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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinderbohrung in einem Motorblock sowie ein Verfahren zum Bilden einer solchen Zylinderbohrung.
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Kraftfahrzeugmotorblöcke enthalten eine Anzahl Zylinderbohrungen. Die Innenfläche jeder Zylinderbohrung ist maschinell so bearbeitet, dass sie für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen geeignet ist, beispielsweise eine geeignete Verschleißbeständigkeit und Festigkeit aufweist. Die maschinelle Bearbeitung kann zum Erzielen einer endbearbeiteten Innenfläche ein Rauen der Innenfläche, ein Auftragen einer Metallbeschichtung auf die geraute Oberfläche und nachfolgendes Honen der Metallbeschichtung umfassen. Im Stand der Technik sind diverse Oberflächenrautechniken bekannt; sie weisen jedoch eine oder mehrere Beeinträchtigungen oder Nacheile auf.
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In einer ersten offenbarten Ausführungsform weist ein Motorblock eine Zylinderbohrungswandung auf, die einen ersten Abschnitt mit einem ersten Durchmesser und eine zweiten Abschnitt, der sich axial an den ersten Abschnitt anschließt und einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer als der erste Durchmesser ist, umfasst. Im zweiten Abschnitt ist eine Reihe bzw. Mehrzahl von parallelen, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nuten ausgebildet. Ein nicht-abdeckendes Teilstück umfasst eine Abschrägung in Umfangsrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt. Die Abschrägung stellt eine weniger abrupte Ecke zwischen den Abschnitten mit größerem und kleinerem Durchmesser bereit und schließt so eine Abdeckung beim Spritzen aus, die ansonsten beim Auftragen einer Metallspritzbeschichtung auf die Zylinderbohrungswandung auftreten kann.
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In einer weiteren offenbarten Ausführungsform weist die Abschrägung eine flache Oberfläche auf. Die flache Oberfläche kann in einem Winkel zu einer Normalebene zur Längsachse der Zylinderbohrung angeordnet sein, wobei der Winkel in einem ungefähren Bereich von 15° bis 60° liegt.
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In einer anderen offenbarten Ausführungsform weist die Abschrägung eine gekrümmte Oberfläche auf. Die gekrümmte Oberfläche kann konvex sein.
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In einer anderen offenbarten Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Bilden eines Motorblocks, der eine Zylinderbohrung aufweist, Bilden eines ersten Abschnitts der Bohrung mit einem ersten Durchmesser, Bilden eines zweiten Abschnitts der Bohrung, der einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer als der erste Durchmesser ist, und Bilden einer Mehrzahl von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nuten im zweiten Abschnitt. Das Verfahren umfasst weiterhin Bilden eines nicht-abdeckenden Teilstücks, das eine Abschrägung in Umfangsrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt umfasst.
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In einer anderen offenbarten Ausführungsform weist eine Zylinderbohrung eine zylindrische Wandung auf, die einen ersten Abschnitt mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Abschnitt, der sich axial an den ersten Abschnitt anschließt und einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer als der erste Durchmesser ist, umfasst. Der zweite Abschnitt umfasst ein genutetes Teilstück mit einer Reihe von darauf angeordneten, sich in Umfangsrichtung erstreckenden, sich gegenseitig abwechselnden Nuten und Zähnen, sowie ein nicht-abdeckendes Teilstück, das sich unmittelbar an eine Stirnfläche zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt anschließt. Das nicht-abdeckende Teilstück weist einen konstanten Durchmesser sowie eine axiale Länge auf, die mindestens das Zweifache der Nutenbreite beträgt. Das nicht-abdeckende Teilstück kann einen Durchmesser aufweisen, der im Wesentlichen gleich einem Bohrungsdurchmesser gemessen bis zu Zahnspitzen des genuteten Teilstücks ist. Alternativ dazu kann das nicht-abdeckende Teilstück einen Durchmesser aufweisen, der im Wesentlichen gleich einem Bohrungsdurchmesser gemessen bis zu den Nutenböden ist.
