WO2004074554A1

WO2004074554A1 - Vorrichtung sowie verfahren zur herstellung von bewehrungs-schichten auf zylinderlaufflächen von verbrennungsmotoren u.dgl.

Info

Publication number: WO2004074554A1
Application number: PCT/DE1993/000627
Authority: WO
Inventors: Kurt Maier; Helmut Hübner; Ernst Pfleiderer
Original assignee: Kurt Maier; Huebner Helmut; Ernst Pfleiderer
Priority date: 1993-07-15
Filing date: 1993-07-15
Publication date: 2004-09-02
Also published as: US5792265A

Abstract

Mittels Einspülvorrichtungen (5, 11) mit in die Zylinderbohrungen (1’) einführbaren Lanzen werden die Zylinderlaufflächen mit Vorbehandlungs- und Beschichtungsbädern behandelt. Die Einspülvorrichtungen (5, 11) können über Verteilervorrichtungen (10, 12) nacheinander mit Reservoirs (V1 bis V5; B1 bis B3) für unterschiedliche Badflüssigkeiten verbunden werden, d.h. jede Einspülvorrichtung (5, 11) dient zur aufeinanderfolgenden Einleitung unterschiedlicher Badflüssigkeiten in die Zylinderbohrungen (1’).

Description

Vorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung von Bewehrungs- εchichten auf Zylinderlaufflächen von Verbrennungsmotoren u.dgl

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung von Bewehrungsschichten, insbesondere auf Zylinderlaufflächen der Zylinderbohrungen von insbesondere Leichtmetall-Zylinderblöcken u.dgl. bei Verbrennungsmotoren u.dgl., durch aufeinanderfolgende Einleitung von Behandlungsund Beschichtungsbädern in die Zylinderbohrungen.

Derartige Vorrichtungen bzw. Verfahren sind grundsätzlich bekannt und werden vor allem bei der Herstellung solcher Verbrennungsmotoren eingesetzt, deren Zylinderblock aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung, besteht.

Dabei wird zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit der Zylinderlaufflächen in der Regel eine Nickel-Dispersionsschicht erzeugt. Zur Herstellung derartiger Dispersionsschichten sind Tauchverfahren bekannt, bei denen der gesamte Zylinderblock mittels entsprechender Manipulatoren nacheinander in verschiedene Bäder eingesetzt wird. Dieses Verfahren ist insofern nachteilig, als beim Umsetzen des Zylinderblockes von einem Bad in das andere relativ viel Badflüssigkeit aus dem jeweils vorangegangenen Bad mitgeschleppt wird. Außerdem kommen unnötig große Flächen des Werkstückes mit den Badflüssigkeiten in Berührung.

Aus der DE-OS 39 37 763 ist es bekannt, nur die Zylinderlaufflächen mit den Bädern zu behandeln, indem die jeweiligen Badflüssigkeiten in die Zylinderbohrungen eingeleitet werden. Hierzu wird der Zylinderblock auf einer Dichtplatte angeordnet, die als Werkstückträger dient und zusammen mit dem Zylinderblock zwischen den verschiedenen Bearbeitungspositionen an den verschiedenen Bädern umgesetzt wird. Die Dichtplatte, welche auf der bei der Badbehandlung nach unten weisenden Zylinderkopfseite des Zylinderblockes angeordnet wird, besitzt zu den Zylinderbohrungen gleichachsige Öffnungen, so daß die Dichtplatte zusammen mit dem Zylinderblock an den Bearbeitungspositionen über vertikalen Spritzbzw. Spülrohren abgesenkt werden kann, mittels der dann die jeweilige Badflüssigkeit in die Zylinderbohrungen eingespült wird.

Auf diese Weise läßt sich zwar ermöglichen, daß nur zu bewehrende Flächen des Werkstückes von den Badflussigkeiten beaufschlagt werden.

Jedoch haben alle oben dargelegten Verfahren den Nachteil, daß sich die Taktzeiten für das Umsetzen des Zylinderblockes zwischen den einzelnen Bädern nicht in wünschenswerter Weise in Übereinstimmung mit den jeweiligen Badbehandlungszeiten bringen lassen. Während einige Badflüssigkeiten nur kurzzeitig auf die Zylinderlaufflächen einwirken sollen bzw. dürfen, müssen andere Badflüssigkeiten deutlich längere Zeiten wirksam werden. Dies führt dazu, daß die jeweils längste Behandlungszeit die Taktzeiten für das Umsetzen des Zylinderblockes von Bad zu Bad bestimmt. Damit muß in Kauf genommen werden, daß der Zylinderblock an einigen Bädern deutlich länger verweilt als für die Behandlung mit der jeweiligen Badflüssigkeit notwendig wäre. Dies ist aber grundsätzlich unerwünscht, weil damit zwangsläufig in Kauf genommen wird, daß einzelne Badinstallationen deutlich unterhalb ihrer Kapazität ausgelastet werden.

