[go: up one dir, main page]

DE10150999A1 - Verfahren zum Profilieren der äußeren Umfangsfläche von Zylinderlaufbuchsen - Google Patents

Verfahren zum Profilieren der äußeren Umfangsfläche von Zylinderlaufbuchsen

Info

Publication number
DE10150999A1
DE10150999A1 DE10150999A DE10150999A DE10150999A1 DE 10150999 A1 DE10150999 A1 DE 10150999A1 DE 10150999 A DE10150999 A DE 10150999A DE 10150999 A DE10150999 A DE 10150999A DE 10150999 A1 DE10150999 A1 DE 10150999A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cylinder liner
forming tool
profile
cylinder
jaws
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10150999A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10150999C2 (de
Inventor
Thomas Dickmann
Udo Kempken
Erik Mertner
Rolf Schattevoy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Peak Werkstoff GmbH
Original Assignee
Peak Werkstoff GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peak Werkstoff GmbH filed Critical Peak Werkstoff GmbH
Priority to DE10150999A priority Critical patent/DE10150999C2/de
Priority to US10/270,257 priority patent/US6748655B2/en
Priority to JP2002301171A priority patent/JP4203296B2/ja
Publication of DE10150999A1 publication Critical patent/DE10150999A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10150999C2 publication Critical patent/DE10150999C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/004Cylinder liners
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/12Forming profiles on internal or external surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/16Cylinder liners of wet type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18Other cylinders
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/4927Cylinder, cylinder head or engine valve sleeve making
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/4927Cylinder, cylinder head or engine valve sleeve making
    • Y10T29/49272Cylinder, cylinder head or engine valve sleeve making with liner, coating, or sleeve

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines hinterschnittenen Profils in der äußeren Umfangsfläche von in ein Kurbelgehäuse einzugießenden Zylinderlaufbuchsen durch Umformen, welches durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: DOLLAR A - Einführen eines stützenden Innendorns in den Hohlraum einer Zylinderlaufbuchse; DOLLAR A - Einbringen der mit stützendem Innendorn versehenen Zylinderlaufbuchse in ein an seinen Arbeitsflächen mit einem Kerbprofil versehenes erstes Umformwerkzeug; DOLLAR A - Pressen des ersten Umformwerkzeugs mit seinem Kerbprofil gegen die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, wobei ein Gegenprofil in der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse erzeugt wird, DOLLAR A - Einbringen der mit stützendem Innendorn versehenen, das Gegenprofil aufweisenden Zylinderlaufbuchse in ein an seinen Arbeitsflächen mit einer glatten Oberfläche versehenes zweites Umformwerkzeug; DOLLAR A - Pressen des zweiten Umformwerkzeugs gegen die mit dem Gegenprofil versehene äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, wobei das Gegenprofil der Zylinderlaufbuchse gestaucht und in ein hinterschnittenes Profil umgeformt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Profilieren der äußeren Umfangsfläche von Zylinderlaufbuchsen. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren bei dem in der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchsen durch Umformen ein hinterschnittenes Profil erzeugt wird.
  • Heutzutage werden die Kurbelgehäuse von Verbrennungsmotoren zur Verminderung des Gewichts im allgemeinen aus legiertem Aluminium gefertigt. Kostengünstige, gut gießfähige und gut zu bearbeitende Aluminiumlegierungen sind jedoch mit dem Nachteil einer verhältnismäßig niedrigen Warmfestigkeit und einem schlechten Verschleißwiderstand an den Kolbenlaufflächen der Zylinderbohrungen verbunden. Derartige Laufflächen sind deshalb als direkte Laufpartner für die Kolben mit Kolbenringen ungeeignet.
  • Um die Verschleißfestigkeit der Kolbenlaufflächen zu erhöhen, ist es bekannt Zylinderlaufbuchsen vorzusehen, die im allgemeinen aus verschleißbeständigem, überwiegend eisenhaltigem Gusswerkstoff, insbesondere Grauguß, oder einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung gefertigt sind. Problematisch ist hierbei jedoch die verschieb- und drehsichere Fixierung der Zylinderlaufbuchsen im Kurbelgehäuse. Diese werden hierzu entweder nachträglich in das fertig bearbeitete Kurbelgehäuse eingesetzt, insbesondere eingepresst oder thermisch gefügt, oder beim Gießen des Kurbelgehäuses mit der Aluminiumlegierung umgossen.