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In einer anderen offenbarten Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Bilden einer Zylinderbohrung, die eine Zylinderwandung definiert, die Zylinderwandung, Bilden des ersten Abschnitts, so dass dieser einen ersten Durchmesser aufweist, Bilden des zweiten Abschnitts, so dass dieser einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des ersten Abschnitts aufweist, und Bilden einer Reihe von sich in Umfangsrichtung erstreckenden, sich gegenseitig abwechselnden Nuten und Zähnen auf dem zweiten Abschnitt. Die Reihe von Nuten und Zähnen endet in einem Abstand zu einer Stirnfläche zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt, um ein nicht-abdeckendes Teilstück zu definieren, das sich unmittelbar an die Stirnfläche anschließt, wobei das nicht-abdeckende Teilstück einen konstanten Durchmesser sowie eine axiale Länge aufweist, die mindesten das Zweifache einer Nutenbreite beträgt.
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Die hier beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in ihren wesentlichen Grundzügen in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt. Durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gehen jedoch auch andere Merkmale hervor und die Ausführungsformen werden besser verständlich. In den Zeichnungen zeigen:
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1A eine Draufsicht auf eine Verbindungs- bzw. Oberfläche eines beispielhaften Motorblocks eines Verbrennungsmotors;
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1B eine Teilquerschnittsansicht einer Zylinderbohrung entlang der Linie 1B-1B der 1A;
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2A eine Zylinderbohrung nach einem Vorbohrschritt, in dem eine unbearbeitete Zylinderbohrungsinnenwandung auf einen Durchmesser gebohrt wird;
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2B eine Zylinderbohrung nach einem Interpolationsschritt, in dem ein Hubbereich bearbeitet wird, um eine zurückversetzte Aussparung sowie Nuten und Zähne in Umfangsrichtung zu erzeugen;
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2C eine Zylinderbohrung nach einem Deformationsschritt, in dem, um deformierte Zähne zu erzielen, flache Spitzen zwischen benachbarten Nuten deformiert werden;
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2D eine Zylinderbohrung nach einem Interpolationsschritt, in dem einer oder mehrere der Nichthubbereiche zum Bilden von Nuten und Zähnen in Umfangsrichtung bearbeitet werden;
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2E eine vergrößerte schematische Ansicht von Nuten in Umfangsrichtung, die in den Nichthubbereichen einer Zylinderbohrung gebildet sind;
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3 eine abgebrochene Explosionsansicht der Innenfläche einer Zylinderbohrung aus dem Stand der Technik vor, während und nach einem Interpolationsschritt;
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4 die Zylinderbohrung aus dem Stand der Technik der 3, nachdem eine Metallbeschichtung auf die Bohrungswandung aufgespritzt worden ist;
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5 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Innenfläche einer Zylinderbohrung mit einem nicht-abdeckenden Teilstück;
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6 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Innenfläche einer Zylinderbohrung mit einer zweiten Ausführungsform eines nicht-abdeckenden Teilstücks;
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7 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Innenfläche einer Zylinderbohrung mit einer dritten Ausführungsform eines nicht-abdeckenden Teilstücks;
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8 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Innenfläche einer Zylinderbohrung mit einer vierten Ausführungsform eines nicht-abdeckenden Teilstücks;
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9 die Zylinderbohrung der 5, nachdem eine Metallbeschichtung auf die Bohrungswandung aufgespritzt worden ist; und
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10 die Zylinderbohrung der 7, nachdem eine Metallbeschichtung auf die Bohrungswandung aufgespritzt worden ist.
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Es wird nun ausführlich auf Ausführungsformen, die den Erfindern bekannt sind, Bezug genommen. Es versteht sich jedoch, dass offenbarte Ausführungsformen für die vorliegende Erfindung lediglich beispielhaft sind, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert werden kann. Deshalb sind die hierin offenbarten spezifischen Details nicht als beschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlagen, um dem Fachmann aufzuzeigen, wie er die vorliegende Erfindung unterschiedlich umsetzen kann.
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Außer wo dies ausdrücklich angegeben ist, sind alle zahlenmäßigen Größen in dieser Beschreibung, die Materialmengen angeben, beim Beschreiben des breitesten Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung als durch das Wort "etwa" modifiziert zu verstehen.