Bislang wurde keine zufriedenstellende Möglichkeit aufgezeigt, dieses Problem zu lösen. Zwar ist es grundsätzlich möglich, "langsame" Bäder bzw. die entsprechenden Bearbeitungspositionen mehrfach parallel anzuordnen, so daß die Bearbeitungskapazität der langsamen Bäder mit langen Behandlungszeiten den schnellen Bädern mit kurzen Behandlungszeiten angepaßt wird. Jedoch wird auf diese Weise die Kapazität der Gesamtanlage unter Umständen auf ein nicht benötigtes Maß erhöht.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine neue Vorrichtung zu schaffen, welche die badtechniεche Erzeugung von. Bewehrungsschichten mit vergleichsweise geringem Aufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Badflüssigkeiten in die Zylinderbohrungen mittels Einspülvorrichtungen eingebracht werden, die über eine Verteiler- anordnung mit mehreren Becken bzw. Reservoirs für die nacheinander in die Zylinderbohrungen einzuleitenden Behandlungs- bzw. Beschichtungsbäder verbindbar sind.

Die Erfindung beruht also auf dem allgemeinen Gedanken, eine einzige Einspülvorrichtung zur nacheinander erfolgenden Einbringung unterschiedlicher Behandlungs- bzw. Beschichtungsbäder in die Zylinderbohrungen einzusetzen. Damit wird die Verweilzeit des Zylinderblockes an der jeweiligen Einspülvorrichtung durch die Gesamtdauer der Behandlungs- bzw. Wirkungszeiten der nacheinander eingespülten Badflussigkeiten bestimmt. Dies hat zur Folge, daß der Installationsaufwand im Vergleich zur jeweiligen Fertigungskapazität gering ist. Die Zahl der Einεpülvorrichtungen wird ebenso wie die Größe der Becken bzw. Reservoirs für die Badflüssigkeiten durch die jeweilige Fertigungskapazität bestimmt. Eine Überkapazität einzelner Systemkomponenten kann dabei vermieden werden.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das erfindungsgemäße System auch bei relativ kleinen Serien wirtschaftlich zu arbeiten vermag.

Vorzugsweise ist vorgesehen, den Einspülvorrichtungen Verschlußstücke zuzuordnen, mit denen die Stirnenden der Zylinderbohrungen abgeschlossen werden können, wenn die jeweilige Badflüssigkeit eingespült wird. Auf diese Weise ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Badflüssigkeiten auch dann in die Zylinderbohrungen einzuleiten, wenn diese an den jeweiligen Bearbeitungsstationen schräg zur Vertikalen ausgerichtet sind. Dementsprechend lassen sich auch die Zylinderbohrungen von Motoren mit V-Zylinderanordnung leicht beschichten, ohne daß die Zylinderreihen nacheinander senkrecht ausgerichtet werden müssen. In der Regel ist es zweckmäßig, zwei Einspülvorrichtungen vorzusehen, wobei die erste Einspülvorrichtung für die Vorbehandlung der Laufflächen der Zylinderbohrungen mit verschiedenen Vorbehandlungsbädern dient, während mittels der zweiten Einspülvorrichtung die eigentlichen Beschichtungsbäder in die Zylinderbohrungen eingebracht werden. Damit wird ermöglicht, daß alle mit den Badflüssigkeiten in Berührung kommenden Teile der Einspülvorrichtungen aus vergleichsweise preiswerten Materialien hergestellt sein können. Da nämlich zwischen Teilen der Einspülvorrichtungen und den Wänden der Zylinderbohrungen bei Einleitung der Beschichtungsbäder ein elektrischer Stromfluß erzeugt werden muß, müssen die Lanzen bzw. Teile der Lanzen aus elektrisch leitfähigen Materialien bestehen, welche in der Regel gegenüber den Vorbehandlungsbädern chemisch nicht resistent sind.

Bei Anordnung zweier Einspülvorrichtungen besteht die Möglichkeit, die mit den Vorbehandlungsbädern in Berührung kommenden Teile aus elektrisch nicht leitfähigem Kunststoff herzustellen.

Die bei Anwendung der Beschichtungsbäder elektrisch als Anoden geschalteten Teile der Einspülvorrichtungen, z.B. Lanzen od.dgl., können dann aus Blei oder Bleilegierungen bestehen.

Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die mit den Badflüssigkeiten in Berührung kommenden und elektrisch als Anode geschalteten Teile aus gegenüber sämtlichen Badflüssigkeiten resistenten Materialien herzustellen, beispielsweise aus platinierten Werkstoffen, wie insbesondere Titan. In diesem Falle genügt eine einzige Einspülvorrichtung, über die dann sämtliche Vorbehandlungs- und Beschichtungsbäder in die Zylinderbohrungen eingebracht werden können.