  • Beim Einpressverfahren weist die Zylinderlaufbuchse gegenüber der aufnehmenden Blockbohrung zur Fixierung ein gewisses Übermaß im Außendurchmesser auf. Das Einpressen ist jedoch mit wesentlichen Nachteilen behaftet, die sich vor allem daraus ergeben, dass die Zylinderwand oder die Buchse beim Einpressen beschädigt oder beeinträchtigt, insbesondere verzogen werden können. Ferner sind genau einzustellende Passmaße bei enger Formtoleranz für Zylinderlaufbuchse und Blockbohrung erforderlich, welche jedoch vor allem durch Temperaturschwankungen oder Fremdkörper leicht beeinflussbar sind.
  • Beim thermischen Fügen von Zylinderlaufbuchsen wird der erforderliche Kraftschluss ebenfalls durch eine Überdeckung zwischen Außendurchmesser der Zylinderlaufbuchse und der Blockbohrung erzielt. Zum Fügen wird dieses Übermaß jedoch nicht durch mechanische Kraft, sondern durch Ausnutzung der thermischen Ausdehnung überwunden, wozu der Zylinderhlock erwärmt und die Laufbuchse gekühlt werden. Jedoch ist auch das thermische Fügen ein unsicherer Fertigungsprozess, mit teilweise den gleichen Nachteilen wie beim Einpressen, wobei hierbei noch ein hoher Aufwand für das Temperieren bzw. Kühlen der Bauteile hinzu tritt.
  • Das Eingießen der Zylinderlaufbuchsen schließ lich kann als der sicherste Fertigungsprozess angesehen werden. Hierbei werden die, beispielsweise aus Grauguss bestehenden, Zylinderlaufbuchsen in die Gießform des Kurbelgehäuses eingelegt und anschließend mit der Aluminiumlegierung umgossen. Wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, wirft jedoch auch dieses Verfahren einige technische Probleme auf, die sich vor allem aus einer unzureichenden Bindung der Buchsenaußenseite mit dem Kurbelgehäusewerkstoff ergeben. Dies soll nun im einzelnen dargestellt werden.
  • Wird das Kurbelgehäuse aus Aluminiumlegierung im Druckgussverfahren hergestellt und werden Zylinderlaufbuchsen aus einer, insbesondere sprühkompaktierten, Aluminium-Siliziumlegierung eingegossen, kommt es aufgrund der turbulenten Füllung der Gießform zu einer sehr dauerhaften, zumindest teilweisen, metallischen Bindung zwischen Zylinderlaufbuchse und Umguss. Werden Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss verwendet, kann es jedoch grundsätzlich zu keiner metallischen Verbindung zwischen Aluminium und Grauguss kommen. Bei solchen Zylinderlaufbuchsen müssen deshalb Vorkehrungen für einen ausreichenden Formschluss mit dem Umguss getroffen werden.
  • Es ist ferner bekannt, dass speziell im Druckgussverfahren auch "Rauhgussbuchsen" eingegossen werden können, d. h. Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss, die an der äußeren Umfangsfläche eine gussraue Struktur aufweisen. Beim Umgießen mit dem Aluminiumwerkstoff des Kurbelgehäuses kommt es nach der Abkühlung zu einer mechanischen Verzahnung zwischen dem die Rauhgussbuchse umströmenden Aluminiumwerkstoff und den Oberflächenrauheiten der Buchse. Der Einsatz von Rauhgussbuchsen ist jedoch auf die druckunterstützten Gießverfahren beschränkt, denn nur dort wird über das Aufbringen einer äußeren Kraft beim Füllen der Gießform und beim Erstarren ein vollständiges Einpressen der Schmelze in feinste Hohlräume der stark vergrößerten rauen Oberfläche und damit ein vollständiger Formschluss mit der Oberfläche erreicht.
  • Bei den langsam füllenden Gießverfahren, wie Kokillenguss und Sandguss, verhindert eine die Schmelze umhüllende Oxidhaut eine metallische Bindung zwischen der Aluminiumlegierung des Kurbelgehäuses und der Aluminium-Silizium-Legierung der Zylinderlaufbuchse. Soll dies vermieden werden, muss die Temperatur der Schmelze erhöht werden, was jedoch im allgemeinen mit einem, zumindest teilweisem Durchschmelzen der Zylinderlaufbuchse einhergeht. Das Prozessfenster für eine ausreichende Anbindung der beiden Werkstücke, ohne einem wenigstens teilweisen Durchschmelzen der Zylinderlaufbuchse ist für eine Serienfertigung jedoch nicht beherrschbar. Bei den langsam füllenden Gieß verfahren müssen deshalb bei den Zylinderlaufbuchsen aus Aluminium-Silizium-Legierung, wie auch bei den Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss, bei denen grundsätzlich keine metallische Bindung entstehen kann, Vorkehrungen für einen ausreichenden Formschluss mit dem Umguss getroffen werden. Eine Verwendung von Rauhgussbuchsen kommt wegen des nur unzureichenden Eindringens der Schmelze in die feinsten Hohlräume der rauen Oberfläche nicht in Betracht.
