Das Feinbearbeiten von zylindrischen Flächen, insbesondere das Feinbearbeiten von Zylinderlaufflächen von Zylinderkur- belgehäusen wird in der Regel durch Honen realisiert. Hierzu gibt es eine Vielzahl von Veröffentlichungen, wie z. B. die DE 44 32 514 A1, in der ein Verfahren beschrieben wird, durch das ein hochgenaues Endmaß einer gehonten Fläche erzielt werden kann.

Die DE 196 05 588 C2 beschreibt ein Verfahren, in dem eine Zylinderlauffläche in einem oberen und unteren Totpunkt eines Kolbens so behandelt wird, dass sie in diesen Bereichen höhe- ren Verschleißbedingungen standhält.

Der bekannte Stand der Technik beschränkt sich jedoch auf die Feinbearbeitung einer Fläche, die durchgehend das selbe Ober- flächenmaterial aufweist. Es kann jedoch vorkommen, dass die Zylinderlauffläche durch unterschiedliche Materialien darge- stellt ist. Hierbei handelt es sich um einen weicheren Be- reich, der durch das Gussmaterial des Zylinderkurbelgehäuses gebildet wird, und einen härteren Bereich, der durch eine Zy- linderlaufbuchse dargestellt ist.

In derartig gestalteten Fällen ist das Feinbearbeiten, insbe- sondere das Honen, besonders schwierig, da die angewendeten Bearbeitungsmittel, z. B. der Honstein, durch das weichere Material verschmiert und seine Schleifwirkung verliert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, zylindrische Innen- flächen, die unterschiedliche Materialien aufweisen, so fein- zubearbeiten, dass die Standzeiten der Bearbeitungsmittel deutlich verbessert werden.

Die Lösung der Erfindung besteht in einem Verfahren nach An- spruch 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, dass eine zylindrische Innenfläche, die mindes- tens einen weicheren und mindestens einen härten Bereich in axialer Richtung aufweist, zuerst vorgedreht wird. Das Vor- drehen kann hierbei gegebenenfalls mehrere Arbeitsschritte mit mehreren Drehmeißeln und Drehparametern wie Vorschubge- schwindigkeit oder Umdrehungszahlen beinhalten. Es kann auch ein sogenanntes Feindrehen umfassen.

Hierbei wird der mindestens eine weichere Bereich auf einen höheren Durchmesser vorgedreht. Anschließend erfolgt die Feinbearbeitung durch Honen. Das Honen findet im härteren Be- reich statt. Das Honen wird durch eine geeignete Steuerung auf dem Durchmesser gestoppt, auf dem der weichere Bereich vorgedreht ist. Hierdurch wird der Honstein geschont. Es er- folgt kein erhöhtes Verschmieren des Honsteins.

Unter bestimmten Qualitätsansprüchen ist es notwendig, die gesamte Fläche, den weicheren und härteren Bereich gemeinsam auf ein Endmaß zu honen. In diesem Fall wird die gesamte Flä- che fertig gehont, wobei im weicheren Bereich bevorzugt weni- ger als 10 Mm im Durchmesser, besonders bevorzugt weniger als 2 gm abgetragen wird. Üblicherweise beträgt der Abtrag durch das Honen 30 ym. Durch die Reduzierung des Abtrags im weichen Bereich der Fläche kann so die Verschmierung des Honsteins auf einem minimalen Niveau gehalten werden.

Zur weiteren Reduzierung der Verschmierung des Honsteins ist es möglich, für den weicheren und den härteren Bereich unter- schiedliche Honsteine zu verwenden. Dies kann z. B. durch ei- ne doppelaufweitbare Honahle realisiert werden.

Ein weiterer Vorteil, der sich aus dem erfindungsgemäßen Ver- fahren ergibt, besteht in Drehriefen im weicheren Bereich, die durch das Vordrehen eingebracht werden und nach dem Fer- tighonen zumindest teilweise bestehen bleiben. Derartige Drehriefen können im Betrieb einer Brennkraftmaschine als Schmierstofftaschen (Reservoirs für Schmierstoffe) oder zur Ablagerung bzw. Abfilterung von Schmutz-bzw. Abrasionsstof- fen genutzt werden.

