DE3744095A1

DE3744095A1 - Methods for the manufacture of cylinder liners

Info

Publication number: DE3744095A1
Application number: DE19873744095
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl In Ehrenschwendtner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1989-07-13

Abstract

Methods for the manufacture of cylinder liners made of steel, in particular for internal combustion engines, are proposed, the methods being notable for a low material loss. The deformation is effected by means of spinning (pressing) or stretch-spinning, starting either with a sheet bar or a short thick tube. The cylinder liners obtained require only minor finishing (see drawing). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zylinderlaufbüchsen aus Stahl, insbesondere für Verbrennungsmotoren. Solche Büchsen dienen zur Verbesserung der Laufeigenschaften der Zylinderlauffläche. Bei Abnutzung der Zylinderlaufbahn braucht nur die Laufbüchse ausgewechselt zu werden und nicht der ganze Zylinderblock.The invention relates to a method for producing Cylinder liners made of steel, especially for Internal combustion engines. Such cans are used for Improvement of the running properties of the cylinder running surface. If the cylinder race is worn, only that Liner to be replaced and not the whole Cylinder block.

Sogenannte nasse Zylinderlaufbüchsen werden vom Kühlmittel unmittelbar umströmt, während sogenannte trockene Büchsen möglichst innig an der Bohrungsinnenwand des Zylinderblocks anliegen. Die Zylinderlaufbüchsen haben gewöhnlich Längenabschnitte unterschiedlicher Wandstärke und mit Ausnahme von manchen trockenen Büchsen an einem Ende einen Bund, der den größten Außendurchmesser aufweist.So-called wet cylinder liners are removed from the coolant flows directly around, while so-called dry cans as intimately as possible on the inner wall of the bore Cylinder blocks. The cylinder liners have usually sections of different wall thickness and with the exception of some dry cans on one End a fret that has the largest outside diameter having.

Die technische Entwicklung geht bei Mehrzylindermotoren zu dünnen Stahlbüchsen, die unterkühlt eingepreßt werden können. Insbesondere bei Reihenmotoren mit hohen Zylinderzahlen dient die dünne Wandstärke auch zur Erzielung kleiner Zylinderabstände und damit kleiner Gesamtlängen. Außerdem wird die Kühlung verbessert.The technical development of multi-cylinder engines is increasing thin steel cans, which are injected supercooled can. Especially for in-line engines with high The thin wall thickness also serves for cylinder numbers Achieve small cylinder distances and thus smaller Overall lengths. Cooling is also improved.

Stahlbüchsen wurden bislang aus massivem Rohr gedreht. Je nach der Dicke des Büchsenansatzes werden 40 bis 60% des Werkstoffs zerspant.So far, steel cans have been turned from a solid tube. Each 40 to 60% of the Machining material.

Andererseits ist die Herstellung von Zylinderlaufbüchsen aus Stand- oder Schleuderguß bekannt. Die Wandstärke der Schleuderguß-Rohlinge beträgt bei trockenen Büchsen etwa 9 mm. Der Rohling muß ebenfalls auf der Drehmaschine bearbeitet werden. Die fertige Wandstärke liegt dann zwischen 2 und 2,5 mm und es werden dabei 70% des Werkstoffs zerspant.
On the other hand, the production of cylinder liners from free-standing or centrifugal casting is known. The wall thickness of the centrifugal cast blanks for dry cans is approximately 9 mm. The blank must also be machined on the lathe. The finished wall thickness is between 2 and 2.5 mm and 70% of the material is machined.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zylinderlaufbüchsen aus Stahl mit geringerem Werkstoffverlust vom Rohling zum Fertigteil herzustellen.The invention is based on the object Steel cylinder liners with less To produce material loss from the blank to the finished part.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Anwendung eines Verfahrens zur spanlosen Kaltverformung, insbesondere eines Drück- oder Streckverfahrens. Dabei liegt der Vorteil nicht nur in dem geringeren Werkstoffverlust. Es läßt sich vielmehr eine außerordentlich hohe Genauigkeit erzielen. Im wesentlichen brauchen die Zylinderlaufbüchsen nur noch gehont zu werden. Es können auch Büchsen mit sehr dünnen Wandstärken bis herunter zu 0,6 mm bis 0,8 mm hergestellt werden.This object is achieved by the Application of a process for non-cutting cold forming, especially a pressing or stretching process. Here the advantage is not only in the smaller one Loss of material. Rather, one can achieve extraordinarily high accuracy. Essentially the cylinder liners only need to be honed will. Cans with very thin walls can also be used down to 0.6 mm to 0.8 mm.

Es werden zwei Verfahrensvarianten vorgeschlagen. Nach der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Variante wird von einer kreisrunden Platine (Ronde) ausgegangen. Diese wird sodann an eine koaxial dazu angeordnete, im wesentlichen zylindrische Drückform angelegt und durch Drücken zu einem zylindrischen Hohlkörper umgeformt. Der Hohlkörper wird bis zur Erreichung der endgültigen Wandstärken durch Drücken gestreckt. Schließlich wird der Boden des Hohlkörpers entfernt.Two process variants are proposed. After characterized in claim 1 variant of a circular circuit board (round blank). This will then to a coaxially arranged, substantially cylindrical shape and created by pressing to a cylindrical hollow body formed. The hollow body will until the final wall thickness is reached Push stretched. Eventually the bottom of the Hollow body removed.