  • Um beim Eingießen von Zylinderlaufbuchsen nicht auf die wenigen Fälle, bei denen eine gute metallische Anbindung der Zylinderlaufbuchse an das Kurbelgehäuse auftritt, angewiesen zu sein, müssen deshalb im allgemeinen Vorkehrungen für einen ausreichenden Formschluss zwischen der Aluminiumlegierung des Kurbelgehäuses und dem Werkstoff der Zylinderlaufbuchse getroffen werden, um so eine dreh- und verschiebesichere Fixierung der Zylinderlaufbuchse im Kurbelgehäuse zu gewährleisten. Gewöhnlich erfolgt dies durch Verwenden von Formelementen bzw. durch eine geeignete Profilierung der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse.
  • Solche Formelemente werden in der Regel über eine spanende Bearbeitung geformt, was jedoch mit erheblichen Nachteilen verbunden ist. Insbesondere ist etwa eine Fertigung von sehr vorteilhaften Hinterschnitten dabei nicht möglich. Zudem ist eine solche Profilierung oft mit der Bildung von Rissen und Spalten verbunden, welche zu einer Behinderung der Wärmeabfuhr und in ungünstigen Fällen sogar zu einer Lockerung der Zylinderlaufbuchse im Kurbelgehäuse führen können. Darüber hinaus ist zwar bei der Fertigung von Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss oder gegossener Aluminium-Silizium-Legierung eine spanende Bearbeitung ohnehin vorgesehen und deshalb vergleichsweise kostengünstig durchzuführen, jedoch gilt dies nicht für die Fertigung von Zylinderlaufbuchsen aus sprühkompaktierter Aluminium- Silizium-Legierung, bei welcher in den üblichen Herstellungsschritten Sprühkompaktieren, Warm-Rohrstrangpressen, Warm- Rundkneten und Endenbearbeitung eine spanende Bearbeitung nicht vorgesehen ist. Um wirtschaftlich konkurrieren zu können, muss der durch Sprühkompaktieren hergestellte sehr teure Werkstoff mit einer möglichst hohen Materialausbringung zum Endprodukt umgearbeitet werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 anzugeben, welches die Nachteile der im Stand der Technik bekannten Verfahren überwindet. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Erzeugen eines hinterschnittenen Profils in der äußeren Umfangsfläche von in ein Kurbelgehäuse einzugießenden Zylinderlaufbuchsen durch Umformen gezeigt, welches durch die nachfolgenden Schritte gekennzeichnet ist:
  • Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Innendorn in den Hohlraum einer Zylinderlaufbuchse eingeführt. Der Innendorn soll hierbei der inneren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse stützend anliegen. Zweck des Innendorns ist, beim anschließenden Profilieren der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse eine Deformation der Buchse durch die angewendeten Kräfte zu vermeiden. Zugleich kann mit dem Innendorn in vorteilhafter Weise auch eine Kalibrierung der Bohrung der Zylinderlaufbuchse und eine damit einhergehende Verbesserung der Toleranzen erfolgen.
  • Anschließend wird im zweiten Schritt die mit stützendem Innendorn versehene Zylinderlaufbuchse in ein erstes Umformwerkzeug eingebracht, dessen Arbeitsflächen mit einem Kerbprofil versehen sind.
  • Ein solches Umformwerkzeug kann beispielsweise aus mehreren an den Arbeitsflächen ein Kerbprofil aufweisende Backen gebildet sein, die an die Zylinderlaufbuchse bezüglich einer gemeinsamen Achse radial zugestellt werden. Diese Backen können insbesondere in Form teilzylindrischer Schalen vorliegen. In ihrer radial inneren Position ist bevorzugt, wenn die Schalen mit einen geringen Abstand aneinander angrenzen und eine im wesentlichen geschlossene Zylinderform beschreiben. Vorzugsweise sind dabei mehr als zwei Backen vorgesehen. Die Backen können insbesondere ein Profil in Form von axial zur Zylinderlaufbuchse verlaufenden Rippen aufweisen. Dabei sind die Rippenzwischenräume vorzugsweise kleiner als die Querschnittsbreite der Rippen. Ferner ist bevorzugt, dass die Rippen und Rippenzwischenräume abgerundet sind. Jedoch können die Rippen und Rippenzwischenräume grundsätzlich jede beliebige Querschnittsform aufweisen.
