EP1152139B1 - Anordnung zum Schutz von Zylinderwandungen von Motorblöcken - Google Patents

Anordnung zum Schutz von Zylinderwandungen von Motorblöcken Download PDF

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EP1152139B1
EP1152139B1 EP01810257A EP01810257A EP1152139B1 EP 1152139 B1 EP1152139 B1 EP 1152139B1 EP 01810257 A EP01810257 A EP 01810257A EP 01810257 A EP01810257 A EP 01810257A EP 1152139 B1 EP1152139 B1 EP 1152139B1
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cylinder
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Sulzer Metco AG
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
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    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
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    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/01—Selective coating, e.g. pattern coating, without pre-treatment of the material to be coated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/02—Surface coverings of combustion-gas-swept parts

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for protecting cylinder walls of engine blocks according to the preamble of claim 1.
  • engine blocks are increasingly used in the manufacture of internal combustion engines made of light metal, whose cylinder walls by means of a thermal coating device be provided with an iron-containing running layer.
  • rotating plasmatrons are preferably used in this running layer.
  • the cylinder bores that are not in the active coating process be protected from pollution.
  • This pollution can, for example, from Coating particles originate that are not on the wall of the active coating process existing cylinder stick.
  • gas flow also entrains dust particles that are unwanted could deposit the cylinder walls and undesirable particle inclusions in the applied or the layer to be subsequently applied.
  • an inflatable "mask” which consists of a dimensionally stable, cylindrical Base part and a tubular inflatable bag attached to the top of the base part is attached.
  • the mask is used to protect parts of an engine block, especially of the crankshaft housing during the coating of cylinder bores. For this purpose, the mask is brought up to the cylinder to be coated from below. While During the coating process of cylinder bores, air is removed from the respective mask Aspirated cylinder.
  • the object of the invention is now to have a simple structure and use To create an arrangement by means of which is not in the active coating process cylinder walls located on engine blocks are protected against contamination can be.
  • FIG. 1 shows an arrangement 1 for protecting cylinder walls of engine blocks 2 of internal combustion engines.
  • an engine block 2 of a V-10 internal combustion engine In the present case is an engine block 2 of a V-10 internal combustion engine.
  • Engine block 2 The pivotally received in a frame 17 Engine block 2 is aligned in such a way that the cylinders 3 of those to be coated Cylinder bank 4 run vertically while the cylinders 5 follow coating or already previously coated other cylinder bank 6, conditionally run horizontally through a 90 ° angle between the two rows of cylinders 4, 6. If one speaks of cylinders in each case, this is in most cases to understand the actual cylinder bore.
  • plasma spraying devices with rotating burner heads can be provided, as are known from EP 0 601 968.
  • the arrangement 1 comprises a total of one with the number of cylinders 3, 5 of the engine block 2 corresponding number of shaped bodies 10, a total of ten in number, which on both sides of the frame 17 in two groups 9, 11, each with five shaped bodies 8, 10 are arranged.
  • the molded bodies 8, 10 are via schematically indicated lines 16 connected to an overpressure source, not shown, with only those to of a group 11 leading lines 16 are shown.
  • Each group 11 has a support frame 13, 14, which is horizontally displaceable, so that the molded body 8, 10 can be retracted or extended into the cylinders 3, 5.
  • FIG. 2 shows a shaped body 10 in an enlarged representation in cross section.
  • the molded body 10 has a dimensionally stable inner sleeve 18, which is of an elastic Envelope 19 is enclosed.
  • the sleeve 19 is preferably made of silicone, because silicone is elastic on the one hand and withstands high temperatures on the other. How indicated by arrows, can in the space 20 between the inner sleeve 18 and Envelope 19 pressurized air are introduced, so that the envelope 19 radially is pushed outwards. By supplying air under pressure the outer diameter of the casing 19 increases.
  • the inflatable molded body 10 in the cylinder 5 introduced and inflated therein.
  • the molded bodies 10 are designed such that they are slightly longer than the corresponding cylinder 5, so that they are axially on the latter tower over both sides.
  • the edge regions of the Cylinder 5 protected because the outside diameter of an inflated envelope outside the cylinder bore is slightly larger than the cylinder diameter and a kind Protective bead forms.
  • the molded bodies 8, 10 designed according to the invention are suitable both for different bore diameters as well as different bore lengths. In this respect, it does not matter whether the molded bodies 8, 10 are used to protect them Cylinders provided with a sliding layer or from uncoated cylinders.