Nach der anderen, im Anspruch 2 gekennzeichneten Variante, wird von einem kurzen kreiszylindrischen Rohr ausgegangen. Dieses wird auf einen Dorn aufgesteckt und an einem Ende, insbesondere dort, wo die fertige Zylinderlaufbüchse ihren Ansatz erhalten soll, festgehalten. Sodann wird das Rohr durch Streckdrücken gelängt, wobei die Wanddicke verringert wird und die üblichen Bunde sowie Abschnitte unterschiedlicher Wanddicke ausgeformt werden. Es wird insbesondere vorgeschlagen, daß das Rohr auf dem Dorn durch einen Anschlag, zum Beispiel einen Kopf des Dorns, festgehalten wird. Dabei bewegt sich das Drückwerkzeug zum Anschlag hin, während der Werkstoff vom Anschlag weg gedrückt wird, der Werkstofffluß also in entgegengesetzter Richtung wie die Werkzeugbewegung verläuft.According to the other variant characterized in claim 2, a short circular cylindrical tube is assumed. This is put on a mandrel and at one end, especially where the finished cylinder liner has its Approach should be recorded. Then the pipe elongated by stretch pressing, the wall thickness is reduced and the usual frets as well as sections different wall thicknesses are formed. It will in particular suggested that the tube on the mandrel by a stop, for example a head of the thorn, is held. The spinning tool moves to Stop while the material is away from the stop is pressed, so the material flow in opposite Direction of how the tool moves.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigtEmbodiments of the invention are as follows explained using the drawing. In detail shows

Fig. 1 eine Platine als Ausgangswerkstück, Fig. 1 is a circuit board as a starting workpiece,

Fig. 2 die Platine nach dem Ansetzen an einen Dorn, Fig. 2 shows the board after the attachment to a mandrel,

Fig. 3 die grob zu einem Hohlkörper umgeformte Platine, Fig. 3, the roughly into a hollow body reshaped board,

Fig. 4 den Hohlkörper nach weiterem Streckdrücken, Fig. 4 shows the hollow body after further stretching press,

Fig. 5 ein dickwandiges Rohrstück als Ausgangswerkstück, Fig. 5 is a thick-walled tube piece as a starting workpiece,

Fig. 6 das Rohrstück nach anfänglicher Bearbeitung, Fig. 6 shows the piece of tube, after initial processing,

Fig. 7 eine etwa maßstäbliche fertige trockene Zylinderbüchse im Teilschnitt. Fig. 7 is an approximately full scale dry cylinder liner in partial section.

Nach dem ersten Ausführungsbeispiel wird eine Platine (1) aus QSt 52 koaxial zwischen einem Drückdorn (2) und einem Gegenhalter (3) eingeklemmt. Mit Hilfe von axial beweglichen Drückrollen (4), von denen vorzugsweise mehrere auf dem Umfang angeordnet sind, wird die Platine kalt verformt. Dabei laufen entweder die Drückrollen (4) um den Dorn (2) oder der Dorn (2) mit aufgespannter Platine (1) und Gegenhalter (3) dreht sich bezüglich der Drückrollen (4). In mehreren Verformungsdurchgängen wird das becherförmige Werkstück durch Streckdrücken gelängt, wobei die Wandstärke abnimmt. Es ist möglich, durch dieses Bearbeitungsverfahren eine Zylinderlaufbüchse mit höchster Genauigkeit auszuformen, so daß es zum Schluß nur noch erforderlich ist, den Boden (5) abzuschneiden, die Innenfläche zu honen und eventuell den Bund nachzuarbeiten. Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 5 bis 6 wird von einem dicken Rohrstück (6) ausgegangen. Dieses wird auf einen passenden Dorn (7) aufgesteckt, der einen als Anschlag wirkenden Kopf (8) aufweist. Sodann wird auch dieses Werkstück durch Streckdrücken bearbeitet, wobei sich das Drückwerkzeug (9) zum Kopf (8) hin bewegt, während der Werkstoff in die entgegengesetzte Richtung wandert, wie der zweite Pfeil anzeigt. Eine nach diesen Verfahren hergestellte trockene Zylinderlaufbüchse könnte maßstäblich, wie in Fig. 7 dargestellt, aussehen. According to the first embodiment, a circuit board ( 1 ) made of QSt 52 is clamped coaxially between a press mandrel ( 2 ) and a counter-holder ( 3 ). With the help of axially movable pressure rollers ( 4 ), of which several are preferably arranged on the circumference, the board is cold deformed. Either the pressure rollers ( 4 ) run around the mandrel ( 2 ) or the mandrel ( 2 ) with the plate ( 1 ) and the counter-holder ( 3 ) rotates with respect to the pressure rollers ( 4 ). In several deformation passes, the cup-shaped workpiece is elongated by stretching presses, the wall thickness decreasing. It is possible with this machining method to form a cylinder liner with the greatest accuracy, so that in the end it is only necessary to cut off the bottom ( 5 ), to hone the inner surface and possibly to rework the collar. According to the embodiment shown in FIGS. 5 to 6, a thick piece of pipe ( 6 ) is assumed. This is placed on a suitable mandrel ( 7 ) which has a head ( 8 ) acting as a stop. This workpiece is then also machined by stretch pressing, the pressing tool ( 9 ) moving towards the head ( 8 ) while the material is moving in the opposite direction, as the second arrow indicates. A dry cylinder liner made by these methods could look to scale as shown in FIG. 7.

Claims

1. A method for producing cylinder liners made of steel, in particular for internal combustion engines, characterized in that it is assumed that a circular plate ( 1 ) is then placed on a coaxially arranged pressing mold ( 2 ) and formed into a cylindrical hollow body by pressing and that finally the bottom ( 5 ) of the hollow body is removed.

2. A method for producing cylinder liners made of steel, in particular for internal combustion engines, characterized in that it is assumed that a short circular cylindrical tube ( 6 ) is attached to a mandrel ( 7 ), held at one end ( 8 ) and then by stretching presses is lengthened, the wall thickness being reduced.