  • Im nächsten, dritten Schritt wird das mit einem Kerbprofil versehene erste Umformwerkzeug an die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse gepresst, wobei ein Gegenprofil in der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse erzeugt wird.
  • Liegt das Profil des ersten Umformwerkzeugs in Form axial verlaufender Rippen vor, werden in der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse als hierzu komplementäres Profil axial verlaufende Furchen erzeugt. Die im eingepressten Profil der Zylinderlaufbuchse die Furchen voneinander trennenden Stege, entsprechen dabei den Zwischenräumen der Rippen im ersten Umformwerkzeug. Ist im ersten Umformwerkzeug der Zwischenraum benachbarter Rippen so gewählt, dass er kleiner als die Querschnittsbreite dieser Rippen ist, so ist im eingepressten Profil der Zylinderlaufbuchse in vorteilhafter Weise die Querschnittsbreite der Stege geringer als die Querschnittsbreite der Furchen.
  • Als nächstes, wird im vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens die mit stützendem Innendorn versehene, an ihrer äußeren Umfangsfläche das Gegenprofil aufweisende Zylinderlaufbuchse in ein mit einer glatten Arbeitsoberfläche versehenes zweites Umformwerkzeug eingebracht.
  • Im fünften Schritt, schließlich, wird das mit einer glatten Arbeitsoberfläche versehene zweite Umformwerkzeug gegen die mit dem Gegenprofil versehen äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse gepresst, wobei das Gegenprofil der Zylinderlaufbuchse gestaucht und dabei in ein hinterschnittenes Profil umgeformt wird. Im Anschluss daran, kann die hinterschnitten profilierte Zylinderlaufbuchse aus dem zweiten Umformwerkzeug entnommen und ohne weitere Bearbeitung in ein Kurbelgehäuse eingegossen werden. Das zweite Umformwerkzeug kann, wie das erste Umformwerkzeug, aus mehreren radial zustellbaren Backen, insbesondere in Form teilzylindrischer Schalen, bestehen. Wie bei dem ersten Umformwerkzeug ist bevorzugt, wenn die Backen in ihrer radial inneren Position aneinander angrenzen und im wesentlichen eine geschlossene Zylinderform beschreiben. Vorzugsweise liegen bei dem zweiten Umformwerkzeug mehr als zwei Backen vor.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden das erste Umformwerkzeug und gegebenenfalls auch das zweite Umformwerkzeug bei einer Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur eingesetzt, wobei die Zylinderlaufbuchsen und gegebenenfalls die Umformwerkzeuge hierzu erwärmt werden. Hierdurch kann die Profilierung erleichtert, d. h. die zur Profilierung eingesetzte Presskraft vermindert werden. In vorteilhafter Weise beträgt die Temperatur der Zylinderlaufbuchsen bei Einsatz des oder der Umformwerkzeuge 200-420°C.
  • Die erfindungsgemäß - rein umformtechnisch - erzeugte hinterschnittene Profilierung der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse ermöglicht bei allen bekannten Gießarten, eine in axialer und radialer Richtung formschlüssige, spaltfreie und sichere Fixierung der Zylinderlaufbuchse im Kurbelgehäuse. In vorteilhafter Weise kann durch das erfindungsgemäße Verfahren selbst bei sprühkompaktierten Aluminium-Silizium- Zylinderlaufbuchsen die Anbindung im Druckgussverfahren verbessert werden, weil in den problematischen Bereichen, in denen es zu keiner metallischen Bindung kommt, eine formschlüssige und spaltfreie Fixierung erreicht wird. Andererseits kann in sehr vorteilhafter Weise auch bei den langsam füllenden Gießverfahren, wie beispielsweise Kokillenguss oder Sandguss, eine formschlüssige, spaltfreie Fixierung erreicht werden, ohne die Notwendigkeit dabei die Gießparameter in kritische Bereiche zu verlagern, die ein Durchschmelzen der Zylinderlaufbuchse wahrscheinlich machen. Ist das Profil des ersten Umformwerkzeugs so gestaltet, dass die Rippenzwischenräume kleiner als die Querschnittsbreite der Rippen sind, so ergeben sich vergleichsweise dünne Hinterschneidungen, die neben dem Formschluss in axialer und radialer Richtung auch zu einer zusätzlichen metallischen Bindung führen können. Der Grund hierfür liegt darin, dass die dünnen Stege des Profils der Zylinderlaufbuchsen beim Umgießen anschmelzen und dadurch eine metallische Bindung mit dem Umguss ausbilden können, ohne dass dabei die Gefahr eines Durchschmelzens auftritt. Durch die bloße umformtechnische Profilierung der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse wird sehr materialsparend und dadurch kostengünstig ein hinterschnittener Formschluss der Zylinderlaufbuchse mit dem Kurbelgehäuse erreicht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels weiter beschrieben werden, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird.
  • Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer mit einem Innendorn versehenen Zylinderlaufbuchse in einem ersten Umformwerkzeug;
  • Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines vergrößerten Ausschnittes des ersten Umformwerkzeugs von Fig. 1;
  • Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht des in Fig. 1 gezeigten profilierten Umformwerkzeugs in Press-Stellung;
  • Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht eines vergrößerten Ausschnittes der Zylinderlaufbuchse mit eingepresstem Gegenprofil von Fig. 3;
  • Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht der mit einem Innendorn versehenen, ein Gegenprofil aufweisenden Zylinderlaufbuchse in einem mit glatten Arbeitsflächen versehenen zweiten Umformwerkzeug;
  • Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht des in Fig. 5 gezeigten zweiten Umformwerkzeugs mit glatten Arbeitsflächen in Press-Stellung;
  • Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht eines vergrößerten Ausschnittes der Zylinderlaufbuchse mit gestauchtem Gegenprofil von Fig. 6.
  • Betrachten wir zunächst Fig. 1. In Fig. 1 ist die Zylinderlaufbuchse 1 mit im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens in deren Hohlraum eingeführten Innendorn 2 dargestellt. Durch den Innendorn 2 wird die innere Umfangsfläche des Zylinderlaufbuchse 1 gestützt. Die mit Innendorn 2 versehene Zylinderlaufbuchse 1 befindet sich in einem ersten Umformwerkzeug in Form von radial zustellbaren Backen 3, die an ihren Arbeitsflächen mit einem Kerbprofil versehen sind.
  • In Fig. 2 ist eine Backe 3 des Umformwerkzeugs im Detail dargestellt. Das Kerbprofil einer Backe 3 setzt sich aus einer Vielzahl längs zur Zylinderachse angeordneter Rippen 4 zusammen. Die Rippen 4 sind an ihrem oberen Ende abgerundet. Die Rippen 4 sind durch Zwischenräume 5 voneinander getrennt, welche ebenfalls abgerundet sind. Der seitliche Abstand a benachbarter Rippen 4 ist so gewählt, dass er kleiner als die Querschnittsbreite b der Rippen 4 ist.
  • Fig. 3 zeigt die mit Innendorn 2 versehene Zylinderlaufbuchse 1 im ersten Umformwerkzeug, wobei die mit einem Kerbprofil versehenen Backen 3 bezüglich einer gemeinsamen Achse radial gegen die äußere Umfangsfläche Zylinderlaufbuchse 1 gepresst dargestellt sind. Die Backen 3 grenzen in ihrer radial inneren Position einander an und beschreiben im wesentlichen eine geschlossene Zylinderform.
  • In Fig. 4 ist als Ergebnis des Pressvorgangs, die Zylinderlaufbuchse 1 mit dem an ihrer äußeren Umfangsfläche eingepressten Gegenprofil als Ausschnitt vergrößert dargestellt. Das Gegenprofil der Zylinderlaufbuchse 1 setzt sich aus längs zur Zylinderachse angeordneten Furchen 6 zusammen, die durch Stege 7 voneinander getrennt sind. Aufgrund der besonderen Gestaltung des Profils der Backen 3 des ersten Umformwerkzeugs ergibt sich ein Gegenprofil auf der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse 1, bei dem die Querschnittsbreite c der Stege 7 geringer ist als die Querschnittsbreite d der an die Stege 7 angrenzenden Furchen 6.
  • In Fig. 5 ist die mit einem Innendorn 2 versehene, ein Gegenprofil aufweisende Zylinderlaufbuchse 1 in einem zweiten Umformwerkzeug in Form von mit glatten Arbeitsflächen versehenen, bezüglich einer gemeinsamen Achse radial zustellbaren Backen 8 dargestellt.
