VERFAHREN UND ANORDNUNG ZUM THERMISCHEN BESCHICHTEN VON FLÄCHEN EINES INNENRAUMES, INSBESONDERE VON ZYLINDERLAUFFLÄCHEN EINES ZYLINDERKURBELGEHÄUSES EINER VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Beschichten von Flächen eines Innenraumes mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen und eine Anordnung zum thermischen Beschichten von Flächen eines Innenraumes mit den im Oberbegriff des Anspruchs 9 genannten Merkmalen.

[0002] Es ist allgemein bekannt, mittels einer thermischen Beschichtung eine Oberflächenvergütung zu erzielen. Bei einer derartigen thermischen Beschichtung, beispielsweise einer Plasmabeschichtung, wird ein Beschichtungsmaterial, insbesondere ein Metall, in Pulver- oder Stabform einer Flamme zugeführt, in dieser aufgeschmolzen und auf einem Substrat niedergeschlagen. Je nach verwendetem Beschichtungsmaterial und eingesetzter Umgebungsatmosphäre können Beschichtungen mit unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere mit gewünschten Gleiteigenschaften, Härteeigenschaften, Schichtdicken oder dergleichen, erzielt werden.

[0003] So ist beispielsweise aus der US PS 5,080,056 bekannt, auf aus einer Aluminium-Legierung oder aus einer Magnesium-Legierung bestehende Werkstücke durch Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen eine Aluminium-Bronze-Legierung aufzubringen, deren Schichtdicke anschließend durch Honen auf ein Endmaß bearbeitet wird.

[0004] Ferner ist aus der US PS 2,588,422 ein Aluminium-Motorblock bekannt, dessen Zylinderlaufbahnen eine thermisch gespritzte Beschichtung aufweisen. Schließlich sind aus der GB 2 050 434 A verschiedene durch thermisches Spritzen erhaltene Beschichtungen bekannt. Diese Beschichtungen befinden sich auf Stahl- oder Gussteilen von Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise Kolbenringen oder Zylinderlaufbüchsen. Eine weitere Beschichtung für Zylinderlaufbüchsen ist aus der DE AS 21 46 153 bekannt, in der eine Plasmabeschichtung beschrieben ist.

[0005] Aus der EP 0 716 158 ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Motorblöcken mit beschichteten Zylinderbohrungen bekannt. Die zu beschichtenden Zylinderlaufflächen werden zunächst durch Waschen, Entfetten und Trocknen vorbehandelt und anschließend einem Beschichtungsvorgang unterworfen.

[0006] Bei der Beschichtung von Innenräumen, beispielsweise von Zylinderlaufflächen eines Zylinderkurbelgehäuses einer Verbrennungskraftmaschine (Hubkolbenmaschine), besteht das Problem, dass die zu beschichtenden Innenräume relativ beengt sind, so dass eine Prozessfreiheit stark eingeschränkt ist. Dies betrifft sowohl das Vorbereiten der zu beschichtenden Fläche, die Durchführung der thermischen Beschichtung selber und die Nachbearbeitung der beschichteten Fläche. Insbesondere bei der thermischen Beschichtung von Zylinderlaufflächen an Verbrennungskraftmaschinen ist eine definierte und reproduzierbare Bearbeitung notwendig, da durch die thermische Beschichtung wesentlich die Laufeigenschaften von Kolben in den Zylinderkurbelgehäusen beeinflusst sind.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der in einfacher Weise eine sichere, insbesondere die Verwendung eines Zylinderkurbelgehäuses nicht negativ beeinflussende, thermische Beschichtung möglich ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, mit dem in einfacher Weise eine sichere thermische Beschichtung möglich ist.

[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass ein Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse, bezogen auf die Vorbehandlung und die thermische Beschichtung, separat erfolgt, wird vorteilhaft möglich, jeweils auf die jeweiligen Behandlungsschritte beziehungsweise eingesetzten Behandlungsverfahren abgestimmte Abdeckschablonen einzusetzen, so dass ein optimaler Schutz der übrigen, nicht zu behandelnden Bereiche der Zylinderkurbelgehäuse gegeben ist. Ferner wird in vorteilhafter Weise eine Beeinträchtigung durch das Schablonieren der zwischen der Vorbehandlung und der thermischen Beschichtung liegenden Arbeitsschritte, wie zum Beispiel das Ausmessen der Zylinderlaufflächen, vermieden. Durch das Schablonieren, insbesondere das separate . Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse, bezogen auf die Vorbehandlung und die thermische Beschichtung, wird eine bereits vorher eingestellte Maßhaltigkeit der Zylinderkurbelgehäuse durch die Beschichtung und die für die Beschichtung notwendigen Vor- bzw. Nachbehandlungen nicht beeinträchtigt. Hierdurch wird ferner in reproduzierbarer Weise die Behandlung einer Vielzahl von Zylinderkurbelgehäusen möglich, die innerhalb den vorgegebenen und einzuhaltenden Maßtoleranzen liegen. Insbesondere wird auch eine versehentliche Verunreinigung weiterer im Zylinderkurbelgehäuse vorgesehener Innenräume, wie beispielsweise Kühlmittelkanäle, Passbohrungen oder dergleichen, vermieden, so dass diese in ihrer späteren Funktion nicht beeinträchtigt sind.

[0009] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das, Schablonieren und die Zuführung der Abdeckschablonen zu einer Reinigungseinrichtung automatisch mittels einer Zuführeinrichtung für die Abdeckschablonen erfolgt.

[0010] Ferner ist vorgesehen, dass das Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse vor Einbringen der Zylinderkurbelgehäuse in die Bearbeitungsstation erfolgt. Somit kann kontinuierlich, beispielsweise in Fließfertigung, jedes zumindest bereichsweise thermisch zu beschichtende Zylinderkurbelgehäuse mit einer Abdeckschablone versehen werden. Diese übernimmt dann während der gesamten Vorbehandlung und der eigentlichen thermischen Beschichtung der Flächen der Innenräume, insbesondere der Zylinderlaufflächen von Zylinderbohrungen, den Schutz der übrigen Bereiche.

[0011] Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den im Anspruch 8 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass eine Einrichtung zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse einen Drehteller umfasst, der mittels eines Antriebes um seine Drehachse in definierten Schritten verdrehbar ist, so dass eine Abdeckschablone innerhalb des Bearbeitungsabschnittes und/oder in eine definierte Bearbeitungsposition zu den Zylinderkurbelgehäusen bringbar ist, lässt sich in einfacher Weise zumindest beim Vorbehandeln und beim thermischen Beschichten ein Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse erreichen.

[0012] Es wird vorteilhaft erreicht, dass in einfacher Weise jeweils eine Abdeckschablone in Position bringbar ist, die in definierter Lage zu einem zu behandelndem Zylinderkurbelgehäuse ist. Durch den Drehteller lässt sich ein Verbringen der Abdeckschablone in die Bearbeitungsposition in einfacher und platzsparender Weise erreichen.

[0013] In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Drehteller mehrere, insbesondere vier um 90° zueinander versetzte Aufnahmen zur Aufnahme von je einer Abdeckschablone aufweist. Hierdurch kann durch schrittweises Verdrehen des Drehtellers um jeweils 90° exakt eine Abdeckschablone in die Bearbeitungsposition gebracht werden.

[0014] In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einrichtung zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse eine Reinigungseinrichtung zugeordnet ist, mittels der eine Reinigung gebrauchter Abdeckschablonen durchführbar ist. Durch eine derartige Kombination kann eine zum Abdecken eingesetzte Abdeckschablone nach dem Gebrauch unmittelbar an ihrem Einsatzort gereinigt werden und für eine weitere Benutzung vorbereitet werden. Durch die Kombination mit dem Drehteller kann so sehr vorteilhaft pro Bearbeitungsabschnitt, an dem eine Abdeckung der Zylinderkurbelgehäuse erfolgen soll, mittels wenigstens zwei, insbesondere vier Abdeckschablonen ein kontinuierlicher Betrieb aufrechterhalten werden. Während eine Abdeckschablone sich in der Bearbeitungsposition befindet, kann sich eine zweite Abdeckschablone in der Reinigungsposition befinden. Ein Material- und ein Platzaufwand läßt sich durch eine derartige Ausgestaltung auf ein Minimum optimieren.

[0015] Die Reinigungseinrichtung kann bevorzugterweise durch einen Hülsentauschautomaten gebildet sein, mittels dem Verschlußhülsen in den Abdeckschablonen austauschbar sind. Durch den Einsatz von jeweils neuen oder regenerierten Verschleißhülsen läßt sich eine Maßhaltigkeit der zu bearbeitenden Zylinderlaufflächen mit großer Genauigkeit erzielen.

[0016] Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

[0017] Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

eine schematische Ansicht einer Bearbeitungsstation zum thermischen Beschichten von Zylinderlaufflächen in Zylinderkurbelgehäusen;

Figur 2

eine schematische Seitenansicht eines Bearbeitungsabschnittes der Bearbeitungsstation und

Figur 3

eine schematische Draufsicht auf den Bearbeitungsabschnitt gemäß Figur 2.

[0018] Figur 1 zeigt schematisch eine Bearbeitungsstation 10 zum thermischen Beschichten von Zylinderlaufflächen von Zylinderkurbelgehäusen 12. Hierbei ist lediglich teilweise jeweils ein Zylinderkurbelgehäuse 12 angedeutet, wobei dieses ebenfalls lediglich angedeutete Zylinderbohrungen 14, hier vier, aufweist. Mittels der Bearbeitungsstation 10 sollen die, die Zylinderbohrungen 14 begrenzenden Wänden, also die Zylinderlaufflächen, beschichtet werden. Die Beschichtung erfolgt mittels einer Plasmabeschichtungstechnik. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird auf den eigentlichen Vorgang des Plasmabeschichtens nicht näher eingegangen, da dieses bekannt ist.

[0019] Die Zylinderkurbelgehäuse 12 werden mittels einer Transportstrecke 16, beispielsweise einer Rollenbahn oder dergleichen, durch die Bearbeitungsstation 10 bewegt. Die Bearbeitungsstation 10 umfaßt Bearbeitungsabschnitte 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 und 36. Nachfolgend soll auf die einzelnen Bearbeitungsabschnitte kurz eingegangen werden.

[0020] In der Figur 1 wurde auf die Darstellung von Details, wie Antriebe, Schleusen, Zubeziehungsweise Abführungen für Gase, elektrische Energie beziehungsweise anderer Medien, Steuer- und Überwachungseinrichtungen oder dergleichen, aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.

[0021] Der Bearbeitungsabschnitt 18 umfaßt eine Zuführstation, bei der die Zylinderkurbelgehäuse der Bearbeitungsstation 10 übergeben werden. Die Zylinderkurbelgehäuse 12 sind in hier nicht näher zu betrachtender Weise bereits gefertigt und mit allen notwendigen Funktionselementen, wie beispielsweise Zylinderbohrungen, Kühlmittelkanälen, Paßbohrungen oder dergleichen, fertig mechanisch bearbeitet.

[0022] Der Bearbeitungsabschnitt 20 umfaßt eine Wasch- beziehungsweise Reinigungsstation, innerhalb der die Zylinderkurbelgehäuse spänefrei und ölfrei komplett gewaschen werden. Ferner erfolgt eine Trocknung und eine absolute Entfettung der zu beschichtenden Zylinderlaufflächen. Die Späne- und Ölfreiheit wird beispielsweise durch eine Injektions-Flut-Waschung erreicht, wobei kritische Bereiche, wie Hinterschneidungen, Bohrungen, Hohlräume oder dergleichen, durch ein gezieltes Injizieren einer Waschlauge mit Hochdruck gereinigt werden. Das Entfetten erfolgt beispielsweise durch Heißdampf, der beispielsweise durch entsprechend ausgebildete Lanzen auf die Zylinderlaufflächen des Zylinderkurbelgehäuses 12 geleitet wird. Der Heißdampf besitzt beispielsweise eine Temperatur von 130 °C bis 160 °C und wird bei einem Druck von zirka 150 bis 180 mbar eingebracht. Die anschließende Trocknung der Zylinderkurbelgehäuse erfolgt vorzugsweise unter Vakuum, beispielsweise bei einem Unterdruck von 80 bis 120 mbar.

[0023] Im Bearbeitungsabschnitt 22 erfolgt ein sogenanntes Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse 12. Hier werden die zuvor gereinigten und getrockneten Zylinderkurbelgehäuse 12 mit einer Abdeckschablone 38 versehen. Die Abdeckschablone 38 besitzt hier angedeutete Öffnungen 40. Die Öffnungen 40 fluchten mit den Zylinderbohrungen 14, so daß bei Aufbringen der Abdeckschablone 38 die Zylinderbohrungen 14 durch die Öffnungen 40 von oben zugänglich bleiben. Die Abdeckschablone 38 ist so ausgebildet, daß sämtliche weiteren Bereiche der Zylinderkurbelgehäuse 12 durch diese abgedeckt sind. Dies betrifft insbesondere Kühlmittelkanäle, Paßbohrungen oder dergleichen. Die Abdeckschablone 38 kann hierbei manuell oder durch einen entsprechenden Greifer oder dergleichen auf die Zylinderkurbelgehäuse 12 aufgelegt werden. Hierbei besitzt die Abdeckschablone 38 eine exakte plane Unterseite, die auf der bereits plan geschliffenen oder gefrästen Zylinderkopffläche des Zylinderkurbelgehäuses 12 aufliegt. Zur Fixierung der Abdeckschablone 38 kann diese hier im einzelnen nicht dargestellte Fixierstifte aufweisen, die beispielsweise in im Zylinderkurbelgehäuse 12 sowieso vorhandenen Paßbohrungen, beispielsweise zum späteren Befestigen eines Zylinderkopfes, eingreifen. Die Abdeckschablone 38 besteht aus einem Material, das gegenüber der nachfolgenden Bearbeitung resistent ist. Diese besitzt insbesondere eine genügend große Festigkeit gegenüber einem Sandstrahlangriff und gegenüber einer Plasmabehandlung und dergleichen. Die Abdeckschablone 38 liegt hierbei lediglich durch ihr Eigengewicht auf dem Zylinderkurbelgehäuse 12 auf. Durch die sich gegenüberliegenden, planen Seiten wird jedoch eine dichte Auflage erreicht, so daß ein Spalt zwischen der Zylinderkopffläche des Zylinderkurbelgehäuses 12 und der Unterseite der Abdeckschablone 38 im wesentlichen dichtend ausgebildet ist. Nach diesem Schablonieren in dem Bearbeitungsabschnitt 22 wird das mit der Abdeckschablone 38 versehende Zylinderkurbelgehäuse 12 durch die nachfolgenden Bearbeitungsabschnitte 24, 26, 28, 30 und 32 geführt.

[0024] Im Bearbeitungsabschnitt 24 erfolgt ein Sandstrahlen der Zylinderbohrungen 14. Dieses Sandstrahlen erfolgt, um eine Rauhigkeit der Zylinderlaufflächen zu erzielen, damit die in dem Bearbeitungsabschnitt 32 erfolgende Plasmabeschichtung die notwendige Haftzugfestigkeit erhält. Zum Sandstrahlen wird wenigstens eine Strahllanze, gegebenenfalls zwei oder auch mehr Strahllanzen, gleichzeitig oder nacheinander in die Zylinderbohrungen 14 eingeführt. Hierbei greifen die Lanzen durch die Öffnungen 40 der Abdeckschablone 38 durch. Das Sandstrahlen erfolgt beispielsweise mit Aluminiumoxid Al₂O₃ mit einer Körnung von 0,18 bis 1,18 mm je nach geforderter Oberflächenrauhigkeit, bezogen auf die Substratlegierung der Zylinderkurbelgehäuse beziehungsweise Haftzugfestigkeit der späteren Plasmabeschichtung. Bei Zylinderkurbelgehäusen mit vier Zylinderbohrungen 14 erfolgt das Sandstrahlen vorzugsweise mit einer Doppel-Sandstrahleinheit, die zwei Sandstrahllanzen aufweist. Hierbei erfolgt beispielsweise das gleichzeitige Sandstrahlen der Zylinderbohrungen 1 und 3, das heißt nicht unmittelbar benachbarter Zylinderbohrungen 14. Hierdurch wird eine bessere Handhabung bei relativ beengt zur Verfügung stehenden Platzverhältnissen, die sich nach dem Stichmaß der Zylinderbohrungen 14 richten, möglich. Ferner wird hierdurch die Bearbeitungszeit für ein komplettes Zylinderkurbelgehäuse 12 halbiert, da zwei Zylinderbohrungen gleichzeitig bearbeitet werden. Sind die Zylinderbohrungen 1 und 3 gestrahlt, wird entweder das Zylinderkurbelgehäuse 12 oder die Sandstrahleinheit um das Stichmaß der Zylinderbohrung 14 verfahren, so daß dann die Zylin-derbohrungen 2 und 4 sandgestrahlt werden können. Das Sandstrahlen erfolgt hierbei durch die Öffnungen 40 der Abdeckschablonen 38 hindurch, das heißt, die Strahllanzen werden durch die Abdeckschablone 38 hindurch in die Zylinderbohrungen 14 eingeführt. Durch die Abdeckschablone 38 werden alle weiteren Bereiche der Zylinderkurbelgehäuse 12 geschützt, so daß diese nicht mit dem unter Druck eingebrachten Sandstrahlmittel in Berührung gelangen, so daß deren Oberflächen keinerlei Beeinträchtigung erfahren. Die Einwirkung der Sandstrahlung erfolgt ausschließlich auf die Zylinderlaufflächen der Zylinderbohrungen 14.

[0025] Anschließend werden die sandgestrahlten Zylinderkurbelgehäuse 12 in dem Bearbeitungsabschnitt 26 gereinigt, indem durch das Sandstrahlen sich abgesetzter Staub, insbesondere Feinststaub, aus den Zylinderbohrungen 14 entfernt wird. Dies kann beispielsweise durch gereinigte, entölte und wasserfreie Druckluft, beispielsweise mit einem Druck von zirka 5 bis 6 bar bei gleichzeitigem Absaugen der Stäube erfolgen. Hierbei erfolgt ein gleichzeitiges Reinigen, das heißt Ausblasen und Absaugen, aller Zylinderbohrungen 14.

[0026] In dem Bearbeitungsabschnitt 28 erfolgt ein Ausmessen der Zylinderkurbelgehäuse 12, insbesondere eine Rauhigkeitsmessung der Zylinderlaufflächen. Die Messung kann mittels geeigneter Einrichtungen, beispielsweise der Fotogrammetrie, voll automatisch erfolgen. Hierbei kann eine Messung aller Zylinderbohrungen 14 oder stichprobenweise lediglich einer der Zylinderbohrung 14 oder eine Zylinderbohrung 14 jedes n-ten Zylinderkurbelgehäuses 12 erfolgen. Nach Messung der Zylinderkurbelgehäuse 12 werden diese in den Bearbeitungsabschnitt 30 überführt, innerhalb dem eine Markierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 erfolgt. Ergibt die Messung, daß die Rauhigkeit außerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt, kann das entsprechende Zylinderkurbelgehäuse 12 aussortiert und gegebenenfalls nochmals der Sandstrahlstation zugeführt werden. Allerdings ist die Anzahl der maximal möglichen Strahlvorgänge begrenzt. Wird ein fehlerhaftes Zylinderkurbelgehäuse ermittelt, kann die Häufigkeit der Rauhigkeitsmessung erhöht werden.

[0027] Schließlich werden die Zylinderkurbelgehäuse in den Bearbeitungsabschnitt 32 überführt, in dem die eigentliche thermische Beschichtung der Zylinderlaufflächen erfolgt. Die Plasmabeschichtung erfolgt in an sich bekannter Weise, indem ein Beschichtungswerkstoff, insbesondere ein Metall, einer Flamme zugeführt wird, in dieser ausgeschmolzen und auf den Zylinderlaufflächen niederschlägt. Zusätzlich zu dem Beschichtungswerkstoff wird noch eine Beschichtungsatmosphäre, beispielsweise Sauerstoff und/oder Stickstoff oder ein anderes Prozeßgas zur Stabilisierung der Flamme und/oder zur Regelung des Oxidanteils in der Plasmaschicht, zugeführt. Die Plasmabeschichtung der Zylinderlaufflächen kann hierbei für jede der Zylinderbohrungen 14 einzeln erfolgen oder, ähnlich wie beim Sandstrahlen, durch eine Doppel-Plasmaeinheit, mittels der zunächst die Zylinderbohrungen 1 und 3 und anschließend die Zylinderbohrungen 2 und 4 beschichtet werden. Durch die sich noch auf dem Zylinderkurbelgehäuse 12 befindliche Abdeckschablone 38 wird eine Beeinträchtigung, insbesondere Verunreinigung, von nicht zu beschichtenden Bereichen der Zylinderkurbelgehäusen 12 sicher vermieden.

[0028] Nach der Plasmabeschichtung der Zylinderlaufflächen werden die Zylinderkurbelgehäuse in den Bearbeitungsabschnitt 34 überführt. Dieser kann gegebenenfalls Bestandteil einer Kühlzone sein. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Plasmabeschichten in dem Bearbeitungsabschnitt 32 und dem Bearbeitungsabschnitt 34 eine separate Kühlzone vorgesehen.

[0029] Im Bearbeitungsabschnitt 34 erfolgt eine Entnahme der Abdeckschablone 38. Diese wird entweder manuell oder durch Hilfseinrichtungen von dem Zylinderkurbelgehäuse 12 entnommen. Da die Abdeckschablone 38 lediglich durch ihr Eigengewicht auf dem Zylinderkurbelgehäuse 12 aufliegt, sind zusätzliche Maßnahmen zur Entnahme der Abdeckschablone 38 nicht notwendig. Schließlich wird das Zylinderkurbelgehäuse 12 in einem Bearbeitungsabschnitt 36 der Bearbeitungsstation 10 entnommen und einer weiteren Bearbeitung, beispielsweise einem Honen der plasmabeschichteten Zylinderbohrungen 14, einem Anbringen einer Einlauffase an die Zylinderbohrungen 14 zugeführt.

[0030] Ferner kann eine Markierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 in den Abschnitt 36 erfolgen. Eine Markierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 erfolgt beispielsweise durch eine laufende Nummer oder dergleichen. Durch die Zuordnung einer laufenden Nummer jeder der Zylinderkurbelgehäuse 12 wird es möglich, neben einer Qualitätsüberwachung alle relevanten Prozeßparameter der Bearbeitungsstation 10 der laufenden Nummer des Zylinderkurbelgehäuses 12 zuzuordnen und diese in einem Anlagenrechner zu protokollieren. Mittels der protokollierten Prozeßparameter und der eindeutigen Zuordnung zu den Zylinderkurbelgehäusen 12 über die laufende Nummer ist eine spätere Fehleranalyse bei Beanstandungen jederzeit lückenlos möglich.

[0031] In im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nicht näher zu betrachtender Weise kann vorgesehen sein, daß die Öffnungen 40 der Abdeckschablone 38 geringfügig größer sind als die Zylinderbohrungen 14, so daß eine entsprechende Kantenbeschichtung der die Zylinderbohrungen 14 umgebenden Randbereiche des Zylinderkurbelgehäuses 12 erfolgt. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß der spätere Fasenbereich eine entsprechend große Haftzugfestigkeit gegenüber Schnittkräften des Fasenwerkzeuges aufweist und die Plasmabeschichtung beim Fasen nicht geschädigt wird.

[0032] Bei dem zu Figur 1 erläuterten Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen worden, daß die Schablonierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 während des gesamten Durchlaufes durch die Bearbeitungsabschnitte 24, 26, 28, 30 und 32 aufrechterhalten ist. Die Abdeckschablonen werden hierzu in dem Bearbeitungsabschnitt 22 aufgebracht und im Bearbeitungsabschnitt 34 entnommen. Somit müssen die gemäß diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Abdeckschablonen 38 sowohl für das Sandstrahlen im Bearbeitungsabschnitt 24 und für das Plasmabeschichten im Bearbeitungsabschnitt 32 geeignet sein. Da es sich einerseits um ein materialabtragendes und andererseits um ein materialauftragendes Verfahren handelt, muß die Abdeckschablone 38 beiden an sich gegensätzlichen Verfahren gerecht werden.

[0033] Anhand der Figuren 2 und 3 wird in einem weiteren Ausführungsbeispiel das Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse 12 verdeutlicht. Hierbei ist jeweils eine schematische Seitenansicht und eine schematische Draufsicht des Bearbeitungsabschnittes 24 oder des Bearbeitungsabschnittes 32 dargestellt. Der grundsätzliche Aufbau innerhalb der Bearbeitungsabschnitte 24 und 32 ist gleich. Unterschiedlich sind lediglich einmal die Sandstrahleinrichtungen als Werkzeuge und andererseits die Plasmabeschichtungseinrichtungen als Werkzeuge. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung soll jedoch hierauf nicht näher eingegangen werden.

[0034] Entscheidend ist die Schablonierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 sowohl beim Sandstrahlen im Bearbeitungsabschnitt 24 als auch beim Plasmabeschichten im Bearbeitungsabschnitt 32.

[0035] Gleiche Teile wie in Figur 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.