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Kraftfahrzeugmotorblöcke enthalten eine Anzahl Zylinderbohrungen. Die Innenfläche jeder Zylinderbohrung ist maschinell so bearbeitet, dass sie für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen geeignet ist, beispielsweise eine geeignete Verschleißbeständigkeit und Festigkeit aufweist. Die maschinelle Bearbeitung kann zum Erzielen einer endbearbeiteten Innenfläche mit der notwendigen Festigkeit und Verschleißbeständigkeit ein Rauen der Innenfläche, ein Auftragen einer Metallbeschichtung auf die geraute Oberfläche und nachfolgendes Honen der Metallbeschichtung umfassen. Das Rauen der Oberfläche verbessert die Haftung der Metallbeschichtung an der Zylinderbohrung. Alternativ dazu kann eine Zylinderbüchse mit den notwendigen Festigkeits- und Verschleißbeständigkeitseigenschaften in die unbearbeitete Innenfläche der Zylinderbohrung eingesetzt werden.
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Die vorliegend offenbarten Ausführungsformen stellen Prozesse zum Rauen der Innenfläche zylindrischer Bohrungen, z.B. Zylinderbohrungen eines Motorblocks, bereit, um die Haftung und Bindung einer nachfolgend aufgetragenen Metallbeschichtung, z.B. einer thermischen Spritzbeschichtung, auf die Innenfläche zu verbessern. Dementsprechend kann die endbearbeitete Innenfläche eine verbesserte Festigkeit und Verschleißbeständigkeit aufweisen.
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1A zeigt eine Draufsicht auf eine Verbindungsfläche eines beispielhaften Motorblocks 100 eines Verbrennungsmotors. Der Motorblock enthält Zylinderbohrungen 102. 1B zeigt eine Teilquerschnittsansicht einer Zylinderbohrung 102 entlang der Linie 1B-1B der 1A. Die Zylinderbohrung 102 weist einen Innenwandungsabschnitt 104 auf, der aus einem Metall wie u.a. Aluminium, Magnesium oder Eisen, oder einer Legierung davon, oder Stahl gebildet sein kann. Wegen ihres verhältnismäßig leichten Gewichts im Vergleich zu Stahl oder Eisen, können bei bestimmten Anwendungen Aluminium oder Magnesium eingesetzt werden. Die verhältnismäßig leichtgewichtigen Aluminium- oder Magnesiumlegierungen können eine Verringerung der Motorgröße und des Motorgewichts erlauben, was die Leistungsfähigkeit und den Kraftstoffverbrauch des Motors verbessern kann.
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2A, 2B, 2C, 2D und 2E zeigen Querschnittsansichten einer Zylinderbohrungsinnenwandung, die sich auf Schritte eines Prozesses zum Aufbringen eines Profils in die Innenwandung bzw. Innenfläche der Zylinderbohrung beziehen. Bei den Schritten handelt es sich um Schritte, um die Zylinderbohrung in einer im Stand der Technik wohlbekannten Art und Weise für einen Spritzauftrag einer Metallbeschichtung vorzubereiten. 2A zeigt einen Vorbohrschritt, in dem eine unbearbeitete Zylinderbohrungsinnenwandung 200 auf einen ersten Durchmesser D1 gebohrt wird, der in der Regel kleiner ist als der Durchmesser des endbearbeiteten, z.B. gehonten, Durchmessers der Innenwandung. In einigen Varianten beträgt die Durchmesserdifferenz 150 bis 250 Mikron (µm).
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2B zeigt einen Interpolationsschritt, in dem eine Aussparung 206 mit einem zweiten Durchmesser D2 > D1 in die vorgebohrte Innenwandung 200 eingearbeitet wird. Die axiale Erstreckung der Aussparung 206 entspricht allgemein einem Hubbereich 202, d.h. der Strecke, die die (nicht gezeigten) Ringe eines Kolbens innerhalb der Zylinderbohrung zurücklegen. Die Oberfläche des Hubbereichs wird beständig gegenüber dem durch den Hub der Kolbenringe verursachten Verschleiß hergestellt. In einigen Varianten beträgt die Länge des Hubbereichs 202 90 bis 150 Millimeter. Der Interpolationsschritt kann unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Schneidwerkzeugs der in der US-Patentanmeldung 13/913,871, deren Offenbarung hiermit unter Bezugnahme einbezogen wird, offenbarten Art durchgeführt werden.