  • Fig. 6 zeigt die mit Innendorn 2 versehene und an ihrer äußeren Umfangsfläche ein Gegenprofil aufweisende Zylinderlaufbuchse 1 im zweiten Umformwerkzeug in Press-Stellung. Die Backen 8 grenzen in ihrer radial inneren Position einander an und beschreiben im wesentlichen eine geschlossene Zylinderform.
  • In Fig. 7 ist als Ergebnis des Pressvorgangs von Fig. 6, die Zylinderlaufbuchse 1 mit dem an ihrer äußeren Umfangsfläche gestauchten Gegenprofil als Ausschnitt vergrößert dargestellt. Das gestauchte Gegenprofil der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse 1 setzt sich aus längs zur Zylinderachse angeordneten hinterschnittenen Furchen 6 zusammen, welche durch hinterschneidende Stege 7 voneinander getrennt sind. Die Zylinderlaufbuchse 1 mit gestauchtem Gegenprofil kann aus dem Umformwerkzeug entnommen und in ein Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors eingegossen werden.

Claims (15)

1. Verfahren zum Erzeugen eines hinterschnittenen Profils in der äußeren Umfangsfläche von in ein Kurbelgehäuse einzugießenden Zylinderlaufbuchsen (1) durch Umformen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- Einführen eines stützenden Innendorns (2) in den Hohlraum einer Zylinderlaufbuchse (1)
- Einbringen der mit stützendem Innendorn (2) versehenen Zylinderlaufbuchse (1) in ein an seinen Arbeitsflächen mit einem Kerbprofil versehenes erstes Umformwerkzeug; Pressen des ersten Umformwerkzeugs mit seinem Kerbprofil gegen die äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse (1), wobei ein Gegenprofil in der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse (1) erzeugt wird,
- Einbringen der mit stützendem Innendorn (2) versehenen, das Gegenprofil aufweisenden Zylinderlaufbuchse (1) in ein an seinen Arbeitsflächen mit einer glatten Oberfläche versehenes zweites Umformwerkzeug;
- Pressen des zweiten Umformwerkzeugs gegen die mit dem Gegenprofil versehene äußere Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse (1), wobei das Gegenprofil der Zylinderlaufbuchse (1) gestaucht und in ein hinterschnittenes Profil umgeformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Umformwerkzeug bei einer Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Zylinderlaufbuchse (1) 200-420°C beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlaufbuchse (1) aus Grauguss gefertigt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlaufbuchse (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Aluminiumlegierung eine gegossene oder sprühkompaktierte, insbesondere übereutektische, Aluminium-Siliziumlegierung verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung der Zylinderlaufbuchse (1) durch den Innendorn (2) kalibriert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug aus mehreren Backen (3; 8) besteht, die bezüglich einer gemeinsamen Achse radial zugestellt werden.
9. Umformwerkzeug, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus mehreren Backen (3; 8) in Form teilzylindrischer Schalen besteht, die bezüglich einer gemeinsamen Achse radial zustellbar sind.
10. Umformwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (3; 8) in ihrer radial inneren Position mit geringem Abstand aneinander angrenzend im wesentlichen eine geschlossene Zylinderform beschreiben.
11. Umformwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Backen (3; 8) vorgesehen sind.
12. Umformwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (3) ein Profil in Form axial verlaufender Rippen aufweisen.
13. Umformwerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenzwischenräume (a) kleiner sind als die Querschnittsbreite (b) der Rippen.
14. Umformwerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen und die Rippenzwischenräume gerundet sind.
15. Kurbelgehäuse, enthaltend eine oder mehrere Zylinderlaufbuchsen mit einer durch das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche profilierten äußeren Umfangsfläche.