Um insbesondere bei Einsatz zweier Einspülvorrichtungen die jeweils notwendigen Gesamtbearbeitungszeiten weitgehend aneinander anpassen zu können, ist es zweckmäßig, die Vorbehandlung der Zylinderlaufflächen in folgender Weise durchzuführen:

Zunächst wird ein Entfettungsbad in die Zylinderbohrungen eingeleitet, danach werden die Zylinderlaufflächen mit einem Säuregemisch gebeizt, und sodann werden die Zylinderlaufflächen einer Zinkatbehandlung unterworfen. Die Gesamtzeit dieser Verfahrensschritte entspricht etwa der Gesamtzeit, die für die Anwendung der nachfolgenden Beschichtungsbäder notwendig ist, wenn das zum Beizen verwendete Säuregemisch in Wasserstoffionen, Sulfationen und Fluoridionen dissoziierende Säuren bzw. Salze sowie Peroxide bzw. peroxidhaltige Verbindungen enthält, insbesondere etwa

100 bis 200 g/1 ^H2^S04 ' 10 bis 30 g/1 H₂0₂ und 5 bis 10 g/1 HF.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung vorteilhafter Ausführungsformen verwiesen, die anhand der Zeichnung beschrieben werden. Besonders bei Zylinderblöcken aus Aluminium-Gußlegierungen hat sich gezeigt, daß die^' genannte Beizbehandlung die Zylinderlaufflächen in überraschend guter Weise aktiviert und damit auch bei nachfolgend einmaliger Zinkatbehandlung eine sehr feinkristalline Zinkschicht ausgebildet wird. Die Haftung einer nach der Zinkatbehandlung erzeugten Beschichtung (Bewehrungsschicht) ist derart hoch, daß auf eine nach dem Stand der Technik übliche zweimalige Zinkatbehandlung verzichtet werden kann.

Im übrigen ist bei der angegebenen Beizbehandlung vorteilhaft, daß bei Raumtemperatur gearbeitet werden kann. Dementsprechend läßt sich Heizenergie einsparen. Außerdem ist die Verdunstungsrate gering, so daß die Abluft der Behandlungsräume nur wenig belastet wird, auch dann, wenn die Bäder ohne Badabsaugung betrieben werden sollten.

Gegenüber herkömmlichen Beizen tritt bei der erfindungs- gemäßen Beizbehandlung nur ein relativ geringer Beizabtrag auf, d.h. es werden besonders geringe Toleranzen bei der

Maßgenauigkeit der Zylinderbohrungen möglich.

Die Beizzeiten liegen bevorzugt zwischen 20 sek. und 3 min., besonders bevorzugt zwischen 30 und 60 sek.

Das nachfolgende Abscheiden der Nickeldispersionsschicht erfolgt vorzugsweise, indem an den Zylinderlaufflächen eine laminare Strömung des Beschichtungsbades erzeugt wird, die einen zwischen den Zylinderlaufflächen und einer Anode der Einspülvorrichtung gebildeten Ringspalt durchsetzt.

Durch schrittweises Hochregeln eines zwischen der Anode und der jeweiligen Zylinderlauffläche unterhaltenen elektrischen Galvanisierstromes über eine Zeit von 0,5 bis 1 min. kann zu Beginn der Beschichtung .eine feinkristalline, mechanisch spannungsarme Grundschicht aufgebaut werden, die dann nachfolgend eine höhere Beschichtungsgeschwindigkeit - entsprechend der erhöhten elektrischen Stromstärke - zuläßt. Dabei haben sich folgende Parameter als vorteilhaft erwiesen:

- Nickelbeschichtungsbad-Zusammen^'setzung

NiSO, 7H₂0 500 bis 700 g/1

Spannungsverminderer 0,1 bis 2 g/1 SiC mit 2,5 μm-Körnung 40 bis 80 g/1

Arbeitsbedingungen

Temperatur 65 bis 80°C pH-Wert 1 ,6 bis 2,8

Strömung laminar

Anfahr-Stromdichte 5 bis 20 A/dm

Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer

.vollständigen Anlage mit zwei Einspülvorrichtungen,

Fig. 2 einen Axialschnitt eines Verteilers, mit der die Einspülvorrichtungen nacheinander mit verschiedenen Reservoirs für unterschiedliche Badflüssigkeiten verbunden werden können,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt entsprechend der Schnittebene III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer

Beschichtungsstation für V-Zγlinderblöcke,

Fig. 5 einen Axialschnitt einer als Anode ausgebildeten Lanze zur Einbringung eines Beschichtungsbades in eine Zylinderbohrung,

Fig. 6 einen Axialschnitt eines Verteilerringes zum

Einspülen einer Badflüssigkeit in eine Zylinderbohrung ,

Fig. 7 eine Stirnansicht des Verteilerringes entsprechend dem Pfeil VII in Fig. 6, und

Fig. 8 einen schematisierten Axialschnitt eines Verschlußstückes zum flüsεigkeitsdichten Abschluß eines Stirnendes einer Zylinderbohrung.