  • the arrangement shown is particularly suitable for V and boxer engines, since the Coating engine blocks of those engines are those cylinders that are the same opposite cylinders in the active coating process with respect to any pollution is exposed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schutz von Zylinderwandungen von Motorblöcken gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Herstellung von Verbrennungsmotoren finden heutzutage vermehrt Motorblöcke aus Leichtmetall Verwendung, deren Zylinderwandungen mittels einer thermischen Beschichtungsvorrichtung mit einer eisenhaltigen Laufschicht versehen werden. Zum Aufbringen dieser Laufschicht werden vorzugsweise rotierende Plasmatrons verwendet. Da im Normalfall nicht alle Zylinderwandungen gleichzeitig beschichtet werden können, müssen die sich nicht im aktiven Beschichtungsvorgang befindlichen Zylinderbohrungen vor Verschmutzung geschützt werden. Dies ist insbesondere bei V-förmigen Motorblöcken oder Motorblöcken von Boxermotoren wichtig, da der einen Zylinderreihe eine andere Zylinderreihe gegenüberliegt, so dass beim Beschichten von Zylinderwandungen der einen Zylinderreihe die Zylinderwandungen der jeweils gegenüberliegenden Zylinderreihe "verschmutzt" würden. Diese Verschmutzung kann beispielsweise von Beschichtungspartikeln herrühren, die nicht an der Wandung des sich im aktiven Beschichtungsvorgang befindlichen Zylinders haften bleiben. Durch die erzeugte Gasströmung werden aber auch Staubpartikel mitgerissen, welche sich ungewollt auf den Zylinderwandungen absetzen könnten und unerwünschte Partikeleinschlüsse in der aufgebrachten bzw. der nachfolgend aufzubringenden Schicht zur Folge hätten.
Aus US 5 573 814 A ist eine aufblasbare "Maske" bekannt, welche aus einem formstabilen, zylindrischen Basisteil und einem rohrförmig aufblasbaren Beutel, der an der Oberseite des Basisteils befestigt ist, besteht. Die Maske dient dem Schutz von Teilen eines Motorblocks, namentlich des Kurbelwellengehäuses, während des Beschichtens von Zylinderbohrungen. Dazu wird die Maske von unten an den zu beschichtenden Zylinder herangeführt. Während des Beschichtungsvorgangs von Zylinderbohrungen wird über die Maske Luft aus dem jeweiligen Zylinder abgesaugt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine einfache aufgebaute und anzuwendende Anordnung zu schaffen, mittels welcher sich nicht im aktiven Beschichtungsvorgang befindliche Zylinderwandungen von Motorblöcken vor Verschmutzung geschützt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.
Indem eine Anordnung zum Schutz von Zylinderwandungen von Motorblöcken während des thermischen Beschichtungsvorgangs von einzelnen Zylindern vorgesehen wird, welche aufblasbare Formkörper aufweist, die in die Zylinder eigeführt und darin aufgeblasen werden, können die den sich im aktiven Beschichtungsvorgang befindlichen Zylindern gegenüberliegenden Zylinderwandungen einfach und effizient vor Verschmutzung geschützt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Anordnung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 umschrieben.
Anhand einer Zeichnung wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In dieser Zeichnung zeigt:
  • Fig. 1 eine schematische Ansicht auf die Anordnung zum Schutz der Zylinderwandungen eines Motorblocks, und
  • Fig. 2 einen Querschnitt durch einen schematisch dargestellten Formkörper.
    • Aus der Figur 1 ist eine Anordnung 1 zum Schutz von Zylinderwandungen von Motorblöcken 2 von Verbrennungsmotoren ersichtlich. Im vorliegenden Fall ist ein Motorblock 2 eines V-10 Verbrennungsmotors dargestellt. Der schwenkbar in einem Gestell 17 aufgenommene Motorblock 2 ist derart ausgerichtet, dass die Zylinder 3 der zu beschichtenden Zylinderreihe 4 vertikal verlaufen währenddem die Zylinder 5 der nachfolgend zu beschichtenden bzw. bereits vorgängig beschichteten anderen Zylinderreihe 6, bedingt durch einen 90° Winkel zwischen den beiden Zylinderreihen 4, 6, horizontal verlaufen. Wenn jeweils von Zylinder gesprochen wird, so ist darunter in den meisten Fällen die eigentliche Zylinderbohrung zu verstehen. Zum thermischen Beschichten der Zylinderwandungen können beispielsweise Plasmaspritzvorrichtungen mit rotierenden Brennerköpfen vorgesehen werden, wie sie aus der EP 0 601 968 bekannt sind. Im vorliegenden Fall sind zwei schematisch angedeutete Plasmaspritzvorrichtungen 12 vorgesehen. Die Anordnung 1 umfasst insgesamt eine mit der Anzahl Zylinder 3, 5 des Motorblocks 2 übereinstimmende Anzahl von Formkörpern 10, insgesamt also zehn an der Zahl, welche auf beiden Seiten des Gestells 17 in zwei Gruppen 9, 11 mit je fünf Formkörpern 8, 10 angeordnet sind. Die Formkörper 8, 10 sind über schematisch angedeutete Leitungen 16 mit einer nicht dargestellten Überdruckquelle verbunden, wobei nur die zu der einen Gruppe 11 führenden Leitungen 16 dargestellt sind. Jede Gruppe 11 weist einen Tragrahmen 13, 14 auf, welcher horizontal verschiebbar ist, so dass die Formkörper 8, 10 in die Zylinder 3, 5 ein- bzw. ausgefahren werden können.
    In der Figur 2 ist ein Formkörper 10 in vergrösserter Darstellung im Querschnitt ersichtlich. Der Formkörper 10 weist eine formstabile Innenhülse 18 auf, welche von einer elastischen Hülle 19 umschlossen ist. Die Hülle 19 ist vorzugsweise aus Silikon gefertigt, da Silikon zum einen elastisch ist und zum anderen hohen Temperaturen standhält. Wie durch Pfeile angedeutet, kann in den Zwischenraum 20 zwischen Innenhülse 18 und Hülle 19 unter Überdruck stehende Luft eingeleitet werden, so dass die Hülle 19 radial nach aussen gedrückt wird. Durch das Zuführen von unter Überdruck stehender Luft vergrössert sich der Aussendurchmesser der Hülle 19.
    Um die Zylinderwandungen einer Zylinderreihe 6 während des Beschichtens der anderen Zylinderreihe 4 zu schützen, werden die aufblasbaren Formkörper 10 in die Zylinder 5 eingeführt und darin aufgeblasen. Die Formkörper 10 sind dabei so ausgebildet, dass sie etwas länger sind als der entsprechende Zylinder 5, so dass sie letzteren axial auf beiden Seiten überragen. Dadurch werden insbesondere auch die Randbereiche der Zylinder 5 geschützt, da der Aussendurchmesser einer aufgeblasenen Hülle ausserhalb der Zylinderbohrung etwas grösser ist als der Zylinderdurchmesser und eine Art Schutzwulst bildet.
    Die erfindungsgemäss ausgebildeten Formkörper 8, 10 eignen sich dabei sowohl für unterschiedliche Bohrungsdurchmesser wie auch unterschiedliche Bohrungslängen. Insofern spielt es keine Rolle, ob die Formkörper 8, 10 zum Schutz von bereits mit einer Gleitschicht versehenen Zylindern oder von unbeschichteten Zylindern eingesetzt werden.
    Die gezeigte Anordnung eignet sich insbesondere für V- und Boxermotoren, da beim Beschichten von Motorblöcken der genannten Motoren diejenigen Zylinder, die den sich im aktiven Beschichtungsvorgang befindlichen Zylindern gegenüberliegen, in Bezug auf eine allfällige Verschmutzung exponiert sind.