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Als Folge des Interpolationsschritts weist die Zylinderbohrung auch Nichthubbereiche 214 und 216 auf. Diese Bereiche liegen außerhalb (d.h. über bzw. unter) der axialen Hubstrecke des Kolbens, so dass die Verschleißbeständigkeit der Oberfläche nicht so wichtig ist wie im Hubbereich. In einigen Varianten beträgt die Länge des Nichthubbereichs 214 2 bis 7 Millimeter. In einigen Varianten beträgt die Länge des Nichthubbereichs 216 5 bis 25 Millimeter.
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Das Rauen auf der Grundlage einer Interpolation kann mit einem (nicht gezeigten) Schneidwerkzeug durchgeführt werden, welches (wie im vergrößerten Bereich 208 der 2B gezeigt) eine Reihe von parallelen, sich in Umfangsrichtung erstreckenden, sich gegenseitig abwechselnden Nuten 204 und Zähnen 207 in der Oberfläche der Zylinderbohrung 200 ausbildet. Die Nuten und Zähne können zu Beginn als rechteckförmiges Wellenmuster mit gleichmäßigen Abmessungen ausgebildet werden, wobei die Böden der Nuten und die Spitzen der Zähne flach sind. Das Schneidwerkzeug kann die Nuten 204 und die Zähne 207 im Wesentlichen gleichzeitig mit dem zweiten Durchmesser D2 ausbilden. Das Schneidwerkzeug kann zum Rauen nur eines ausgewählten Bereichs der Bohrung verwendet werden, wie z.B. des Ringhubbereichs 202 der Bohrung. Das Rauen nur des Ringhubbereichs der Bohrung kann die Beschichtungstaktzeit, den Materialverbrauch, die Zeit für das Honen sowie das Bespritzen des Kurbelgehäuses verringern.
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Es versteht sich, dass Größe, Gestalt und Anzahl der Nuten und Zähne wie im vergrößerten Bereich 208 gezeigt lediglich beispielhaft sind und dass sich die sich gegenseitig abwechselnden Nuten und Zähne mit Ausnahme der unten beschriebenen Abschnitte vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte Länge des Hubbereichs 202 erstrecken können. Die Abmessung 210 zeigt die Tiefe der Aussparung 206, die gleich ist der eineinhalbfachen Differenz zwischen dem zweiten Durchmesser D2 und dem ersten Durchmesser D1. Die Abmessung 212 zeigt die Tiefe der Nuten 204 in Umfangsrichtung. In einigen Varianten beträgt die Nutentiefe 100 bis 140 Mikron. In anderen Varianten beträgt die Nutentiefe 120 Mikron. In einigen Varianten beträgt die Aussparungstiefe 100 bis 300 Mikron. In einer anderen Variante beträgt die Aussparungstiefe 250 Mikron.
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2C zeigt die Zylinderbohrung nach einem optionalen Deformationsschritt, in dem die flachen Spitzen der Zähne 207 deformiert werden, um deformierte Spitzen 222 zu erzielen, bei denen jede Spitze 222 ein Paar Hinterschneidungen 224 aufweist, wie dies im vergrößerten Bereich 226 der 2C gezeigt wird. Der Deformationsschritt hat zur Folge, dass die Nuten 204 und die Zähne 207 allgemein trapezförmige Querschnitte aufweisen. Es versteht sich, dass Größe, Gestalt und Anzahl der deformierten Nuten und Zähne wie im vergrößerten Bereich 226 gezeigt lediglich beispielhaft sind. Der Deformationsschritt kann unter Verwendung eines Schlagwerkzeugs der in der US-Patentanmeldung 13/913,817 offenbarten Art durchgeführt werden.
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2D zeigt die Zylinderbohrung nach einem optionalen Interpolationsschritt, in dem einer oder beide der Nichthubbereiche 214 und 216 unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Schneidwerkzeugs bearbeitet werden, um sich gegenseitig abwechselnde Nuten 228 und Zähne 232 in Umfangsrichtung zu erzielen, wie dies im vergrößerten Bereich 230 der 2E gezeigt wird. In der Regel werden die Zähne in den Nichthubbereichen nicht deformiert, so dass die Zähne 232 und die Nuten 228 ihre rechteckigen Querschnitte beibehalten. Es versteht sich, dass die Anzahl der im vergrößerten Bereich 230 gezeigten Nuten lediglich beispielhaft ist. In einer Ausführungsform bilden die Nuten ein rechteckförmiges Wellenbild mit gleichmäßigen Abmessungen. In einigen Varianten beträgt die Abmessung 25 bis 100 Mikron.
