CH200116A - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mit einer Kolbenlaufbüchse versehenen Leichtmetallzylinders für Brennkaftmaschinen, wobei die Kolbenlaufbüchse aus härterem Werkstoff als der Leichtmetallzylinder besteht, und nach dem Verfahren hergestellter Leichtmetallzylinder mit Kolbenlaufbüchse. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mit einer     Kolbenlaufbiichse    versehenen       Leichtmetallzylinders    für     Brennkaftmaschinen,    wobei die     IKolbenlanfbüchse    ans härterem       Werkstoff    als der Leichtmetallzylinder besteht, und nach dem Verfahren  hergestellter     Leichtmetallzylinder    mit     golbienlanfbüchse.       Die vorliegende     Erfindung    bezieht sich  auf ein Verfahren zur Herstellung eines     mit     einer     Kolbenlaufbüchse        versehenen    Leicht  metallzylinders für     Brennkraftmaschinen,

       wobei die     Kolbenlaufbüchse    aus härterem  Werkstoff als der Leichtmetallzylinder be  steht. Das Verfahren gemäss der Erfindung  zeichnet sich dadurch aus, dass der härtere  metallische Werkstoff in den Ringspalt zwi  schen der Innenwand des beidseitig offenen  Zylinders und einem     in    diesen eingesetzten  Kern eingegossen wird, so     dass'.    die beiden  Werkstoffe sich durch oberflächliches Ver  schmelzen     verbinden.     



  Die Erfindung bezieht sich ferner auf  eine Vorrichtung zur Ausführung des Ver  fahrens, die sich auszeichnet durch einen  Träger für den Leichtmetallzylinder, welcher  Träger mit     Mitteln    zur Befestigung des einen  Endes des Zylinders und mit einer Ausneh-         mung    zum     Einsetzen    des Kernes versehen  ist, der     zentrisch    im Zylinder unter     Bildung     eines Ringspaltes sitzt.  



  Schliesslich     betrifft    die     Erfindung    einen  Leichtmetallzylinder mit     Kolbenlaufbüchse,     der nach dem Verfahren gemässe der Erfin  dung hergestellt ist.  



  Zur Vermeidung des raschen Verschleisses  von aus Aluminium oder Aluminiumlegie  rungen     bestehenden    Zylindern für     Brenu-          kraftmaschinen    hat man vielfach vorgeschla  gen, die     Kolbenlauffläche    mit     einer    härteren  Schicht zu überziehen. Beispielsweise ist  hierfür das bekannte     Metallspritzverfahren     unter Anwendung entsprechender Vorkehrun  gen empfohlen worden, um     auf    diese Weise  eine Schicht aus Eisen oder anderem Metall  zu bilden.

   Ferner sind auf der Lauffläche  galvanische Niederschläge von Hartmetallen  ausgeführt worden, oder man hat mittels      hydraulischer Pressen eiserne oder     stählerne     Laufbüchsen in die Bohrung des Zylinders  gepresst. Alle diese Verfahren kranken jedoch  an der ungenügenden Verbindung des die       Kolbenlauffläche    bildenden Überzugs mit  dem eigentlichen     Leichtmetallzylinder    und  an der mangelhaften Ableitung der Wärme  beim Arbeiten des     Motors.     



  Durch die vorliegende Erfindung sollen  die angeführten Nachteile behoben werden.  Das flüssige Metall wird vorzugsweise durch  eine mittlere Bohrung des Kerns eingegossen  und gelangt zweckmässig durch anschliessende  zur Zylinderwand führende     Kanäle    am un  tern Ende der Bohrung in den Ringspalt  zwischen Zylinder und gern, in welchem es  bis zum obern Rande     aufsteigt    und sich mit  der Innenfläche des Zylinders aus Leicht  metall verbindet, wobei     oberflächlich    eine  Legierung zwischen beiden Werkstoffen ent  stehen kann. Dies ergibt eine bessere Wärme  übertragung auf die Kühlrippen des Zylin  ders.  



