 블랭크의 생산방법.
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