DE10150999A 2001-10-16 2001-10-16 Verfahren zum Profilieren der äußeren Umfangsfläche von Zylinderlaufbuchsen Expired - Fee Related DE10150999C2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10150999A DE10150999C2 (de) 2001-10-16 2001-10-16 Verfahren zum Profilieren der äußeren Umfangsfläche von Zylinderlaufbuchsen
US10/270,257 US6748655B2 (en) 2001-10-16 2002-10-11 Method for profiling the outer circumferential face of cylinder liners
JP2002301171A JP4203296B2 (ja) 2001-10-16 2002-10-15 シリンダライナの外側周囲面の造形方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10150999A DE10150999C2 (de) 2001-10-16 2001-10-16 Verfahren zum Profilieren der äußeren Umfangsfläche von Zylinderlaufbuchsen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10150999A1 true DE10150999A1 (de) 2003-04-30
DE10150999C2 DE10150999C2 (de) 2003-08-07

Family

ID=7702643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10150999A Expired - Fee Related DE10150999C2 (de) 2001-10-16 2001-10-16 Verfahren zum Profilieren der äußeren Umfangsfläche von Zylinderlaufbuchsen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6748655B2 (de)
JP (1) JP4203296B2 (de)
DE (1) DE10150999C2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007007821A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cylinder liner, cylinder block, and method for manufacturing cylinder liner
CN102383960A (zh) * 2010-08-25 2012-03-21 帝国活塞环株式会社 用于镶铸的气缸套
DE112005000002B4 (de) * 2004-03-08 2013-12-24 Peak Werkstoff Gmbh Zylinderlaufbuchse
US10094325B2 (en) 2014-01-28 2018-10-09 ZYNP International Corp. Cylinder liner

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003235881A1 (en) * 2002-05-13 2003-11-11 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Cast iron internal chill member and method of producing the same
DE10324279B4 (de) * 2003-05-28 2006-04-06 Daimlerchrysler Ag Verwendung von FeC-Legierung zur Erneuerung der Oberfläche von Zylinderlaufbuchsen
ITSV20040001A1 (it) * 2004-01-12 2004-04-12 Ultraflex Spa Cavo multifilamento elicoidale in particolare per la trasmissione mecc anica di movimento
DE102004007774A1 (de) * 2004-02-18 2005-09-15 Mahle Gmbh Laufbuchse für einen Verbrennungsmotor
DE102005027828A1 (de) * 2005-06-15 2006-12-21 Mahle International Gmbh Verfahren zum Beschichten einer Zylinderlaufbuchse
JP2007016733A (ja) * 2005-07-08 2007-01-25 Toyota Motor Corp シリンダライナ及びエンジン
KR101509769B1 (ko) 2009-04-02 2015-04-06 유성기업 주식회사 실린더라이너의 제조방법
US8505438B2 (en) * 2008-12-29 2013-08-13 Yoosung Enterprise Co., Ltd. Cylinder liner and method of manufacturing the same
DE102009048124A1 (de) * 2009-10-02 2011-04-07 Daimler Ag Stahlkolben für Verbrennungsmotoren
CN102049660A (zh) * 2009-11-02 2011-05-11 严方 防腐抗穴蚀零件加工工艺
JP5572847B2 (ja) * 2010-03-17 2014-08-20 株式会社Moresco シリンダライナ及びその製造方法
DE102011056942B3 (de) * 2011-12-22 2013-05-29 Magna BDW technologies GmbH Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen rotationssymmetrischen Bauteilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierung
CN104653323B (zh) * 2015-02-10 2018-08-21 中原内配集团股份有限公司 一种轿车气缸套
DE102015203033A1 (de) * 2015-02-19 2016-08-25 Magna BDW technologies GmbH Verfahren zur Herstellung eines dünnwandigen rotationssymmetrischen Bauteils aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
JP6265176B2 (ja) * 2015-07-13 2018-01-24 トヨタ自動車株式会社 金属素材の表面粗化装置及び表面粗化方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3768290A (en) * 1971-06-18 1973-10-30 Uop Inc Method of modifying a finned tube for boiling enhancement
DE2735762A1 (de) * 1977-08-09 1979-02-22 Wieland Werke Ag Rippenrohr sowie verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung
DE19958103C1 (de) * 1999-12-02 2001-03-01 Peter Schroeck Preßwerkzeug zum Verpressen von rotationssymmetrischen Hohlkörpern

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4944857B1 (de) * 1970-12-28 1974-11-30
JPH07305125A (ja) * 1994-05-11 1995-11-21 Nippon Light Metal Co Ltd 内燃機関用のシリンダーライナー
JP3161301B2 (ja) * 1995-02-21 2001-04-25 トヨタ自動車株式会社 鋳ぐるみ用シリンダライナ
FR2755042B1 (fr) * 1996-10-24 1998-12-24 Lemforder Nacam Sa Procede d'obtention de cannelures sur un arbre
US5941118A (en) * 1997-02-11 1999-08-24 Tseng; Shao-Chien Die forging method for metallic hollow pipes
DE19820976A1 (de) * 1998-05-12 1999-11-25 Daimler Chrysler Ag Zylinderlaufbüchse aus übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen und Verfahren zur Herstellung derselben