Da es fertigungstechnisch kaum möglich ist, beim tieferen Vordrehen des weichen Bereiches genau den Übergang zwischen weichem und hartem Bereich zu treffen, ist es zweckmäßig, ei- nen geringen Übergangsbereich des harten Bereichs tiefer vor- zudrehen. Durch diese Maßnahme wird verhindert, das verse- hentlich im weicheren Bereich ein nennenswerter Materialab- trag durch Honen erfolgt.

In vielen Fällen ist nach dem Honen eine chemische Nachbe- handlung, z. B. durch Ätzen mit Natronlauge, erforderlich.

Diese erfolgt bevorzugt nur im harten Bereich, somit wird das chemische Behandlungsmittel geschont und erfährt eine längere Standzeit.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in zweckmäßiger Weise auf das Feinbearbeiten von Zylinderlaufflächen angewendet. In diesem Fall wird der härtere Bereich durch eine Zylinderlauf- buchse gebildet, die meistens aus einer hoch siliziumhaltigen Aluminiumlegierung, einer Gusseisenlegierung oder einer kera- mik-bzw. siliziumverstärkten Aluminiumlegierung besteht. Der weichere Bereich wird in diesem Fall durch das Gussmaterial des Zylinderkurbelgehäuses, z. B. durch eine Aluminiumlegie- rung AlSi9Cu3, gebildet.

Bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung werden im Fol- genden näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1, einen Ausschnitt einer zylindrischen Innenfläche mit einem härteren und einem weicheren Bereich vor der Bearbeitung mit einem Drehmeißel, Fig. 2, den Ausschnitt aus Fig. 2 nach einem Vordrehen, während eines Honens, Fig. 3, vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 1 während eines Fertighonens.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist an Hand der Figuren 1 bis 3 schematisch veranschaulicht. In Fig. 1 ist ein Ausschnitt einer zu bearbeitenden zylindrischen Innenfläche darge- stellt. Es handelt sich hierbei um die Zylinderlauffläche 2 eines Zylinderkurbelgehäuses. Die Zylinderlauffläche 2 um- fässt einen härteren Bereich 4, der durch eine Zylinderlauf- buchse 10 gebildet wird und einen weicheren Bereich 6, der durch ein Gussmaterial 12 des Zylinderkurbelgehäuses gebildet wird.

Die Zylinderlaufbuchse 10 besteht aus einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung mit ca. 25 % Siliziumanteil. Der hohe Siliziumanteil in der Zylinderlaufbuchse ist für die hö- heren Härte verantwortlich. Dies ist auf Siliziumkristallite zurückzuführen, die makroskopisch zu höheren Härtewerten füh- ren (Brinellhärte) als herkömmliche Aluminiumlegierungen. Das Kurbelgehäuse an sich ist durch die Legierung AlSi9Cu3 darge- stellt.

Zur Bearbeitung der Zylinderlauffläche 2 wird in einem ersten Arbeitsschritt nach Fig. 1 die Zylinderlauffläche 2 mit einem Drehmeißel 14 vorgedreht. Hierbei wird der weichere Bereich 6 etwa bis auf das angestrebte Endmaß 8 vorgedreht. Es besteht jedoch eine positive Toleranz, weshalb das Vordrehen nicht ü- ber das Endmaß 8 hinausgehen darf. In der Praxis wird das Vordrehen etwa 2Mm vor dem Endmaß 8 gestoppt. Dies bedeutet, dass Drehriefen 18, die durch das Vordrehen entstehen und ein Rautiefe von etwa 20 Mm bis 50 Mm aufweisen, teilweise über das Endmaß 8 hinausgehen. Das Aufmaß im härteren Bereich 4 beträgt etwa 30 ßm.

Es besteht, wie in Fig. 2 beschrieben, ein Übergangsbereich 16, in dem der härtere Bereich 4 ebenfalls wie der weichere Bereich 6 auf nahezu Endmaß 8 vorgedreht wird. Der Übergangs- bereich 16 beträgt ca. 1 mm in axialer Richtung.