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Die Nichthubbereiche 214, 216 benötigen keine nachfolgende Metallspritzbeschichtung, weil im fertiggestellten Motorblock (d.h. nach abschließendem Honen der Zylinderbohrung) in jenen Bereichen keine verschleißbeständige Metallbeschichtung vorliegt. Jedoch bleibt eine (nicht gezeigte) Pistole, welche die Metallspritzbeschichtung aufträgt, in der Regel während des gesamten Spritzprozesses in Betrieb. Falls diese Nichthubbereiche nicht geraut werden, kann versehentlich darauf aufgespritztes Metall möglicherweise nicht haften, was Ablösungen bewirkt. Diese Ablösungen können während dem Honen in die Bohrung fallen und sich zwischen den Honsteinen und den Bohrungswandungen verfangen, was unannehmbare Kratzer verursacht. Die Ablösungen können auch in das Kurbelgehäuse fallen, von wo sie dann entfernt werden müssten. Durch das Einbringen der hier beschriebenen jährlichen Nuten in die Nichthubbereiche haftet das thermische Spritzmaterial während des Spritzprozesses und vermindert eine Verschmutzung der vorgesehenen Spritzoberfläche und des Kurbelgehäuses. Die auf die Nichthubbereiche aufgespritzte Metallbeschichtung lässt sich während des nachfolgenden Honvorgangs leicht entfernen.
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3 stellt eine vergrößerte Querschnittsansicht der Innenwandung der Zylinderbohrung 200 bei Abschluss der in den 2A–2D dargestellten Schritte dar. Die Nichthuboberfläche 214 enthält quadratförmige Nuten 230, und die Huboberfläche 202 weist trapezförmige Nuten 204 auf, wie sie durch die oben erläuterte Schlagbearbeitung ausgebildet sein können. Der Interpolationsschritt aus dem Stand der Technik (oben mit Bezug auf die 2B beschrieben) bildet eine Stirnfläche 234 aus, die allgemein senkrecht zu den Oberflächen des Hubbereichs 202 und des Nichthubbereichs 214 zu beiden Seiten der Stirnfläche (und allgemein normal zu einer axialen Mittellinie der Zylinderbohrung) steht. Es ist ersichtlich, dass das Vorhandensein einer Nut 204, die sich unmittelbar an die Stirnfläche 234 anschließt, an dieser Stelle eine verhältnismäßig schmale und tiefe Ecke C erzeugt.
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4 stellt einen Querschnitt einer Zylinderbohrungswandung 102 nach Auftrag eines Metallbeschichtungsmaterials 236 durch einen im Stand der Technik bekannten Spritzprozess dar. 4 stellt dar, dass die Ecke C einen Abdeckungseffekt in Bezug auf das Spritzen ausübt, der die Metallbeschichtung an einem vollständigen Ausfüllen der Ecke C hindert (wie dies durch das Studium von Gefügebildern von Motorblöcken erkannt worden ist). Dieser Abdeckungseffekt kann einen Eckleerraum V zur Folge haben, wo die Metallbeschichtung nicht mit dem Grundmetall des Motorblocks in Kontakt kommt. Ein solcher Eckleerraum V hat eine örtliche Schwächung der Haftung zwischen der Spritzbeschichtung und dem Motorblock zur Folge. Eine solche örtlichen Schwächung der Haftung kann während nachfolgender Bearbeitungsschritte (beispielsweise Honen der Zylinderbohrung auf den Enddurchmesser) oder beim Betrieb des Motors eine Loslösung der Metallbeschichtung vom Block zur Folge haben.