    Claims (7)

    1. Anordnung (1) zum Schutz von Zylinderwandungen von Motorblöcken (2) während des thermischen Beschichtungsvorgangs von einzelnen Zylindern (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) aufblasbare Formkörper (8, 10) zum Schutz von sich nicht im aktiven Beschichtungsvorgang befindlichen Zylindern (5) aufweist, welche in die Zylinder (5) eingefürhrt und darin aufgeblasen werden.
    2. Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper (8, 10) eine formstabile Innenhülse (18) aufweisen, welche zumindest radial von einer aufblasbaren und elastischen Hülle (19) umschlossen sind.
    3. Anordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (19) aus Silikon oder einem anderen wärmeresistenten Material gefertigt ist.
    4. Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von aufblasbaren Formkörpern (8, 10) vorgesehen sind, welche in zwei einander gegenüber liegenden Gruppen (9, 11) angeordnet sind.
    5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufblasbaren Formkörper (8, 10) mit einer Überdruckquelle verbunden sind,
    6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufblasbaren Formkörper (8, 10) länger als die zu beschichtenden Zylinder (3) sind.
    7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufblasbaren Formkörper (8, 10) auf einem Tragrahmen (13, 14) angeordnet sind, mittels welchem sie in die Zylinder (5) ein- und ausfahrbar sind.
    EP01810257A 2000-05-03 2001-03-14 Anordnung zum Schutz von Zylinderwandungen von Motorblöcken Expired - Lifetime EP1152139B1 (de)

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    JP (2) JP3889936B2 (de)
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