Gemäß Fig. 1 wird ein V-Zylinderblock auf einem Werkstückträger 2 von vorangegangenen Bearbeitungsstationen zu einer Vorbehandlungsstation 3 und danach zu einer Beschichtungsstation 4 transportiert, von wo aus der V-Zylinderblock 1 dann zu weiteren Fertigungsstationen weitergeleitet wird.

Der VorbehandlungsStation 3 ist eine erste Einspülvorrichtung 5 zugeordnet, die dazu dient, nacheinander verschiedene Vorbehandlungsbäder in die Zylinderbohrungen 1 ' des V-Zylinder- blockes 1 einzuspülen, um die Zylinderlaufflächen für die später an der Beschichtungsstation 4 erfolgende Beschichtung vorzubereiten . Dazu besitzt die Einspülvorrichtung 5 in die Zylinderbohrungen 1 ' einführbare Lanzen 6 , die mit Verschlußstücken bzw. -organen 7', 7" versehen sind, mittels der sich die Zylinderbohrungen 1 ' an ihren beiden Stirnenden flüssigkeitsdicht abschließen lassen.

Die Lanzen 6 sind außerdem mit Zu- und Ablaufleitungen 8 bzw. 9 versehen, über die verschiedene Behandlungsflüssigkeiten in die Zylinderbohrungen 1 ' eingeleitet bzw. daraus abgeleitet werden.

Eine wesentliche Besonderheit der Erfindung liegt nun darin, daß die Zu- und Ablaufleitungen 8 und 9 der Lanzen 6 mittels einer ersten Verteilervorrichtung 10 nacheinander mit verschiedenen Reservoirs V₁ bis V.. für unterschiedliche Vorbehandlungsflüssigkeiten verbunden werden können. Wenn beispielsweise die Zu- und Ablaufleitungen 8 und 9 über die Verteilervorrichtung 10 mit dem Reservoir V. verbunden sind, fördert eine diesem Reservoir ₁ zugeordnete Pumpe Behandlungsflüssigkeit aus dem Reservoir V. zur Zulaufleitung 8, so daß die jeweilige Behandlungsflüssigkeit über eine der Lanzen 6 in eine der Zylinderbohrungen 1 ' eingeleitet wird. Da in dieser Stellung der Verteileranordnung 10 die Ablaufleitung 9 mit einer zum Reservoir V₁ führenden Rücklaufleitung verbunden ist, wird gleichzeitig ständig in die Zylinderbohrung 1 ' eingeleitete Badflüssigkeit zum Reservoir V_. zurückgeleitet.

Nach Umschaltung der Verteileranordnung 10 kann nachfolgend Behandlungsflüssigkeit in grundsätzlich gleicher Weise aus dem Reservoir V» in die Zylinderbohrungen 1 ' eingeleitet werden usw. Sobald alle Zylinderbohrungen 1 ' an der Vorbehandlungs- Station 3 mit den Badflüssigkeiten der dieser Station 3 zugeordneten Reservoire V₁ bis V.. behandelt worden sind, wird der V-Zylinderblock 1 zur Beschichtungsstation 4 umgesetzt.

Dieser Beschichtungsstation 4 ist eine weitere Einspülvorrichtung 11 zugeordnet, die im Prinzip ähnlich wie die Einspülvorrichtung 5 arbeitet und über eine weitere Verteilervorrichtung 12 in ähnlicher Weise mit Reservoirs B. bis B., für unterschiedliche Behandlungsflüssigkeiten zur Erzeugung der gewünschten Laufflächenbewehrungen der Zylinderbohrungen 1 ' verbunden werden kann.

Im wesentlichen unterscheidet sich die weitere Einspül- vorrichtung 11 von der ersten Einspülvorrichtung 5 dadurch, daß die Lanzen 6 der Einspülvorrichtung 11 elektrisch als Anode mit einer elektrischen Stromquelle 13- verbunden werden können,deren anderer Pol elektrisch mit dem als Kathode geschalteten Zylinderblock 1 verbunden wird, um innerhalb der jeweiligen Behandlungsflüssigkeit in den Zylinderbohrungen 1' einen elektrischen Stromfluß erzeugen zu können.

Die Fig. 2 und 3 zeigen einen beispielhaften Aufbau der Verteilervorrichtungen 10 bzw. 12.