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5 stellt einen Querschnitt einer Zylinderbohrungswandung 102 mit einem nicht-abdeckenden Teilstück 330a dar, das sich an die Verbindungsstelle zwischen dem Hubbereich 202 und dem Nichthubbereich 214 anschließt. Das nicht-abdeckende Teilstück umfasst eine Abschrägung 302 in Umfangsrichtung, die eine weniger abrupte Ecke zwischen den Hubbereichen 202 (größerer Durchmesser) und den Nichthubbereichen 214 (kleinerer Durchmesser) bereitstellt und somit jeglichen Spritzabdeckungseffekt der kantigeren Ecke C im Stand der Technik (siehe 3 und 4) ausschließt. Die Abschrägung 302 weist eine allgemein flache Oberfläche auf, die in einem Winkel α zu einer Normalebene zur Längsachse der Bohrung angeordnet ist und somit die kantige Ecke an der Verbindungsstelle zwischen den zwei Abschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern ausschließt. Der Winkel α kann vorzugsweise im Bereich von ungefähr 15° bis 60° liegen. Es hat sich herausgestellt, dass die Abschrägung 302 einer (nicht gezeigten) Metallbeschichtung, die durch einen Spritzprozess aufgetragen wird, das vollständige Ausfüllen der Ecke erlaubt (wobei jeglicher Eckleerraum ausgeschlossen wird) und somit gegenüber dem Stand der Technik eine verbesserte Haftung bereitstellt.
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Der Begriff „nicht-abdeckendes Teilstück“ wird hier verwendet, um ein kurzes Teilstück der axialen Länge einer Zylinderbohrung zu definieren, das sich unmittelbar an eine Verbindungsstelle zwischen einem Teilstück mit größerem Durchmesser und einem Teilstück mit kleineren Durchmesser anschließt, wobei das Teilstück so gestaltet ist, dass physische Hindernisse, die einen Spritzauftrag einer Oberflächenbeschichtung blockieren oder abdecken könnten, minimiert werden. Das nicht-abdeckende Teilstück wird allgemein durch Vermeiden einer kantigen, abrupten, engen oder tiefen Ecke an der Verbindungsstelle erzielt.
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6 stellt einen Querschnitt einer Zylinderbohrungswandung mit einem nicht-abdeckenden Teilstück 300b dar, welches eine Abschrägung 304 mit einer konvex gekrümmten Oberfläche umfasst. In Übereinstimmung mit der oben mit Bezug auf 5 beschriebenen Ausführungsform schließt die Abschrägung 304 die kantige Ecke aus, die sonst am Übergang zwischen den zwei Durchmessern vorliegen würde, so dass eine (nicht gezeigte) Metallbeschichtung, die durch einen Spritzprozess aufgetragen wird, nicht abgedeckt wird und somit die Ecke vollständig ausfüllen kann, ohne dass ein Leerraum gebildet wird.
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7 stellt einen Querschnitt einer Zylinderbohrungswandung mit einem Hubbereich 202, einem Nichthubbereich 214 sowie einer zwischen den zwei Bereichen angeordneten ringförmigen Stirnfläche 234 dar. Der Hubbereich 202 ist in einen genuteten Bereich mit einer Reihe von darauf angeordneten, sich abwechselnden Zähnen 207 und Nuten 204 sowie einen nicht-abdeckenden Bereich 300c, der eine im Wesentlichen glatte Länge mit konstantem Durchmesser, die sich unmittelbar an die Stirnfläche 234 anschließt, umfasst, unterteilt. „Im Wesentlichen glatt“ bedeutet, dass keine bearbeiteten Rauigkeitsmerkmale, wie z.B. die entlang dem genuteten Teilstück, das den Großteil der axialen Länge des Hubbereichs darstellt, gebildeten sich abwechselnde Nuten und Zähne, vorkommen. Der Ausschluss der bearbeiteten Oberflächenrauigkeitsmerkmale (Nuten und/oder Zähne) auf dem sich der Stirnfläche 234 unmittelbar anschließenden Teilstück des Hubbereichs erzeugt eine Länge mit konstantem Durchmesser, die den Abdeckungseffekt beim Spritzen verringert, der sonst durch das Vorhandensein einer Nut oder eines Zahns in der Nähe der Ecke C‘ bewirkt würde.