  Die Verbindung zwischen den verschiede  nen Werkstoffen kann noch verbessert wer  den, indem während des Eingiessens des  Werkstoffes für die     Kolbenlaufbüchse    der  Zylinder mit dem Kern rasch um seine Achse  gedreht wird, wobei durch die Fliehkraft das  flüssige     Metall    mit grösserem Druck in den  Ringspalt und gegen die Innenfläche des Zy  linders getrieben wird und sich überdies ein  dichterer Überzug bildet.  



  In beiliegender Zeichnung ist beispiels  weise eine Vorrichtung zur Ausführung des  Verfahrens zur Herstellung der     Kolbenlauf-          büchse    im Schnitt dargestellt. Die Figur  zeigt auch Mittel zur Anwendung des Schleu  derns.  



  Der beidseitig offene     Leichmetallzylinder     3 aus     Aluminium    oder einer Aluminiumlegie  rung wird mittels Spannklötzen 9 auf einem  Träger 2 befestigt, durch den auch sein un  teres Ende verschlossen wird. In die     Bohrung     des Zylinders wird der gegebenenfalls mehr  teilige mit einer als mittleren     Einguss    dienen  den mittleren     Bohrung    5 versehene Kern 4  eingesetzt.

   Zwischen der     Innenfläche    des Zy-         linders    3 und der     Mantelfläche    des     Hernes    4  verbleibt ein Ringspalt 6, dessen Weite sich  nach der     gewünschten        Stärke    der     Kolben-          la.ufbüchse    und nach der     Fliessbarkeit    des zu       ihrer        Bildung    dienenden     Metaller        richtet.        Das     Metall der     Kolbenlaufbüchse    ist     härter    als  dasjenige des 

  Leichtmetallzylinders; es kann  aus Gusseisen, aus Stahl oder einem andern  harten Metall oder einer     Legierung,    beispiels  weise einer     harten        Aluminiumlegierung,    be  stehen. Das flüssige Metall wird durch die  Bohrung 5 eingeführt, worauf es in den  Ringspalt gelangt. Die beiden Werkstoffe  verbinden sich dann     durch    oberflächliches Zu  sammenschmelzen.

   Am obern Ende des Zylin  ders, das von einer Schulter des Kernes ab  geschlossen wird,     ist    eine     Erweiterung    7 der       Zylinderbohrung    vorgesehen zur Bildung  eines die Büchse im Zylinder     noch        besonders     verankernden Flansches. In der Nähe des  untern Endes der Bohrung 5 gehen in einer  Ebene angeordnete radiale Verbindungs  kanäle 8 aus, die die Verbindung mit dem       untern    Teil des Spaltes 6 herstellen und nahe  dem untern Zylinderende     angeordnet    sind.

    Zur genauen Zentrierung ist der Träger 2 mit  einer     Ausnehmung        versehen,    in die das untere  Ende des     Kernes    4     eingreift,    während oben  der     Kern    den Zylinder am obern Ende über  greift und das obere Ende des Spaltes ver  schliesst.  



  Die dargestellte     Vorrichtung    lässt sich  auch für den     Schleuderguss        verwenden,    indem  der Träger 2 des Zylinders, der auf einer  senkrechten Welle 10 befestigt ist, rasch um  die Zylinderachse gedreht wird. Hierdurch  wird das     flüssige        Metall    in den Kanälen 8  mit grösserem Druck nach aussen     befördert,     so     dass    es rascher in dem Spalt     aufsteigt        und     in diesem verdichtet wird.  



  Die Anwendung der besonderen Vorrich  tung zum Eingiessen     des        Metaller    bringt     ge-          wisse    Vorteile mit sich. Der Kern 4, der auf  beliebige     Weise    in dem Zylinder festgestellt  werden kann, kann nach oben hin beliebig  lang ausgeführt sein, um einen hohen     Guss-          kopf    zu erhalten. Der     Kern    besteht zweck  mässig aus einem     wärmeisolierenden    Werk-           stoff,    um die rasche     Abkühlung    beim Ein  giessen zu verhüten.

   Zu diesem Zweck kann  er aus einem     feuerbeständigen    Material, z. B.  Sand, Ton, Metall, geformt sein. In dem  zuerst genannten Fall lässt er sich durch     Zer-          leleinern    leicht entfernen, während bei An  wendung eines     aus    einem starren Werkstoff,  z. B. Gusseisen, bestehenden Kernes dieser  mehrteilig ausgeführt ist, und die Teilungs  fuge etwa in der Ebene der Oberfläche der  Scheibe 2 liegt und vorzugsweise durch die  Ebene der Kanäle 8 geht, wobei die beiden  Teile des Kernes miteinander verzapft sind.  Man kann dann den obern Teil, dessen Man  telfläche zweckmässig schwach konisch ge  staltet ist, nach oben herausziehen..  