Auf der Unterseite eines Gehäuses 14 sind Anschlüsse 15 für Vor- bzw. Rücklaufleitungen angeordnet, die verschiedenen Reservoirs V. bis V.. bzw. B.. bis B_ zugeordnet sind. Diese Anschlüsse 15 lassen sich über eine bewegliche Rohrleitung 16 mit einem Anschluß 17 auf der Oberseite des Gehäuses 14 verbinden, welcher seinerseits an die Zu- bzw. Ablaufleitung 8 bzw. 9 einer der Einspülvorrichtungen 5 bzw. 11 angeschlossen ist. Um die Rohrleitung 16 verstellen zu können, ist innerhalb des Gehäuses 14 ein mit motorischem Drehantrieb 18 versehener Drehteller 19 gleichachsig zum Anschluß 17 angeordnet, so daß die Rohrleitung 16 um eine zur Drehachse des Drehtellers 19 senkrechte Kippachse K schwenkbar gelagert ist.

Bei Drehverstellung des Drehtellers 19 wird die Rohrleitung 16 um eine Kippachse K aus der dargestellten Lage entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß sich die Enden der Rohrleitung 16 vom Anschluß 17 sowie den Anschlüssen 15 entfernen. Sobald dann der Drehteller 19 eine Lage erreicht, in der das in der Fig. 2 rechte Ende der Rohrleitung 16 eine zu einem gewünschten Anschluß 15 benachbarte Lage einnimmt, wird der Drehteller 19 stillgesetzt. Sodann wird die Rohrleitung .1.6. in Uhrzeigerrichtung verschwenkt, bis die Enden der Rohrleitung 16 dicht am Anschluß 17 sowie dem gewünschten Anschluß 15 anschließen. Damit ist die gewünschte Verbindung zwischen einem der Anschlüsse 15 und dem Anschluß 17 hergestellt.

Um einerseits die Zulaufleitung 8 und andererseits die

Ablaufleitung 9 einer Einspülvorrichtung 5 bzw. 11 mit einem gewünschten Reservoir V. I bis Vb-. bzw. B„I bis B ό- verbinden zu können, müssen jeweils zwei gesonderte Drehteller 19 mit gesonderten Rohrleitungen 16 angeordnet sein, welche dann simultan verstellt werden.

Die Zahl der Anschlüsse 15 kann bei den Verteilervorrichtungen 10 und 12 unterschiedlich sein, wenn an diese Verteilervorrichtungen unterschiedlich viele Reservoirs für Vorbehandlungs- bzw. Beschichtungsbäder angeschlossen sind. Gemäß Fig. 4 können die Einspülvorrichtungen 5 bzw. 11 jeweils mehrfach angeordnete Lanzen 6 besitzen, deren Anzahl der Anzahl der Zylinderbohrungen 1 ' des Zylinderblockes 1 entspricht.

Innerhalb eines Gestelles 20 ist jede der Lanzen 6 an einem Lanzenträger 21 angeordnet, welcher nach Art eines Schlittens auf Führungsschienen 22 in Richtung der Achse einer der Zylinderbohrungen verschiebbar angeordnet ist. Die Verschiebung der Lanzenträger 21 kann beispielsweise pneumatisch mittels Pneumatikzylinder 23 erfolgen, deren Kolben jeweils über ein Joch 24 und Stangen 25 mit dem zugeordneten Lanzenträger 21 antriebsmäßig verbunden sind.

An jedem Lanzenträger 21 sind Verschlußstücke bzw. -organe 7', 7" angeordnet, mit denen sich die Zylinderbohrungen 1 ' nach

Einführung der Lanzen 6 an beiden Stirnenden flüssigkeitsdicht abschließen lassen.

Dabei ist am Lanzenträger 21 unmittelbar ein erstes als Dichtring ausgebildetes Verschlußorgan 7' angeordnet, welches mit der dem jeweiligen Lanzenträger 21 zugewandten Zylinderkopffläche des Zylinderblockes 1 zusammenwirkt und vom Lanzenträger 21 beim Einführen der Lanze 6 in die jeweilige Zylinderbohrung 1 ' auf die genannte Zylinderkopffläche aufgedrückt wird. Damit wird das untere Ende der jeweiligen Zylinderbohrung 1' abgeschlossen. Das weitere Verschlußorgan 7" besitzt einen Anschlag 26, der mit Gehäuseelementen im Kurbelraum des Zylinderblockes zusammenwirkt, sobald der jeweilige Lanzenträger 21 hinreichend weit gegen den Zylinderblock 1 vorgeschoben wird. Wenn dann der Lanzenträger 21 seine gegen den Zylinderblock 1 vorgeschobene Endlage erreicht, wird der Anschlag 26 von den genannten Gehäuseteilen des Zylinderblockes 1 in einer in Richtung des Lanzenträgers 20 verschobenen Lage festgehalten, in der eine Ringdichtung 27 radial gegen den benachbarten Bereich der Zylinderbohrung 1 ' gespannt wird, wie weiter unten dargestellt wird.