Im nächsten Arbeitsschritt wird mit einer Hohnahle 15, die hier nicht näher dargestellte Honsteine enthält der Bereich 4 bis auf annähernd Endmaß gehont (Fig. 3). Anschließend wird die gesamte Zylinderlauffläche 2 mit der Honahle 15 auf End- maß 8 bearbeitet (Fertighonen). In diesem Schritt fährt die Honahle 15 auch über den weichen Bereich 6. Dies schadet den Honsteinen jedoch nicht, da der Materialabtrag vernachlässig- bar gering ist. Der Materialabtrag beträgt beim Fertighonen etwa zwischen 2 Um und 10 ym. Da im weichen Bereich 6 im We- sentlichen nur obere Ränder der Drehriefen 18 abgetragen wer- den, bedeutet dies eine zusätzliche Verringerung des Materi- alabtrags im Bereich 6.

Die Drehriefen können in vorteilhafter Weise als Kanäle zur Materialabfuhr der beim Fertighonen abgetragenen Materialpar- tikel fungieren. Beim Vordrehen ist hierbei darauf zu achten, dass die Drehriefen eine geeignete Tiefe erhalten, um die- abhängig vom Honsteinmaterial-entstanden Materialpartikel abzutransportieren. Der Abtransport erfolgt jeweils in Unter- stützung von Honöl, das aus der Honahle zwischen den Honstei- nen ausgestoßen wird. Auf diese Weise tragen die Drehriefen dazu bei, dass ein vorzeitiges Verschmieren der Honsteine verhindert wird.

Das Verschmieren der Honsteine, sowie die Qualität der gehon- ten Oberfläche ist im starken Maße von der Kombination Ober- flächenmaterial und Honsteinmaterial abhängig. Die Standzeit der Honsteine kann noch weiter verlängert werden, wenn unter- schiedliche, an die jeweilige Oberfläche angepasste Honsteine verwendet werden. Dies ist z. B. durch eine sogenannte doppe- laufweitbare Honahle realisierbar. So ist es mit einer derar- tigen Honahle möglich, an gewünschten Stellen bestimmte Honsteine radial hervorzuheben. Die übrigen Honsteine kommen somit nicht mehr mit der zu bearbeitenden Oberfläche in Be- rührung.

Für den weicheren Bereich 6 kann es vorteilhaft sein, Honsteine auf Diamantbasis zu verwenden. Andererseits werden für den härteren Bereich 4 bevorzugt Honsteine auf Silizium- karbidbasis eingesetzt. Weitere Merkmale der Honsteine sind deren Porosität (zur Aufnahme von Partikel), die Korngröße und die Korndichte.

Nach der Feinbearbeitung wird die Fläche im Bereich 4 mit Natronlauge behandelt. Hierdurch wird Aluminium an der Ober- fläche ausgelöst, wobei harte Siliziumkristallite stehen bleiben. So entstandene Vertiefungen dienen im Betrieb als Schmierstofftaschen. Da der weichere Bereich 6 nicht mit Nat- ronlauge behandelt wird, wird in der Serienproduktion die Standzeit der Natronlauge verlängert.

Der Bereich 6 weist zwar nach der Feinbearbeitung eine rauere Oberfläche auf als der Bereich 4. Bevorzugt befindet sich der Bereich 6 jedoch unterhalb eines unteren Totpunktes eines Kolbenrings und unterliegt deshalb nicht den selben Anforde- rungen bezüglich der Oberflächenbeschaffenheit wie der Be- reich 4. Die Überreste der Drehriefen dienen ebenfalls als Schmierstofftaschen, zusätzlich werden durch sie Schmutzpar- tikel herausgefiltert, die aus einem Ölraum auf die Zylinder- lauffläche gelangen.

Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren auf alle Bauteile anwendbar, die lokale Werkstoffverstärkung aufweisen und besonders hochwertige Oberflächen benötigen. Dies trifft gerade auf hochbelastete Bereiche, insbesondere auf dem Ge- biet der Brennkraftmaschinen, zu. Als Beispiele seien hierfür Reibflächen wie Zylinderlaufflächen, Lager für Kurbelwellen, Nockenwellen oder im Getriebegehäuse genannt.