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In der Ausführungsform der 7 wird das nicht-abdeckende Teilstück 300c durch Ausschließen oder „Überspringen“ eines einzelnen Zahns in Umfangsrichtung erreicht, der sonst der Stirnfläche 234 am nächsten liegen würde, wobei die Position des „übersprungenen“ Zahns 207‘ in 7 mit einer gestrichelten Linie gezeigt wird. Das Überspringen eines einzelnen Zahns in Umfangsrichtung stellt ein Teilstück mit konstantem Durchmesser bereit, das eine axiale Länge von mindestens der zweifachen Breite W der Nuten 204 aufweist. Es können zwei oder mehr Zähne in Umfangsrichtung, die sich unmittelbar an die Stirnfläche 234 anschließen, übersprungen werden (was ein nicht-abdeckendes Teilstück 300c von axial größerer Länge zur Folge hat), falls dies als notwendig erachtet wird, um ein Abdecken beim Spritzen zu vermeiden. Der Durchmesser der Zylinderbohrung im nicht-abdeckenden Bereich 300c ist gleich dem Durchmesser D2 (in 2B gezeigt) plus die zweifache Nutentiefenabmessung 212.
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In Übereinstimmung mit den in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen, minimiert das im Wesentliche glatte Teilstück 300c physische Hindernisse an der Ecke C‘ zwischen den jeweiligen Durchmessern des Hubbereichs und des Nichthubbereichs, so dass eine (nicht gezeigte) aufgespritzte Metallbeschichtung die Ecke vollständig ausfüllen kann, wobei dem Zylinderblock eine verbesserte Haftung erteilt wird.
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8 stellt einen Querschnitt einer Zylinderbohrungswandung mit einem nicht-abdeckenden Teilstück dar, das jenem in 7 gezeigten ähnlich ist, außer dass das im Wesentlichen glatte Teilstück 330d mit konstantem Durchmesser durch Ausschluss bzw. „Überspringen“ einer oder mehrerer Nuten gebildet wird, die sonst unmittelbar anschließend an die Stirnfläche 234 im Hubbereich 202 vorhanden wären. Der Ausschluss der bearbeiteten Oberflächenrauigkeit auf dem der Stirnfläche 234 nächsten Abschnitt des Hubbereichs verringert den Abdeckungseffekt beim Spritzen, der sonst durch einen Zahn oder eine Nut sehr nahe der Ecke C‘ bewirkt würde. In der gezeigten Ausführungsform wird die im Wesentlichen glatte Länge durch Ausschließen oder „Überspringen“ nur einer einzigen Nut (die „übersprungene Nut 240‘, die in 8 mit einer strich-punktierten Linie bezeichnet ist) erzielt, die sonst der Stirnfläche 234 am nächsten liegen würde. Das Überspringen einer einzigen Nut in Umfangsrichtung stellt ein nicht-abdeckendes Teilstück 300d mit konstantem Durchmesser bereit, das eine axiale Länge von mindestens einer zweifachen Breite W der Nuten 204 aufweist. Es können mehr als eine Nut übersprungen werden (was ein nicht-abdeckendes Teilstück 300d von größerer Länge zur Folge hat), falls dies als notwendig erachtet wird, um ein Abdecken beim Spritzen zu vermeiden.
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Die ungeraute Länge 300d minimiert physische Hindernisse an der Ecke C‘ zwischen den zwei Durchmessern, so dass die (nicht gezeigte) aufgespritzte Metallbeschichtung die Ecke vollständig ausfüllen kann, wobei dem Zylinderblock eine verbesserte Haftung erteilt wird.
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Die 9 und 10 stellen die Zylinderbohrungen 102 der 5 bzw. 6 dar, nachdem eine Metallbeschichtung 236 auf die Oberfläche der Bohrung aufgespritzt worden ist.
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Diese Anmeldung ist mit der Anmeldung mit der laufenden Nummer 13/461,160, eingereicht am 1. Mai 2012, verwandt, die durch Bezugnahme vollumfänglich miteinbezogen wird. Diese Anmeldung ist auch mit der Anmeldung mit der laufenden Nummer 13/913,871, eingereicht am 10. Juni 2013, verwandt, die durch Bezugnahme vollumfänglich miteinbezogen wird. Diese Anmeldung ist auch mit der Anmeldung mit der laufenden Nummer 13/913,865, eingereicht am 10. Juni 2013, verwandt, die durch Bezugnahme vollumfänglich miteinbezogen wird.
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Während der beste Modus zum Ausführen der Erfindung ausführlich beschrieben worden ist, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung verschiedene alternative Gestaltungen und Ausführungsformen zur praktischen Umsetzung der wie in den folgenden Ansprüchen definierten Erfindung.