Axial zwischen den Verschlußstücken bzw. -Organen 7' und 7" sind ein Verteilerring sowie ein Auslaufröhr angeordnet, über die die jeweilige Badflüssigkeit in die Zylinderbohrung eingeleitet bzw. daraus abgeführt werden kann. Dazu sind der Verteilerring und das Auslaufrohr 29 mit der Zulaufleitung 8 bzw. der Ablaufleitung 9 verbunden.

Der Verteilerring 28 hat gemäß den Fig. 6 und 7 die Form eines kurzen zylindrischen Rohrstückes, dessen Innenwandung an dem in Fig. 6 nach oben weisenden Ende einen sich zum Ende hin erweiternden Konus bildet, wobei zwischen dem konusför i- gen Wandbereich und einer virtuellen Kreiszylinderfläche ein Winkel von etwa 10 gebildet wird. Auf der Außenseite des Auslaufrohres 29 ist zwischen einem in Fig. 6 unteren Bereich mit größerem Außendurchmesser und einem oberen Bereich mit geringerem Außendurchmesser eine Ringstufe 30 angeordnet, welche eine Flanke einer V-förmigen Außenumfangsnut 31 bildet, deren andere Flanke etwa parallel zum konusförmigen Innenwandteil angeordnet ist.

Der Verteilerring 28 wird von axialen Kanälen 32 durchsetzt, welche radial zwischen Innenumfangswand und Außenumfangswand des Verteilerringes 28 gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind. Diese Kanäle 32 besitzen auf der Innenseite des Verteilerringes 28 im Bereich des konusförmigen Innenwandteiles erste Mündungen 33 und auf der Außenumfangsseite des Verteilerringes 28 weitere Mündungen 34 im Bereich der Ringnut 31 , die hinreichend tief ausgebildet ist und von den Kanälen 32 durchsetzt wird.

Die Kanäle 32 sind mit der Ablaufleitung 9 - vgl. Fig. 1 - verbunden und dienen dazu, in die Zylinderbohrungen 1 ' des Zylinderblockes 1 eingeleitete Badflüssigkeiten nach außen abzuführen und in Axialrichtung längs der Wandungen der Zylinderbohrungen 1' eine laminare Strömung zu ermöglichen.

Zur Einleitung der Badflüssigkeiten in die Zylinderbohrungen dienen in Fig. 5 beispielhaft dargestellte Auslaufröhre 35. Diese besitzen ein zur Zuführung der Badflüssigkeit dienendes Innenrohr 36, welches beispielsweise aus Kunststoff besteht und sich an seiner AuslaufÖffnung 37 trichterartig erweitert. Das Innenrohr 36 wird von einem Trägerrohr 38 ummantelt, welches in erster Linie nur dazu dient, die notwendige mechanische Festigkeit der gesamten Anordnung zu gewährleisten.

Zumindest bei der Einspülvorrichtung 11 - vgl. Fig. 1 - dient das Auslaufröhr 35 auch als Anode. Zu diesem Zweck ist das Trägerrohr 38 von einer rohrförmigen Anode 39, beispielsweise aus Blei od.dgl., ummantelt. Vorzugsweise ist die Außenu fangsflache der rohrförmigen Anode 39 mit parallelen Umfangsnuten 40 versehen, welche einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweisen und dicht nebeneinander angeordnet sind, derart, daß zwischen den Nuten 40 schmale Stege gebildet werden.

Aufgrund dieser Ausbildung der Anodenaußenseite werden im Bereich der Stege zwischen den Nuten 40 relativ hohe Feldstärken erzielt. Auf der von der AuslaufÖffnung 37 abgewandten Seite der rohrförmigen Anode 39 schließt sich eine Abdeckhülse 41 aus elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial an.

Das Auslaufrohr 35 ist konzentrisch innerhalb des Verteilerringes 28 angeordnet, wobei die AuslaufÖffnung 37 nahe des Verschlußstückes bzw. -organs 7" liegt.

Wenn über das Innenrohr 36 Badflüssigkeit in eine Zylinderbohrung 1 ' eingeleitet und über die Kanäle 32 des Verteilerringes 28 aus der jeweiligen Zylinderbohrung 1 ' abgeleitet wird, ergibt sich an den Wandungen der Zylinderbohrungen 1 ' eine laminare Strömung, die von den kurbelgehäuseseitigen Enden der Zylinderbohrungen 1¹ zu den in den Fig. 1 und 4 unteren Enden der Zylinderbohrungen 1 ' hin verläuft.