US6123052A (en) * 1998-08-27 2000-09-26 Jahn; George Waffle cast iron cylinder liner
US6178802B1 (en) * 1999-04-13 2001-01-30 The Gates Corporation Slotted crimping die for use in a crimping machine
JP3746415B2 (ja) * 2000-06-09 2006-02-15 リョービ株式会社 シリンダブロックの製造方法
DE10147219B4 (de) * 2001-09-24 2004-02-26 Daimlerchrysler Ag Zylinderlaufbuchse einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3768290A (en) * 1971-06-18 1973-10-30 Uop Inc Method of modifying a finned tube for boiling enhancement
DE2735762A1 (de) * 1977-08-09 1979-02-22 Wieland Werke Ag Rippenrohr sowie verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung
DE19958103C1 (de) * 1999-12-02 2001-03-01 Peter Schroeck Preßwerkzeug zum Verpressen von rotationssymmetrischen Hohlkörpern

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112005000002B4 (de) * 2004-03-08 2013-12-24 Peak Werkstoff Gmbh Zylinderlaufbuchse
WO2007007821A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cylinder liner, cylinder block, and method for manufacturing cylinder liner
US7533647B2 (en) 2005-07-08 2009-05-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cylinder liner, cylinder block, and method for manufacturing cylinder liner
CN102383960A (zh) * 2010-08-25 2012-03-21 帝国活塞环株式会社 用于镶铸的气缸套
US9089893B2 (en) 2010-08-25 2015-07-28 Tpr Co., Ltd. Cylinder liner for insert casting use
CN102383960B (zh) * 2010-08-25 2015-10-14 帝伯爱尔株式会社 用于镶铸的气缸套
US10094325B2 (en) 2014-01-28 2018-10-09 ZYNP International Corp. Cylinder liner

Also Published As

Publication number Publication date
DE10150999C2 (de) 2003-08-07
JP4203296B2 (ja) 2008-12-24
US6748655B2 (en) 2004-06-15
US20030084567A1 (en) 2003-05-08
JP2003191039A (ja) 2003-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10150999C2 (de) Verfahren zum Profilieren der äußeren Umfangsfläche von Zylinderlaufbuchsen
EP2049315B1 (de) Auswerferstift für eine werkzeugform sowie verfahren zum herstellen eines solchen auswerferstifts
EP2890519B1 (de) Verfahren zur herstellung eines verbundbauteils
EP0777830B1 (de) Bremssattel für scheibenbremse
DE69713764T2 (de) Genau wiedereinstellbarer lagerdeckel
EP0348381B1 (de) Verbundstahlwerkstück und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0265663A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle sowie gebaute Nockenwelle aus einem Wellenrohr und aufgeschobenen Elementen
DE10337838B4 (de) Gusseiserne Zylinderbuchse mit lasergehärteter Flanschhohlkehle
EP1042086B2 (de) Verfahren zur herstellung eines bohrwerkzeugs f?r werkzeugmaschinen
DE102007003679B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für eine Brennkraftmaschine mit einem Kühlkanal, realisiert durch Fügen des Kolbenoberteiles und des Kolbenunterteiles mit Hilfe einer Schmiede-Stauchverbindung
DE102012104172B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines bezogen auf das Gewicht leichten, aber hinsichtlich der Beanspruchung stark belasteten Bauteils sowie Bauteil hergestellt mit diesem Verfahren
EP0290758A1 (de) Hohlwelle
DE102017103442A1 (de) Extrudierte Zylinderbuchse
DE102017124763A1 (de) Verfahren zur metallurgischen bindung einer zylinderlaufbuchse in einer bohrung in einem motorblock
DE10042207C2 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zur Herstellung eines Kolbens
DE102007010839B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kolbens und Kolben mit einer ringförmigen Verstärkung bestehend aus mehreren Verstärkungssegmenten
DE10218732B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kompressorrotors
DE102008053839B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Gehäusebauteils
DE10235911B3 (de) Gussverbund von Hohlprofilen aus Leichtmetall-Legierung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE10235910A1 (de) Verbund von Hohlpriflen aus Leichtmetall-Legierung
EP0963264B1 (de) Verfahren zur herstellung eines gehäuseblocks für ein hydraulikaggregat und der gehäuseblock
DE10149127B4 (de) Kompressionskolbenring für die Verwendung in einem Verbrennungsmotor und Dieselmotor
DE19940438A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für Brennkraftmaschinen
EP2114590B1 (de) Verfahren zur herstellung eines zylinderkurbelgehäuses mit mehreren zylinderlaufbuchsen sowie kurze zylinderlaufbuchse mit daran festgelegtem materialstreifen
DE3733910C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee