[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 Al
2O
3 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.
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.
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).
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).