Grundsätzlich ist es auch möglich, mit umgekehrter Strömungsrichtung zu arbeiten, indem die jeweilige Badflüssigkeit über die Kanäle 32 des Verteilerringes 28 zugeführt und über das Innenrohr 36 abgeführt wird.

Soweit das Auslaufrohr 35 - beispielsweise im Falle der Einspülvorrichtung 5 - nicht als Anode ausgebildet sein muß, kann es auch vollständig aus Kunststoffteilen aufgebaut sein.

Um die Zylinderbohrungen 1 ' zum Kurbelraum hin abschließen zu können, können die in Fig. 8 dargestellten Verschlußorgane 7" vorgesehen sein.

Diese bestehen im wesentlichen aus zwei steifen Scheiben 42 und 43, die relativ zueinander axial bewegt werden können. Die in Fig. 8 untere Scheibe 43 besitzt auf ihrer Oberseite einen konusförmigen Außenrandbereich 43', während die obere Scheibe 42 einen dazu im wesentlichen komplementären Außenrandbereich 42' besitzt. Nach radial innen schließt an den Außenrandbereich 42' eine Ringstufe 42" an.

Zwischen den Scheiben 42 und 43 ist ein im wesentlichen trichterförmiger Dichtungskörper 44 angeordnet, welcher beispielsweise aus einem Elastomermaterial besteht. Die Wandstärke des Dichtungskörpers 44 verjüngt sich in Richtung der größeren Trichteröffnung. Mit seiner kleineren Trichteröffnung schließt der Dichtungskörper 44 an die Ringstufe 42" der Scheibe 42 an, während der Rand der größeren Trichteröffnung des Dichtungskörpers 44 auf den radial äußeren Bereich des Außenrandbereiches 43' der Scheibe 43 aufliegt. Der Öffnungswinkel des vom Dichtungs- kδrper 44 gebildeten Trichters ist im nicht verspannten Zustand (vgl. die linke Hälfte der Fig. 8) geringer als der Öffnungswinkel der Konusflächen 42' und 43'.

Wenn die Scheiben 42 und 43 aus der im linken Teil der Fig. 8 dargestellten axial beabstandeten Lage gegeneinander in die im rechten Teil der Fig. 8 dargestellten Lage verstellt werden, in der die Scheiben 42 und 43 aufeinander aufliegen, wird der Rand der größeren Trichteröffnung des Dichtungskörpers 44 zwischen den Scheiben 42 und 43 nach radial außen herausgedrängt, so daß eine ringförmige Dichtlippe gebildet wird, die den Ringspalt zwischen der Wandung der Zylinderbohrung 1 ' und den Scheiben 42 und 43 abschließt.

Die Scheibe 43 kann relativ zum Lanzenträger 21 fest angeordnet sein und dazu beispielsweise mittels nicht dargestellter Stangen am Lanzenträger 21 gehaltert werden. Die Scheibe 42 kann unmittelbar als Anschlag mit Teilen im Kurbelraum des Zylinderblockes 1 zusammenwirken oder mit einem Anschlag 26 (vgl. Fig. 1) versehen sein, so daß die Scheibe 42 beim Einschieben der Lanze 6 von den genannten Teilen im Kurbelraum des Zylinderblockes 1 gegen die Scheibe 43 vorgeschoben wird und der Dichtungskörper 44 dichtwirksam werden kann.

Das Verschlußorgan 7" läßt sich auch in anderem Zusammenhang, z.B. zum Abschluß von Rohrenden u.dgl., einsetzen.

Claims

Ansprüche :

1. Vorrichtung zur Herstellung von Bewehrungsschichten, insbesondere auf Zylinderlaufflächen der Zylinderbohrungen von insbesondere Leichtmetall-Zylinderblöcken u.dgl. bei Verbrennungsmotoren u.dgl., durch aufeinanderfolgende Einleitung von Behandlungs- und Beschichtungsbädern in die Zylinderbohrungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Badflüssigkeiten in die Zylinderbohrungen (1¹) mittels Einspülvorrichtungen (5,11) eingebracht werden, die über eine Verteileranordnung (10,12) mit mehreren Becken bzw. Reservoirs (V„ I bis VD_r , B„l bis B 3_) für nacheinander in die Zylinderbohrungen (1¹) einzuleitende Behandlungs- bzw. Beschichtungsbäder verbindbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspülvorrichtungen (5,11) mit Verschlußstücken