  Die radialen     Kanäle    8 können auch an  höherer Stelle des     Kernes    liegen, vorteilhaft  jedoch derart, dass das Metall in der untern  Hälfte des Zylinders in den Spalt fliesst.  



  Die Verbindung der verschiedenen für den  Zylinder und die     golbenlaufbüchse    gewähl  ten Werkstoffe     miteinander    kann erforder  lichenfalls entsprechend der Art der verwen  deten Metalle und der Temperatur des einzu  giessenden     Metalles    dadurch begünstigt wer  den, dass man den Zylinder vor dem Giessen  der Laufbüchse auf eine Temperatur bringt,  bei der seine Innenfläche durch das einge  gossene Metall gerade zum Fliessen gebracht  wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Herstellung eines mit einer golbenlaufbüchse versehenen Leicht metallzylinders für Brennkraftmaschinen. wobei die Kolbenlaufbüchse aus härterem Werkstoff als der Leichtmetallzylinder be steht, dadurch gekennzeichnet, dass der här tere metallische Werkstoff in den Ringspalt zwischen der Innenwand des beidseitig offe nen Zylinders und einem in den Zylinder ein gesetzten gern eingegossen wird, so dass sieh die beiden Werkstoffe durch oberflächliches Zusammenschmelzen verbinden. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Eingiessen des Metalles durch einen mittleren Ein guss erfolgt und das Metall in. der untern Hälfte des Zylinders in den Ringspalt fliesst. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Zylinder während des Eingiessens zur Erzielung einer Schleuderwirkung um .seine Achse gedreht wird.

   PATENTANSPRUCH II: Vorrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, gekennzeich net durch einen Träger für den Leichtmetall- zylinder, welcher Träger mit Mitteln zur Be- festigung des einen Endes des Zylinders und mit einer Ausnehmung zum Einsetzen des Kernes versehen ist,

   .der zentrisch im Zylin der unter Bildung eines Ringspaltes sitzt. UNTERANSPRTICHE Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass der Kern mit einem mittleren Einguss und mit von diesem zum Spalt führenden Verbin dungskanälen versehen ist.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, @dass der in einer Ausnehmung des Trägers zentrierte gern mit seinem obern Teil den Zylinder über greift und das obere Ende des Spaltes verschliesst.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch ä, dadurch gekennzeich net, dass die Verbindungskanäle nahe dem untern Ende des Kernes vorgesehen sind. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass der aus starrem Werkstoff be stehende Kern mehrteilig ist, dass die \Verbindungskanäle in einer Ebene ange ordnet sind und dass eine Teilungsfuge in dieser Ebene ausgeführt ist.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass der Träger mit einer Einrichtung versehen ist, mit- tels deren der Zylinder um seine Achse gedreht werden kann. PATENTANSPRUCH III Leichtmetallzylinder mit Kolbenlauf büchse, hergestellt nach dem Verfahren ge mäss Patentanspruch I. UNTERANSPRÜCHE: B.

   Leichtmetallzylinder mit Kolbenlauf büchse nach Patentanspruch 11I, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenlauf- büchse von einer innern Metallschicht ge bildet ist, die aus härterem Werkstoff als der Leichtmetallzylinder besteht und mit letzterem durch Zusammenschmelzen der Berührungsstellen verbunden ist.

   9.teiehtmetallzylinder mit Kolbenlauf- büchse nach,Patentanspruch III und Un- teranspruch 8, dadurch gekennzeichnet.

   daB die Kolbenlaufbüchee aus einer Alu miniumlegierung besteht, die einen höhe ren Schmelzpunkt besitzt als die den Zy linder bildende Aluminiumlegierung. 10. Leichtmetallzylinder mit Kolbenlauf büchse nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Zylin der aus Leichtmetall verbundene Lauf büchse aus einem Metall der Eisengruppe besteht.