[0036] In der schematischen Seitenansicht in Figur 2 ist ein Zylinderkurbelgehäuse 12 auf einem Hubtisch 42 angeordnet. Der Hubtisch 42 ist in die Transportstrecke 16 integriert. Dies erfolgt derart, daß die Zylinderkurbelgehäuse 12 mittels der Transportstrecke 16 in die jeweiligen Bearbeitungsabschnitte 24 beziehungsweise 32 transportiert werden und dort mittels der Hubtische 42 in ihre jeweilige Bearbeitungsposition überführbar sind. Angedeutet ist ferner ein Bearbeitungswerkzeug 44, das jeweils eine Lanze oder nach den bereits erläuterten Ausführungsbeispielen zwei oder auch mehr Lanzen 46 aufweist. Die Lanzen 46 sind entweder zum Sandstrahlen bei dem Bearbeitungsabschnitt 24 oder zum Plasmabeschichten bei dem Bearbeitungsabschnitt 32 entsprechend ausgebildet.

[0037] Die Bearbeitungsstationen 24 beziehungsweise 32 umfassen ferner eine hier insgesamt mit 50 bezeichnete Einrichtung zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse 12. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel in Figur 1 erfolgt hier das Schablonieren bearbeitungsbezogen einerseits in der Bearbeitungsstation 24 und andererseits in der Bearbeitungsstation 32. Die Einrichtung 50 umfaßt einen Drehteller 52, der mittels eines Antriebes 54 um seine Drehachse 56 in definierten Schritten verdrehbar ist. Der Drehteller 52 besitzt, wie die schematische Draufsicht in Figur 3 besser verdeutlicht, Aufnahmen 58 für jeweils eine Abdeckschablone. Anhand der Draufsicht wird deutlich, daß die Abdeckschablonen 38 lediglich die Öffnungen 40 aufweisen, die jeweils den Zylinderbohrungen 14 zugeordnet sind. Mittels des Antriebes 54 ist der Drehteller 52 definiert schrittweise verdrehbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Schablonen 38 auf dem Drehteller 52 angeordnet, so daß dieser jeweils um 90° schrittweise verdrehbar ist. Der Einrichtung 50 ist eine angedeutete Reinigungseinrichtung 62, die beispielsweise einen Fräser 64 aufweisen kann, zugeordnet. Anstelle der Reinigungseinrichtung kann auch eine Einrichtung zum Austausch von Verschleißhülsen, die in der Schablone 38 angeordnet sind, vorgesehen sein. Ferner sind noch hier angedeutete Absaugungen 66 beziehungsweise 68 vorgesehen.

[0038] Die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Einrichtung 50 zeigt folgende Funktion:

[0039] Mittels des Antriebes 54 wird immer genau eine Abdeckschablone 38 in eine Bearbeitungsposition gebracht. Hat die Abdeckschablone 58 ihre exakte Position erreicht, die über die Anschläge 60 definiert ist, wird mittels des Hubtisches 42 das Zylinderkurbelgehäuse 12 nach oben, das heißt gegen die Abdeckschablonen 38, verfahren. Hierdurch kommen die Öffnungen in der Abdeckschablone 38 und die Zylinderbohrungen 14 des Zylinderkurbelgehäuses 12 in eine fluchtende Position. Entsprechend dieser Position erfolgt mittels der Werkzeuge 44 entweder das Sandstrahlen gemäß Bearbeitungsabschnitt 24 oder das Plasmabeschichten gemäß Bearbeitungsabschnitt 32.

[0040] Wie Figur 3 verdeutlicht, befinden sich in dem Moment, wo eine Abdeckschablone 38 in ihrer Bearbeitungsposition ist, - in Uhrzeigersinn betrachtet - eine nächste Abdeckschablone 38 in einer Übergangsposition und eine Abdeckschablone 38 in einer der Reinigungseinrichtung 62 (Hülsenaustauscheinrichtung) zugeordneten Position. Eine weitere Abdeckschablone 38 befindet sich zwischen der Reinigungsposition und der Bearbeitungsposition. Hierdurch wird erreicht, daß gleichzeitig, wenn eine Abdeckschablone 38 ihre Abdeckfunktion übernimmt, eine zweite, nämlich dieser genau um 180° versetzt angeordnete Abdeckschablone 38, mittels der Einrichtung 62 gereinigt wird. Durch die Fräseinrichtung 64 kann beispielsweise eine Maßhaltigkeit der Öffnungen 40 der Abdeckschablonen 38 wiederhergestellt werden. Diese kann beispielsweise durch Ablagerungen während des Plasmabeschichtens beeinträchtigt sein. Die Maßhaltigkeit der Öffnungen kann auch durch Austausch entsprechender Verschleißhülsen in den Abdeckschablonen erreicht werden.

[0041] Nach erfolgtem Sandstrahlen beziehungsweise Plasmabeschichten eines Zylinderkurbelgehäuses 12 wird der Drehteller 52 jeweils um 90° verdreht, so daß jedes Zylinderkurbelgehäuse 12 eine neue (gereinigte) Abdeckschablone 38 zugeordnet bekommt. Hierdurch wird eine gleichbleibende Bearbeitungsqualität während des Sandstrahlens beziehungsweise Plasmabeschichtens sichergestellt.

[0042] Bei der Bearbeitungsstation 24 kann auf die Anordnung der Reinigungseinrichtung 62 verzichtet werden, da hier kein zusätzlicher Materialauftrag, der die Maßhaltigkeit der Öffnungen 40 beeinträchtigen könnte, erfolgt. Lediglich durch den Materialabtrag nicht mehr maßhaltige Abdeckschablonen 38 beziehungsweise Verschleißhülsen können ausgetauscht werden.

[0043] Durch die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Einrichtung 50 wird in einfacher Weise ein automatisches Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse 12 möglich. Insbesondere wenn die Einrichtung 50 mit einem Anlagenrechner gekoppelt ist, kann ein exaktes, definiertes Positionieren der Abdeckschablonen 38 erfolgen, so daß eine gleichbleibende Qualität beim Sandstrahlen beziehungsweise beim Plasmabeschichten erzielbar ist.

Ansprüche

1. Verfahren zum thermischen Beschichten von Flächen eines Innenraumes, insbesondere von Zylinderlaufflächen eines Zylinderkurbelgehäuses, wobei die Zylinderkurbelgehäuse einer Bearbeitungsstation zugeführt werden, und innerhalb der Bearbeitungsstation zumindest eine Vorbehandlung der zu beschichtenden Flächen und die thermische Beschichtung der Flächen erfolgt, wobei vor der Vorbehandlung die Bereiche des Zylinderkurbelgehäuses abgedeckt (schabloniert) werden, an denen keine Behandlung in der Bearbeitungsstation erfolgen soll, dadurch gekennzeichnet, dass das Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse bezogen auf die Vorbehandlung und die thermische Beschichtung separat erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schablonieren und die Zuführung der Abdeckschablonen zu einer Reinigungseinrichtung automatisch mittels einer Zuführeinrichtung für die Abdeckschablonen erfolgt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse vor Einbringen der Zylinderkurbelgehäuse in die Bearbeitungsstation erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkurbelgehäuse vor der Vorbehandlung und vor dem Schablonieren gewaschen, entfettet und getrocknet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schablonieren durch Auflegen einer Abdeckschablone auf eine Zylinderkopffläche der Zylinderkurbelgehäuse erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckschablonen durch ihr Eigengewicht auf die Zylinderkurbelgehäuse aufgelegt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckschablonen auf den Zylinderkurbelgehäusen lagefixiert werden.

8. Anordnung zum thermischen Beschichten von Flächen eines Innenraumes, insbesondere von Zylinderlaufflächen eines Zylinderkurbelgehäuses (12), mit einer in Bearbeitungsabschnitte (18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36) unterteilten Bearbeitungsstation (10), wobei innerhalb der Bearbeitungsabschnitte (24, 32) zumindest eine Vorbehandlung der zu beschichtenden Flächen und eine thermische Beschichtung der Flächen erfolgt und denen eine Einrichtung (50) zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse (12) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (50) zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse (12) einen Drehteller (52) umfasst, der mittels eines Antriebes (54) um seine Drehachse (56) in definierten Schritten verdrehbar ist, so dass eine Abdeckschablone (38) innerhalb des Bearbeitungsabschnittes (24) und/oder (32) in eine definierte Bearbeitungsposition zu den Zylinderkurbelgehäusen (12) bringbar ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (52) Aufnahmen (58) für die Abdeckschablone (38) besitzt.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (52) wenigstens zwei, insbesondere vier um 90° zueinander versetzt angeordnete Aufnahmen (58) besitzt.

11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsabschnitte (24) und/oder (32) eine Hubeinrichtung (42) umfassen, mittels der die Zylinderkurbelgehäuse (12) gegen die positionierten Abdeckschablonen (38) verlagerbar sind.

12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (50) eine Reinigungseinrichtung (62) aufweist, mittels der eine Reinigung gebrauchter Abdeckschablonen (38) durchführbar ist.

13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (50) einen Hülsentauschautomat umfasst, mittels dem Verschleißhülsen in den Abdeckschablonen (38) austauschbar sind.

14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Drehteller (52) Anschläge (60) zur exakten Positionierung der Abdeckschablonen (38) zugeordnet sind.

Claims

1. Method for thermal coating of surfaces of an interior space, especially the cylinder bearing surfaces of a cylinder crankcase, wherein cylinder crankcases are fed into a processing station; at least one preliminary treatment is implemented on the surfaces to be coated; and the surfaces are thermally coated within the processing station; wherein the regions of the cylinder crankcase which are not to be treated in the processing station are masked (templated) before the preliminary treatment, characterised in that the templates for preliminary treatment and thermal coating are fitted to the cylinder crankcases separately.

2. Method according to claim 1, characterised in that fitting the masking templates and feeding the masking templates into a cleaning device are implemented automatically by means of a feeding device for the masking templates.

3. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the templates are fitted to the cylinder crankcases before the introduction of the cylinder crankcase into the processing station.

4. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the cylinder crankcase is washed, degreased and dried before the preliminary treatment and before templating.

5. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the templating is implemented by fitting a masking template onto a cylinder-head surface of the cylinder crankcase.