(7 ' ,7" ; 42,43,44) versehen sind, die jeweils beide Stirnenden der Zylinderbohrungen (1') abschließen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Vorbehandlungsstation (3) , an der mittels erster Einspülvorrichtungen (5) nacheinander verschiedene Vorbehandlungsbäder (B.. bis B-.) eingeleitet werden, sowie eine Beschichtungsstation (4), an der mittels zweiter Einspülvorrichtungen (11) verschiedene Beschichtungsbäder eingeleitet werden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem in die jeweilige Zylinderbohrung (1¹) hineinragenden Ende bzw. einer Lanze (6) der Einspülvorrichtung (5,11) ein Verschlußstück mit Spreizdichtung (42,43,44) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei relativ zueinander axial beweglichen Tellerteilen (42,43), deren Durchmesser geringer als der Durchmesser der Zylinderbohrung (1') ist, ein kegelstumpf- förmiger Elastomerring (44) , dessen Wandstärke zu seinem den geringeren Durchmesser aufweisenden einen Stirnende hin zunimmt, mit beiden Stirnrändern radial derart abgestützt ist, daß er eine über die Tellerränder ringförmig überstehende Dichtlippe bildet, sobald die Tellerteile (42,43) axial gegeneinander gespannt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschieben der Einspülvorrichtung (5,11) in die jeweilige Zylinderbohrung (1') ein Tellerteil (42) bzw. ein damit verbundenes Element (26) mit Teilen im Kurbelraum bzw. an der Kurbellagergasse des Zylinderblockes anschlagartig zusammenwirkt, bevor die Einspülvorrichtung ihre axiale Endlage erreicht, so daß dieses Tellerteil (42) bei vollständiger Einführung der Einspülvorrichtung (5,11) axial gegen das andere Tellerteil (43) gepreßt wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungs- bzw. Beschichtungsbäder zumindest teilweise jeweils im geschlossenen Kreislauf zur Durchflußbehandlung bzw. -beschichtung - vorzugsweise unter Überdruck - durch die Zylinderbohrungen (1¹) geleitet werden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bäder mit einer laminaren Strömung durch die Zylinderbohrungen (1') geleitet werden.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Badeinlaufbereich an den in die Zylinderbohrungen (1') einführbaren Teilen der Einspülvorrichtungen (5,11) bzw. deren Trägern (21) als Beruhigungszone ausgebildet ist, indem durch großen Strömungsquerschnitt eine niedrige Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch in die Zylinderbohrungen (1¹) einführbare Lanzen (6) und diese rohrförmig umschließende Anoden (39) mit in Umfangsrichtung umlaufenden, dicht nebeneinander angeordneten Rillen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Rillen mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt.

12.. Verfahren zur Vorbehandlung von Zylinderlaufflächen der Zylinderbohrungen von Verbrennungsmotoren u.dgl. für eine nachfolgende Herstellung von Bewehrungsschichten auf diesen Zylinderlaufflächen, insbesondere zur Durchführung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen zunächst entfettet, danach mit einem Säuregemisch gebeizt und sodann einer Zinkatbehandlung unterworfen werden, wobei das zum Beizen verwendete Säuregemisch in Wasserstoffionen, Sulfationen und Fluoridionen dissoziierende Säuren bzw. Salze sowie Peroxide bzw. peroxidhaltige Verbindungen enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Säuregemisch folgende Bestandteile enthält:

100 bis 200 g/1 ^H ₂ ^S04 ' 10 bis 30 g/1 ^H2°2 ^Und 5 bis 10 g/1 HF.

14. Verfahren zur Beschichtung von Zylinderlaufflächen der Zylinderbohrungen von Verbrennungsmotoren u.dgl., insbesondere zur Durchführung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zylinderlaufflächen eine laminare Strömung des Beschichtungsbades (Nikasil-Ba< erzeugt und ein zwischen einer Anode in der jeweiligen Zylinderbohrung und der Zylinderlauffläche unterhaltener elektrischer Galvanisierstrom schrittweise hochgeregelt werden.

15. Spreizdichtung zum Abschluß einer Bohrung, insbesondere einer Zylinderbohrung bei Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei relativ zueinander axial beweglichen Tellerteilen (42,43), deren Durchmesser geringer als der Durchmesser der Bohrung (1¹) ist, ein kegelstumpfförmiger Elastomerring (44) , dessen Wandstärke zu seinem den geringeren Durchmesser aufweisenden einen Stirnende hin zunimmt, mit beiden Stirnrändern radial derart abgestützt ist, daß er eine über die Tellerränder ringförmig überstehende Dichtlippe bildet, sobald die Tellerteile (42,43) axial gegeneinander gespannt werden.

16. Spreizdichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Tellerteile (42,43) zueinander parallele, einander zugewandte konusförmige Randflächen (42', 43') besitzen, zwischen denen der Elastomerring (44) bei axial gegeneinander gespannten Tellerteilen flächig eingeklemmt wird.