6. Method according to claim 5, characterised in that the masking templates are held onto the cylinder crankcase by their own weight.

7. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the masking templates are fixed in position on the cylinder crankcases.

8. Arrangement for thermal coating of surfaces of an interior space, especially the cylinder bearing surfaces of a cylinder crankcase (12), with a processing station (10) subdivided into processing sections (18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36), wherein at least one preliminary treatment of the surfaces to be coated and one thermal coating the surfaces is implemented within the processing sections (24, 32), to which a device (50) for templating the cylinder crankcases (12) is allocated, characterised in that the device (50) for templating the cylinder crankcases (12) comprises a turntable (52), which can be rotated about its axis of rotation (56) in defined steps by means of a drive unit (54), so that, within the processing section (24) and/or (32), a masking template (38) can be brought into a defined processing position relative to the cylinder crankcases (12).

9. Arrangement according to claim 8, characterised in that the turntable (52) provides seatings (58) for the masking template (38).

10. Arrangement according to claim 9, characterised in that the turntable (52) provides at least two, especially four, seatings (58) disposed at 90° relative to one another.

11. Arrangement according to any one of the preceding claims, characterised in that the processing sections (24) and/or (32) comprise a lifting device (42), by means of which the cylinder crankcases (12) can be displaced towards the positioned masking templates (38).

12. Arrangement according to any one of the preceding claims, characterised in that the device (50) provides a cleaning device (62), by means of which used masking templates (38) can be cleaned.

13. Arrangement according to any one of the preceding claims, characterised in that the device (50) comprises an automatic sleeve-changing device, by means of which wearing-sleeves in the masking templates (38) can be replaced.

14. Arrangement according to any one of the preceding claims, characterised in that stops (60) are allocated to the turntable (38) to allow the accurate positioning of the masking templates (38).

Revendications

1. Procédé d'application thermique de revêtement sur des surfaces d'un espace interne, en particulier sur des surfaces de frottement des cylindres d'un bloc-cylindres, les blocs-cylindres étant amenés à une station de traitement et au moins un traitement préliminaire des surfaces sur lesquelles doit avoir lieu l'application du revêtement ainsi que l'application thermique proprement dite du revêtement ayant lieu à l'intérieur de la station de traitement et les zones du bloc-cylindres sur lesquelles aucun traitement ne doit avoir lieu dans la station de traitement étant recouvertes (par un gabarit) avant le traitement préliminaire, caractérisé en ce que le recouvrement par un gabarit du bloc-cylindres a lieu séparément pour le traitement préliminaire et pour le revêtement thermique.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le recouvrement par un gabarit et la mise à disposition des gabarits de recouvrement sur un dispositif de nettoyage ont lieu automatiquement à l'aide d'une installation de mise à disposition des gabarits de recouvrement.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le recouvrement par gabarit des blocs-cylindres a lieu avant l'introduction des blocs-cylindres dans la station de traitement.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs-cylindres sont lavés, dégraissés et séchés avant le traitement préliminaire et avant le recouvrement par gabarit.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le recouvrement par gabarit a lieu par la mise en place d'un gabarit de recouvrement sur une surface de culasse des blocs-cylindres.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les gabarits de recouvrement sont placés par leur propre poids sur les blocs-cylindres.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gabarits de recouvrement sont placés sur les blocs-cylindres en étant fixés dans leurs positions.

8. Dispositif pour l'application thermique de revêtement sur des surfaces d'un espace interne, en particulier sur des surfaces de frottement des cylindres d'un bloc-cylindres (12), avec une station de traitement (10) subdivisée en sections de traitement (18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36), au moins un traitement préliminaire des surfaces à munir d'un revêtement et une application thermique de revêtement sur les surfaces ayant lieu à l'intérieur des sections de traitement (24, 32) et un dispositif (50) pour réaliser un recouvrement par gabarit des blocs-cylindres leur étant attribué, caractérisé en ce que le dispositif (50) pour réaliser un recouvrement par gabarit des blocs-cylindres (12) comprend un plateau tournant (52) qui, à l'aide d'un moteur (54), peut faire l'objet d'une rotation avec des pas définis autour de son axe de rotation (56), de sorte qu'à l'intérieur de la section de traitement (24) et/ou (32) un gabarit de recouvrement (38) peut être amené dans une position de traitement définie aux bloc-cylindres (12).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le plateau tournant (52) comprend des logements (58) pour le gabarit de recouvrement (38).

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le plateau tournant (52) comprend au moins deux, en particulier quatre logements (58) décalés de 90° les uns par rapport aux autres.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sections de traitement (24) et/ou (32) comprennent un dispositif de levage (42) à l'aide duquel les blocs-cylindres (12) peuvent être déplacés contre les gabarits de recouvrement déjà positionnés (38).

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif (50) comprend une installation de nettoyage (62) à l'aide de laquelle peut avoir lieu un nettoyage des gabarits de recouvrement déjà utilisés (38).

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif (50) comprend un automate de changement de douilles, à l'aide duquel des douilles d'usure se trouvant dans les gabarits de recouvrement (38) peuvent être changées.

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plateau tournant (52) est muni de butées (60) servant à un positionnement précis des gabarits de recouvrement (38).

Zeichnung